WO2015086309A1 - Pneumatique présentant une pression nominale réduite et une flèche relative sous charge nominale augmentée - Google Patents

Pneumatique présentant une pression nominale réduite et une flèche relative sous charge nominale augmentée Download PDF

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WO2015086309A1
WO2015086309A1 PCT/EP2014/075546 EP2014075546W WO2015086309A1 WO 2015086309 A1 WO2015086309 A1 WO 2015086309A1 EP 2014075546 W EP2014075546 W EP 2014075546W WO 2015086309 A1 WO2015086309 A1 WO 2015086309A1
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tire
layer
reinforcing elements
less
reinforcement
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PCT/EP2014/075546
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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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    • B60C2200/06—Tyres specially adapted for particular applications for heavy duty vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a tire, radial carcass reinforcement and more particularly to a tire intended to equip vehicles carrying heavy loads, such as, for example, trucks, tractors, trailers or road buses, equipped with wheels whose Rims have a nominal diameter greater than or equal to 22.5 inches.
  • 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 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.
  • Some current tires are intended to run at high average speeds and on longer and longer journeys, because of the improvement of the road network and the growth of the motorway network in the world. .
  • the set of conditions under which such a tire is called to roll undoubtedly allows an increase in the number of kilometers traveled, the wear of the tire being less. This increase in the life expectancy in terms of kilometers, combined with the fact that such conditions of use are likely to result, under heavy load, in relatively high peak temperatures, require an at least proportional increase in the endurance potential of the crown of the tires.
  • the French application FR 2 728 510 proposes to have, on the one hand, between the carcass reinforcement and the reinforcing steel working ply. radially closest to the axis of rotation, 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. This rubber mix then penetrates the cable under the effect of pressure and temperature during the baking of the tire.
  • WO 10/069676 proposes a layer of circumferential reinforcing elements distributed in a variable pitch. According to the chosen steps, more spaced in the central and intermediate parts of the layer of circumferential reinforcing elements, it is possible to produce tires whose performance in terms of endurance is satisfactory with improved performance in terms of wear. In addition, with respect to a tire comprising a layer of circumferential reinforcing elements distributed in a constant pitch, it is possible to reduce the mass and the cost of such tires, although it is necessary to fill the absence of elements. reinforcement by polymeric masses.
  • 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 and whose mass is further reduced compared to that of the tires as described above.
  • a tire with a radial carcass reinforcement for a heavy vehicle equipped with wheels whose rims have a nominal diameter greater than or equal to 22.5 inches, whose nominal pressure (Pn). is between 4 and 8 bar and the relative deflection (Fr) under nominal load satisfies the relation Fr> 0.14 + (Pn -5) x 0.013, comprising a crown reinforcement formed of at least two working crown layers of reinforcement elements, crossed from one layer to another 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 flanks, said crown reinforcement additionally comprising at least one layer of reinforcing elements, parallel to each other in the layer and circumferentially oriented, the reinforcing elements of the carcass reinforcement having a diameter of less than 0.85 mm, said reinforcing elements of the carcass reinforcement being composed of threads with a diameter of less than 0.16 mm and the radial distance measured in
  • the nominal diameter of a rim is also the one defined by the standards of ETRTO.
  • the deflection under a nominal load of a tire is its radial deformation, or relative radial height variation, when it moves from an unloaded inflated state to a statically loaded inflated state under conditions nominal pressure and 80% of the nominal pressure, the nominal pressures and loads being as defined by the ETRTO standards for the year 2013, for a given tire size.
  • the relative deflection is defined by the ratio of the variation of the radial height of the tire to half of the difference between the external diameter of the tire and the nominal diameter of the measured rim (seat diameter).
  • the outer diameter of the tire is measured statically in an unfilled condition inflated to the nominal pressure. The thickness measurements of rubber mix are performed on a cross section of a tire, the tire is therefore in a non-inflated state.
  • elements parallel to each other in the layer and oriented circumferentially may be rectilinear reinforcing elements or reinforcing elements oriented mainly in a circumferential direction and waved around this main direction.
  • said at least one additional layer of circumferential reinforcing elements may also be positioned radially inside said at least two working crown layers, outside of said at least two working crown layers or even between said at least two working crown layers.
  • the reinforcing elements of said at least one additional layer of reinforcing elements are metal cables.
  • the nominal pressure of the tire is less than 7.5 bar and more preferably greater than 5 bar.
  • the relative deflection under nominal load is greater than 18%.
  • the tires according to the invention actually have a reduced mass compared to tires of the same dimension made in a more usual manner, with in particular a reduced thickness of the crown and in particular a reduced thickness of the tread.
  • the usual thickness of the crown of such a tire corresponding to the radial distance measured in the equatorial plane between the outer surface of the tread and the inner surface of the tire, is usually greater than 35 mm, the thickness of the tread being greater than 22 mm.
  • the thickness of the tread is advantageously less than 20 mm.
  • the inventors decided to move towards a use of tires with a reduced nominal pressure and preferably less than 7.5 bar associated with a relative deflection under increased nominal load and preferably greater than 18%.
  • Conditions of use of tires with an inflation pressure of the order of 20% lower than the usual conditions of use effectively make it possible to less stress the crown of the tire in particular in terms of wear.
  • the inventors have also been able to demonstrate that the increase in circumferential rigidity due to the presence of at least one layer of reinforcing elements, parallel to one another in the layer and oriented circumferentially, makes it possible to maintain regular wear.
  • reinforcement elements of the carcass reinforcement having a diameter of less than 0.85 mm, said reinforcing elements being composed of threads of diameter less than 0.16 mm, according to the invention.
  • the usual reinforcement elements of a carcass reinforcement have a diameter generally greater than 0.90 mm and consist of threads of diameter greater than or equal to 0.18 mm.
  • the inventors have also been able to demonstrate that inflation pressure conditions of the order of 20% lower than the usual inflation pressures lead to less deterioration of the reinforcing elements, in particular of the carcass reinforcement, the makes "thermooxidation” phenomena.
  • the inventors also propose to reduce the thicknesses of the radially innermost polymer mixtures and forming the cavity of the tire to further reduce the mass of the tire.
  • the invention relates more particularly to "heavy-weight" type tires, the ratio of the height on rim H on its maximum axial width S, or aspect ratio, is strictly greater than 0.64.
  • the aspect ratio H / S is the ratio of the height H of the tire on rim to the maximum axial width S of the tire, when the latter is mounted on its service rim and inflated to its nominal pressure.
  • the height H is defined as the difference between the maximum radius of the tread and the minimum radius of the bead.
  • the radial distance measured in the equatorial plane between the outer surface of the tread and the inner surface of the tire is greater than 15 mm.
  • the ratio between the width of the tread and the maximum width of the tire is less than or equal to 0.80.
  • the ratio of the width of the tread to the maximum width of conventional tires is generally greater by at least 3.5% compared to the ratio according to our invention which is less than or equal to 0.80.
  • the inventors have been able to demonstrate that a use at a pressure of the order of 20% less than the usual pressures makes it possible to reduce the width of the tread while retaining the wear properties, in particular due to contact area of the tread with the soil retained.
  • the tire according to the invention can thus be further reduced, the widths of the layers constituting the crown reinforcement being further reduced in relation to the decrease in the width of the tread.
  • the width measurements are performed on a tire mounted on the rim, inflated to the nominal conditions (those of the tire according to the invention being 80% of that of the conventional tire) and not loaded.
  • the reinforcing elements of at least one layer of the carcass reinforcement are metal cables exhibiting a permeability test having a flow rate of less than 20 cm 3 / min.
  • 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 they reinforce, so penetrated by the cooked rubber.
  • the test is carried out 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 of 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 the length measurements of rubber mix along longitudinal axes.
  • An average of all the ratios of lengths of rubber mixture on the lengths of the samples thus determined is then carried out to define the penetration rate of the cable.
  • 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 the rubber compounds and thus contribute to improving the endurance of the tire used with inflation pressure conditions of the order of 20% lower than the usual inflation pressures, said tires having a relative deflection under nominal load of preferably greater than 18%.
  • Such cables can further reduce the thickness of the radially innermost polymeric mixtures, forming the tire cavity, and thus further reduce the mass of the tire.
  • 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 crosslinked rubber composition, preferably based on at least one diene elastomer.
  • a polymeric composition such as a non-crosslinkable, crosslinkable or crosslinked rubber composition, preferably based on at least one diene elastomer.
  • 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 3 / min and more preferably less than 2 cm 3 / 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 meant in known manner that the composition comprises in majority (i.e. in a mass fraction greater than 50%) this or these diene elastomers.
  • 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.
  • elastomer or "diene” rubber is meant in known manner an elastomer derived at least in part (i.e. a homopolymer or a copolymer) of monomers dienes (monomers carrying 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.
  • 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 system of vulcanization of base 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.
  • 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 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.
  • 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.
  • 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 diameter of the wires of the first layer of the inner layer (Cl) is between 0.10 and 0.5 mm and the diameter of the wires of the outer layers (C2, C3) is between 0.10 and 0.5 mm. More preferably, 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, especially steel, for example steel son carbon and / or stainless steel wire.
  • metal son especially 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 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 easier to draw.
  • Another advantageous embodiment of the invention may also consist, depending on the applications concerned, in using low carbon steels, for example between 0.2% and 0.5%, mainly because of lower cost and easier wire 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 layer of circumferential reinforcing elements has an axial width greater than 0.5xS.
  • S is the maximum axial width of the tire, when the latter is mounted on its service rim and inflated to its recommended pressure.
  • the axial widths of the layers of reinforcing elements are measured on a cross section of a tire, the tire therefore being in a non-inflated state.
  • At least two working crown layers have different axial widths, the difference between the axial width of the axially widest working crown layer and the axial width of the layer. axially the least wide axially working vertex being between 10 and 30 mm.
  • the layer of circumferential reinforcing elements is radially arranged between two working crown layers.
  • the layer of circumferential reinforcing elements makes it possible to limit more significantly the compression of the reinforcement elements of the carcass reinforcement than a similar layer put in place.
  • She is preferably radially separated from the carcass reinforcement by at least one working layer so as to limit the stresses of said reinforcing elements and not to fatigue them too much.
  • the axial widths of the working crown layers radially adjacent to the layer of circumferential reinforcement elements are greater than the axial width of said layer of circumferential reinforcing elements and preferably, said working crown layers adjacent to the layer of circumferential reinforcing elements are on either side of the equatorial plane and in the immediate axial extension of the layer of circumferential reinforcing elements coupled over an axial width, to be subsequently decoupled by said first layer of rubber mixture at least over the remainder of the width common to said two working layers.
  • the reinforcing elements of said 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 modulus 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 reinforcing elements of said at least two working crown layers have a diameter of less than 1.1 mm, said reinforcing elements being themselves composed wire diameter less than 0.3 mm.
  • the reinforcing elements of said at least two working crown layers are inextensible reinforcing elements.
  • it is about metal cables.
  • the reinforcing elements of said at least two working layers are saturated metal wire cables exhibiting a permeability test having a flow rate of less than 5 cm 3 / min.
  • said metal reinforcing elements exhibiting in the so-called permeability test a flow rate of less than 5 cm 3 / min of said at least two working layers are cables with at least two saturated layers, at least one inner layer being sheathed with a layer consisting of a polymeric composition such as a crosslinkable or crosslinked rubber composition, preferably based on at least one diene elastomer.
  • said reinforcing elements of said at least two working crown layers satisfy the following relation:
  • 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 inflation pressure Pg.
  • the diameter d of the reinforcing elements of said at least two working layers is measured on reinforcing elements extracted from the tire and previously cleared of any external polymeric residue.
  • the inventors have yet been able to highlight that this lightening of the tire crown reinforcement is associated with a decrease in its thickness due to the reduction of the diameter of the reinforcing elements of the working layers. This reduction in the thickness of the working reinforcement is associated with reduced polymer blend thicknesses compared to those of conventional tires.
  • the inventors have also demonstrated that the decrease in the circumferential rigidity resulting from the lightening of the working layers makes it possible to reduce the overall circumferential rigidity of the crown reinforcement of the tire and in particular to reduce it to the center of the tire.
  • pneumatic that is to say around the equatorial plane, and thus improves the properties of the tire in terms of wear. Indeed, the appearance of wear inhomogeneities between the center and the edge of the tread appearing under certain driving conditions is reduced compared to what can be observed on more usual designs.
  • the reduction in the diameters of the reinforcing elements of the at least two working layers makes it possible to reduce the sensitivity of the tire to the aggressions of the tread, the crown architecture being according to the invention generally more flexible than with more usual tires. .
  • a preferred embodiment of the invention further provides that the crown reinforcement is completed radially outside by at least one additional layer, called protective layer, of so-called elastic reinforcing elements, oriented relative 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 crown reinforcement may be further completed, radially inwardly between the carcass reinforcement and the nearest radially inner working layer. of said carcass reinforcement, by a triangulation layer of steel metal reinforcing elements making, with the circumferential direction, an angle greater than 50 ° and in the same direction as that of the angle formed by the reinforcing elements of the layer radially closest to the carcass reinforcement.
  • the invention also proposes a mounted assembly consisting of a wheel whose rim has a nominal diameter greater than or equal to 22.5 inches and a tire according to that described above in its generic form or in its variants or in its preferred or advantageous embodiments.
  • the figure is not shown in scale to simplify understanding. It represents only a half-view of a tire which extends symmetrically with respect to the axis XX 'which represents the circumferential median plane, or equatorial plane, of a tire.
  • the tire 1, of dimension 315/70 R 22.5 has a H / S form ratio equal to 0.70, H being the height of the tire 1 on its mounting rim and S its axial width.
  • Max. 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 unstretchable inextensible metal cables, of construction 2 + 7 ⁇ 0.35 7.5 / SS, forming with the circumferential direction at the equatorial plane an angle equal to 25 °.
  • the axial width L41 of the first working layer 41 is equal to 234 mm.
  • the axial width L42 of the layer of circumferential reinforcing elements 42 is equal to 196 mm.
  • the axial width L43 of the second working layer 43 is equal to 216 mm.
  • the crown reinforcement is itself capped with a tread 5.
  • the thickness of the crown measured in the radial direction in the equatorial plane between the outer surface of the tread and the inner surface of the tire is equal to 30 mm.
  • the thickness of the tread measured in the radial direction in the equatorial plane between a radially outermost point of a reinforcing element of the protective layer 44 and the outer surface of the tread is equal at 19 mm.
  • the reinforcing elements are metal cables of construction 1x0.15 + 6x0.15 + 12x0.15 10/10 ZZ.
  • Such cables have a diameter equal to 0.76 mm.
  • the cables of the carcass reinforcement which has a diameter of less than 0.85 mm, and which are composed of threads with a diameter of less than 0.16 mm, make it possible to produce tires which are the performances in terms of endurance are satisfactory at the inflation pressures according to the invention.
  • the thickness measurements are made on a cross section of the tire, which is therefore not mounted and not inflated.
  • the reference tire comprises the same crown reinforcement and comprises a carcass reinforcement whose cables are of formula 1x0.20 + 6x0.18 + 12x0.18 10/10 ZZ.
  • the radial distance D measured in the equatorial plane between the outer surface of the tread and the inner surface of the tire is equal to 35 mm.
  • the thickness of the tread in the equatorial plane is equal to 23 mm.
  • the tire according to the invention thus allows a mass gain of 7 Kg, representing approximately 10.5% of the overall weight of the tire relative to the reference tire.
  • the tire according to the invention is inflated to a pressure of 7.2 bars.
  • the reference tire is inflated to a pressure of 9 bar.
  • the relative deflection under nominal load of the tire according to the invention is equal to 18.5%.
  • the relative deflection under nominal load of the reference tire is equal to 15%.
  • the tests carried out consisted of destructive rolling tests on the steering wheel; this type of steering wheel test simulates straight-line and long-circuit tests.
  • the charging 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 equivalent to that traveled by the reference tire.
  • the inventors have further demonstrated during the tests that the tire according to the invention leads to improved performance in terms of rolling resistance compared to the reference tire despite its use at a lower inflation pressure of the order 20%. Indeed, the skilled person could have expected in these conditions of rolling to penalize the rolling resistance of the tire. It seems that mass gains are enough to offset the effect of pressure and even improve that performance.

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Abstract

Selon l'invention, le pneumatique présente une pression nominale (Pn) comprise entre 4 et 8 bars et une flèche relative (Fr) sous charge nominale satisfaisant la relation Fr > 0.14 + (Pn -5) x 0.013, et l'armature de sommet comprend additionnellement une couche d'éléments de renforcement, parallèles entre eux dans la couche et orientés circonférentiellement, les éléments de renforcement de l'armature de carcasse présentant un diamètre inférieur à 0.85 mm, lesdits éléments de renforcement de l'armature de carcasse étant composés de fils de diamètre inférieur à 0.16 mm et la distance radiale mesurée dans le plan équatorial entre la surface extérieure de la bande de roulement et la surface intérieure du pneumatique étant inférieure à 32 mm.

Description

PNEUMATIQUE PRESENTANT UNE PRESSION NOMINALE REDUITE ET UNE FLECHE RELATIVE SOUS CHARGE NOMINALE AUGMENTEE
[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, équipés de roues dont les jantes présentent un diamètre nominal supérieur ou égal à 22.5 pouces.
[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] En outre, quelles que soient les solutions envisagées telles que présentées précédemment, la présence d'une couche d'éléments de renforcement supplémentaire conduit à une masse plus importante du pneumatique et à des coûts de fabrication des pneumatiques plus importants. [0020] Le document WO 10/069676 propose une couche d'éléments de renforcement circonférentiels répartis selon un pas variable. Selon les pas choisis, plus espacés dans les parties centrale et intermédiaires de la couche d'éléments de renforcement circonférentiels, il est possible de réaliser des pneumatiques dont les performances en termes d'endurance sont satisfaisantes avec des performances en termes d'usure améliorées. En outre, par rapport à un pneumatique comportant une couche d'éléments de renforcement circonférentiels répartis selon un pas constant, il est possible de diminuer la masse et le coût de tels pneumatiques bien qu'il soit nécessaire de combler l'absence d'éléments de renforcement par des masses polymériques.
[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 et dont la masse est encore réduite par rapport à celle des pneumatiques tels que décrits précédemment.
[0022] Ce but est atteint selon l'invention par un pneumatique à armature de carcasse radiale, pour véhicule de type poids lourd équipé de roues dont les jantes présentent un diamètre nominal supérieur ou égal à 22.5 pouces, dont la pression nominale (Pn) est comprise entre 4 et 8 bars et la flèche relative (Fr) sous charge nominale satisfait la relation Fr > 0.14 + (Pn -5) x 0.013, 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, ladite armature de sommet comprenant additionnellement au moins une couche d'éléments de renforcement, parallèles entre eux dans la couche et orientés circonférentiellement, les éléments de renforcement de l'armature de carcasse présentant un diamètre inférieur à 0.85 mm, lesdits éléments de renforcement de l'armature de carcasse étant composés de fils de diamètre inférieur à 0.16 mm et la distance radiale mesurée dans le plan équatorial entre la surface extérieure de la bande de roulement et la surface intérieure du pneumatique étant inférieure à 32 mm. [0023] La charge nominale est celle définie par les normes de l'ETRTO (European Tyre and Rim Technical Organisation) pour une dimension de pneumatique donnée.
[0024] Le diamètre nominal d'une jante est également celui défini par les normes de l'ETRTO. [0025] Par définition, la flèche sous charge nominale d'un pneumatique est sa déformation radiale, ou variation relative de hauteur radiale, lorsque celui-ci passe d'un état gonflé non chargé à un état gonflé chargé en statique, dans des conditions de charge nominale et de 80% de la pression nominale, les pression et charge nominales étant telles que définies par les normes de l'ETRTO de l'année 2013, pour une dimension de pneumatique donnée. La flèche relative est définie par le rapport de la variation de la hauteur radiale du pneumatique sur la moitié de la différence entre le diamètre extérieur du pneumatique et le diamètre nominal de la jante mesuré (diamètre au « seat »). Le diamètre extérieur du pneumatique est mesuré en statique dans un état non chargé gonflé à la pression nominale. [0026] 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.
[0027] Au sens de l'invention, des éléments parallèles entre eux dans la couche et orientés circonférentiellement peuvent être des éléments de renforcement rectilignes ou des éléments de renforcement orientés principalement selon une direction circonférentielle et ondulés autour de cette direction principale.
[0028] Au sens de l'invention encore, ladite au moins une couche additionnelles d'éléments de renforcement circonférentiels peut encore au sens de l'invention être positionnée radialement à l'intérieur desdites au moins deux couches de sommet de travail, radialement à l'extérieur desdites au moins deux couches de sommet de travail ou bien encore entre lesdites au moins deux couches de sommet de travail.
[0029] Avantageusement selon l'invention, les éléments de renforcement de ladite au moins une couche additionnelle d'éléments de renforcement, parallèles entre eux dans la couche et orientés circonférentiellement sont des câbles métalliques.
[0030] De préférence selon l'invention, la pression nominale du pneumatique est inférieure à 7,5 bars et de préférence encore supérieure à 5 bars. [0031] De préférence également selon l'invention, la flèche relative sous charge nominale est supérieure à 18 %.
[0032] Les pneumatiques conformes à l'invention présentent effectivement une masse réduite par rapport à des pneumatiques de même dimension réalisés de manière plus usuelle, avec notamment une épaisseur réduite du sommet et notamment une épaisseur réduite de la bande de roulement. L'épaisseur usuelle du sommet d'un tel pneumatique, correspondant à la distance radiale mesurée dans le plan équatorial entre la surface extérieure de la bande de roulement et la surface intérieure du pneumatique, est habituellement supérieure à 35 mm, l'épaisseur de la bande de roulement étant supérieure à 22 mm.
[0033] Selon l'invention, l'épaisseur de la bande de roulement est avantageusement inférieure à 20 mm.
[0034] Pour permettre une réduction de l'épaisseur du sommet, les inventeurs ont décidé de s'orienter vers un usage des pneumatiques avec une pression nominale réduite et de préférence inférieure à 7.5 bars associée à une flèche relative sous charge nominale augmentée et de préférence supérieure à 18%. Des conditions d'utilisation de pneumatiques avec une pression de gonflage de l'ordre de 20 % inférieure aux conditions usuelles d'utilisation permettent effectivement de moins solliciter le sommet du pneumatique notamment en termes d'usure. Les inventeurs ont par ailleurs su mettre en évidence que l'augmentation de la rigidité circonférentielle due à la présence d'au moins une couche d'éléments de renforcement, parallèles entre eux dans la couche et orientés circonférentiellement, permet de maintenir une usure régulière.
[0035] Les inventeurs ont encore su mettre en évidence que des éléments de renforcement de l'armature de carcasse présentant un diamètre inférieur à 0.85 mm, lesdits éléments de renforcement étant composés de fils de diamètre inférieur à 0.16 mm, conformément à l'invention, semblent permettre au pneumatique de supporter les sollicitations générées lors de roulage et notamment lors du passage dans l'aire de contact avec une pression nominale de préférence inférieure à 7.5 bars associée à une flèche relative sous charge nominale de préférence supérieure à 18%. Les éléments de renforcement usuels d'une armature de carcasse présentent un diamètre en général supérieur à 0.90 mm et sont constitués de fils de diamètre supérieur ou égal à 0.18 mm. [0036] Les résultats obtenus avec les pneumatiques selon l'invention ont ainsi mis en évidence qu'ils permettent de maintenir des propriétés d'endurance et d'usure satisfaisantes lors de roulages avec des conditions de pression de gonflage de l'ordre de 20 % inférieures aux pressions de gonflage usuelles, lesdits pneumatiques présentant une flèche relative sous charge nominale de préférence supérieure à 18%.
[0037] Les inventeurs ont encore su mettre en évidence que des conditions de pression de gonflage de l'ordre de 20 % inférieures aux pressions de gonflage usuelles conduisent à une altération moindre des éléments de renforcement, notamment de l'armature de carcasse, du fait des phénomènes de « thermooxydation ». Les inventeurs proposent encore ainsi de réduire les épaisseurs des mélanges polymériques radialement les plus intérieurs et formant la cavité du pneumatique pour diminuer encore la masse du pneumatique.
[0038] L'invention concerne plus particulièrement des pneumatiques de type "Poids- Lourds", dont le rapport de la hauteur sur jante H sur sa largeur axiale maximale S, ou rapport de forme, est strictement supérieur à 0,64. [0039] Le rapport d'aspect H/S est le rapport de la hauteur H du pneumatique sur jante sur la largeur axiale maximale S du pneumatique, lorsque ce dernier est monté sur sa jante de service et gonflé à sa pression nominale. La hauteur H, est définie comme la différence entre le rayon maximal de la bande de roulement et le rayon minimal du bourrelet.
[0040] Avantageusement selon l'invention, la distance radiale mesurée dans le plan équatorial entre la surface extérieure de la bande de roulement et la surface intérieure du pneumatique, est supérieure à 15 mm.
[0041] Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le rapport entre la largeur de la bande de roulement et la largeur maximale du pneumatique est inférieur ou égal à 0.80. Le rapport entre la largeur de la bande de roulement et la largeur maximale de pneumatiques usuels est généralement supérieur d'au moins 3.5 % comparé au rapport selon notre invention qui est inférieur ou égal à 0.80. Les inventeurs ont su mettre en évidence qu'un usage à une pression de l'ordre de 20 % inférieure aux pressions usuelles permet de diminuer la largeur de la bande de roulement tout en conservant les propriétés d'usure, notamment du fait d'une surface de contact de la bande de roulement avec le sol conservée. Le pneumatique selon l'invention peut ainsi encore être allégé, les largeurs des couches constituant l'armature de sommet étant en outre diminuées en relation avec la diminution de la largeur de la bande de roulement. [0042] Les mesures de largeurs sont réalisées sur un pneumatique monté sur jante, gonflé aux conditions nominales (celles du pneumatique selon l'invention étant 80% de celle du pneumatique usuel) et non chargé.
[0043] 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 cm3/mn.
[0044] 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.
[0045] 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.
[0046] 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.
[0047] 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).
[0048] 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. [0049] Des câbles présentant au test dit de perméabilité un débit inférieur à 20 cm3/mn présentent un taux de pénétration supérieure à 66%.
[0050] 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.
[0051] 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.
[0052] 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.
[0053] 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 utilisé avec des conditions de pression de gonflage de l'ordre de 20 % inférieures aux pressions de gonflage usuelles, lesdits pneumatiques présentant une flèche relative sous charge nominale de préférence supérieure à 18%.
[0054] De tels câbles peuvent permettre de réduire encore les épaisseurs des mélanges polymériques radialement les plus intérieurs, formant la cavité du pneumatique, et donc de diminuer encore la masse du pneumatique.
[0055] 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. [0056] 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.
[0057] 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 cm3/mn et de préférence encore inférieur à 2 cm3/mn.
[0058] 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.
[0059] 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.
[0060] 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.
[0061] 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.
[0062] 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).
[0063] 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.
[0064] 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.
[0065] 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.
[0066] 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.
[0067] De préférence, le diamètre des fils de la première couche de la couche interne (Cl) est compris entre 0.10 et 0.5 mm et le diamètre des fils des couches externes (C2, C3) est compris entre 0.10 et 0.5 mm. [0068] De préférence encore, le pas d'hélice d'enroulement desdits fils de la couche externe (C3) est compris entre 8 et 25 mm. [0069] 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.
[0070] Avantageusement, le câble présente l'une, et plus préférentiellement encore l'ensemble des caractéristiques suivantes qui est vérifïé(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.
[0071] De préférence, la gaine de caoutchouc présente une épaisseur moyenne allant de 0,010 mm à 0,040 mm.
[0072] 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.
[0073] 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.
[0074] 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.
[0075] 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.
[0076] Selon une variante avantageuse de réalisation de l'invention, la couche d'éléments de renforcement circonférentiels présente une largeur axiale supérieure à 0.5xS.
[0077] S est la largeur maximale axiale du pneumatique, lorsque ce dernier est monté sur sa jante de service et gonflé à sa pression recommandée.
[0078] Les largeurs axiales des couches d'éléments de renforcement sont mesurées sur une coupe transversale d'un pneumatique, le pneumatique étant donc dans un état non gonflé.
[0079] Selon une réalisation préférée de l'invention, au moins deux couches de sommet de travail présentent des largeurs axiales différentes, la différence entre la largeur axiale de la couche de sommet de travail axialement la plus large et la largeur axiale de la couche de sommet de travail axialement la moins large étant comprise entre 10 et 30 mm. [0080] Selon un mode de réalisation préférée de l'invention, la couche d'éléments de renforcement circonférentiels est radialement disposée entre deux couches de sommet de travail.
[0081] Selon ce mode de réalisation de l'invention, la couche d'éléments de renforcement circonférentiels permet de limiter de manière plus importante les mises en compression des éléments de renforcement de l'armature de carcasse qu'une couche semblable mise en place radialement à l'extérieur des couches de travail. Elle est préférablement radialement séparée de l'armature de carcasse par au moins une couche de travail de façon à limiter les sollicitations desdits éléments de renforcement et ne pas trop les fatiguer.
[0082] Avantageusement encore selon l'invention, les largeurs axiales des couches de sommet de travail radialement adjacentes à la couche d'éléments de renforcement circonférentiels sont supérieures à la largeur axiale de ladite couche d'éléments de renforcement circonférentiels et de préférence, lesdites couches de sommet de travail adjacentes à la couche d'éléments de renforcement circonférentiels sont de part et d'autre du plan équatorial et dans le prolongement axial immédiat de la couche d'éléments de renforcement circonférentiels couplées sur une largeur axiale, pour être ensuite découplées par ladite première couche de mélange de caoutchouc au moins sur le restant de la largeur commune aux dites deux couches de travail.
[0083] La présence de tels couplages entre les couches de sommet de travail adjacentes à la couche d'éléments de renforcement circonférentiels permettent la diminution des contraintes de tension agissant sur les éléments circonférentiels axialement le plus à l'extérieur et situé le plus près du couplage.
[0084] Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, 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.
[0085] 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. [0086] De préférence également, le module tangent maximum des éléments de renforcement est inférieur à 130 GPa et de préférence encore inférieur à 120 GPa.
[0087] 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. [0088] 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".
[0089] 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%. [0090] Les différentes caractéristiques des éléments de renforcement énoncées ci- dessus sont mesurées sur des éléments de renforcement prélevés sur des pneumatiques.
[0091] 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. [0092] 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.
[0093] 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.
[0094] Egalement pour diminuer la masse des pneumatiques, selon une variante avantageuse de l'invention, les éléments de renforcement desdites au moins deux couches de sommet de travail 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.
[0095] Avantageusement selon cette variante de réalisation de l'invention, les éléments de renforcement desdites au moins deux couches de sommet de travail sont des éléments de renforcements inextensibles.
[0096] De préférence encore, il s'agit de câbles métalliques.
[0097] Selon une variante avantageuse de l'invention, les éléments de renforcement desdites au moins deux couches de travail sont des câbles métalliques à couches saturées présentant au test dit de perméabilité un débit inférieur à 5 cm3/mn. [0098] Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, lesdits éléments de renforcement métalliques présentant au test dit de perméabilité un débit inférieur 5 cm3/mn desdites au moins deux couches de travail sont des câbles à au moins deux couches saturées, au moins une couche interne étant gainée d'une couche constituée d'une composition polymérique telle qu'une composition de caoutchouc réticulable ou réticulée, de préférence à base d'au moins un élastomère diénique.
[0099] Les résultats obtenus selon cette variante de réalisation de l'invention, ont effectivement mis en évidence qu'à performances au moins équivalentes en termes d'endurance et d'usure, les pneumatiques présentent une masse encore inférieure. En effet, la réduction du diamètre des éléments de renforcement des couches de travail comparé à celui desdits éléments de renforcement dans les pneumatiques usuels conduit encore à un gain en masse. Le diamètre usuel desdits éléments de renforcement est habituellement supérieur à 1.3 mm.
[00100] De préférence selon cette variante de réalisation de l'invention, lesdits éléments de renforcement desdites au moins deux couches de sommet de travail satisfont la relation suivante :
(Fr x 4 cos2a) / (P x 0.75 Pg x 0) < 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 du pneumatique, correspondant à la charge nominale, exprimée en daN/mm2,
0, le diamètre interne du pneumatique mesuré dans le plan équatorial, exprimé en mm.
[00101] 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.
[00102] Le diamètre interne 0 est mesuré sur un pneumatique monté et gonflé à la pression de gonflage Pg. [00103] 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.
[00104] La relation (Fr x 4 cos2a) / (P x 0.75 Pg x 0) < 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.
[00105] Les inventeurs ont encore su mettre en évidence que cet allégement de l'armature sommet du pneumatique s'associe à une diminution de son épaisseur du fait de la réduction du diamètre des éléments de renforcement des couches de travail. Cette diminution de l'épaisseur de l'armature de travail s'associe à des épaisseurs de mélange polymériques réduites par rapport à celles des pneumatiques usuels.
[00106] Les inventeurs ont également mis en évidence que la diminution de la rigidité circonférentielle résultant de l'allégement des couches de travail permet de réduire ladite rigidité circonférentielle globale de l'armature sommet du pneumatique et notamment de réduire celle-ci au centre du pneumatique, c'est-à-dire autour du plan équatorial, et ainsi permet d'améliorer les propriétés du pneumatique en termes d'usure. En effet, l'apparition d'inhomogénéités d'usure entre le centre et le bord de la bande de roulement apparaissant dans certaines conditions de roulage est diminuée par rapport à ce que l'on peut observer sur des conceptions plus usuelles. La diminution des diamètres des éléments de renforcement desdites au moins deux couches de travail permet encore de diminuer la sensibilité du pneumatique aux agressions de la bande de roulement, l'architecture sommet étant selon l'invention globalement plus souple qu'avec des pneumatiques plus usuels.
[00107] 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.
[00108] 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.
[00109] L'invention propose encore un ensemble monté constitué d'une roue dont la jante présente un diamètre nominal supérieur ou égal à 22.5 pouces et d'un pneumatique conforme à celui décrit précédemment dans sa forme générique ou dans ses variantes de réalisation ou encore dans ses réalisations préférentielles ou avantageuses.
[00110] D'autres détails et caractéristiques avantageux de l'invention ressortiront ci- après de la description des exemples de réalisation de l'invention en référence à la figure qui représente une vue méridienne d'un schéma d'un pneumatique selon un mode de réalisation de l'invention,
[00111] La figure n'est pas représentée à l'échelle pour en simplifier la compréhension. Elle ne représente 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 .
[00112] Sur la figure , 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 inextensibles non frettés, de construction 2 + 7 x 0.35 7.5/15 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 2 + 7 x 0.35 7.5/15 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.
[00113] La largeur axiale L41 de la première couche de travail 41 est égale à 234 mm.
[00114] La largeur axiale L42 de la couche d'éléments de renforcement circonférentiels 42 est égale à 196 mm. [00115] La largeur axiale L43 de la deuxième couche de travail 43 est égale à 216 mm.
[00116] L'armature de sommet est elle-même coiffée d'une bande de roulement 5.
[00117] L'épaisseur du sommet mesurée selon la direction radiale dans le plan équatorial entre la surface extérieure de la bande de roulement et la surface intérieure du pneumatique est égale à 30 mm.
[00118] L'épaisseur de la bande de roulement mesurée selon la direction radiale dans le plan équatorial entre un point radialement le plus extérieur d'un élément de renforcement de la couche de protection 44 et la surface extérieure de la bande de roulement est égal à 19 mm.
[00119] Concernant l'armature de carcasse, conformément à l'invention, les éléments de renforcement sont des câbles métalliques de construction 1x0.15+6x0.15+12x0.15 10/10 ZZ.
[00120] De tels câbles présentent un diamètre égal à 0.76 mm.
[00121] Conformément à l'invention, les câbles de l'armature de carcasse qui présente un diamètre inférieur à 0.85 mm, et qui sont composés de fils de diamètre inférieur à 0.16 mm, permettent de réaliser des pneumatiques sont les performances en termes d'endurance sont satisfaisantes, aux pressions de gonflage selon l'invention.
[00122] Les mesures d'épaisseur sont effectuées sur une coupe transversale du pneumatique, celui-ci étant par conséquent non monté et non gonflé.
[00123] Des essais relatifs à l'endurance ont été réalisés avec le pneumatique réalisé selon l'invention, et comparés avec un pneumatique de référence identique en dimension.
[00124] Le pneumatique de référence comporte la même armature de sommet et comporte une armature de carcasse dont les câbles sont de formule 1x0.20+6x0.18+12x0.18 10/10 ZZ.
[00125] La distance radiale D mesurée dans le plan équatorial entre la surface extérieure de la bande de roulement et la surface intérieure du pneumatique est égale à 35 mm.
[00126] L'épaisseur de la bande de roulement dans le plan équatorial est égale à 23 mm. [00127] Le pneumatique selon l'invention permet ainsi un gain en masse de 7 Kg, représentant environ 10.5 % de la masse globale du pneumatique par rapport au pneumatique de référence.
[00128] Le pneumatique selon l'invention est gonflé à une pression de 7.2 bars. Le pneumatique de référence est gonflé à une pression de 9 bars.
[00129] La flèche relative sous charge nominale du pneumatique selon l'invention est égale à 18.5 %.
[00130] La flèche relative sous charge nominale du pneumatique de référence est égale à 15 %. [00131] 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.
[00132] Les conditions de charge sont les mêmes pour le pneumatique selon l'invention et le pneumatique de référence.
[00133] Le pneumatique selon l'invention a parcouru un kilométrage sensiblement équivalent à celui parcouru par le pneumatique de référence.
[00134] D'autres essais relatifs à la performance d'usure du pneumatique ont été réalisés avec les mêmes pneumatiques. Les tests d'usure sont réalisés de manière identique pour les deux pneumatiques en faisant rouler des véhicules équipés de ces pneumatiques sur des pistes représentatives d'un usage classique. Après un kilométrage de 50 000 Km, l'état d'usure des pneumatiques est sensiblement identique en termes d'apparence et de taux d'usure.
[00135] Les inventeurs ont encore mis en évidence lors des essais que le pneumatique selon l'invention conduit à des performances en termes de résistance au roulement améliorées par rapport au pneumatique de référence malgré son utilisation à une pression de gonflage inférieure de l'ordre de 20 %. En effet, l'homme du métier aurait pu s'attendre dans ces conditions de roulage à pénaliser la résistance au roulement du pneumatique. Il semble que les gains en masse sont suffisants pour compenser l'effet dû à la pression et même améliorer cette performance.
[00136] D'autres pneumatiques conformes à l'invention ont encore été réalisés ; par rapport à ceux réalisés précédemment, seule l'armature sommet a été modifiée par l'utilisation de câbles de type 0.26 gainé + 6x0.26 15 S. Le pneumatique ainsi réalisé selon l'invention autorise ainsi un gain en masse de 8 Kg, représentant environ 12 % de la masse globale du pneumatique par rapport au pneumatique de référence.
[00137] Par ailleurs, les mêmes essais ont été réalisés avec ce pneumatique gonflé à une pression de 7.2 bars et ont montré des performances en usure et endurance semblables à celles obtenues avec les pneumatiques précédemment décrit.
[00138] Enfin, les performances en résistance au roulement sont encore améliorées avec ce deuxième pneumatique réalisé conformément à l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Pneumatique (1) pour véhicule de type poids lourd équipé de roues dont les jantes présentent un diamètre nominal supérieur ou égal à 22.5 pouces, à armature de carcasse radiale dont la pression nominale (Pn) est comprise entre 4 et 8 bars et la flèche relative (Fr) sous charge nominale satisfait la relation Fr > 0.14 + (Pn -5) x 0.013, comprenant une armature de sommet (4) formée d'au moins deux couches de sommet de travail (41, 43) 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 (5), ladite bande de roulement étant réunie à deux bourrelets par l'intermédiaire de deux flancs, caractérisé en ce que l'armature de sommet (4) comprend additionnellement au moins une couche d'éléments de renforcement (42), parallèles entre eux dans la couche et orientés circonférentiellement, en ce que les éléments de renforcement de l'armature de carcasse présentent un diamètre inférieur à 0.85 mm, en ce que lesdits éléments de renforcement de l'armature de carcasse sont composés de fils de diamètre inférieur à 0.16 mm et en ce que la distance radiale (D) mesurée dans le plan équatorial entre la surface extérieure de la bande de roulement et la surface intérieure du pneumatique est inférieure à 32 mm.
2 - Pneumatique (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pression nominale du pneumatique est inférieure à 7.5 bars. 3 - Pneumatique (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la flèche relative sous charge nominale du pneumatique est supérieure à 18%.
4 - Pneumatique (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rapport d'aspect H/S est strictement supérieur à 0,64.
5 - Pneumatique (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la distance radiale (D) mesurée dans le plan équatorial entre la surface extérieure de la bande de roulement et la surface intérieure du pneumatique est supérieure à 15 mm.
6 - Pneumatique (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rapport entre la largeur de la bande de roulement et la largeur maximale du pneumatique est inférieur ou égal à 0.80. 7 - Pneumatique (1) selon l'une des revendications précédentes, 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 cm3/mn.
8 - Pneumatique (1) selon l'une des revendications précédentes, 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.
9 - Pneumatique (1) 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 (42), parallèles entre eux dans la couche et orientés circonférentiellement.
10 - Pneumatique (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments de renforcement de ladite au moins une couche d'éléments de renforcement parallèles entre eux dans la couche et orientés circonférentiellement 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.
11 - Pneumatique (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments de renforcement desdites au moins deux couches de sommet de travail (41, 43) 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.
12 - Pneumatique (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'armature de sommet (4) 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 (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'armature de sommet (4) est complétée radialement à l'extérieur par au moins une couche supplémentaire (44), 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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