WO2015004204A1 - Pneumatique comportant des epaisseurs variables des melanges caoutchouteux interieurs a l'armature de carcasse - Google Patents

Pneumatique comportant des epaisseurs variables des melanges caoutchouteux interieurs a l'armature de carcasse Download PDF

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WO2015004204A1
WO2015004204A1 PCT/EP2014/064754 EP2014064754W WO2015004204A1 WO 2015004204 A1 WO2015004204 A1 WO 2015004204A1 EP 2014064754 W EP2014064754 W EP 2014064754W WO 2015004204 A1 WO2015004204 A1 WO 2015004204A1
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layer
reinforcing elements
tire
carcass reinforcement
reinforcement
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PCT/EP2014/064754
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Benoît FOUCHER
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Compagnie Generale Des Etablissements Michelin
Michelin Recherche Et Technique S.A.
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    • B60C2200/00—Tyres specially adapted for particular applications
    • B60C2200/06—Tyres specially adapted for particular applications for heavy duty vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a tire, radial carcass reinforcement and more particularly a tire for fitting vehicles carrying heavy loads, such as, for example trucks, tractors, trailers or road buses.
  • the carcass reinforcement is anchored on both sides in the bead zone and is radially surmounted by a crown reinforcement consisting of at least two layers, superimposed and formed of son or parallel cables in each layer and crossed from one layer to the next in making with the circumferential direction angles between 10 ° and 45 °.
  • Said working layers, forming the working armature can still be covered with at least one so-called protective layer and formed of advantageously metallic and extensible reinforcing elements, called elastic elements.
  • It may also comprise a layer of low extensibility wires or metal cables forming with the circumferential direction an angle of between 45 ° and 90 °, this so-called triangulation layer being radially located between the carcass reinforcement and the first layer of so-called working top, formed of parallel wires or cables having angles at most equal to 45 ° in absolute value.
  • the triangulation layer forms with at least said working layer a triangulated reinforcement, which, under the various constraints it undergoes, has few deformations, the essential role of the triangulation layer being to take up the transverse compression forces of which the object all the reinforcing elements in the area of the crown of the tire.
  • Cables are said to be inextensible when said cables have under a tensile force equal to 10% of the breaking force a relative elongation at most equal to 0.2%.
  • Circumferential reinforcing elements are reinforcing elements which make angles with the circumferential direction in the range + 2.5 °, -2.5 ° around 0 °.
  • the circumferential direction of the tire is the direction corresponding to the periphery of the tire and defined by the rolling direction of the tire.
  • the transverse or axial direction of the tire is parallel to the axis of rotation of the tire.
  • the radial direction is a direction intersecting the axis of rotation of the tire and perpendicular thereto.
  • the axis of rotation of the tire is the axis around which it rotates in normal use.
  • a radial or meridian plane is a plane which contains the axis of rotation of the tire.
  • the circumferential mid-plane, or equatorial plane is a plane perpendicular to the axis of rotation of the tire and which divides the tire into two halves.
  • the measurements of force at break (maximum load in N), tensile strength (in MPa) and elongation at break (total elongation in%) are performed in tension according to ISO 6892 of 1984.
  • an axially continuous sheet formed of non-extensible metal cables forming an angle of at least 60 ° with the circumferential direction, and whose axial width is at least equal to the axial width the shortest working crown ply, and secondly between the two working crown plies an additional ply formed of metal elements, oriented substantially parallel to the circumferential direction.
  • the French application WO 99/24269 proposes, on either side of the equatorial plane and in the immediate axial extension of the additional ply of reinforcing elements substantially parallel to the circumferential direction, to couple, over a certain axial distance, the two working crown plies formed of reinforcing elements crossed from one ply to the next ply and then decoupling them by rubber mixing profiles at least over the remainder of the width common to the two tablecloths.
  • the layer of circumferential reinforcing elements is usually constituted by at least one wire rope wound to form a turn whose laying angle relative to the circumferential direction is less than 8 °.
  • the cables initially manufactured are coated with a rubbery mixture before being put in place.
  • WO 05/113258 proposes a working crown layer radially closest to the carcass reinforcement whose ends are folded to cover the edges of another layer of the crown reinforcement. Such an embodiment also makes it possible to eliminate at least a portion of the ends of the layers which may be at the origin of the previously described cracking primers.
  • An object of the invention is to provide tires for vehicles "Heavy-Duty", whose endurance performance and wear are retained or improved for road use whatever the conditions of use .
  • a radial carcass reinforcement tire comprising a crown reinforcement formed of at least two working crown layers of reinforcement elements, crossed from one layer to the other by making with the circumferential direction angles between 10 ° and 45 °, itself capped radially of a tread, said tread being joined to two beads via two sidewalls, the axial ends of the working layer of reinforcing elements radially closest to the carcass reinforcement being turned over to cover the axial ends of at least one other crown layer, the reinforcement elements of the carcass reinforcement having a diameter less than 1 mm and being composed of wires of diameter strictly greater than 0.16 mm and, in a radial plane, the ratio between the thicknesses of rubbery mixture between the inner surface re of the tire cavity and the point of a metal reinforcing element of the armature of carcass nearest the said inner surface of the cavity, the two parts of the tire profile, centered on the respective orthogonal projections, on the inner surface of the tire cavity, the axially outermost points of the top
  • the reinforcement elements of the carcass reinforcement are composed of wires of diameter less than 0.20 mm.
  • the thickness of rubber mixture between the inner surface of the tire cavity and the point of a reinforcing element closest to said surface is equal to the length of the orthogonal projection of the end of the d-point. a reinforcing element closest to said surface on the inner surface of the tire cavity.
  • the thickness measurements of rubber mix are performed on a cross section of a tire, the tire is therefore in a non-inflated state.
  • the tires according to the invention actually have improved performance in terms of endurance, in particular with regard to the evolution of the polymeric masses surrounding the ends of the crown reinforcement, in particular because of the reversal of the axial ends of the working layer of reinforcing elements radially closest to the carcass reinforcement covering the axial ends of at least one other crown layer.
  • the inventors have demonstrated that the turning zone of the axial ends of the reinforcing element working layer radially closest to the carcass reinforcement leads to an increase in the circumferential stiffness such that it maintains a regular wear especially during overloading.
  • Reinforcing elements of the carcass reinforcement having a diameter of less than 1 mm, said reinforcing elements being composed of threads of diameter strictly greater than 0.16 mm and preferably less than or equal to 0.20 mm, associated, in accordance with the invention , to variations in thickness of the wall forming the tire cavity, seem to allow the tire to withstand the cyclic stresses generated due to the presence of the reversal of the ends of a working layer, without seeing any sign of fatigue of said reinforcement elements of the carcass reinforcement, including during overloading.
  • the two parts of the profile of the tire, facing the folding zones of the working layer radially closest to the carcass reinforcement have extra thicknesses of rubbery mixture between the inner surface of the tire. tire cavity and the point of a metal reinforcing element of the carcass reinforcement closest to said inner surface of the cavity.
  • a first method consists in producing the layer of rubber mix forming the wall of the tire cavity with the desired profile to form these extra thicknesses. This mixture usually forming the sealing layer of the tire, the areas of extra thickness are all better a barrier to the passage of the inflation air.
  • Another method is to achieve these areas of extra thickness by adding layers of rubber compounds additional locally; it is then possible to choose a material similar to that forming the wall of the tire cavity to contribute certainly to the sealing function or a material whose properties are different and in particular greater rigidity to increase the rigidity of these areas.
  • the thicknesses of rubber mixture between the inner surface of the tire cavity and the point of a metal reinforcing element of the carcass reinforcement closest to the said inner surface of the cavity of said two parts of the tire profile, centered on the respective orthogonal projections of the axially outermost points of the working crown layer radially closest to the carcass reinforcement are greater than 3.5 mm and of more preferably greater than 4 mm.
  • the meridian lengths of said parts of the tire profile, the thicknesses of rubber mixture between the inner surface of the tire cavity and the point of a metal reinforcing element of the carcass reinforcement the closer to the said inner surface of the cavity are larger are between 10 and 40 mm.
  • the reinforcing elements of at least one layer of the carcass reinforcement are metal cables having a flow rate of less than 20 cmVmn in the so-called permeability test.
  • the so-called permeability test makes it possible to determine the longitudinal permeability to air of the cables tested, by measuring the volume of air passing through a specimen under constant pressure for a given time.
  • the principle of such a test is to demonstrate the effectiveness of the treatment of a cable to make it impermeable to air; it has been described for example in ASTM D2692-98.
  • the test is performed on cables extracted directly, by shelling, vulcanized rubber sheets that they reinforce, so penetrated by the cooked rubber.
  • the test is performed on 2 cm of cable length, so coated by its surrounding rubber composition (or coating gum) in the cooked state, in the following manner: it sends air to the cable inlet, under a pressure of 1 bar, and the volume of air at the outlet is measured using a flow meter (calibrated for example from 0 to 500 cm 3 / min).
  • a flow meter calibrated for example from 0 to 500 cm 3 / min.
  • the cable sample is locked in a compressed seal (eg a dense foam or rubber seal) in such a way that only the amount of air passing through the cable from one end to the other, along its longitudinal axis, is taken into account by the measure; the tightness of the seal itself is checked beforehand with the aid of a solid rubber specimen, that is to say without cable.
  • a compressed seal eg a dense foam or rubber seal
  • the average air flow measured (average of 10 test pieces) is even lower than the longitudinal imperviousness of the cable is high.
  • the measured values less than or equal to 0.2 cm 3 / min are considered as zero; they correspond to a cable that can be described as airtight (totally airtight) along its axis (ie, in its longitudinal direction).
  • This permeability test is also a simple means for indirect measurement of the penetration rate of the cable by a rubber composition. The measured flow rate is even lower than the penetration rate of the cable by the rubber is high.
  • Cables having a flow rate of less than 20 cm3 / min in the so-called permeability test have a penetration rate greater than 66%.
  • the penetration rate of a cable can still be estimated according to the method described below.
  • the method consists first of all in eliminating the outer layer on a sample having a length of between 2 and 4 cm, and then measuring in a longitudinal direction and along a given axis the sum of the lengths of rubber mix reported over the length of the sample. These measurements of rubber mix lengths exclude non-penetrated spaces on this longitudinal axis. These measurements are repeated on three longitudinal axes distributed over the periphery of the sample and repeated over five cable samples.
  • the first removal step is repeated with the newly outer layer and length measurements of rubber mix along longitudinal axes.
  • the carcass reinforcement cables which are subjected to fatigue phenomena may have better resistance to these phenomena of wear and fatigue due to their penetration rate by rubber compounds and thus contribute to improving the endurance of the tire used especially in extreme conditions.
  • the metal reinforcing elements of at least one layer of the carcass reinforcement are cables with at least two layers, at least one inner layer being sheathed with a layer constituted by a polymeric composition such as a non-crosslinkable, crosslinkable or crosslinkable rubber composition, preferably based on at least one diene elastomer.
  • so-called "layered cords” or “multilayer” cables are cables consisting of a central core and one or more layers of strands or substantially concentric son disposed around this central core.
  • the cables of the carcass reinforcement have, in the so-called permeability test, a flow rate of less than 10 cm / min and more preferably less than 2 cm / min.
  • cables having at least two layers, at least one inner layer being sheathed with a layer consisting of a polymer composition have a flow rate of less than 20 cm3 / min in the so-called permeability test. and advantageously less than 2 cm3 / min.
  • composition based on at least one diene elastomer is understood in known manner that the composition comprises predominantly (i.e. in a mass fraction greater than 50%) this or these diene elastomers.
  • the sheath according to the invention extends continuously around the layer it covers (that is to say that this sheath is continuous in the "orthoradial" direction of the cable which is perpendicular to its radius), so as to form a continuous sleeve of cross section which is preferably substantially circular.
  • the rubber composition of this sheath may be crosslinkable or crosslinked, that is to say that it comprises by definition a crosslinking system adapted to allow the crosslinking of the composition during its baking ( ie, its hardening and not its fusion); thus, this rubber composition can be described as infusible, since it can not be melted by heating at any temperature.
  • iene elastomer or rubber in known manner an elastomer derived at least in part (ie a homopolymer or a copolymer) of monomers dienes (monomers bearing two carbon-carbon double bonds, conjugated or not).
  • the crosslinking system of the rubber sheath is a so-called vulcanization system, that is to say based on sulfur (or a sulfur donor agent) and a primary accelerator of vulcanization.
  • sulfur or a sulfur donor agent
  • a primary accelerator of vulcanization To this basic vulcanization system may be added various known secondary accelerators or vulcanization activators.
  • the rubber composition of the sheath according to the invention may comprise, in addition to said crosslinking system, all the usual ingredients that can be used in tire rubber compositions, such as reinforcing fillers based on carbon black and / or a reinforcing inorganic filler such as silica, anti-aging agents, for example antioxidants, extension oils, plasticizers or agents facilitating the use of the compositions in the raw state, acceptors and donors of methylene, resins, bismaleimides, known adhesion promoter systems of the "RFS" type (resorcinol-formaldehyde-silica) or metal salts, especially cobalt salts.
  • the composition of this sheath is chosen identical to the composition used for the rubber matrix that the cables according to the invention are intended to reinforce. Thus, there is no problem of possible incompatibility between the respective materials of the sheath and the rubber matrix.
  • the metal reinforcing elements of at least one layer of the carcass reinforcement are metal cables with building layers [L + M] or [L + M + N] that can be used.
  • reinforcing element of a tire carcass reinforcement comprising a first layer C1 to L son of diameter di with L ranging from 1 to 4, surrounded by at least one intermediate layer C2 to M son of diameter d 2 wound together helically in a pitch p 2 with M ranging from 3 to 12, said layer C2 possibly being surrounded by an outer layer C3 of N son of diameter d 3 wound together helically in a pitch p 3 with N ranging from 8 to 20 , a sheath consisting of a non-crosslinkable, crosslinkable or crosslinked rubber composition based on at least one diene elastomer, covering, in the [L + M] construction, said first layer C1 and, in the construction [L + M + N], at least said C2 layer.
  • the pitch of the winding helix of said son of the outer layer (C3) is between 8 and 25 mm.
  • the pitch of the helix represents the length, measured parallel to the axis of the cable, at the end of which a wire having this pitch performs a complete revolution around the axis of the cable; thus, if the axis is divided by two planes perpendicular to said axis and separated by a length equal to the pitch of a wire of a constituent layer of the cable, the axis of this wire has in these two planes the same position on the two circles corresponding to the layer of the wire considered.
  • the cable has one, and even more preferably all of the following characteristics which is verified (e):
  • the layer C3 is a saturated layer, that is to say that there is not enough space in this layer to add at least one (N + 1) th wire of diameter d 3 , N representing then the maximum number of wires rollable in one layer around the layer C2;
  • the rubber sheath also covers the inner layer C1 and / or separates the adjacent two-to-two wires from the intermediate layer C2;
  • the rubber sheath substantially covers the radially inner half-circumference of each wire of the layer C3, so that it separates the adjacent two-to-two wires of this layer C3.
  • the rubber sheath has an average thickness ranging from 0.010 mm to 0.040 mm.
  • the invention can be implemented to form the cables of the carcass reinforcement described above, with any type of metal son, in particular steel, for example steel son carbon and / or stainless steel wire.
  • metal son in particular steel, for example steel son carbon and / or stainless steel wire.
  • Carbon steel is preferably used, but it is of course possible to use other steels or other alloys.
  • carbon steel When a carbon steel is used, its carbon content (% by weight of steel) is preferably between 0.1% and 1.2%, more preferably from 0.4% to 1.0%. % these grades represent a good compromise between the mechanical properties required for the tire and the feasibility of the wire. It should be noted that a carbon content of between 0.5% and 0.6% makes such steels ultimately less expensive because they are easier to draw.
  • Another advantageous embodiment of the invention may also consist, according to the targeted applications, to use low carbon steels, for example between 0.2% and 0.5%, due in particular to lower cost and greater ease of drawing.
  • the cable according to the invention may be obtained according to various techniques known to those skilled in the art, for example in two stages, firstly by sheathing via an extrusion head of the core or intermediate structure L + M (C1 + C2 layers), followed step in a second step of a final wiring operation or twisting of the remaining N son (layer C3) around the layer C2 and sheathed.
  • the problem of stickiness in the green state posed by the rubber sheath, during any intermediate operations of winding and uncoiling can be solved in a manner known to those skilled in the art, for example by the use of a spacer film. plastic material.
  • Such cables of at least one carcass reinforcement layer are for example selected from the cables described in patent applications WO 2005/071157, WO 2010/012411, WO 2010/054790 and WO 2010/054791.
  • the reinforcing elements of at least said working crown layer radially closest to the carcass reinforcement are elastic metal cables.
  • Such cables allow easier industrialization of the reversal phase of the ends of said working crown layer radially closest to the carcass reinforcement.
  • a second embodiment of the invention provides that the reinforcing elements of at least said working crown layer radially closest to the carcass reinforcement have a diameter of less than 1.1 mm. said reinforcing elements being themselves composed of wires of diameter less than 0.3 mm.
  • the reinforcing elements of the working layer radially closest to the carcass reinforcement are inextensible reinforcing elements. More preferably, it is about metal cables.
  • said reinforcement elements of at least said working crown layer radially closest to the carcass reinforcement satisfy the following relation: ex sin 2 (ai ) ⁇ 0.28 x sin 2 (25 °) where, i, the angle formed between the reinforcing elements of the working layer radially closest to the carcass reinforcement and the circumferential direction at the equatorial plane,
  • the crown reinforcement comprises at least one layer of circumferential reinforcing elements, advantageously between said at least two working crown layers.
  • the reinforcing elements of at least one layer of circumferential reinforcing elements are metal reinforcing elements having a secant modulus at 0.7% elongation between 10 and 120 GPa and a maximum tangent modulus less than 150 GPa.
  • the secant modulus of the reinforcing elements at 0.7% elongation is less than 100 GPa and greater than 20 GPa, preferably between 30 and 90 GPa and more preferably less than 80 GPa. .
  • the maximum tangent modulus of the reinforcing elements is less than 130 GPa and more preferably less than 120 GPa.
  • the reinforcing elements of at least one layer of circumferential reinforcing elements are metal reinforcing elements having a tensile stress curve as a function of the relative elongation having slight slopes to the low elongations and a substantially constant and strong slope for the higher elongations.
  • Such reinforcing elements of the layer of circumferential reinforcing elements are usually referred to as "bi-module" elements.
  • the substantially constant and strong slope appears from a relative elongation of between 0.4% and 0.7%.
  • the various characteristics of the reinforcing elements mentioned above are measured on reinforcing elements taken from tires.
  • Reinforcement elements more particularly adapted to the production of at least one layer of circumferential reinforcing elements according to the invention are, for example, assemblies of construction 3x (0.26 + 6x0.23) 5.0 / 7.5 SS.
  • Such a cable has a secant module at 0.7% equal to 45 GPa and a maximum tangent modulus equal to 100 GPa, measured on a tensile stress versus elongation curve, the tensile stress corresponding to the measured tension, with a pre-tension of 5N, brought back to the metal section of the reinforcing element, 0.98 mm 2 in the case of the example.
  • the circumferential reinforcing elements may be formed of metal elements and cut so as to form sections of length much shorter than the circumference of the least long layer, but preferentially greater than 0.1 times said circumference, the cuts between sections being axially offset with respect to each other. More preferably, the tensile modulus of elasticity per unit width of the layer of circumferential reinforcing elements is smaller than the tensile modulus of elasticity, measured under the same conditions, of the working crown layer. more extensible.
  • Such an embodiment makes it possible to confer, in a simple manner, on the layer of circumferential reinforcement elements a module which can easily be adjusted (by the choice of intervals between sections of the same row), but in all cases weaker. that the module of the layer consisting of the same metallic elements but continuous, the modulus of the layer of circumferential reinforcing elements being measured on a vulcanized layer of cut elements, taken from the tire.
  • the circumferential reinforcing elements are corrugated metal elements, the ratio a / ⁇ of the waviness amplitude over the wavelength being at most equal to 0, 09.
  • the tensile modulus of elasticity per unit width of the layer of circumferential reinforcing elements is less than the tensile modulus of elasticity, measured under the same conditions, of the most extensible.
  • the crown reinforcement of the tire according to the invention comprises between said at least two working crown layers at least one layer of circumferential reinforcing elements and according to the embodiment according to which the reinforcing elements of at least said working crown layer radially closest to the carcass reinforcement has a diameter of less than 1.1 mm, said reinforcing elements themselves being composed of threads with a diameter of less than 0.3 mm, said reinforcing elements satisfying the following relation:
  • the average angle ⁇ corresponds to the average of the absolute values of the angles (3 ⁇ 4 formed between the reinforcing elements of the at least two working crown layers and the circumferential direction in the equatorial plane.
  • the angles (3 ⁇ 4 are measured on an unmounted tire.
  • the pitch in a portion of the reinforcing element layer is the distance between two consecutive reinforcing elements. It is measured between the longitudinal axes of said reinforcing elements in a direction perpendicular to at least one of said longitudinal axes. Paces Pi of said at least two working crown layers are measured on an unmounted tire.
  • the internal diameter 0 is measured on a tire mounted and inflated to the nominal inflation pressure Pg.
  • the diameter d of the reinforcing elements of said at least two working layers is measured on reinforcement elements extracted from the tire and previously released from any external polymer residue.
  • the average angle formed by the reinforcing elements of said at least two working layers with the circumferential direction is greater than 20 °.
  • Such angle values make it possible to limit the shear stresses within the polymer mixtures, especially at the ends of the said at least two working layers, and therefore to reduce the heat dissipations during the rolling of the tires.
  • the tires according to the invention thus have a lower rolling resistance and a reduced shoulder temperature which contributes to performance in terms of endurance.
  • the axial ends of the reinforcing element layer radially closest to the carcass reinforcement cover the axial ends of the radially most working crown layer. outside. According to this preferred embodiment of the invention, whatever the number of working layers, no end of said layers is left free.
  • An advantageous embodiment of the invention provides, when a layer of circumferential reinforcing elements is present, that the axial ends of the reinforcing element layer radially closest to the carcass reinforcement are axially internal. at the axial ends of the layer of circumferential reinforcing elements.
  • the returned ends of the reinforcement element layer radially closest to the carcass reinforcement radially cover the ends of the layer of circumferential reinforcing elements for better endurance of the reinforcement element. crown reinforcement and in particular of said layer of circumferential reinforcing elements.
  • a preferred embodiment of the invention further provides that the crown reinforcement is completed radially on the outside by at least one additional layer, called protective layer, of so-called elastic reinforcing elements, oriented with respect to the direction circumferential with an angle between 10 ° and 45 ° and in the same direction as the angle formed by the elements of the working layer which is radially adjacent thereto.
  • the protective layer caps the turned ends of the radially inner working layer, especially when these are radially external to the radially outermost working layer. .
  • the protective layer is positioned axially between the turned ends of the radially inner working layer, and advantageously its axial ends are contiguous, or axially juxtaposed, with the returned ends of the radially inner working layer, especially when these are radially external to the radially outermost working layer.
  • the returned ends of the radially inner working layer are radially external to the protective layer, and preferably cover the ends of said protective layer.
  • the crown reinforcement can still be completed, radially on the inside. between the carcass reinforcement and the radially inner working layer closest to said carcass reinforcement, by a triangulation layer of steel metal reinforcing elements making, with the circumferential direction, an angle greater than 50 ° and of same direction as that of the angle formed by the reinforcing elements of the radially closest layer of the carcass reinforcement.
  • FIGS. 1 to 3 represent: FIG. 1, a meridian view of a diagram of FIG. 2, an enlarged partial view of a part of the diagram of FIG. 1, FIG. 3, an enlarged partial view of another part of the diagram of FIG. 1.
  • the tire 1, of dimension 315/70 R 22.5 has an aspect ratio H / S equal to 0.70, H being the height of the tire 1 on its mounting rim and S its width. axial axis.
  • Said tire 1 comprises a radial carcass reinforcement 2 anchored in two beads, not shown in the figure.
  • the carcass reinforcement is formed of a single layer of metal cables.
  • This carcass reinforcement 2 is fretted by a crown reinforcement 4, formed radially from the inside to the outside: of a first working layer 41 formed of steel cables of "bi-module" type, of construction 3 ⁇ (0.26 + 6x0.23) 5 / 7.5 SS, forming with the circumferential direction at the equatorial plane an angle equal to 25 °.
  • the crown reinforcement is itself capped with a tread 5.
  • the reinforcing elements of the working layer 41 radially closest to the carcass reinforcement are elastic cables of bi-module type making it possible to fold the ends. of the working layer 41 without risk of altering said cables during the manufacture of the tire.
  • such cables promote performance in terms of endurance when using the tire.
  • the first working layer 41 may be formed of metal cables of construction 1x0.20 + 6x0.18 + 12x0.18 10/10 ZZ, forming with the circumferential direction at the level of from the equatorial plane an angle equal to 25 °.
  • the cables of the working layer 41 are assemblies having a diameter of 0.95 mm d.
  • the breaking force Fr of the cables of the working layer 41 is equal to 125 daN.
  • the distribution pitch P of the cables of the working layer 4 is equal to 1.6 mm.
  • the average angle formed between the reinforcing elements of the layers 41 and 43 and the circumferential direction is equal to 25 °.
  • the inflation pressure Pg of the tire is equal to 0.072 daN / mm 2 .
  • the internal diameter 0 of the tire measured in the equatorial plane is equal to 954 mm.
  • the cables of the working layer 41 of this embodiment of the invention can fold the ends of the working layer 41 without the risk of altering said cables during the manufacture of the tire. Similarly, such cables promote performance in terms of endurance when using the tire.
  • the layer 42 of circumferential reinforcement elements which contributes to the endurance performance also contributes to the improvement, in particular, of the wear resistance of the tire, in association with the overturning of the working layer 41, the makes the increase of rigidities. It further improves the stability of the crown of the tire during inflation.
  • the reversals of the working layer 41 covers the ends of said layer 42 of circumferential reinforcing elements and thus improves the endurance of the circumferential reinforcement elements, particularly because of the participation of the parts returned from the working layer 41 the rigidity of the reinforcement, in particular in the axially extreme portions of the layer 42.
  • the covering width is advantageously greater than four times the pitch of the circumferential reinforcement elements of the layer 42.
  • the working layer 41 is turned over and its ends 6 are arranged radially outside the working layer 43 and radially adjacent thereto.
  • the protective layer 44 is axially interposed between the ends 6 of the reversals of the working layer 41.
  • the reinforcing elements are metal cables of construction 1x0.20 + 6x0.18 + 12x0.18 10/10 ZZ.
  • Such cables have a diameter equal to 0.95 mm.
  • the parts of the profile of the tire, facing the turning zones of the working layer radially closest to the frame of carcass have oversize rubber compound between the inner surface of the tire cavity and the carcass reinforcement.
  • Figure 2 illustrates an enlargement of an area of Figure 1 with no extra thickness and indicates in particular the thickness E of rubber mix between the inner surface 10 of the cavity 8 of the tire and the point 12 of a reinforcing element 11 closest to said surface 10.
  • This thickness E corresponds to a zone of the tire whose thickness of rubber compound is the lowest.
  • This thickness E is equal to the length of the orthogonal projection of the point 12 of a reinforcing element 11 closest to said surface 10 on the surface 10.
  • This thickness E is the sum of the thicknesses of the different rubber mixes set up between said reinforcing element 11 of the carcass reinforcement 2; it is on the one hand the thickness of the radially inner calender layer 13 of the carcass reinforcement and, on the other hand, the thickness of the rubber compound (s) 14 forming the inner wall of the tire 1.
  • the thickness measurements are made on a cross section of the tire, which is therefore not mounted and not inflated.
  • the measured value of E is equal to 3.6 mm.
  • FIG. 3 illustrates an area of FIG. 1 having an excess thickness 15 and in particular indicates the thickness D of rubber compound between the inner surface 10 of the tire cavity 8 and the point 17 of a reinforcing element 11. closer to said surface 10 at the extra thickness 15.
  • This thickness D is equal to the length of the orthogonal projection of the point 17 of a reinforcing element 11 closest to said surface 10 on the surface 10 instead of the greater thickness at the extra thickness 15.
  • This thickness D is the sum of the thicknesses of the different rubber mixes placed between said reinforcement element 11 of the carcass reinforcement 2; it is on the one hand the thickness of the radially inner calender layer 13 of the carcass reinforcement and, on the other hand, the thickness of the rubber compound (s) 14 forming the inner wall of the tire 1.
  • the thickness D at the level of the portion 15 is equal to 4.3 mm and therefore greater than 4 mm.
  • the ratio of thicknesses D on E is equal to 1.20 and therefore greater than 1.15.
  • the length L corresponding to the meridian length of the excess thickness 15 is equal to 20 mm and therefore between 10 and 40 mm.
  • the test consists of a rolling test on a steering wheel, the tire following a course in a straight line.
  • the load and pressure conditions are the same for the tire according to the invention and the reference tire.
  • the tire according to the invention has traveled a mileage substantially greater than that traveled by the reference tire.
  • the reference tire has demonstrated that the alteration undergone is at the level of the carcass reinforcement, in the zone corresponding to the cyclic stresses mentioned above opposite the axially outer end of the folded parts. of the working layer radially closest to the carcass reinforcement.

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Abstract

Pneumatique comprenant une armature de sommet formée d'au moins deux couches de sommet de travail d'éléments de renforcement. Les extrémités axiales de la couche de travail radialement la plus à l'intérieur sont retournées pour couvrir les extrémités axiales d'au moins une autre couche de sommet, les éléments de renforcement de l'armature de carcasse présentant un diamètre inférieur à 1 mm et étant composés de fils de diamètre strictement supérieur à 0.16 mm et, dans un plan radial, le rapport entre les épaisseurs de mélange caoutchouteux entre la surface intérieure de la cavité du pneumatique et le point d'un élément de renforcement métallique de l'armature de carcasse le plus proche de la dite surface intérieure de la cavité, des deux parties du profil du pneumatique, centrées sur les projections orthogonales respectives des points axialement les plus extérieurs de l'armature de sommet, et des parties du profil du pneumatique présentant les épaisseurs les plus faibles étant supérieur à 1.15.

Description

PNEUMATIQUE COMPORTANT DES EPAISSEURS VARIABLES DES MELANGES CAOUTCHOUTEUX INTERIEURS A L'ARMATURE DE CARCASSE
[0001] La présente invention concerne un pneumatique, à armature de carcasse radiale et plus particulièrement un pneumatique destiné à équiper des véhicules portant de lourdes charges, tels que, par exemple les camions, tracteurs, remorques ou bus routiers.
[0002] D'une manière générale dans les pneumatiques de type poids-lourds, l'armature de carcasse est ancrée de part et d'autre dans la zone du bourrelet et est surmontée radialement par une armature de sommet constituée d'au moins deux couches, superposées et formées de fils ou câbles parallèles dans chaque couche et croisés d'une couche à la suivante en faisant avec la direction circonférentielle des angles compris entre 10° et 45°. Lesdites couches de travail, formant l'armature de travail, peuvent encore être recouvertes d'au moins une couche dite de protection et formée d'éléments de renforcement avantageusement métalliques et extensibles, dits élastiques. Elle peut également comprendre une couche de fils ou câbles métalliques à faible extensibilité faisant avec la direction circonférentielle un angle compris entre 45° et 90°, cette couche, dite de triangulation, étant radialement située entre l'armature de carcasse et la première couche de sommet dite de travail, formées de fils ou câbles parallèles présentant des angles au plus égaux à 45° en valeur absolue. La couche de triangulation forme avec au moins ladite couche de travail une armature triangulée, qui présente, sous les différentes contraintes qu'elle subit, peu de déformations, la couche de triangulation ayant pour rôle essentiel de reprendre les efforts de compression transversale dont est l'objet l'ensemble des éléments de renforcement dans la zone du sommet du pneumatique.
[0003] Des câbles sont dits inextensibles lorsque lesdits câbles présentent sous une force de traction égale à 10% de la force de rupture un allongement relatif au plus égal à 0,2%.
[0004] Des câbles sont dits élastiques lorsque lesdits câbles présentent sous une force de traction égale à la charge de rupture un allongement relatif au moins égal à 3% avec un module tangent maximum inférieur à 150 GPa. [0005] Des éléments de renforcement circonférentiels sont des éléments de renforcement qui font avec la direction circonférentielle des angles compris dans l'intervalle + 2,5°, - 2,5° autour de 0°.
[0006] La direction circonférentielle du pneumatique, ou direction longitudinale, est la direction correspondant à la périphérie du pneumatique et définie par la direction de roulement du pneumatique.
[0007] La direction transversale ou axiale du pneumatique est parallèle à l'axe de rotation du pneumatique.
[0008] La direction radiale est une direction coupant l'axe de rotation du pneumatique et perpendiculaire à celui-ci.
[0009] L'axe de rotation du pneumatique est l'axe autour duquel il tourne en utilisation normale.
[0010] Un plan radial ou méridien est un plan qui contient l'axe de rotation du pneumatique. [0011] Le plan médian circonférentiel, ou plan équatorial, est un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du pneu et qui divise le pneumatique en deux moitiés.
[0012] En ce qui concerne les fils ou câbles métalliques, les mesures de force à la rupture (charge maximale en N), de résistance à la rupture (en MPa) et d'allongement à la rupture (allongement total en %) sont effectuées en traction selon la norme ISO 6892 de 1984.
[0013] Certains pneumatiques actuels, dits "routiers", sont destinés à rouler à des vitesses moyennes élevées et sur des trajets de plus en plus longs, du fait de l'amélioration du réseau routier et de la croissance du réseau autoroutier dans le monde. L'ensemble des conditions, sous lesquelles un tel pneumatique est appelé à rouler, permet sans aucun doute un accroissement du nombre de kilomètres parcourus, l'usure du pneumatique étant moindre. Cette augmentation de la durée de vie en termes kilométriques, conjuguée au fait que de telles conditions d'usage sont susceptibles de se traduire, sous forte charge, par des températures sommet relativement élevées, nécessite une augmentation au moins proportionnelle du potentiel d'endurance de l'armature sommet des pneumatiques.
[0014] Il existe en effet des contraintes au niveau de l'armature de sommet et plus particulièrement des contraintes de cisaillement entre les couches de sommet qui, dans le cas d'une trop forte élévation de la température de fonctionnement au niveau des extrémités de la couche de sommet axialement la plus courte, ont pour conséquence l'apparition et la propagation de fissures dans la gomme au niveau desdites extrémités. Le même problème existe dans le cas de bords de deux couches d'éléments de renforcement, ladite autre couche n'étant pas obligatoirement radialement adjacente à la première. [0015] Dans le but d'améliorer l'endurance de l'armature sommet des pneumatiques, la demande française FR 2 728 510 propose de disposer, d'une part entre l'armature de carcasse et la nappe de travail d'armature de sommet, radialement la plus proche de l'axe de rotation, une nappe axialement continue, formée de câbles métalliques inextensibles faisant avec la direction circonférentielle un angle au moins égal à 60°, et dont la largeur axiale est au moins égale à la largeur axiale de la nappe de sommet de travail la plus courte, et d'autre part entre les deux nappes de sommet de travail une nappe additionnelle formée d'éléments métalliques, orientés sensiblement parallèlement à la direction circonférentielle.
[0016] En complément, la demande française WO 99/24269 propose notamment, de part et d'autre du plan équatorial et dans le prolongement axial immédiat de la nappe additionnelle d'éléments de renforcement sensiblement parallèles à la direction circonférentielle, de coupler, sur une certaine distance axiale, les deux nappes de sommet de travail formées d'éléments de renforcement croisés d'une nappe à la suivante pour ensuite les découpler par des profilés de mélange de caoutchouc au moins sur le restant de la largeur commune aux dites deux nappes de travail. [0017] La couche d'éléments de renforcement circonférentiels est usuellement constituée par au moins un câble métallique enroulé pour former une spire dont l'angle de pose par rapport à la direction circonférentielle est inférieur à 8°. Les câbles initialement fabriqués sont enduits d'un mélange caoutchouteux avant d'être mis en place. Ce mélange caoutchouteux vient ensuite pénétrer le câble sous l'effet de la pression et de la température lors de la cuisson du pneumatique. [0018] Les résultats ainsi obtenus en termes d'endurance et d'usure lors de roulages prolongés sur routes à grande vitesse sont le plus souvent satisfaisants. Toutefois, il apparaît que dans certaines conditions de roulage, notamment dans le cas de surcharge, certains pneumatiques présentent parfois une usure plus prononcée sur une partie de leur bande de roulement.
[0019] Le document WO 05/113258 propose une couche de sommet de travail radialement la plus proche de l'armature de carcasse dont les extrémités sont repliés pour venir couvrir les bords d'une autre couche de l'armature de sommet. Une telle réalisation permet encore d'éliminer au moins une partie des extrémités des couches qui peuvent être à l'origine des amorces de fissurations précédemment décrites.
[0020] Les résultats obtenus avec ce type de réalisation sont également le plus souvent satisfaisants en termes d'endurance et d'usure lors de roulages prolongés sur routes à grande vitesse. Toutefois, il apparaît que dans certaines conditions de roulage, notamment dans le cas de surcharges, certains pneumatiques présentent parfois des faiblesses en termes d'endurance de l'armature de carcasse.
[0021] Un but de l'invention est de fournir des pneumatiques pour véhicules "Poids- Lourds", dont les performances d'endurance et d'usure sont conservées, voire améliorées, pour des usages routiers quelles que soient les conditions d'usage.
[0022] Ce but est atteint selon l'invention par un pneumatique à armature de carcasse radiale comprenant une armature de sommet formée d'au moins deux couches de sommet de travail d'éléments de renforcement, croisés d'une couche à l'autre en faisant avec la direction circonférentielle des angles compris entre 10° et 45°, elle-même coiffée radialement d'une bande de roulement, ladite bande de roulement étant réunie à deux bourrelets par l'intermédiaire de deux flancs, les extrémités axiales de la couche de travail d'éléments de renforcement radialement la plus proche de l'armature de carcasse étant retournées pour couvrir les extrémités axiales d'au moins une autre couche de sommet, les éléments de renforcement de l'armature de carcasse présentant un diamètre inférieur à 1 mm et étant composés de fils de diamètre strictement supérieur à 0.16 mm et, dans un plan radial, le rapport entre les épaisseurs de mélange caoutchouteux entre la surface intérieure de la cavité du pneumatique et le point d'un élément de renforcement métallique de l'armature de carcasse le plus proche de la dite surface intérieure de la cavité, des deux parties du profil du pneumatique, centrées sur les projections orthogonales respectives, sur la surface intérieure de la cavité du pneumatique, des points axialement les plus extérieurs de la couche de sommet de travail radialement la plus proche de l'armature de carcasse, et des parties du profil du pneumatique présentant les épaisseurs les plus faibles étant supérieur à 1.15.
[0023] Avantageusement selon l'invention, les éléments de renforcement de l'armature de carcasse sont composés de fils de diamètre inférieur à 0.20 mm.
[0024] L'épaisseur de mélange caoutchouteux entre la surface intérieure de la cavité du pneumatique et le point d'un élément de renforcement le plus proche de la dite surface est égale à la longueur de la projection orthogonale de l'extrémité du point d'un élément de renforcement le plus proche de la dite surface sur la surface intérieure de la cavité du pneumatique.
[0025] Les mesures d'épaisseur de mélange caoutchouteux sont effectuées sur une coupe transversale d'un pneumatique, le pneumatique étant donc dans un état non gonflé.
[0026] Les pneumatiques conformes à l'invention présentent effectivement des performances en termes d'endurance améliorées notamment pour ce qui concerne l'évolution des masses polymériques environnant les extrémités de l'armature de sommet du fait notamment du retournement des extrémités axiales de la couche de travail d'éléments de renforcement radialement la plus proche de l'armature de carcasse couvrant les extrémités axiales d'au moins une autre couche de sommet.
[0027] Notamment lorsque le retournement des extrémités axiales de la couche de travail d'élément de renforcement radialement la plus proche de l'armature de carcasse couvre les extrémités axiales de la couche de sommet de travail radialement la plus extérieure, l'élimination des extrémités libres des couches de travail favorise les performances en termes d'endurance du pneumatique.
[0028] D'autre part, les inventeurs ont su mettre en évidence que la zone de retournement des extrémités axiales de la couche de travail d'élément de renforcement radialement la plus proche de l'armature de carcasse conduit à une augmentation de la rigidité circonférentielle telle qu'elle permet de maintenir une usure régulière notamment lors de roulage en surcharge.
[0029] Par ailleurs, les inventeurs ont su mettre en évidence qu'un tel retournement des extrémités d'une couche de travail confère localement une rigidité circonférentielle formant un point caractéristique dans tout plan méridien du pneumatique. Notamment lors de roulage en surcharge, ce point caractéristique peut conduire à des déformations cycliques de l'armature de carcasse jusqu'à conduire à des fatigues inacceptables des éléments de renforcement de l'armature de carcasse. Des éléments de renforcement de l'armature de carcasse présentant un diamètre inférieur à 1 mm, lesdits éléments de renforcement étant composés de fils de diamètre strictement supérieur à 0.16 mm et de préférence inférieur ou égal à 0.20 mm, associés, conformément à l'invention, à des variations d'épaisseur de la paroi formant la cavité du pneumatique, semblent permettre au pneumatique de supporter les sollicitations cycliques générées du fait de la présence du retournement des extrémités d'une couche de travail, sans voir apparaître aucun signe de fatigue desdits éléments de renforcement de l'armature de carcasse, y compris lors de roulage en surcharge.
[0030] Selon l'invention, les deux parties du profil du pneumatique, en regard des zones de pliage de la couche de travail radialement la plus proche de l'armature de carcasse, présentent des surépaisseurs de mélange caoutchouteux entre la surface intérieure de la cavité du pneumatique et le point d'un élément de renforcement métallique de l'armature de carcasse le plus proche de la dite surface intérieure de la cavité.
[0031] La présence de ces surépaisseurs permet localement de freiner le passage de l'air de gonflage en direction des éléments de renforcement de l'armature de carcasse et de limiter l'usure desdits éléments de renforcement sollicités de manière cyclique, la présence de l'oxygène accentuant ces phénomènes de fatigue.
[0032] En outre, il semble que la présence de ces surépaisseurs augmente la rigidité de ces zones du pneumatique et peuvent contribuer à limiter les déformations cycliques précédemment évoquées et donc contribuer à améliorer les performances en matière d'endurance. [0033] Ces surépaisseurs peuvent être obtenues de différentes façons lors de la fabrication du pneumatique. Une première méthode consiste à réaliser la couche de mélange caoutchouteux formant la paroi de la cavité du pneumatique avec le profil souhaité pour former ces surépaisseurs. Ce mélange formant habituellement la couche d'étanchéité du pneumatique, les zones de surépaisseurs constituent d'autant mieux un barrage au passage de l'air de gonflage. Une autre méthode consiste à réaliser ces zones de surépaisseurs par l'ajout de couches de mélanges caoutchouteux supplémentaires localement ; il est alors possible de choisir un matériau semblable à celui formant la paroi de la cavité du pneumatique pour contribuer assurément à la fonction étanchéité ou bien un matériau dont les propriétés sont différentes et notamment une plus grande rigidité pour augmenter la rigidité de ces zones.
[0034] Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, les épaisseurs de mélange caoutchouteux entre la surface intérieure de la cavité du pneumatique et le point d'un élément de renforcement métallique de l'armature de carcasse le plus proche de la dite surface intérieure de la cavité desdites deux parties du profil du pneumatique, centrées sur les projections orthogonales respectives des points axialement les plus extérieurs de la couche de sommet de travail radialement la plus proche de l'armature de carcasse, sont supérieures à 3.5 mm et de préférence encore supérieure à 4 mm.
[0035] Avantageusement selon l'invention, les longueurs méridiennes desdites parties du profil du pneumatique dont les épaisseurs de mélange caoutchouteux entre la surface intérieure de la cavité du pneumatique et le point d'un élément de renforcement métallique de l'armature de carcasse le plus proche de la dite surface intérieure de la cavité sont plus importantes sont comprises entre 10 et 40 mm.
[0036] Les résultats obtenus avec les pneumatiques selon l'invention ont donc mis en évidence qu'ils permettent de maintenir des propriétés d'endurance et d'usure satisfaisantes lors de roulages quelles que soient les conditions et notamment en cas de surcharge. De la même façon il apparaît que les pneumatiques selon l'invention utilisés dans des conditions de pression de gonflage réduites présentent des performances en termes d'usure et d'endurance tout à fait satisfaisantes. [0037] Selon un mode de réalisation préférée de l'invention, les éléments de renforcement d'au moins une couche de l'armature de carcasse sont des câbles métalliques présentant au test dit de perméabilité un débit inférieur 20 cmVmn.
[0038] Le test dit de perméabilité permet de déterminer la perméabilité longitudinale à l'air des câbles testés, par mesure du volume d'air traversant une éprouvette sous pression constante pendant un temps donné. Le principe d'un tel test, bien connu de l'homme du métier, est de démontrer l'efficacité du traitement d'un câble pour le rendre imperméable à l'air ; il a été décrit par exemple dans la norme ASTM D2692-98.
[0039] Le test est réalisé sur des câbles extraits directement, par décorticage, des nappes de caoutchouc vulcanisées qu'ils renforcent, donc pénétrés par le caoutchouc cuit.
[0040] Le test est réalisé sur 2 cm de longueur de câble, enrobé donc par sa composition de caoutchouc (ou gomme d'enrobage) environnante à l'état cuit, de la manière suivante : on envoie de l'air à l'entrée du câble, sous une pression de 1 bar, et on mesure le volume d'air à la sortie, à l'aide d'un débitmètre (calibré par exemple de 0 à 500 cm3/min). Pendant la mesure, l'échantillon de câble est bloqué dans un joint étanche comprimé (par exemple un joint en mousse dense ou en caoutchouc) de telle manière que seule la quantité d'air traversant le câble d'une extrémité à l'autre, selon son axe longitudinal, est prise en compte par la mesure ; l'étanchéité du joint étanche lui-même est contrôlée préalablement à l'aide d'une éprouvette de caoutchouc pleine, c'est-à-dire sans câble. [0041] Le débit d'air moyen mesuré (moyenne sur 10 éprouvettes) est d'autant plus faible que l'imperméabilité longitudinale du câble est élevée. La mesure étant faite avec une précision de ± 0,2 cm3/min, les valeurs mesurées inférieures ou égales à 0,2 cm3/min sont considérées comme nulles ; elles correspondent à un câble qui peut être qualifié d'étanche (totalement étanche) à l'air selon son axe (i.e., dans sa direction longitudinale). [0042] Ce test de perméabilité constitue en outre un moyen simple de mesure indirecte du taux de pénétration du câble par une composition de caoutchouc. Le débit mesuré est d'autant plus faible que le taux de pénétration du câble par le caoutchouc est élevé.
[0043] Des câbles présentant au test dit de perméabilité un débit inférieur à 20 cm3/mn présentent un taux de pénétration supérieure à 66%. [0044] Le taux de pénétration d'un câble peut encore être estimé selon la méthode décrite ci-après. Dans le cas d'un câble à couches, la méthode consiste dans un premier temps à éliminer la couche extérieure sur un échantillon d'une longueur comprise entre 2 et 4 cm pour ensuite mesurer selon une direction longitudinale et selon un axe donné la somme des longueurs de mélange caoutchouteux rapporté sur la longueur de l'échantillon. Ces mesures de longueurs de mélange caoutchouteux excluent les espaces non pénétrés sur cet axe longitudinal. Ces mesures sont répétées sur trois axes longitudinaux répartis sur la périphérie de l'échantillon et répétées sur cinq échantillons de câbles.
[0045] Lorsque le câble comporte plusieurs couches, la première étape d'élimination est répétée avec la couche nouvellement extérieure et les mesures de longueurs de mélange caoutchouteux selon des axes longitudinaux.
[0046] Une moyenne de tous les rapports de longueurs de mélange caoutchouteux sur les longueurs des échantillons ainsi déterminés est ensuite effectuée pour définir le taux de pénétration du câble. [0047] Les câbles de l'armature de carcasse qui sont soumis à des phénomènes de fatigue, ainsi définis selon ce mode de réalisation préféré de l'invention, peuvent présenter une meilleure résistance à ces phénomènes d'usure et de fatigue du fait de leur taux de pénétration par les mélanges caoutchouteux et donc contribuer à améliorer l'endurance du pneumatique notamment utilisée dans des conditions extrêmes. [0048] Selon une variante avantageuse de l'invention, les éléments de renforcement métalliques d'au moins une couche de l'armature de carcasse sont des câbles à au moins deux couches, au moins une couche interne étant gainée d'une couche constituée d'une composition polymérique telle qu'une composition de caoutchouc non réticulable, réticulable ou réticulée, de préférence à base d'au moins un élastomère diénique. [0049] Des câbles dits "à couches" ("layered cords") ou "multicouches" sont des câbles constitués d'un noyau central et d'une ou plusieurs couches de brins ou fils pratiquement concentriques disposées autour de ce noyau central. [0050] Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les câbles de l'armature de carcasse présentent au test dit de perméabilité un débit inférieur à 10 cmVmn et de préférence encore inférieur à 2 cmVmn.
[0051] Au sens de l'invention, des câbles, à au moins deux couches, au moins une couche interne étant gainée d'une couche constituée d'une composition polymérique présentent au test dit de perméabilité un débit inférieur à 20 cm3/mn et avantageusement inférieur à 2 cm3/mn.
[0052] Par l'expression "composition à base d'au moins un élastomère diénique", on entend de manière connue que la composition comprend à titre majoritaire (i.e. selon une fraction massique supérieure à 50%) ce ou ces élastomères diéniques.
[0053] On notera que la gaine selon l'invention s'étend d'une manière continue autour de la couche qu'elle recouvre (c'est-à-dire que cette gaine est continue dans la direction "orthoradiale" du câble qui est perpendiculaire à son rayon), de manière à former un manchon continu de section transversale qui est avantageusement pratiquement circulaire. [0054] On notera également que la composition de caoutchouc de cette gaine peut être réticulable ou réticulée, c'est-à-dire qu'elle comprend par définition un système de réticulation adapté pour permettre la réticulation de la composition lors de sa cuisson (i.e., son durcissement et non sa fusion) ; ainsi, cette composition de caoutchouc peut être qualifiée d'infusible, du fait qu'elle ne peut pas être fondue par chauffage à quelque température que ce soit.
[0055] Par élastomère ou caoutchouc "diénique", on entend de manière connue un élastomère issu au moins en partie (i.e. un homopolymère ou un copolymère) de monomères diènes (monomères porteurs de deux doubles liaisons carbone-carbone, conjuguées ou non). [0056] De préférence, le système de réticulation de la gaine de caoutchouc est un système dit de vulcanisation, c'est-à-dire à base de soufre (ou d'un agent donneur de soufre) et d'un accélérateur primaire de vulcanisation. A ce système de vulcanisation de base peuvent s'ajouter divers accélérateurs secondaires ou activateurs de vulcanisation connus. [0057] La composition de caoutchouc de la gaine selon l'invention peut comprendre, outre ledit système de réticulation, tous les ingrédients habituels utilisables dans les compositions de caoutchouc pour pneumatiques, tels que des charges renforçantes à base de noir de carbone et/ou d'une charge inorganique renforçante telle que silice, des agents anti-vieillissement, par exemple des antioxydants, des huiles d'extension, des plastifiants ou des agents facilitant la mise en œuvre des compositions à l'état cru, des accepteurs et donneurs de méthylène, des résines, des bismaléimides, des systèmes promoteurs d'adhésion connus du type "RFS" (résorcinol-formaldéhyde-silice) ou sels métalliques, notamment des sels de cobalt. [0058] A titre préférentiel, la composition de cette gaine est choisie identique à la composition utilisée pour la matrice de caoutchouc que les câbles selon l'invention sont destinés à renforcer. Ainsi, il n'y a aucun problème d'incompatibilité éventuelle entre les matériaux respectifs de la gaine et de la matrice de caoutchouc.
[0059] Selon une variante de l'invention, les éléments de renforcement métalliques d'au moins une couche de l'armature de carcasse sont des câbles métalliques à couches de construction [L+M] ou [L+M+N] utilisable comme élément de renforcement d'une armature de carcasse de pneumatique, comportant une première couche Cl à L fils de diamètre di avec L allant de 1 à 4, entourée d'au moins une couche intermédiaire C2 à M fils de diamètre d2 enroulés ensemble en hélice selon un pas p2 avec M allant de 3 à 12, ladite couche C2 étant éventuellement entourée d'une couche externe C3 de N fils de diamètre d3 enroulés ensemble en hélice selon un pas p3 avec N allant de 8 à 20, une gaine constituée d'une composition de caoutchouc non réticulable, réticulable ou réticulée à base d'au moins un élastomère diénique, recouvrant, dans la construction [L+M], ladite première couche Cl et, dans la construction [L+M+N], au moins ladite couche C2. [0060] De préférence, le diamètre des fils de la première couche de la couche interne (Cl) est compris entre 0.16 et 0.20 mm et le diamètre des fils des couches externes (C2, C3) est compris entre 0.16 et 0.20 mm.
[0061] De préférence encore, le pas d'hélice d'enroulement desdits fils de la couche externe (C3) est compris entre 8 et 25 mm. [0062] Au sens de l'invention, le pas d'hélice représente la longueur, mesurée parallèlement à l'axe du câble, au bout de laquelle un fil ayant ce pas effectue un tour complet autour de l'axe du câble ; ainsi, si l'on sectionne l'axe par deux plans perpendiculaires audit axe et séparés par une longueur égale au pas d'un fil d'une couche constitutive du câble, l'axe de ce fil a dans ces deux plans la même position sur les deux cercles correspondant à la couche du fil considéré.
[0063] Avantageusement, le câble présente l'une, et plus préférentiellement encore l'ensemble des caractéristiques suivantes qui est vérifié(e) :
- la couche C3 est une couche saturée, c'est-à-dire qu'il n'existe pas suffisamment de place dans cette couche pour y ajouter au moins un (N+l)ème fil de diamètre d3, N représentant alors le nombre maximal de fils enroulables en une couche autour de la couche C2 ;
- la gaine de caoutchouc recouvre en outre la couche interne Cl et/ou sépare les fils deux à deux adjacents de la couche intermédiaire C2 ;
- la gaine de caoutchouc recouvre pratiquement la demi-circonférence radialement intérieure de chaque fil de la couche C3, de telle sorte qu'elle sépare les fils deux à deux adjacents de cette couche C3.
[0064] De préférence, la gaine de caoutchouc présente une épaisseur moyenne allant de 0,010 mm à 0,040 mm.
[0065] D'une manière générale, l'invention peut être mise en œuvre, pour former les câbles de l'armature de carcasse ci-dessus décrits, avec tout type de fils métalliques, notamment en acier, par exemple des fils en acier au carbone et/ou des fils en acier inoxydable. On utilise de préférence un acier au carbone, mais il est bien entendu possible d'utiliser d'autres aciers ou d'autres alliages.
[0066] Lorsqu'un acier au carbone est utilisé, sa teneur en carbone (% en poids d'acier) est de préférence comprise entre 0,1% et 1,2%, plus préférentiellement de 0,4% à 1,0% ; ces teneurs représentent un bon compromis entre les propriétés mécaniques requises pour le pneumatique et la faisabilité du fil. Il est à noter qu'une teneur en carbone comprise entre 0,5%) et 0,6%) rend de tels aciers finalement moins coûteux car plus faciles à tréfiler. Un autre mode avantageux de réalisation de l'invention peut consister aussi, selon les applications visées, à utiliser des aciers à faible teneur en carbone, comprise par exemple entre 0,2% et 0,5%, en raison notamment d'un coût plus bas et d'une plus grande facilité de tréfilage.
[0067] Le câble selon l'invention pourra être obtenu selon différentes techniques connues de l'homme du métier, par exemple en deux étapes, tout d'abord par gainage via une tête d'extrusion de l'âme ou structure intermédiaire L+M (couches C1+C2), étape suivie dans un deuxième temps d'une opération finale de câblage ou retordage des N fils restants (couche C3) autour de la couche C2 ainsi gainée. Le problème de collant à l'état cru posé par la gaine de caoutchouc, lors des opérations intermédiaires éventuelles de bobinage et débobinage pourra être résolu de manière connue par l'homme du métier, par exemple par l'emploi d'un film intercalaire en matière plastique.
[0068] De tels câbles d'au moins une couche d'armature de carcasse sont par exemple choisis parmi les câbles décrits dans les demandes de brevet WO 2005/071157, WO 2010/012411, WO 2010/054790 et WO 2010/054791. [0069] Selon un premier mode de réalisation de l'invention, les éléments de renforcement d'au moins ladite couche de sommet de travail radialement la plus proche de l'armature de carcasse sont des câbles métalliques élastiques.
[0070] De tels câbles permettent une industrialisation plus aisée de la phase de retournement des extrémités de ladite couche de sommet de travail radialement la plus proche de l'armature de carcasse.
[0071] Pour les mêmes raisons, un deuxième mode de réalisation de l'invention prévoit que les éléments de renforcement d'au moins ladite couche de sommet de travail radialement la plus proche de l'armature de carcasse présentent un diamètre inférieur à 1.1 mm, lesdits éléments de renforcement étant eux-mêmes composés de fils de diamètre inférieur à 0.3 mm.
[0072] Avantageusement selon ce deuxième mode de réalisation, les éléments de renforcement de la couche de travail radialement la plus proche de l'armature de carcasse sont des éléments de renforcements inextensibles. [0073] De préférence encore, il s'agit de câbles métalliques.
[0074] Avantageusement encore selon ce deuxième mode de réalisation de l'invention, lesdits éléments de renforcement d'au moins ladite couche de sommet de travail radialement la plus proche de l'armature de carcasse satisfont la relation suivante : e x sin2(ai) < 0.28 x sin2(25°) avec, i, l'angle formé entre les éléments de renforcement de ladite couche de travail radialement la plus proche de l'armature de carcasse et la direction circonférentielle au niveau du plan équatorial,
e, le diamètre moyen des fils unitaires composant les éléments de renforcement d'au moins ladite couche de sommet de travail radialement la plus proche de l'armature de carcasse, exprimé en mm.
[0075] Selon une variante de l'invention, l'armature de sommet comporte au moins une couche d'éléments de renforcement circonférentiels, avantageusement entre lesdites au moins deux couches de sommet de travail. [0076] Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, les éléments de renforcement d'au moins une couche d'éléments de renforcement circonférentiels sont des éléments de renforcement métalliques présentant un module sécant à 0,7 % d'allongement compris entre 10 et 120 GPa et un module tangent maximum inférieur à 150 GPa.
[0077] Selon une réalisation préférée, le module sécant des éléments de renforcement à 0,7 % d'allongement est inférieur à 100 GPa et supérieur à 20 GPa, de préférence compris entre 30 et 90 GPa et de préférence encore inférieur à 80 GPa.
[0078] De préférence également, le module tangent maximum des éléments de renforcement est inférieur à 130 GPa et de préférence encore inférieur à 120 GPa.
[0079] Les modules exprimés ci-dessus sont mesurés sur une courbe contrainte de traction en fonction de l'allongement, la contrainte de traction correspondant à la tension mesurée, avec une pré-tension de 5N, ramenée à la section de métal de l'élément de renforcement. [0080] Selon un mode de réalisation préféré, les éléments de renforcements d'au moins une couche d'éléments de renforcement circonférentiels sont des éléments de renforcement métalliques présentant une courbe contrainte de traction en fonction de l'allongement relatif ayant des faibles pentes pour les faibles allongements et une pente sensiblement constante et forte pour les allongements supérieurs. De tels éléments de renforcement de la couche d'éléments de renforcement circonférentiels sont habituellement dénommés éléments "bi- module".
[0081] Selon une réalisation préférée de l'invention, la pente sensiblement constante et forte apparaît à partir d'un allongement relatif compris entre 0,4% et 0,7%. [0082] Les différentes caractéristiques des éléments de renforcement énoncées ci- dessus sont mesurées sur des éléments de renforcement prélevés sur des pneumatiques.
[0083] Des éléments de renforcement plus particulièrement adaptés à la réalisation d'au moins une couche d'éléments de renforcement circonférentiels selon l'invention sont par exemple des assemblages de construction 3x(0.26+6x0.23) 5.0/7.5 SS. Un tel câble présente un module sécant à 0,7 % égal à 45 GPa et un module tangent maximum égal à 100 GPa, mesurés sur une courbe contrainte de traction en fonction de l'allongement, la contrainte de traction correspondant à la tension mesurée, avec une pré-tension de 5N, ramenée à la section de métal de l'élément de renforcement, de 0.98 mm2 dans le cas de l'exemple considéré. [0084] Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, les éléments de renforcement circonférentiels peuvent être formées d'éléments métalliques et coupés de manière à former des tronçons de longueur très inférieure à la circonférence de la couche la moins longue, mais préférentiellement supérieure à 0,1 fois ladite circonférence, les coupures entre tronçons étant axialement décalées les unes par rapport aux autres. De préférence encore, le module d'élasticité à la traction par unité de largeur de la couche d'éléments de renforcement circonférentiels est inférieur au module d'élasticité à la traction, mesuré dans les mêmes conditions, de la couche de sommet de travail la plus extensible. Un tel mode de réalisation permet de conférer, de manière simple, à la couche d'éléments de renforcement circonférentiels un module pouvant facilement être ajusté (par le choix des intervalles entre tronçons d'une même rangée), mais dans tous les cas plus faible que le module de la couche constituée des mêmes éléments métalliques mais continus, le module de la couche d'éléments de renforcement circonférentiels étant mesuré sur une couche vulcanisée d'éléments coupés, prélevée sur le pneumatique.
[0085] Selon un troisième mode de réalisation de l'invention, les éléments de renforcement circonférentiels sont des éléments métalliques ondulés, le rapport a/λ de l'amplitude d'ondulation sur la longueur d'onde étant au plus égale à 0,09. De préférence, le module d'élasticité à la traction par unité de largeur de la couche d'éléments de renforcement circonférentiels est inférieur au module d'élasticité à la traction, mesuré dans les mêmes conditions, de la couche de sommet de travail la plus extensible.
[0086] Lorsque l'armature de sommet du pneumatique selon l'invention comporte entre lesdites au moins deux couches de sommet de travail au moins une couche d'éléments de renforcement circonférentiels et selon le mode de réalisation selon lequel les éléments de renforcement d'au moins ladite couche de sommet de travail radialement la plus proche de l'armature de carcasse présentent un diamètre inférieur à 1.1 mm, lesdits éléments de renforcement étant eux-mêmes composés de fils de diamètre inférieur à 0.3 mm, lesdits éléments de renforcement satisfaisont la relation suivante :
(Fr x 4 cos2a) / (P x 0.75 Pg x 0) < 5.5, avec, Fr, la force rupture des éléments de renforcement mesurée sur des éléments de renforcement extraits du pneumatique, exprimée en daN,
a, l'angle moyen formé entre les éléments de renforcement desdites au moins deux couches de sommet de travail et la direction circonférentielle au niveau du plan équatorial,
P, le pas de répartition moyen, au niveau du plan équatorial, des éléments de renforcement desdites au moins deux couches de sommet de travail, exprimé en mm,
Pg, la pression de gonflage nominale du pneumatique, exprimée en daN/mm2,
0, le diamètre interne du pneumatique mesuré dans le plan équatorial, exprimé en mm.
[0087] Au sens de l'invention, l'angle moyen a correspond à la moyenne des valeurs absolues des angles (¾ formés entre les éléments de renforcement desdites au moins deux couches de sommet de travail et la direction circonférentielle dans le plan équatorial. Les angles (¾ sont mesurés sur un pneumatique non monté. [0088] Au sens de l'invention, le pas dans une partie de la couche d'éléments de renforcement est la distance entre deux éléments de renforcement consécutifs. Elle est mesurée entre les axes longitudinaux desdits éléments de renforcement selon une direction perpendiculaire à au moins l'un desdits axes longitudinaux. Les pas Pi desdites au moins deux couches de sommet de travail sont mesurés sur un pneumatique non monté.
[0089] Le diamètre interne 0 est mesuré sur un pneumatique monté et gonflé à la pression de gonflage nominale Pg.
[0090] Le diamètre d des éléments de renforcement desdites au moins deux couches de travail est mesuré sur des éléments de renforcements extraits du pneumatique et préalablement dégagés de tout résidu polymérique externe.
[0091] La relation (Fr x 4 cos2a) / (P x 0.75 Pg x 0) < 5.5 traduit une condition selon laquelle les inventeurs jugent suffisant l'apport en termes de rigidité circonférentielle par les couches de travail notamment au sommet du pneumatique en prenant en compte la présence d'au moins une couche d'éléments de renforcement orientés circonférentiellement et celle des retournements des extrémités de la couche de travail d'élément de renforcement radialement la plus proche de l'armature de carcasse.
[0092] Avantageusement encore selon l'invention, l'angle moyen a formé par les éléments de renforcement desdites au moins deux couches de travail avec la direction circonférentielle est supérieur à 20°. De telles valeurs d'angles permettent de limiter les contraintes de cisaillement au sein des mélanges polymériques notamment au niveau des extrémités desdites au moins deux couches de travail et donc de diminuer les dissipations thermiques lors des roulages des pneumatiques. Les pneumatiques selon l'invention présentent ainsi une résistance au roulement plus faible et une température épaule réduite qui contribue aux performances en termes d'endurance. [0093] Selon une réalisation avantageuse de l'invention, les extrémités axiales de la couche d'élément de renforcement radialement la plus proche de l'armature de carcasse couvrent les extrémités axiales de la couche de sommet de travail radialement la plus à l'extérieur. Selon cette réalisation préférée de l'invention, quel que soit le nombre de couches de travail, aucune extrémité desdites couches n'est laissée libre. [0094] Une réalisation avantageuse de l'invention prévoit, lorsqu'une couche d'éléments de renforcement circonférentiels est présente, que les extrémités axiales de la couche d'élément de renforcement radialement la plus proche de l'armature de carcasse sont axialement intérieures aux extrémités axiales de la couche d'éléments de renforcement circonférentiels. Selon cette réalisation avantageuse de l'invention, les extrémités retournées de la couche d'élément de renforcement radialement la plus proche de l'armature de carcasse couvrent radialement les extrémités de la couche d'éléments de renforcement circonférentiels pour une meilleure endurance de l'armature de sommet et notamment de ladite couche d'éléments de renforcement circonférentiels. [0095] Une réalisation préférée de l'invention prévoit encore que l'armature de sommet est complétée radialement à l'extérieur par au moins une couche supplémentaire, dite de protection, d'éléments de renforcement dits élastiques, orientés par rapport à la direction circonférentielle avec un angle compris entre 10° et 45° et de même sens que l'angle formé par les éléments de la couche de travail qui lui est radialement adjacente. [0096] Selon un premier mode de réalisation de l'invention, la couche de protection coiffe les extrémités retournées de la couche de travail radialement intérieure, notamment lorsque celles-ci sont radialement extérieures à la couche de travail radialement la plus à l'extérieur.
[0097] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la couche de protection est positionnée axialement entre les extrémités retournées de la couche de travail radialement intérieure, et avantageusement ses extrémités axiales sont contiguës, ou axialement juxtaposées, aux extrémités retournées de la couche de travail radialement intérieure, notamment lorsque celles-ci sont radialement extérieures à la couche de travail radialement la plus à l'extérieur. [0098] Selon un dernier mode de réalisation de l'invention, les extrémités retournées de la couche de travail radialement intérieure sont radialement extérieures à la couche de protection, et de préférence recouvrent les extrémités de ladite couche de protection.
[0099] Selon l'un quelconque des modes de réalisation de l'invention évoqué précédemment, l'armature de sommet peut encore être complétée, radialement à l'intérieur entre l'armature de carcasse et la couche de travail radialement intérieure la plus proche de ladite armature de carcasse, par une couche de triangulation d'éléments de renforcement métalliques en acier faisant, avec la direction circonférentielle, un angle supérieur à 50° et de même sens que celui de l'angle formé par les éléments de renforcement de la couche radialement la plus proche de l'armature de carcasse.
[00100] D'autres détails et caractéristiques avantageux de l'invention ressortiront ci- après de la description des exemples de réalisation de l'invention en référence aux figures 1 à 3 qui représentent : figure 1, une vue méridienne d'un schéma d'un pneumatique selon un mode de réalisation de l'invention, figure 2, une vue partielle agrandie d'une partie du schéma de la figure 1 , figure 3, une vue partielle agrandie d'une autre partie du schéma de la figure 1.
[00101] Les figures ne sont pas représentées à l'échelle pour en simplifier la compréhension. Les figures ne représentent qu'une demi-vue d'un pneumatique qui se prolonge de manière symétrique par rapport à l'axe XX' qui représente le plan médian circonférentiel, ou plan équatorial, d'un pneumatique.
[00102] Sur la figure 1, le pneumatique 1, de dimension 315/70 R 22.5, a un rapport de forme H/S égal à 0,70, H étant la hauteur du pneumatique 1 sur sa jante de montage et S sa largeur axiale maximale. Ledit pneumatique 1 comprend une armature de carcasse radiale 2 ancrée dans deux bourrelets, non représentés sur la figure. L'armature de carcasse est formée d'une seule couche de câbles métalliques. Cette armature de carcasse 2 est frettée par une armature de sommet 4, formée radialement de l'intérieur à l'extérieur : d'une première couche de travail 41 formée de câbles métalliques en acier de type "bi-module", de construction 3x(0.26+6x0.23) 5/7.5 SS, formant avec la direction circonférentielle au niveau du plan équatorial un angle égal à 25°. d'une couche d'éléments de renforcement circonférentiels 42 formée de câbles métalliques en acier de type "bi-module", de construction 3x(0.26+6x0.23) 5/7.5 SS, d'une seconde couche de travail 43 formée de câbles métalliques inextensibles non frettés, de construction 1x0.12+3x0.35+8x0.35 7.7/15.4 SS, formant avec la direction circonférentielle au niveau du plan équatorial un angle égal à 25° et croisés avec les câbles métalliques de la couche 41, d'une couche de protection 44 formées de câbles métalliques élastiques de construction 3x2x0.35 4/6 SS. [00103] L'armature de sommet est elle-même coiffée d'une bande de roulement 5.
[00104] Selon cette réalisation de l'invention représentée sur la figure 1, les éléments de renforcement de la couche de travail 41 radialement la plus proche de l'armature de carcasse sont des câbles élastiques de type bi-module permettant de plier les extrémités de la couche de travail 41 sans risque d'altérer lesdits câbles lors de la fabrication du pneumatique. En outre de tels câbles favorisent les performances en termes d'endurance lors de l'utilisation du pneumatique.
[00105] Selon une variante de réalisation de l'invention, la première couche de travail 41 peut être formée de câbles métalliques de construction 1x0.20+6x0.18+12x0.18 10/10 ZZ, formant avec la direction circonférentielle au niveau du plan équatorial un angle égal à 25°. [00106] Selon cette variante de réalisation de l'invention, les câbles de la couche de travail 41 sont des assemblages présentant un diamètre d de 0.95 mm.
[00107] La force rupture Fr des câbles de la couche de travail 41 est égale à 125 daN.
[00108] Le pas de répartition P des câbles de la couche de travail 4 lest égal à 1.6 mm.
[00109] L'angle moyen a formé entre les éléments de renforcement des couches 41 et 43 et la direction circonférentielle est égal à 25°.
[00110] La pression de gonflage Pg du pneumatique est égale à 0.072 daN/mm2.
[00111] Le diamètre interne 0 du pneumatique mesuré dans le plan équatorial est égal à 954 mm.
[00112] Le pneumatique selon cette variante de réalisation de l'invention auquel on applique la relation (Fr x 4 cos2a) / (P x 0.75 Pg x 0) conduit à une valeur de 4.98 et donc inférieure à 5.5. [00113] En outre, le pneumatique selon l'invention auquel on applique e x sin2(ai), e étant égal à 0.18 et i étant égal à 25°, satisfait la relation e x sin2(ai) < 0.2 x sin2(30°).
[00114] Les câbles de la couche de travail 41 de cette variante de réalisation de l'invention permettent de plier les extrémités de la couche de travail 41 sans risque d'altérer lesdits câbles lors de la fabrication du pneumatique. De même, de tels câbles favorisent les performances en termes d'endurance lors de l'utilisation du pneumatique.
[00115] La couche 42 d'éléments de renforcement circonférentiels qui contribue aux performances d'endurance participe en outre à l'amélioration notamment de la résistance à l'usure du pneumatique, en association avec le retournement de la couche de travail 41, du fait de l'augmentation des rigidités. Elle permet encore d'améliorer la stabilité du sommet du pneumatique lors du gonflage. En outre, les retournements de la couche de travail 41 couvre les extrémités de ladite couche 42 d'éléments de renforcement circonférentiels et améliore ainsi l'endurance des éléments de renforcement circonférentiels du fait notamment de la participation des parties retourné de la couche de travail 41 à la rigidité de l'armature notamment dans les parties axialement extrêmes de la couche 42. La largeur de recouvrement est avantageusement supérieure à quatre fois le pas des éléments de renforcement circonférentiels de la couche 42.
[00116] Conformément à l'invention, la couche de travail 41 est retournée et ses extrémités 6 sont disposées radialement à l'extérieur de la couche de travail 43 et radialement adjacentes à celle-ci.
[00117] Selon cette réalisation conforme à la figure 1, la couche de protection 44 est axialement intercalée entre les extrémités 6 des retournements de la couche de travail 41.
[00118] Concernant l'armature de carcasse, conformément à l'invention, les éléments de renforcement sont des câbles métalliques de construction 1x0.20+6x0.18+12x0.18 10/10 ZZ.
[00119] De tels câbles présentent un diamètre égal à 0.95 mm.
[00120] Conformément à l'invention, les parties du profil du pneumatique, en regard des zones de retournement de la couche de travail radialement la plus proche de l'armature de carcasse, présentent des surépaisseurs 15 de mélange caoutchouteux entre la surface intérieure de la cavité du pneumatique et l'armature de carcasse.
[00121] La figure 2 illustre un agrandissement d'une zone de la figure 1 ne comportant pas de surépaisseur et indique notamment l'épaisseur E de mélange caoutchouteux entre la surface intérieure 10 de la cavité 8 du pneumatique et le point 12 d'un élément de renforcement 11 le plus proche de ladite surface 10. Cette épaisseur E correspond à une zone du pneumatique dont l'épaisseur de mélange caoutchouteux est la plus faible. Cette épaisseur E est égale à la longueur de la projection orthogonale du point 12 d'un élément de renforcement 11 le plus proche de ladite surface 10 sur la surface 10. Cette épaisseur E est la somme des épaisseurs des différents mélanges caoutchouteux mis en place entre ledit élément de renforcement 11 de l'armature de carcasse 2 ; il s'agit d'une part de l'épaisseur de la couche de calandrage 13 radialement intérieure de l'armature de carcasse et d'autre part, de l'épaisseur du ou des mélanges caoutchouteux 14 formant la paroi interne du pneumatique 1. [00122] Les mesures d'épaisseur sont effectuées sur une coupe transversale du pneumatique, celui-ci étant par conséquent non monté et non gonflé.
[00123] La valeur de E mesurée est égale à 3.6 mm.
[00124] La figure 3 illustre une zone de la figure 1 comportant une surépaisseur 15 et indique notamment l'épaisseur D de mélange caoutchouteux entre la surface intérieure 10 de la cavité 8 du pneumatique et le point 17 d'un élément de renforcement 11 le plus proche de ladite surface 10 au niveau de la surépaisseur 15. Cette épaisseur D est égale à la longueur de la projection orthogonale du point 17 d'un élément de renforcement 11 le plus proche de ladite surface 10 sur la surface 10 au lieu de la plus grande épaisseur au niveau de la surépaisseur 15. Cette épaisseur D est la somme des épaisseurs des différents mélanges caoutchouteux mis en place entre ledit élément de renforcement 11 de l'armature de carcasse 2 ; il s'agit d'une part de l'épaisseur de la couche de calandrage 13 radialement intérieure de l'armature de carcasse et d'autre part, de l'épaisseur du ou des mélanges caoutchouteux 14 formant la paroi interne du pneumatique 1. [00125] L'épaisseur D au niveau de la partie 15 est égale à 4.3 mm et donc supérieure à 4 mm.
[00126] Le rapport des épaisseurs D sur E est égal à 1.20 et donc supérieur à 1.15.
[00127] La longueur L correspondant à la longueur méridienne de la surépaisseur 15 est égale à 20 mm et donc comprise entre 10 et 40 mm.
[00128] Des essais ont été réalisés avec le pneumatique réalisé selon l'invention conformément à la représentation de la figure 1, les câbles de la couche de travail radialement la plus proche de l'armature de carcasse étant du type 1x0.20+6x0.18+12x0.18 10/10 ZZ et comparés avec un pneumatique de référence identique en dimension, comportant la même armature de sommet, comportant une armature de carcasse dont les câbles sont de formule 1x0.20+6x0.18+12x0.18 10/10 ZZ et ne comportant les surépaisseurs 15 sur la paroi interne du pneumatique.
[00129] Les essais réalisés ont consisté en des tests de roulage destructif sur volant ; ce type de tests sur volant simule des essais sur circuit en ligne droite et de longue durée.
[00130] L'essai consiste en un test de roulage sur un volant, le pneu suivant un parcours en ligne droite. Les conditions de charge et de pressions sont les mêmes pour le pneumatique selon l'invention et le pneumatique de référence.
[00131] Le pneumatique selon l'invention a parcouru un kilométrage sensiblement supérieur à celui parcouru par le pneumatique de référence.
[00132] En outre, le pneumatique de référence a mis en évidence que l'altération subie se situe au niveau de l'armature de carcasse, dans la zone correspondant aux sollicitations cycliques évoquées précédemment en regard de l'extrémité axialement extérieure des parties repliées de la couche de travail radialement la plus proche de l'armature de carcasse.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Pneumatique pour véhicule de type poids lourd, à armature de carcasse radiale comprenant une armature de sommet formée d'au moins deux couches de sommet de travail d'éléments de renforcement, croisés d'une couche à l'autre en faisant avec la direction circonférentielle des angles compris entre 10° et 45°, elle-même coiffée radialement d'une bande de roulement, ladite bande de roulement étant réunie à deux bourrelets par l'intermédiaire de deux flancs, caractérisé en ce que les extrémités axiales de la couche de travail d'éléments de renforcement radialement la plus proche de l'armature de carcasse sont retournées pour couvrir les extrémités axiales d'au moins une autre couche de sommet, en ce que les éléments de renforcement de l'armature de carcasse présentent un diamètre inférieur à 1 mm, en ce que lesdits éléments de renforcement de l'armature de carcasse sont composés de fils de diamètre strictement supérieur à 0.16 mm, et en ce que en ce que, dans un plan radial, le rapport entre les épaisseurs de mélange caoutchouteux entre la surface intérieure de la cavité du pneumatique et le point d'un élément de renforcement métallique de l'armature de carcasse le plus proche de la dite surface intérieure de la cavité, des deux parties du profil du pneumatique, centrées sur les projections orthogonales respectives, sur la surface intérieure de la cavité du pneumatique, des points axialement les plus extérieurs de la couche de sommet de travail radialement la plus proche de l'armature de carcasse, et des parties du profil du pneumatique présentant les épaisseurs les plus faibles est supérieur à 1.15. 2 - Pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits éléments de renforcement de l'armature de carcasse sont composés de fils de diamètre inférieur ou égal 0.20 mm.
3 - Pneumatique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les éléments de renforcement métalliques d'au moins une couche de l'armature de carcasse sont des câbles, avantageusement non frettés, présentant au test dit de perméabilité un débit inférieur à 20 cmVmn.
4 - Pneumatique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les éléments de renforcement métalliques d'au moins une couche de l'armature de carcasse sont des câbles à au moins deux couches et en ce qu'au moins une couche interne est gainée d'une couche constituée d'une composition polymérique telle qu'une composition de caoutchouc non réticulable, réticulable ou réticulée, de préférence à base d'au moins un élastomère diénique. 5 - Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments de renforcement de la couche de travail d'éléments de renforcement radialement la plus proche de l'armature de carcasse sont élastiques.
6 - Pneumatique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les éléments de renforcement desdites au moins deux couches de travail présentent un diamètre inférieur à 1.1 mm, en ce que lesdits éléments de renforcement sont composés de fils de diamètre inférieur à 0.3 mm.
7 - Pneumatique selon la revendication 6, caractérisé en ce que les éléments de renforcement d'au moins ladite couche de sommet de travail radialement la plus proche de l'armature de carcasse sont des éléments de renforcements inextensibles.
8 - Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'armature de sommet comporte entre deux couches de sommet de travail au moins une couche d'éléments de renforcement circonférentiels.
9 - Pneumatique selon la revendication 8, caractérisé en ce que les extrémités axiales de la couche d'élément de renforcement radialement la plus proche de l'armature de carcasse sont axialement intérieures aux extrémités axiales de ladite au moins une couche d'éléments de renforcement circonférentiels.
10 - Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les extrémités axiales de la couche d'élément de renforcement radialement la plus proche de l'armature de carcasse couvrent les extrémités axiales de la couche de sommet de travail radialement la plus à l'extérieur.
11 - Pneumatique selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que les éléments de renforcement de ladite au moins une couche d'éléments de renforcement circonférentiels sont des éléments de renforcement métalliques présentant un module sécant à 0,7 % d'allongement compris entre 10 et 120 GPa et un module tangent maximum inférieur à 150 GPa.
12 - Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'armature de sommet comporte en outre une couche de triangulation formée d'éléments de renforcement métalliques faisant avec la direction circonférentielle des angles supérieurs à 50° en valeur absolue.
13 - Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'armature de sommet est complétée radialement à l'extérieur par au moins une couche supplémentaire, dite de protection, d'éléments de renforcement dits élastiques, orientés par rapport à la direction circonférentielle avec un angle compris entre 10° et 45° et de même sens que l'angle formé par les éléments inextensibles de la couche de travail qui lui est radialement adjacente.
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