WO2016184759A1 - Pneumatique comportant une couche de protection constituee de fils unitaires - Google Patents

Pneumatique comportant une couche de protection constituee de fils unitaires Download PDF

Info

Publication number
WO2016184759A1
WO2016184759A1 PCT/EP2016/060601 EP2016060601W WO2016184759A1 WO 2016184759 A1 WO2016184759 A1 WO 2016184759A1 EP 2016060601 W EP2016060601 W EP 2016060601W WO 2016184759 A1 WO2016184759 A1 WO 2016184759A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
reinforcing elements
layer
tire
circumferential
radially
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/060601
Other languages
English (en)
Inventor
Claudia NAVARRO-LOSADA
Vincent Martin
Marie CHASSAGNE
Original Assignee
Compagnie Generale Des Etablissements Michelin
Michelin Recherche Et Technique S.A.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Compagnie Generale Des Etablissements Michelin, Michelin Recherche Et Technique S.A. filed Critical Compagnie Generale Des Etablissements Michelin
Publication of WO2016184759A1 publication Critical patent/WO2016184759A1/fr

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00—Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/18—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers
    • B60C9/20—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00—Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/18—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers
    • B60C9/20—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel
    • B60C2009/2012—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel with particular configuration of the belt cords in the respective belt layers
    • B60C2009/2016—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel with particular configuration of the belt cords in the respective belt layers comprising cords at an angle of 10 to 30 degrees to the circumferential direction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00—Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/18—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers
    • B60C9/20—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel
    • B60C2009/2012—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel with particular configuration of the belt cords in the respective belt layers
    • B60C2009/2022—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel with particular configuration of the belt cords in the respective belt layers comprising cords at an angle of 60 to 90 degrees to the circumferential direction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C2200/00—Tyres specially adapted for particular applications
    • B60C2200/06—Tyres specially adapted for particular applications for heavy duty vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a tire, radial carcass reinforcement and more particularly a tire for fitting vehicles carrying heavy loads, such as, for example trucks, tractors, trailers or road buses.
  • the carcass reinforcement is anchored on both sides in the bead zone and is radially surmounted by a crown reinforcement consisting of at least two layers, superimposed and formed of son or parallel cables in each layer and crossed from one layer to the next in making with the circumferential direction angles between 10 ° and 45 °.
  • Said working layers, forming the working armature can still be covered with at least one so-called protective layer and formed of advantageously metallic and extensible reinforcing elements, called elastic elements.
  • It may also comprise a layer of low extensibility wires or metal cables forming with the circumferential direction an angle of between 45 ° and 90 °, this so-called triangulation ply being radially located between the carcass reinforcement and the first ply of plywood.
  • so-called working top formed of parallel wires or cables having angles at most equal to 45 ° in absolute value.
  • the triangulation ply forms with at least said working ply a triangulated reinforcement, which presents, under the different stresses it undergoes, few deformations, the triangulation ply having the essential role of taking up the transverse compression forces of which the object all the reinforcing elements in the area of the crown of the tire.
  • Cables are said to be inextensible when said cables have under a tensile force equal to 10% of the breaking force a relative elongation at most equal to 0.2%.
  • Circumferential reinforcing elements are reinforcing elements which make angles with the circumferential direction in the range + 2.5 °, -2.5 ° around 0 °.
  • the circumferential direction of the tire is the direction corresponding to the periphery of the tire and defined by the rolling direction of the tire.
  • the transverse or axial direction of the tire is parallel to the axis of rotation of the tire.
  • the radial direction is a direction intersecting the axis of rotation of the tire and perpendicular thereto.
  • the axis of rotation of the tire is the axis around which it rotates in normal use.
  • a radial or meridian plane is a plane which contains the axis of rotation of the tire.
  • the circumferential mid-plane, or equatorial plane is a plane perpendicular to the axis of rotation of the tire and which divides the tire into two halves.
  • the measurements of force at break (maximum load in N), tensile strength (in MPa) and elongation at break (total elongation in%) are performed in tension according to ISO 6892 of 1984.
  • an axially continuous sheet formed of non-extensible metal cables forming an angle of at least 60 ° with the circumferential direction, and whose axial width is at least equal to the axial width the shortest working crown ply, and secondly between the two working crown plies an additional ply formed of metal elements, oriented substantially parallel to the circumferential direction.
  • the French application WO 99/24269 proposes, on either side of the equatorial plane and in the immediate axial extension of the additional ply of reinforcing elements substantially parallel to the circumferential direction, to couple, over a certain axial distance, the two working crown plies formed of reinforcing elements crossed from one ply to the next ply and then decoupling them by rubber mixing profiles at least over the remainder of the width common to the two tablecloths.
  • the layer of circumferential reinforcing elements is usually constituted by at least one wire rope wound to form a turn whose laying angle relative to the circumferential direction is less than 8 °.
  • the cables initially manufactured are coated with a rubbery mixture before being put in place. This rubber mix then penetrates the cable under the effect of pressure and temperature during the baking of the tire. The results thus obtained in terms of endurance and wear during prolonged runs on high speed roads are most often satisfactory. To improve the life of a tire, it can still be retreaded.
  • Retreading consists in removing the worn tread from the tire to replace it with a new tread.
  • the first step of retreading which is usually called a carding step, consists in eliminating what remains of the worn tread to set up the new tread during a final step.
  • the aim being to better eliminate what is left of the tread, it is possible for the mechanical tools to come closest to the reinforcement elements of the most reinforcing element layer. outer frame of the tire.
  • the layer of reinforcing elements concerned is usually a protective layer which is caused to undergo various attacks that can lead to degradation of said reinforcing elements and in particular breaks. Such a layer can, however, continue to play its full protective role against the various attacks that a tire can undergo at this level.
  • elastic cables avoids this type of problem; indeed, elastic cables tend to close on themselves at a break. This phenomenon is explained by the twisting treatment they have undergone and by their penetration rate by rubber. Elastic cables have a disadvantage in terms of cost, their manufacture being more expensive.
  • An object of the invention is thus to provide tires for "heavy-weight" vehicles, whose endurance and wear performance are retained, for road uses regardless of the conditions of use, said pneumatic tires retreaded as it has just been described with a cost lower than that related to the use of elastic cables in the protective layer.
  • a radial carcass reinforcement tire for a heavy vehicle type comprising a crown reinforcement comprising four working crown layers of reinforcing elements, crossed from one layer to the other. other making with the circumferential direction angles between 10 ° and 45 °, itself radially capped with a tread, said tread being joined to two beads by means of two flanks, the armature with radially outer apices completed by at least one additional protective layer of reinforcing elements oriented with respect to the circumferential direction at an angle of between 10 ° and 45 ° and in the same direction as angle formed by the reinforcing elements of the working crown layer which is radially adjacent thereto, the reinforcement elements of said at least one additional layer being unit metal wires with a diameter of less than 0.50 mm and the distance between the reinforcing elements, measured as normal to the direction of the average line of the wire, being strictly less than 1.5 mm.
  • the diameter of the unit metal son is between 0.1 and 0.4 mm and more preferably, it is greater than 0.3 mm.
  • the distance between the reinforcing elements is greater than 0.1 mm and more preferably between 0.3 and 0.5 mm.
  • the use of metal son unit is more economical than the use of elastic cables whose manufacturing costs, storage and setting up place are higher.
  • the tires according to the invention also have a reduced mass compared to tires of more conventional designs.
  • this lightening of the tire is related to a decrease in the thickness of the protective layer due to the reduction of the diameter of the reinforcing elements.
  • This reduction in the diameter of the reinforcing elements is also associated with polymeric mixing thicknesses which can be reduced compared with those of conventional tires and thus an overall thickness of the protective layer lower than that of conventional tires.
  • the decrease in the diameter of the reinforcing elements and the fact that they are single son also increase the capacity of these reinforcing elements to absorb the shocks suffered by the tread of the tire during rolling. This leads to a reduction in the risk of rupture of the reinforcing elements.
  • the stiffness per unit width of the protective layer is between 35 and 70 daN / mm.
  • the stiffness per unit width of a layer of reinforcing elements is determined from the measurements made on the reinforcing elements and the density of reinforcing elements of the layer, itself defined by the number reinforcement elements per unit width.
  • the density measurement is performed by visually counting the number of son present on a non-deformed tissue sample with a width of 10 cm.
  • the number of counted yarns is directly the density value of the yarn / dm fabric.
  • the crown reinforcement is completed by a layer of circumferential reinforcing elements.
  • At least one layer of circumferential reinforcing elements is radially disposed between two working crown layers.
  • the axial widths of the working crown layers radially adjacent to the layer of circumferential reinforcing elements are greater than the axial width of said layer of circumferential reinforcing elements.
  • the reinforcing elements of at least one layer of circumferential reinforcing elements are metal reinforcing elements having a secant modulus at 0.7% elongation between 10 and 120 GPa and a maximum tangent modulus less than 150 GPa.
  • the secant modulus of the reinforcing elements at 0.7% elongation is less than 100 GPa and greater than 20 GPa, preferably between 30 and 90 GPa and more preferably less than 80 GPa.
  • the maximum tangent modulus of the reinforcing elements is less than 130 GPa and more preferably less than 120 GPa.
  • the modules expressed above are measured on a tensile stress versus elongation curve, the tensile stress corresponding to the measured voltage, with a pre-tension of 5N, brought back to the metal section of the reinforcing element.
  • the reinforcing elements of at least one layer of circumferential reinforcing elements are reinforcing elements.
  • Such reinforcing elements of the additional ply 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%.
  • 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 preferably 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 additional layer is less than the tensile modulus of elasticity, measured under the same conditions, of the most extensible working crown layer.
  • 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 additional layer is smaller than the tensile modulus of elasticity, measured under the same conditions, of the most extensible working crown layer.
  • 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 non-extensible reinforcing elements making, with the circumferential direction, an angle greater than 45 ° 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 figure is not shown in scale to simplify understanding.
  • the figure represents only a half-view of a tire which is extended symmetrically with respect to the axis XX 'which represents the circumferential median plane, or equatorial plane, of a tire.
  • the tire 1, of size 385/55 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.
  • Said tire 1 comprises a radial carcass reinforcement 2, anchored in two beads, not shown in the figure.
  • the carcass reinforcement 2 is formed of a single layer of metal cables. It still has a tread 5.
  • the carcass reinforcement 2 is fretted by a crown reinforcement 4, formed radially from the inside to the outside: a first triangulation layer 40 formed of metal cables 9.35 not fretted oriented at an angle equal to 50 °, a first working layer 41 formed of unreflected metal cables 9.35, continuous over the entire width of the sheet, oriented at an angle equal to 18 °, a second working layer 42 formed of unreflected metal cables 9.35, continuous over the entire width of the web, oriented at an angle equal to 18 ° and crossed with the metal cables of the layer 41, a protective layer 43 formed of metal wires, parallel to the cables of the working layer 42.
  • the metal son constituting the reinforcing elements of the protective layer 43 are UHT type wires having a diameter of 0.35 mm. SHT or higher grade yarns could still be used. They are distributed in each of the working layers with a distance between the reinforcing elements, measured according to the normal to the direction of the mean line of the wire equal to 0.30 mm.
  • the axial width L 4Q triangulation layer 40 is equal to 302 mm.
  • the axial width L of the first working layer 41 is equal to 318 mm.
  • the axial width L 42 of the second working layer 42 is equal to 296 mm.
  • the axial width L 43 of the protective layer 43 is 220 mm.
  • the axial width of the tread L 5 is equal to 312 mm.
  • the mass of the protective layer is 1.4 Kg.
  • the mass of the tire according to the invention produced in accordance with the representation of FIG. 1 is equal to 66 Kg.
  • the tire according to the invention is compared to a reference tire made according to the figure and which differs from the tire according to the invention by the constitution of the protective layer.
  • This is formed of elastic metal cables 6.35, distributed with a distance between the reinforcing elements, measured according to the normal to the direction of the mean line of the cables equal to 1.15 mm.
  • the mass of the protective layer of the reference tire is equal to 2.4 kg. [0066] It appears that the mass gain in relation to the protective ply is about 42%.
  • the mass of the reference tire is equal to 67 Kg.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Abstract

L'invention concerne un pneumatique comprenant une armature de sommet formée d'au moins deux couches de sommet de travail d'éléments de renforcement complétée radialement à l'extérieur par au moins une couche de protection. Selon l'invention, les éléments de renforcements de la couche de protection sont des fils métalliques unitaires de diamètre inférieur à 0.50 mm et la distance entre les éléments de renforcement, mesurée selon la normale à la direction de la ligne moyenne du fil, est strictement inférieure à 1.5 mm.

Description

PNEUMATIQUE COMPORTANT UNE COUCHE DE PROTECTION CONSTITUEE
DE FILS UNITAIRES
[0001] La présente invention concerne un pneumatique, à armature de carcasse radiale et plus particulièrement un pneumatique destiné à équiper des véhicules portant de lourdes charges, tels que, par exemple les camions, tracteurs, remorques ou bus routiers.
[0002] D'une manière générale dans les pneumatiques de type poids-lourds, l'armature de carcasse est ancrée de part et d'autre dans la zone du bourrelet et est surmontée radialement par une armature de sommet constituée d'au moins deux couches, superposées et formées de fils ou câbles parallèles dans chaque couche et croisés d'une couche à la suivante en faisant avec la direction circonférentielle des angles compris entre 10° et 45°. Lesdites couches de travail, formant l'armature de travail, peuvent encore être recouvertes d'au moins une couche dite de protection et formée d'éléments de renforcement avantageusement métalliques et extensibles, dits élastiques. Elle peut également comprendre une couche de fils ou câbles métalliques à faible extensibilité faisant avec la direction circonférentielle un angle compris entre 45° et 90°, cette nappe, dite de triangulation, étant radialement située entre l'armature de carcasse et la première nappe de sommet dite de travail, formées de fils ou câbles parallèles présentant des angles au plus égaux à 45° en valeur absolue. La nappe de triangulation forme avec au moins ladite nappe de travail une armature triangulée, qui présente, sous les différentes contraintes qu'elle subit, peu de déformations, la nappe 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. Pour améliorer la durée d'utilisation d'un pneumatique, celui-ci peut encore être rechapé.
[0019] Un rechapage consiste à retirer la bande de roulement usée du pneumatique pour la remplacer par une nouvelle bande de roulement. La première étape d'un rechapage, qui s'appelle usuellement étape de cardage consiste donc à éliminer ce qui reste de la bande de roulement usée pour mettre en place la nouvelle bande de roulement lors d'une étape finale. Lors de l'étape de cardage, le but étant d'éliminer au mieux ce qui reste de la bande de roulement, il est possible que les outils mécaniques viennent au plus près des éléments de renforcement de la couche d'éléments de renforcement la plus extérieure de l'armature sommet du pneumatique.
[0020] La couche d'éléments de renforcement concernée est usuellement une couche de protection qui est amenée à subir des agressions diverses pouvant conduire à des dégradations desdits éléments de renforcement et notamment des ruptures. Une telle couche peut toutefois continuer à jouer pleinement son rôle de protection contre les diverses agressions que peut subir un pneumatique à ce niveau.
[0021] Toutefois, il a déjà été mis en évidence que la rupture de câbles dits « inextensibles » conduit à un foisonnement au niveau de la rupture dès lors que la corrosion se propage. Un tel foisonnement des câbles peut conduire à un arrachement desdits éléments de renforcement lors d'une étape de cardage, les outils restant accrochés au niveau du foisonnement.
[0022] L'utilisation de câbles élastiques permet d'éviter ce type de problème ; en effet, des câbles élastiques ont tendance à se refermer sur eux même au niveau d'une rupture. Ce phénomène s'explique par le traitement de retordage qu'ils ont subi et par leur taux de pénétration par du caoutchouc. Des câbles élastiques présentent par contre un inconvénient en termes de coût, leur fabrication étant plus onéreuse.
[0023] Un but de l'invention est ainsi de fournir des pneumatiques pour véhicules "Poids-Lourds", dont les performances d'endurance et d'usure sont conservées, pour des usages routiers quelles que soient les conditions d'usage, lesdits pneumatiques pouvant être rechapés comme il vient de l'être décrit avec un coût inférieur à celui lié à l'utilisation de câbles élastiques dans la couche de protection.
[0024] Ce but est atteint selon l'invention par un pneumatique à armature de carcasse radiale pour véhicule de type poids lourd comprenant une armature de sommet comportant quatre 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, l'armature de sommet étant complétée radialement à l'extérieur par au moins une couche supplémentaire, dite de protection, d'éléments de renforcement, 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 renforcement de la couche de sommet de travail qui lui est radialement adjacente, les éléments de renforcements de ladite au moins une couche supplémentaire étant des fils métalliques unitaires de diamètre inférieur à 0.50 mm et la distance entre les éléments de renforcement, mesurée selon la normale à la direction de la ligne moyenne du fil, étant strictement inférieure à 1.5 mm.
[0025] De préférence selon l'invention, le diamètre des fils métalliques unitaires est compris entre 0.1 et 0.4 mm et de préférence encore, il est supérieur à 0.3 mm.
[0026] De préférence également selon l'invention, la distance entre les éléments de renforcement, mesurée selon la normale à la direction de la ligne moyenne du fil, est supérieure à 0.1 mm et de préférence encore comprise entre 0.3 et 0.5 mm.
[0027] Les résultats obtenus avec des pneumatiques conformes à l'invention ont effectivement mis en évidence qu'à performances au moins équivalentes en termes d'endurance et d'usure, les pneumatiques selon l'invention présentent des coûts de fabrication réduits.
[0028] En effet, l'utilisation de fils unitaires métalliques est plus économique que l'utilisation de câbles élastiques dont les coûts de fabrication, de stockage et de mise ne place sont plus élevés. [0029] Les pneumatiques selon l'invention présentent en outre une masse réduite par rapport à des pneumatiques de conceptions plus usuelles.
[0030] Les inventeurs ont su mettre en évidence que cet allégement du pneumatique est liée à une diminution de l'épaisseur de la couche de protection du fait de la réduction du diamètre des éléments de renforcement. Cette diminution du diamètre des éléments de renforcement s'associe en outre à des épaisseurs de mélange polymérique qui peuvent être réduites par rapport à celles des pneumatiques usuels et ainsi une épaisseur globale de la couche de protection inférieure à celle des pneumatiques usuels.
[0031] La diminution du diamètre des éléments de renforcements et le fait que ceux-ci soient des fils unitaires augmentent par ailleurs la capacité de ces éléments de renforcement à absorber les chocs subis par la bande de roulement du pneumatique lors de roulage. Cela conduit à une diminution des risques de rupture des éléments de renforcement.
[0032] Il est encore possible de réduire les distances entre les éléments de renforcement sans pénaliser la masse du pneumatique du fait de l'utilisation de fils unitaires de petit diamètre. La fonction de protection mécanique de la couche de protection s'en trouve ainsi également renforcée.
[0033] La diminution des distances entre les éléments de renforcement de la couche de protection contribue à la diminution du volume de mélange polymérique et donc favorise la diminution de la masse du pneumatique. [0034] Avantageusement selon l'invention, la rigidité par unité de largeur de la couche de protection est comprise entre 35 et 70 daN/mm.
[0035] La rigidité par unité de largeur d'une couche d'éléments de renforcement est déterminée à partir des mesures effectuées sur les éléments de renforcement et de la densité d'éléments de renforcement de la couche, elle-même définie par le nombre d'éléments de renforcement par unité de largeur.
[0036] La mesure de densité s'effectue en comptant visuellement le nombre de fils présents sur un échantillon de tissu non déformé d'une largeur de 10 cm. Le nombre de fils comptés est directement la valeur de densité du tissu en fils/dm. [0037] Selon un mode de réalisation de l'invention, l'armature de sommet est complétée par une couche d'éléments de renforcement circonférentiels.
[0038] La présence d'une couche d'éléments de renforcement circonférentiels est contraire à l'allégement du pneumatique et décale alors le compromis de performances entre l'allégement et les propriétés d'endurance du pneumatique ; la couche d'éléments de renforcement circonférentiels peut permettre d'améliorer l'endurance du pneumatique pour des usages particulièrement sollicitant.
[0039] De préférence, au moins une couche d'éléments de renforcement circonférentiels est radialement disposée entre deux couches de sommet de travail. [0040] De préférence encore, 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.
[0041] Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, les éléments de renforcement d'au moins une couche d'éléments de renforcement circonférentiels sont des éléments de renforcement métalliques présentant un module sécant à 0,7 % d'allongement compris entre 10 et 120 GPa et un module tangent maximum inférieur à 150 GPa.
[0042] 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. [0043] De préférence également, le module tangent maximum des éléments de renforcement est inférieur à 130 GPa et de préférence encore inférieur à 120 GPa.
[0044] 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.
[0045] 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 nappe additionnelle sont habituellement dénommés éléments "bi-module". [0046] 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%.
[0047] Les différentes caractéristiques des éléments de renforcement énoncées ci- dessus sont mesurées sur des éléments de renforcement prélevés sur des pneumatiques.
[0048] 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.
[0049] 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 additionnelle 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 additionnelle étant mesuré sur une couche vulcanisée d'éléments coupés, prélevée sur le pneumatique. [0050] 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 additionnelle est inférieur au module d'élasticité à la traction, mesuré dans les mêmes conditions, de la couche de sommet de travail la plus extensible.
[0051] 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 inextensibles métalliques en acier faisant, avec la direction circonférentielle, un angle supérieur à 45° 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.
[0052] 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 l'invention.
[0053] La figure n'est pas représentée à l'échelle pour en simplifier la compréhension. La figure 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.
[0054] Sur la figure, le pneumatique 1, de dimension 385/55 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 2 est formée d'une seule couche de câbles métalliques. Il comporte encore une bande de roulement 5.
[0055] L'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 triangulation 40 formée de câbles métalliques 9.35 non frettés orientés d'un angle égal à 50°, d'une première couche de travail 41 formée de câbles métalliques 9.35 non frettés, continus sur toute la largeur de la nappe, orientés d'un angle égal à 18°, d'une seconde couche de travail 42 formée de câbles métalliques 9.35 non frettés, continus sur toute la largeur de la nappe, orientés d'un angle égal à 18° et croisés avec les câbles métalliques de la couche 41, d'une couche de protection 43 formée de fils métalliques, parallèles aux câbles de la couche de travail 42.
[0056] Les fils métalliques constituant les éléments de renforcement de la couche de protection 43 sont des fils de type UHT présentant un diamètre de 0.35 mm. Des fils de type SHT ou de grades supérieurs pourraient encore être utilisés. Ils sont répartis dans chacune des couches de travail avec une distance entre les éléments de renforcement, mesurée selon la normale à la direction de la ligne moyenne du fil égale à 0.30 mm.
[0057] La largeur axiale L4Q de la couche de triangulation 40 est égale à 302 mm.
[0058] La largeur axiale L de la première couche de travail 41 est égale à 318 mm.
[0059] La largeur axiale L42 de la deuxième couche de travail 42 est égale à 296 mm.
[0060] La largeur axiale L43 de la couche de protection 43 est égale à 220 mm.
[0061] La largeur axiale de la bande de roulement L5 est égale à 312 mm. [0062] La masse de la couche de protection est égale à 1.4 Kg.
[0063] La masse du pneumatique selon l'invention réalisé conformément à la représentation de la figure 1 est égale à 66 Kg.
[0064] Le pneumatique selon l'invention est comparé à un pneumatique de référence réalisé conformément à la figure et qui diffère du pneumatique selon l'invention par la constitution de la couche de protection. Celle-ci est formée de câbles métalliques élastiques 6.35, répartis avec une distance entre les éléments de renforcement, mesurée selon la normale à la direction de la ligne moyenne des câbles égale à 1.15 mm.
[0065] La masse de la couche de protection du pneumatique de référence est égale à 2.4 Kg. [0066] Il apparaît que le gain en masse en relation avec la nappe de protection est d'environ 42 %.
[0067] La masse du pneumatique de référence est égale à 67 Kg.
[0068] Des essais ont été réalisés avec chacun de ces pneumatiques.
[0069] Des premiers essais d'endurance ont été réalisés sur une machine de test imposant à chacun des pneumatiques un roulage ligne droite à une vitesse égale à l'indice de vitesse maximum prescrit pour ledit pneumatique (speed index) sous une charge initiale de 4000 Kg progressivement augmentée pour réduire la durée du test.
[0070] D'autres essais d'endurance ont été réalisés sur une machine de tests imposant de façon cyclique un effort transversal et une surcharge dynamique aux pneumatiques. Les essais ont été réalisés pour les pneumatiques selon l'invention avec des conditions identiques à celles appliquées aux pneumatiques de référence.
[0071] Les essais ainsi réalisés ont montré que les distances parcourues lors de chacun de ces tests sont sensiblement identiques pour les pneumatiques selon l'invention et les pneumatiques de référence. Il apparaît donc que les pneumatiques selon l'invention présentent des performances sensiblement équivalentes en termes d'endurance à celles des pneumatiques de référence.
[0072] D'autres tests ont été réalisés pour évaluer, en conditions réelles sur véhicules, les performances en usure des pneumatiques. Les conditions de roulage, notamment le circuit emprunté, sont déterminées pour être représentatives d'un type d'usage particulier, en la circonstance un usage de type autoroutier plus pénalisant vis-à-vis de l'usure irrégulière. Il apparaît que les pneumatiques selon l'invention présentent des performances sensiblement équivalentes en termes d'usure à celles des pneumatiques de référence.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Pneumatique (1) à armature de carcasse radiale (2) pour véhicule de type poids lourd comprenant une armature de sommet (4) comportant au moins deux couches de sommet de travail (41, 42) 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 est complétée radialement à l'extérieur par au moins une couche supplémentaire (43), dite de protection, d'éléments de renforcement, 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 renforcement de la couche de sommet de travail (42) qui lui est radialement adjacente, en ce que les éléments de renforcements de ladite au moins une couche supplémentaire (43) sont des fils métalliques unitaires de diamètre inférieur à 0.50 mm et en ce que la distance entre les éléments de renforcement, mesurée selon la normale à la direction de la ligne moyenne du fil, est strictement inférieure à 1.5 mm.
2 - Pneumatique (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre des fils métalliques unitaires de ladite au moins une couche supplémentaire (43) est supérieur ou égal à 0.30 mm.
3 - Pneumatique (1) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la rigidité par unité de largeur de ladite au moins une couche supplémentaire (43) est comprise entre 35 et 70 daN/mm.
4 - Pneumatique (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'armature de sommet (4) est complétée par une couche d'éléments de renforcement circonférentiels. 5 - Pneumatique (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la couche d'éléments de renforcement circonférentiels est radialement disposée entre deux couches de sommet de travail (41, 42). 6 - Pneumatique (1) selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que les largeurs axiales des couches de sommet de travail (41, 42) radialement adjacentes à une couche d'éléments de renforcement circonférentiels sont supérieures à la largeur axiale de ladite couche d'éléments de renforcement circonférentiels. 7 - Pneumatique (1) selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les éléments de renforcement d'au moins une couche d'éléments de renforcement circonférentiels sont des éléments de renforcement métalliques présentant un module sécant à 0,7 % d'allongement compris entre 10 et 120 GPa et un module tangent maximum inférieur à 150 GPa.
PCT/EP2016/060601 2015-05-18 2016-05-11 Pneumatique comportant une couche de protection constituee de fils unitaires WO2016184759A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1554389A FR3036317B1 (fr) 2015-05-18 2015-05-18 Pneumatique comportant une couche de protection constituee de fils unitaires
FR1554389 2015-05-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016184759A1 true WO2016184759A1 (fr) 2016-11-24

Family

ID=55178022

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2016/060601 WO2016184759A1 (fr) 2015-05-18 2016-05-11 Pneumatique comportant une couche de protection constituee de fils unitaires

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3036317B1 (fr)
WO (1) WO2016184759A1 (fr)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63173703A (ja) * 1987-01-13 1988-07-18 Yokohama Rubber Co Ltd:The 空気入りラジアルタイヤ
FR2728510A1 (fr) 1994-12-23 1996-06-28 Michelin & Cie Pneumatique de rapport de forme h/s inferieur ou egal a 0,6
WO1999024269A1 (fr) 1997-11-05 1999-05-20 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin - Michelin & Cie Armature de sommet pour pneumatique 'poids-lourds'
WO2001034413A1 (fr) * 1999-11-08 2001-05-17 Societe De Technologie Michelin Armature de sommet pour pneumatique radial
EP1597096A1 (fr) * 2003-02-17 2005-11-23 Société de Technologie Michelin Armature de sommet pour pneumatique radial

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63173703A (ja) * 1987-01-13 1988-07-18 Yokohama Rubber Co Ltd:The 空気入りラジアルタイヤ
FR2728510A1 (fr) 1994-12-23 1996-06-28 Michelin & Cie Pneumatique de rapport de forme h/s inferieur ou egal a 0,6
WO1999024269A1 (fr) 1997-11-05 1999-05-20 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin - Michelin & Cie Armature de sommet pour pneumatique 'poids-lourds'
WO2001034413A1 (fr) * 1999-11-08 2001-05-17 Societe De Technologie Michelin Armature de sommet pour pneumatique radial
EP1597096A1 (fr) * 2003-02-17 2005-11-23 Société de Technologie Michelin Armature de sommet pour pneumatique radial

Also Published As

Publication number Publication date
FR3036317A1 (fr) 2016-11-25
FR3036317B1 (fr) 2017-05-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017149223A1 (fr) Armature de sommet de pneumatique constituee de deux couches de sommet de travail et d'une couche d'elements de renforcement circonferentiels
EP3019344A1 (fr) Pneumatique comportant une armature de carcasse assouplie
EP3019345A1 (fr) Pneumatique comportant des cables d'armatures de carcasse presentant une faible permeabilite
WO2015004210A1 (fr) Pneumatique comportant des epaisseurs variables des melanges caoutchouteux interieurs a l'armature de carcasse
EP2731809A1 (fr) Pneumatique comportant une couche d' elements de renforcement circonferentiels
EP3094500B1 (fr) Pneumatique presentant une pression nominale reduite et une fleche relative sous charge nominale augmentee
EP3390076B1 (fr) Pneumatique présentant des propriétés d'usure améliorées
WO2018172690A1 (fr) Armature de sommet de pneumatique constituée d'une couche de sommet de travail et d'une couche d'éléments circonférentiels
EP3317125B1 (fr) Pneumatique comportant trois couches de travail
EP3390077B1 (fr) Pneumatique presentant des proprietes d'usure ameliorees
EP3390105B1 (fr) Pneumatique présentant des propriétés d'usure améliorées
EP3746313B1 (fr) Pneumatique comportant trois couches de travail
EP3946972B1 (fr) Armature de sommet de pneumatique constituee de deux couches de sommet de travail
FR3064213B1 (fr) Armature de sommet de pneumatique constituee d'une couche de sommet de travail et d'une couche d'elements circonferentiels
CA3041941A1 (fr) Pneumatique comportant une armature de sommet allegee
WO2015086309A1 (fr) Pneumatique présentant une pression nominale réduite et une flèche relative sous charge nominale augmentée
WO2016184759A1 (fr) Pneumatique comportant une couche de protection constituee de fils unitaires
EP3297854B1 (fr) Pneumatique comportant des couches de travail constituees de fils unitaires
WO2014108273A1 (fr) Pneumatique comportant une armature sommet allegee
CA3042115A1 (fr) Pneumatique comportant une armature de sommet allegee
WO2014108272A1 (fr) Pneumatique comportant une couche d'elements de renforcement dont les extremites sont retournees
FR3006240A1 (fr) Pneumatique pour vehicules lourds comportant une armature de sommet renforcee

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16721454

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16721454

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1