WO2018024971A1 - Pneumatique à couches de travail comprenant des monofilaments et à bande de roulement rainurée - Google Patents

Pneumatique à couches de travail comprenant des monofilaments et à bande de roulement rainurée Download PDF

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tire
working
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Jean-Charles DEROBERT-MAZURE
Aymeric BONNET
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Compagnie Generale Des Etablissements Michelin
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Definitions

  • the present invention relates to a passenger car tire, and more particularly the top of such a tire.
  • a tire having a geometry of revolution with respect to an axis of rotation the tire geometry is generally described in a meridian plane containing the axis of rotation of the tire.
  • the radial, axial and circumferential directions respectively designate the directions perpendicular to the axis of rotation of the tire, parallel to the axis of rotation of the tire and perpendicular to the meridian plane.
  • the median circumferential plane said equatorial plane divides the tire into two substantially symmetrical toruses, the tire may have tread asymmetries, architecture, related to manufacturing accuracy or dimensioning.
  • the expressions “radially inner to” and “radially outside to” respectively mean “closer to the axis of rotation of the tire, in the radial direction, that" and “further from the axis of rotation of the tire, in the radial direction, that Jardin
  • the expressions “axially inner to” and “axially outside to” respectively mean “closer to the equator plane, in the axial direction, than” and “further from the equator plane, in the axial direction, than”.
  • a “radial distance” is a distance from the axis of rotation of the tire, and an “axial distance” is a distance from the equator plane of the tire.
  • a “radial thickness” is measured in the radial direction, and an “axial width” is measured in the axial direction.
  • a tire comprises a crown comprising a tread intended to come into contact with the ground via a rolling surface, two beads intended to come into contact with a rim and two sidewalls connecting the top to the beads.
  • a tire comprises a carcass reinforcement comprising at least one carcass layer, radially inner to the top and connecting the two beads.
  • the tread of a tire is delimited, in the radial direction, by two circumferential surfaces, the radially outermost of which is the tread surface and the most radially inner of which is called the tread pattern surface.
  • the tread of a tire is delimited, in the axial direction, by two lateral surfaces.
  • the tread is further constituted by one or more rubber compounds.
  • the term "rubber mix" refers to a rubber composition comprising at least one elastomer and a filler.
  • the crown comprises at least one crown reinforcement radially inner to the tread.
  • the crown reinforcement comprises at least one working reinforcement comprising at least one working layer composed of parallel reinforcing elements forming, with the circumferential direction, an angle of between 15 ° and 50 °.
  • the crown reinforcement may also comprise a hooping reinforcement comprising at least one hooping layer composed of reinforcing elements forming, with the circumferential direction, an angle of between 0 ° and 10 °, the hooping reinforcement being the most often but not necessarily radially external to the working layers.
  • a cutout designates either a well, a groove, an incision or a circumferential groove and forms a space opening on the running surface.
  • a well has, at the level of the running surface, a generally polygonal or circular opening section.
  • An incision or a groove has, on the running surface, two main characteristic dimensions: a width W and a length Lo, such that the length Lo is at least equal to 2 times the width W.
  • An incision or a groove is therefore defined by at least two main lateral faces determining its length Lo and connected by a bottom face, the two main lateral faces being separated from each other by a non-zero distance, called the width W of the incision or the groove.
  • an incision or a groove which is delimited by:
  • blind • by three lateral faces, of which two main determining the length of the cutout, is called blind
  • the difference between an incision and a groove is the value taken by the average distance between the two main lateral faces of the cutout, namely its width W. In the case of an incision, this distance is appropriate to allow the contacting the main lateral faces vis-à-vis during contact of the running surface containing the incision with the rolling ground. In the case of a groove, the main lateral faces of this groove can not come into contact with one another under the usual rolling conditions. This distance for an incision is generally for passenger car tires at most equal to 1 millimeter (mm).
  • a circumferential groove is a substantially circumferential substantially circumferential directional cut around the entire circumference of the tire.
  • the width W is the average distance, determined along the length of the cutout and on a radial portion of the cutout between a first circumferential surface, radially inner to the rolling surface at a radial distance of 1 mm. and a second circumferential surface, radially external to the bottom surface at a radial distance of 1 mm, in order to avoid any measurement problem related to the connection of the two main lateral faces with the running surface and the bottom surface.
  • the depth of the cutout is the maximum radial distance between the running surface and the bottom of the cutout.
  • the maximum value of the depths of the cuts is called the tread depth D.
  • the tread bottom surface, or bottom surface is defined as the translated surface of the tread radially inward by a radial distance equal to the tread depth. depth of sculpture. STATE OF THE ART
  • the main objective of the present invention is therefore to increase the endurance of a tire whose reinforcing elements of the working layers are composed of monofilaments by designing an architecture optimized according to the sculpture of the tread.
  • This objective is achieved by a tire for a passenger vehicle, comprising:
  • a crown comprising a tread comprising two axially outer portions
  • the two axially outer portions each having an axial width (LS1, LS2) at most equal to 0.3 times the axial width LT,
  • At least one axially outer portion comprising grooves of the axially outer tread, an axially outer groove forming a space emerging on the tread surface and being delimited by at least two main lateral faces connected by a bottom face,
  • At least one axially outer groove said major having a width W, defined by the distance between the two lateral faces, at least equal to 1 mm, a depth D, defined by the maximum radial distance between the running surface and the face of bottom, at least 5 mm,
  • the tire further comprising a crown reinforcement radially inner to the tread,
  • the crown reinforcement comprising at least one reinforcement
  • the working reinforcement comprising at least two working layers, each comprising reinforcing elements coated with an elastomeric material, parallel to each other and forming respectively with a circumferential direction (XX ') of the tire, an oriented angle (A1, A2 ) not less than 20 ° and not more than 50 ° in absolute value and of opposite sign from one layer to the next,
  • each working layer being constituted by single or monofilament metal wires having a section S whose smallest dimension is at least equal to 0.20 mm and at most equal to 0.5 mm, and a breaking strength; Rm,
  • each working layer being at least equal to 100 threads per dm and at most equal to 200 threads per dm, the reinforcement elements of the at least two working layers being separated by a rubbery mixture having a radial thickness E, the average value of E measured in the median circumferential plane being Ec,
  • the radial thickness E of the rubber mixture between the reinforcing elements of the at least two working layers is at least equal to 1.5 times the value of the radial thickness Ec between the reinforcing elements of the at least two working layers in the median circumferential plane, the rubbery mixture extending from the least axially outer ends of the reinforcing elements of the working layers over an axial length at least equal to 25 mm.
  • Rc Rm * S * d, where Rm is the tensile tensile strength of the monofilaments in MPa , S the section of the monofilaments in mm 2 and the density of monofilaments of the working layer considered, in number of monofilaments per dm.
  • the width of the groove means the average distance of the main lateral faces, averaged over the length of the groove.
  • Buckling is a complex and unstable phenomenon which leads to a fatigue failure of an object having at least one dimension of an order of magnitude smaller than a main dimension, such as beams or shells.
  • Monofilaments are objects of this type with a section much smaller than their length. The phenomenon begins with a compression of the main dimension. It continues because of an asymmetry of the geometry of the monofilament, or the existence of a transverse force by a bending of the monofilament, very destructive stress for metallic materials. This complex phenomenon is in particular very dependent on the boundary conditions, the mobility of the element, the direction of the force applied and the resultant deformation of this effort.
  • the monofilament buckling of the working layers occurs only under the major axially outer grooves of the tread because, in the absence of axially outer groove, the rubber material of the tread radially outer to the reinforcing element takes up most of the compression effort.
  • the axially outer major grooves whose depth is less than 5 mm have no influence on the buckling of the monofilaments.
  • only the so-called outermost axial grooves must be subject to particular design rules when using monofilaments in the working layers.
  • These axially outer major grooves are in particular essential for the performance of the tire in wet grip.
  • the axially outer grooves whose width is less than 1 mm also called incisions, are closed in the contact area and thus protect the monofilament buckling.
  • the compression force in case of transverse force on the tire is too low to cause buckling.
  • a major groove has a width W, defined by the distance between the two lateral faces, at least equal to 1 mm, a depth D, defined by the maximum radial distance between the running surface and the bottom face, at less than 5 mm.
  • the thickness of the rubber mixture separating the reinforcing elements of the at least two working layers comprising monofilaments.
  • An optimum of the desired performances is obtained when the radial thickness E of the rubber mixture separating the reinforcing elements of the at least two working layers is at least equal to 1.5 times the value of the radial thickness Ec separating the reinforcing elements. at least two working layers in the medial circumferential plane.
  • the thickness Ec In the case where the measurement of the thickness Ec would not be possible at the median circumferential plane, for example due to an absence of monofilament in this area, it would be measured at the most axially close point. of the median circumferential plane where this measurement is feasible. In order for the invention to work, this condition must be achieved on the thickness E which is measured over an axial length measured from the least axially outer ends of the reinforcing elements of the working layers, at least equal to 25 mm, and this in a axially outer portion comprising axially outer major grooves
  • the two axially outer portions of the tread may optionally contain one or more circumferential grooves to reduce the risk of hydroplaning on wet ground.
  • these grooves circumferentials generally represent a small width of the contact surface and have no known impact on the buckling of monofilaments.
  • certain major grooves have globally increasing variable depths with the distance to the median circumferential plane.
  • the tread rubber contributes to the increase of the bending rigidity so that it is penalizing for the rolling resistance and the mass, to have a thickness of rubber mixture between the monofilaments greater than that measured at the median circumferential plane in the radially inner crown area at this part of the major groove considered.
  • the thickness Ec in the median circumferential plane, area of lower stress because the less inflected, is indeed the minimum thickness to meet the other performance conditions of the tire.
  • the radial thickness E of the rubber mixture separating the reinforcing elements of the at least two working layers is at least equal to 1 .5 times the value of the radial thickness Ec separating the reinforcing elements of the at least two working layers in the medial circumferential plane, from the least axially outer ends of the reinforcement elements of the working layers to the axial ordinate of the most axially inner point of the bottom faces of the axially outer grooves where radial distance between the running surface and the bottom face, is at least equal to 5 mm.
  • the increase in the thickness of the rubbery mixture separating the reinforcing elements from the at least two working layers with respect to this same thickness measured in the median circumferential plane is only penalizing in rolling resistance and in mass without real contribution in endurance to the buckling of monofilaments.
  • the radial thickness E of the rubber mix separating the reinforcing elements of the at least two working layers at least equal to 1.5 times the value.
  • the increase in the thickness of the rubber mixture separating the reinforcing elements of the at least two working layers with respect to this same thickness measured in the median circumferential plane makes uninteresting the use of monofilaments as reinforcing elements.
  • the radial thickness E of the rubber mixture separating the reinforcing elements of the at least two working layers, in any axially outer portion comprising major axially outer grooves is at most equal to 3.8 times the value of the radial thickness Ec separating the reinforcing elements of the at least two working layers in the medial circumferential plane.
  • the major grooves may also contain protuberances or bridges, these bridges may optionally contain an incision of average width less than 1 mm.
  • the monofilaments may have any sectional shape, knowing that the oblong sections represent an advantage over the circular sections of the same smaller dimension because their inertia bending and therefore their buckling resistance are higher.
  • the smallest dimension is the diameter of the section.
  • the density d of reinforcement elements of each working layer is less than 100 threads per dm and not more than 200 threads per dm.
  • density is meant the average number of monofilaments over a working layer width of 10 cm, this width being taken perpendicular to the direction of the monofilaments of the working layer considered.
  • the distance between consecutive reinforcing elements may be fixed or variable.
  • the laying of reinforcing elements in manufacture can be carried out by layer, strip or unit.
  • the buckling resistance of a monofilament also depends on the resistance of the axially adjacent filaments, a beginning of buckling may cause another by the effect of a distribution of the load around the flaming monofilament.
  • it is necessary not only to observe the conditions of diameters and the density of the monofilaments, but also to fulfill a condition relating to the strength of the working layer, namely the breaking strength R c of each layer.
  • Rc Rm * S * d, where Rm is the tensile tensile strength of the monofilaments in MPa, S the section of the monofilaments in mm 2 and the density of monofilaments of the working layer considered, in number of monofilaments per dm.
  • the solution consists in applying the invention to the two most axially outer portions of the tread.
  • any axially outer major groove has a width W at most equal to 10 mm in order to limit the trough volume of the tread and preserve the wear potential of the tire.
  • any axially outer major groove has a depth D less than 8 mm. Indeed beyond this depth, the tread becomes too flexible and the tire becomes less efficient in wear, behavior and rolling resistance.
  • the axially outer major grooves are spaced, in the circumferential direction (XX ') of the tire, with a circumferential pitch P of at least 8 mm, to avoid too much flexibility of the tread and loss of performance in wear and rolling resistance.
  • the circumferential pitch is the average circumferential distance over the most axially outer portion considered of the tread between two circumferentially consecutive major axial grooves.
  • tire treads may have variable circumferential pitches, in particular to limit noise during taxiing.
  • a preferred solution is that the axially outer major grooves are spaced in the circumferential direction (XX ') of the tire, a circumferential pitch P at most equal to 50 mm to ensure good adhesion on wet ground.
  • the bottom face of an axially outer major groove is positioned radially outside the crown reinforcement at a radial distance D1 at least equal to 1 .5 mm. Indeed, this minimal amount of rubbery material helps protect the top of aggression and perforations by obstacles, pebbles, any debris found on the ground.
  • the radial distance between the bottom face of the axially outer major grooves and the most radially outer reinforcing elements of the crown reinforcement is at most equal to 3.5 mm to obtain a high performance tire in resistance to wear. rolling.
  • At least one axially outer portion comprising axially outer major grooves, comprises incisions having a width W1 at most equal to 1 mm.
  • incisions having a width W1 at most equal to 1 mm.
  • the two axially outer portions of the tread each have an axial width (LS1, LS2) at most equal to 0.2 times the axial width LT of the tread.
  • each working layer comprises reinforcing elements forming, with the circumferential direction (XX ') of the tire, an angle at least equal to 22 ° and at most equal to 35 ° which constitutes an optimal compromise. between the behavior and endurance performance of the tire.
  • each working layer comprises reinforcement elements constituted by unitary or monofilament metal wires having a section whose smallest dimension is at least 0.3 mm and at most equal to 0.37 mm which constitute an optimum for the balance of target performance: weight gain and buckling endurance of the reinforcement elements of the work layers.
  • the reinforcing elements of the working layers may be rectilinear or not. They can be preformed, sinusoidal, zigzag, wavy or spiral.
  • the reinforcing elements of the working layers are made of steel, preferably carbon steel such as those used in "steel cords" type cables; but it is of course possible to use other steels, for example stainless steels, or other alloys.
  • carbon steel When carbon steel is used, its carbon content (% by weight of steel) is preferably in a range of 0.8% to 1, 2%.
  • the invention is particularly applicable to steels of the steel cord type very high strength "SHT"("Super High Tensile"), ultra-high resistance “UHT”("Ultra High Tensile”) or “MT”(" Mega Tensile ").
  • the carbon steel reinforcements then have a breaking strength in tension (Rm) which is preferably greater than 3000 MPa, more preferably greater than 3500 MPa.
  • Their total elongation at break ( ⁇ t), the sum of the elastic elongation and the plastic elongation, is preferably greater than 2.0%.
  • the tensile strength measurements noted Rm (in MPa) and elongation at break noted At (total elongation in%) are performed in tension according to ISO 6892 of 1984.
  • the steel used may itself be coated with a metal layer improving for example the properties of implementation of the invention. monofilament steel, or the properties of use of the reinforcement and / or the tire themselves, such as the properties of adhesion, corrosion resistance or resistance to aging.
  • the steel used is covered with a layer of brass (Zn-Cu alloy) or zinc; it is recalled that, during the wire manufacturing process, the brass or zinc coating facilitates the drawing of the wire, as well as the bonding of the wire with the rubber.
  • the reinforcements could be covered with a thin metal layer other than brass or zinc, whose function, for example, is to improve the corrosion resistance of these wires and / or their adhesion to the rubber, for example a thin layer of Co, Ni, Al, an alloy of two or more compounds Cu, Zn, Al, Ni, Co, Sn.
  • a thin metal layer other than brass or zinc whose function, for example, is to improve the corrosion resistance of these wires and / or their adhesion to the rubber, for example a thin layer of Co, Ni, Al, an alloy of two or more compounds Cu, Zn, Al, Ni, Co, Sn.
  • the density of reinforcement elements of each working layer is at least equal to 120 threads per dm and at most equal to 180 threads per dm in order to guarantee improved endurance of the rubber mixes working in shear between the reinforcing elements and the endurance of the latter in traction and compression.
  • the crown reinforcement comprises a hooping reinforcement comprising at least one hooping layer comprising reinforcing elements, parallel to each other and forming, with the circumferential direction (XX ') of the tire, an angle B at most equal to 10 ° in absolute value, in order to stiffen the top to improve the performance of the tire in wear and behavior.
  • the reinforcing elements of the at least one hooping layer are made of textile, preferably of the aliphatic polyamide type, aromatic polyamide, combination of aliphatic polyamide and aromatic polyamide, polyethylene terephthalate or rayon because the textile materials are particularly suitable for this type of use because of their low mass and high rigidity.
  • the distance between consecutive reinforcing elements of the hooping layer or not can be fixed or variable.
  • the laying of reinforcing elements in manufacture can be carried out by layer, strip or unit.
  • FIGS. 1 to 4 said figures not being represented on a scale but in a simplified manner, in order to facilitate the understanding of the invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a tire portion according to the invention, in particular its architecture and its tread.
  • FIG. 2 shows a meridian section of the top of a tire according to the invention and illustrates the axially outer portions 22 and 23 of the tread, and their width.
  • FIG. 3A and 3B show two types of radially outer meridian profiles of the tread of a passenger tire.
  • Figure 1 shows a perspective view of a portion of the crown of a tire.
  • the tire comprises a tread 2 intended to come into contact with a ground via a running surface 21.
  • axially outer portions 22 and 23 of the tread are provided axially outer major grooves 24 of width W.
  • the tire further comprises a crown reinforcement 3 comprising a working frame 4 and a hooping frame 5.
  • L working armature comprises two working layers 41 and 42 each comprising reinforcing elements (41 1, 421) parallel to each other, forming respectively with a circumferential direction (XX ') of the tire, a angle oriented (A1, A2) at least equal to 20 ° and at most equal to 50 ° in absolute value and opposite sign from one layer to the next.
  • Figure 2 schematically shows the meridian section of the crown of the tire according to the invention. It illustrates in particular the widths LS1 and LS2 of the axially outer portions 22 and 23 of the tread, as well as the total width of the tire tread LT. Also shown are the depth D of an axially outer groove 24 and the distance D1 between the bottom face 243 of an axially outer groove 24 and the crown reinforcement 3 measured on a meridian section of the tire.
  • FIG. 2 also illustrates the thicknesses E and Ec of the rubber mix separating the reinforcing elements of the at least two working layers, respectively below the axially outer portion 23 comprising axially outer grooves 24 and in the median circumferential plane.
  • Figure 2 also shows the axial ordinate 26 of the most axially inner point of the bottom faces 243 of the axially outer major grooves where the radial distance between the running surface 21 and the bottom face 243 is equal to 5 mm.
  • FIG. 2 shows an axial length (La) on an axially outer portion LS2, on which the thickness E of the rubber mixture separating the reinforcing elements of the at least two working layers is at least greater than 1 .5 times at the distance Ec, the radial distance between the most radially inner point of the monofilament of the most radially outer working layer and the most radially outer point of the most radially inner working layer in the median circumferential plane.
  • the geometric measurements are performed on a cutting surface of the tire obtained by cutting the tire along two meridian planes.
  • the measurements are made by maintaining the distance between the two beads identical to that of the tire mounted on its rim and slightly inflated.
  • the measure of the distance Ec is the radial distance between the most radially inner point of the monofilament of the most radially outer working layer and the most radially outer point of the most radially inner working layer in the median circumferential plane. .
  • the distance E is the average radial distance on the axially outer portions 22 and 23 of the vertex, between two monofilaments of the same axial coordinates and each of a different working layer.
  • the distance between two monofilaments of the two working layers is the radial distance between the most radially inner of the monofilament of the most radially outer working layer and the most radially outermost point of the most radially inner working layer.
  • the zone considered for the measurement of E is the zone where the distance between the monofilaments is at least equal to 1.5 times the distance Ec.
  • the axial edges 7 of the tread are determined which make it possible to measure the tread width.
  • the axial edge 7 is trivially determined by those skilled in the art.
  • FIG. 3B where the rolling surface 21 is continuous with the external axial surface of the tire 8, the tangent to the rolling surface at any point of the rolling surface in the zone of the tire is drawn on a meridional section of the tire. transition to the flank.
  • the first axial edge 7 is the point for which the angle ⁇ (beta) between said tangent and an axial direction YY 'is equal to 30 °.
  • the angle ⁇ between said tangent and an axial direction YY 'is equal to 30 ° the radially outermost point is retained.
  • the same procedure shall be used to determine the second axial edge of the tread.
  • Figure 4 shows schematically the different types of grooves.
  • the grooves may be open like the groove 24A, blind as the groove 24C or blind as the groove 24B.
  • the inventors have carried out finite element calculations on the basis of the invention for a tire of size 205/55 R16, inflated to a pressure of 1 .9 bar, comprising two working layers comprising steel monofilaments, 0.3 mm in diameter, distributed in a density of 158 threads per dm and forming, with the circumferential direction, the angles A1 and A2 respectively equal to + 27 ° and -27 °.
  • the monofilaments have a breaking strength Rm of 3500 MPa and the working layers each have a breaking strength Rc of 39 000 N / dm.
  • the tire comprises major grooves axially outer with a depth of 6.5 mm, distributed in a circumferential pitch of 30 mm on the two axially outer portions of the tread of the tire having an axial width equal to 0.21 times the axial width of the tire. tread.
  • the radial distance D1 between the bottom face of the axially outer major grooves and the crown reinforcement is at least equal to 2 mm.
  • Different tires have been calculated by varying the radial thicknesses E of the rubber mixture separating the reinforcing elements of the at least two working layers in the axially outer portions (22, 23) of the apex comprising axially outer major grooves (24). ), said shoulder thickenings, and the axial length (La) of said shoulder thickening from the least axially outer ends of the reinforcement elements of the working layers to the point where the distance between the monofilaments is equal to 1 .5 times the radial distance Ec separating the reinforcing elements from the at least two working layers in the medial circumferential plane.
  • Table 1 shows the bending stress in base 100 as a function of the axial length of the shoulder allowance.
  • the shoulder thickness terminates axially internally at the most axially inner point of the axially outer major groove where the depth of said groove is equal to 5 mm.
  • the shoulder allowance terminates axially internally at the most axially inner point of the axially outer major groove where the depth of said groove is equal to 3.5 mm.
  • the shoulder allowance terminates axially internally at the axially inner point to groove (25) the most axially outside of the axially outer portion (22 or 23) considered.
  • the calculations show that, to have an effective drop of the bending of at least 10%, it is necessary that the axial length La is at least greater than 25 mm, or 30 mm to obtain a drop of 20%.
  • the axial length of the shoulder thickening should have an axial length, such as up to the axial ordinate of the most axially inner point of the axially outer major groove where the depth of the said groove is equal to 5 mm. Calculations show that by increasing the axial length, the maximum bending reaches a plateau: the thickness of the tread protects the monofilaments from buckling. To further reduce the bending stresses, it is necessary to increase the axial length La of the extra thickness shoulder up to the plumb of the bottom of the groove (25) axially outermost of the axially outer portion (22 or 23) considered.
  • the radial thickness Ec is of the order of 0.4 mm.
  • the rubber strips that can be used to create the shoulder allowance have a thickness of at least 0.2 mm.
  • the radial thickness E is therefore at least 1.5 times the radial thickness Ec in the equatorial plane.
  • Calculations show that increasing the radial thickness E of the shoulder allowance, equal to 2 times the radial thickness Ec in the equatorial plane, can allow a decrease in bending stresses of the order of 5%.
  • the reduction of bending stresses is of the order of 8%, for a thickness E equal to 3 times the radial thickness Ec a in the equatorial plane.
  • the bending gain is small compared to the increase in temperature in the engine, the rolling resistance and the weight of the tire according to the invention.

Abstract

L'invention vise à augmenter l'endurance des pneumatiques comprenant deux couches de travail (41, 42), comprenant des éléments de renforcement (411, 421 ) parallèles entre constitués par des fils métalliques unitaires ou monofilaments ayant une section dont la plus petite dimension est au moins égale à 0.20 mm et au plus égale à 0.5 mm. Dans au moins une portion axialement extérieure (22, 23) du sommet comprenant des rainures axialement extérieures (24) de profondeur au moins égale à 5 mm et au moins larges de 1 mm,, l'épaisseur radiale E du mélange caoutchouteux entre les éléments de renforcement couches de travail (41, 42) est au moins égale à 1.5 fois la valeur de l'épaisseur radiale Ec entre les éléments de renforcement des au moins deux couches de travail dans le plan circonférentiel médian, le mélange caoutchouteux s'étendant depuis les extrémités les moins axialement extérieures des éléments de renforcement des couches de travail (41, 42) sur une longueur axiale au moins égale à 25 mm.

Description

Pneumatique à couches de travail comprenant des monofilaments et à bande de roulement rainurée
DOMAINE DE L'INVENTION
[0001 ] La présente invention concerne un pneumatique de véhicule de tourisme, et plus particulièrement le sommet d'un tel pneumatique.
[0002] Un pneumatique ayant une géométrie de révolution par rapport à un axe de rotation, la géométrie du pneumatique est généralement décrite dans un plan méridien contenant l'axe de rotation du pneumatique. Pour un plan méridien donné, les directions radiale, axiale et circonférentielle désignent respectivement les directions perpendiculaire à l'axe de rotation du pneumatique, parallèle à l'axe de rotation du pneumatique et perpendiculaire au plan méridien. Le plan circonférentiel médian dit plan équateur divise le pneumatique en deux tores sensiblement symétriques, le pneumatique pouvant présenter des dissymétries de bande de roulement, d'architecture, liées à la précision de fabrication ou au dimensionnement.
[0003] Dans ce qui suit, les expressions « radialement intérieur à» et « radialement extérieur à» signifient respectivement « plus proche de l'axe de rotation du pneumatique, selon la direction radiale, que » et « plus éloigné de l'axe de rotation du pneumatique, selon la direction radiale, que ». Les expressions « axialement intérieur à» et « axialement extérieur à» signifient respectivement « plus proche du plan équateur, selon la direction axiale, que » et « plus éloigné du plan équateur, selon la direction axiale, que ». Une « distance radiale » est une distance par rapport à l'axe de rotation du pneumatique, et une « distance axiale » est une distance par rapport au plan équateur du pneumatique. Une « épaisseur radiale » est mesurée selon la direction radiale, et une « largeur axiale » est mesurée selon la direction axiale.
[0004] Un pneumatique comprend un sommet comprenant une bande roulement destinée à venir en contact avec le sol par l'intermédiaire d'une surface de roulement, deux bourrelets destinés à venir en contact avec une jante et deux flancs reliant le sommet aux bourrelets. En outre, un pneumatique comprend une armature de carcasse comprenant au moins une couche de carcasse, radialement intérieure au sommet et reliant les deux bourrelets. [0005] La bande de roulement d'un pneumatique est délimitée, selon la direction radiale, par deux surfaces circonférentielles dont la plus radialement extérieure est la surface de roulement et dont la plus radialement intérieure est appelée surface de fond de sculpture. De plus, la bande de roulement d'un pneumatique est délimitée, selon la direction axiale, par deux surfaces latérales. La bande de roulement est en outre constituée par un ou plusieurs mélanges caoutchouteux. L'expression « mélange caoutchouteux » désigne une composition de caoutchouc comportant au moins un élastomère et une charge.
[0006] Le sommet comprend au moins une armature de sommet radialement intérieure à la bande de roulement. L'armature de sommet comprend au moins une armature de travail comprenant au moins une couche de travail composée d'éléments de renforcement parallèles entre eux formant, avec la direction circonférentielle, un angle compris entre 15° et 50°. L'armature de sommet peut également comprendre une armature de frettage comprenant au moins une couche de frettage composée d'éléments de renforcement formant, avec la direction circonférentielle, un angle compris entre 0° et 10°, l'armature de frettage étant le plus souvent mais pas obligatoirement radialement extérieure aux couches de travail.
[0007] Afin d'obtenir des performances en adhérence sur sol mouillé, des découpures sont disposées dans la bande de roulement. Une découpure désigne soit un puits, soit une rainure, soit une incision, soit un sillon circonférentiel et forme un espace débouchant sur la surface de roulement. Un puits a, au niveau de la surface de roulement, une section débouchante généralement sensiblement polygonale ou circulaire. Une incision ou une rainure présente, sur la surface de roulement, deux dimensions principales caractéristiques : une largeur W et une longueur Lo, telle que la longueur Lo est au moins égale à 2 fois la largeur W. Une incision ou une rainure est donc délimitée par au moins deux faces latérales principales déterminant sa longueur Lo et reliées par une face de fond, les deux faces latérales principales étant distantes l'une de l'autre d'une distance non nulle, dite largeur W de l'incision ou de la rainure. [0008] Par définition, une incision ou une rainure qui est délimitée par :
• uniquement deux faces latérales principales, est dite débouchante,
• par trois faces latérales, dont deux principales déterminant la longueur de la découpure, est dite borgne,
· par quatre faces latérales, dont deux principales déterminant la longueur de la découpure, est dite aveugle.
[0009] La différence entre une incision et une rainure est la valeur prise par la distance moyenne séparant les deux faces latérales principales de la découpure, à savoir sa largeur W. Dans le cas d'une incision, cette distance est appropriée pour permettre la mise en contact des faces latérales principales en vis-à-vis lors du contact de la surface de roulement contenant l'incision avec le sol de roulage. Dans le cas d'une rainure, les faces latérales principales de cette rainure ne peuvent pas venir en contact l'une contre l'autre dans les conditions usuelles de roulage. Cette distance pour une incision est généralement pour les pneumatiques de véhicule de tourisme au plus égale à 1 millimètre (mm). Un sillon circonférentiel est une découpure de direction sensiblement circonférentielle sensiblement continue sur toute la circonférence du pneumatique.
[0010] Plus précisément, la largeur W est la distance moyenne, déterminée sur la longueur de la découpure et sur une portion radiale de la découpure comprise entre une première surface circonférentielle, radialement intérieure à la surface de roulement à une distance radiale de 1 mm, et une deuxième surface circonférentielle, radialement extérieure à la surface de fond à une distance radiale de 1 mm, afin d'éviter tout problème de mesure lié au raccordement des deux faces latérales principales avec la surface de roulement et la surface de fond.
[001 1 ] La profondeur de la découpure est la distance radiale maximale entre la surface de roulement et le fond de la découpure. La valeur maximale des profondeurs des découpures est nommée profondeur de sculpture D. La surface de fond de sculpture, ou surface de fond, est définie comme la surface translatée de la surface de roulement radialement vers l'intérieur d'une distance radiale égale à la profondeur de sculpture. ETAT DE LA TECHNIQUE
[0012] Dans le contexte actuel de développement durable, l'économie de ressources et donc de matières premières est un des objectifs majeurs des industriels. Pour les pneumatiques de véhicule de tourisme, une des voies de recherche pour cet objectif, consiste à remplacer les câbles métalliques habituellement utilisés comme éléments de renforcement de différentes couches de l'armature de sommet par des fils unitaires ou monofilaments tels que décrits dans le document EP 0043563 dans lequel ce type d'éléments de renforcement est utilisé dans un double objectif de gain de masse et de résistance au roulement.
[0013] Cependant l'utilisation de ce type d'éléments de renforcement présente l'inconvénient d'entraîner le flambement en compression de ces monofilaments amenant une endurance insuffisante du pneumatique comme le décrit le document EP2537686. Ainsi que le décrit ce même document, l'homme de l'art propose une disposition particulière des différentes couches de l'armature de sommet et une qualité spécifique des matériaux composant les éléments de renforcement de l'armature de sommet pour résoudre ce problème.
[0014] Une analyse du phénomène physique montre que le flambage des monofilaments a lieu dans les parties les plus axialement extérieures de la bande de roulement sous des rainures comme le mentionne le document JP 2012071791. Cette zone du pneumatique a comme particularité d'être soumise à des efforts de compression élevés dans les trajectoires courbes du véhicule. La résistance au flambement des monofilaments dépend de la géométrie des rainures majeures, montrant ainsi l'influence étonnante de la sculpture sur l'endurance des monofilaments, mais aussi de l'inertie de flexion du sommet qu'il faut savoir optimiser en fonction de la sculpture selon le critère de la performance en endurance des monofilaments.
EXPOSE DE L'I NVENTION
[0015] L'objectif principal de la présente invention est donc d'augmenter l'endurance d'un pneumatique dont les éléments de renforcement des couches de travail sont composés de monofilaments par la conception d'une architecture optimisée en fonction de la sculpture de la bande de roulement. [0016] Cet objectif est atteint par un pneumatique pour véhicule de tourisme, comprenant :
• Un sommet comprenant une bande de roulement comprenant deux portions axialement extérieures,
« la bande de roulement destinée à entrer en contact avec un sol par l'intermédiaire d'une surface de roulement et ayant une largeur axiale LT,
• les deux portions axialement extérieures ayant chacune une largeur axiale (LS1 , LS2) au plus égale à 0.3 fois la largeur axiale LT,
• au moins une portion axialement extérieure comprenant des rainures de la bande de roulement axialement extérieures, une rainure axialement extérieure formant un espace débouchant sur la surface de roulement et étant délimitée par au moins deux faces latérales principales reliées par une face de fond,
• au moins une rainure axialement extérieure dite majeure ayant une largeur W, définie par la distance entre les deux faces latérales, au moins égale à 1 mm, une profondeur D, définie par la distance radiale maximale entre la surface de roulement et la face de fond, au moins égale à 5 mm,
• le pneumatique comprenant en outre une armature de sommet radialement intérieure à la bande de roulement,
• l'armature de sommet comprenant au moins une armature de travail,
· l'armature de travail comprenant au moins deux couches de travail, comprenant chacune des éléments de renforcement enrobés par un matériau élastomérique, parallèles entre eux et formant respectivement avec une direction circonférentielle (XX') du pneumatique, un angle orienté (A1 , A2) au moins égal à 20° et au plus égal à 50° en valeur absolue et de signe opposé d'une couche à la suivante,
• les dits éléments de renforcement de chaque couche de travail étant constitués par des fils métalliques unitaires ou monofilaments ayant une section S dont la plus petite dimension est au moins égale à 0.20 mm et au plus égale à 0.5 mm, et une résistance à la rupture Rm,
· la densité d'éléments d de renforcement de chaque couche de travail étant au moins égale à 100 fils par dm et au plus égale à 200 fils par dm, * les éléments de renforcement des aux moins deux couches de travail étant séparés par un mélange caoutchouteux d'une épaisseur radiale E, la valeur moyenne de E mesurée dans le plan circonférentiel médian étant Ec,
* dans au moins une portion axialement extérieure comprenant des rainures majeures axialement extérieures, l'épaisseur radiale E du mélange caoutchouteux entre les éléments de renforcement des au moins deux couches de travail, est au moins égale à 1 .5 fois la valeur de l'épaisseur radiale Ec entre les éléments de renforcement des au moins deux couches de travail dans le plan circonférentiel médian, le mélange caoutchouteux s'étendant depuis les extrémités les moins axialement extérieures des éléments de renforcement des couches de travail sur une longueur axiale au moins égale à 25 mm.
* la résistance à rupture Rc de chaque couche de travail étant au moins égale à 30 000 N/dm, Rc étant définie par : Rc= Rm*S*d, où Rm est la résistance à la rupture en traction des monofilaments en MPa, S la section des monofilaments en mm2 et d la densité de monofilaments de la couche de travail considérée, en nombre de monofilaments par dm.
[0017] Pour les rainures de forme complexe, on entend par largeur de la rainure la distance moyenne des faces latérales principales, moyennée sur la longueur de la rainure.
[0018] Du point de vue du fonctionnement mécanique, le flambement d'un élément de renforcement se produit en compression. Il ne se produit que radialement à l'intérieur des portions les plus axialement extérieures de la bande de roulement car c'est dans cette zone que les efforts de compression sont les plus importants en cas d'effort transversal. Ces portions les plus axialement extérieures ont chacune pour largeur axiale maximale 0.3 fois la largeur totale de la bande de roulement du pneumatique.
[0019] Le flambement est un phénomène complexe et instable qui conduit à une rupture par fatigue d'un objet ayant au moins une dimension d'un ordre de grandeur inférieur à une dimension principale, comme les poutres ou les coques. Les monofilaments sont des objets de ce type avec une section très inférieure à leur longueur. Le phénomène commence par une mise en compression de la dimension principale. Il se poursuit en raison d'une dissymétrie de la géométrie du monofilament, ou de l'existence d'un effort transverse par une mise en flexion du monofilament, sollicitation très destructrice pour les matériaux métalliques. Ce phénomène complexe est notamment très dépendant des conditions aux limites, de la mobilité de l'élément, de la direction de l'effort appliqué et de la déformation résultante de cet effort. Si cette déformation ne s'effectue pas sensiblement suivant la direction de la dimension principale du monofilament alors le flambement n'aura pas lieu et, dans le cas des monofilaments entourés par une matrice de mélange caoutchouteux des couches de travail d'un pneumatique, l'effort est repris par le cisaillement du mélange caoutchouteux entre les monofilaments.
[0020] De plus le flambement des monofilaments des couches de travail ne se produit que sous les rainures majeures axialement extérieures de la bande de roulement car, en l'absence de rainure axialement extérieure, le matériau caoutchouteux de la bande de roulement radialement extérieur à l'élément de renforcement reprend la majeure partie de l'effort compression. De même les rainures majeures axialement extérieures dont la profondeur est inférieure à 5 mm n'ont pas d'influence sur le flambement des monofilaments. Donc seules les rainures axialement extérieures dites majeures doivent être soumises à des règles de conception particulières lors de l'utilisation de monofilaments dans les couches de travail. Ces rainures majeures axialement extérieures sont en particulier essentielles pour la performance du pneumatique en adhérence sur sol mouillé.
[0021 ] Par ailleurs les rainures axialement extérieures dont la largeur est inférieure à 1 mm, appelées aussi incisions, se ferment dans l'aire de contact et donc protègent les monofilaments du flambement. Pour les rainures non axialement extérieures, l'effort de compression en cas d'effort transversal sur le pneumatique est trop faible pour provoquer le flambement. Par ailleurs il est courant sur les pneumatiques pour véhicule de tourisme que seules des incisions d'une largeur inférieure à 1 mm soient disposées dans les parties axialement centrales de la bande de roulement.
[0022] Dans les directions où aucun espace vide ne permet de déplacement, les efforts de compression vont être repris par le mélange caoutchouteux. Quand une rainure majeure axialement extérieure est présente, celle-ci n'absorbe pas les efforts mais au contraire autorise les déplacements en compression dans la direction perpendiculaire à ses surfaces latérales principales. Pour éviter le flambement, il est nécessaire que l'effort de compression ne s'applique pas sur l'élément de renforcement mais en compression et cisaillement sur le matériau caoutchouteux. [0023] Une solution est d'augmenter la rigidité en flexion du sommet en augmentant son inertie de flexion dans la zone de plus grande sollicitation, à savoir dans deux portions axialement extérieures ayant chacune une largeur axiale (LS1 , LS2) au plus égale à 0.3 fois la largeur axiale LT, dans la mesure où au moins une rainure axialement extérieure dite majeure y est présente.
[0024] Une rainure majeure a une largeur W, définie par la distance entre les deux faces latérales, au moins égale à 1 mm, une profondeur D, définie par la distance radiale maximale entre la surface de roulement et la face de fond, au moins égale à 5 mm. Pour augmenter cette rigidité de flexion, une solution est d'augmenter l'épaisseur du sommet du pneumatique mais afin de préserver les gains de masse et de matière première ainsi que la performance en résistance au roulement pour lesquels les monofilaments sont utilisés, il convient de limiter cette augmentation d'épaisseur aux portions du pneumatique qui le nécessitent, à savoir aux portions axialement extérieures comprenant des rainures majeures axialement extérieures.
[0025] Comme il est nécessaire de limiter la flexion au plus près des monofilaments, il convient d'augmenter l'épaisseur du mélange caoutchouteux séparant les éléments de renforcement des au moins deux couches de travail comportant des monofilaments. Un optimum des performances recherché est obtenu lorsque l'épaisseur radiale E du mélange caoutchouteux séparant les éléments de renforcement des au moins deux couches de travail est au moins égale à 1 .5 fois la valeur de l'épaisseur radiale Ec séparant les éléments de renforcement des au moins deux couches de travail dans le plan circonférentiel médian.
[0026] Dans le cas où la mesure de l'épaisseur Ec ne serait pas possible au niveau du plan circonférentiel médian, par exemple en raison d'une absence de monofilament dans cette zone, celle-ci serait mesurée au point le plus axialement proche du plan circonférentiel médian où cette mesure est réalisable. Pour que l'invention fonctionne, il faut cette condition sur T'épaisseur E soit réalisée sur une longueur axiale mesurée depuis les extrémités les moins axialement extérieures des éléments de renforcement des couches de travail, au moins égale à 25 mm, et ce dans une portion axialement extérieure comprenant des rainures majeures axialement extérieures
[0027] Les deux portions axialement extérieures de la bande de roulement peuvent éventuellement contenir un ou plusieurs sillons circonférentiels pour diminuer le risque d'hydroplanage sur sol mouillé. Pour des pneumatiques de tourisme, ces sillons circonférentiels représentent généralement une faible largeur de la surface de contact et n'ont pas d'impact connu sur le flambement des monofilaments.
[0028] Pour régler certaines performances par exemple d'usure sur une portion axialement extérieure de la bande de roulement, certaines rainures majeures ont des profondeurs variables globalement croissantes avec la distance au plan circonférentiel médian. Dans la partie de la rainure majeure, où la profondeur est inférieure à 5 mm, la gomme de la bande de roulement participe à l'augmentation de la rigidité de flexion de sorte qu'il est pénalisant pour la résistance au roulement et la masse, d'avoir une épaisseur de mélange caoutchouteux entre les monofilaments supérieure à celle mesurée au niveau du plan circonférentiel médian dans la zone du sommet radialement intérieure à cette partie de la rainure majeure considérée. L'épaisseur Ec, dans le plan circonférentiel médian, zone de plus faible sollicitation car la moins fléchie, est en effet, l'épaisseur minimale permettant de remplir les autres conditions de performances du pneumatique.
[0029] Ainsi, il est avantageux que dans au moins une portion axialement extérieure comprenant des rainures axialement extérieures de profondeur D, l'épaisseur radiale E du mélange caoutchouteux séparant les éléments de renforcement des au moins deux couches de travail est au moins égale à 1 .5 fois la valeur de l'épaisseur radiale Ec séparant les éléments de renforcement des au moins deux couches de travail dans le plan circonférentiel médian, depuis les extrémités les moins axialement extérieures des éléments de renforcement des couches de travail jusqu'à l'ordonnée axiale du point le plus axialement intérieur des faces de fond des rainures axialement extérieures où distance radiale entre la surface de roulement et la face de fond, est au moins égale à 5 mm.
[0030] De même en cas de présence d'au moins un sillon circonférentiel dans au moins une portion axialement extérieure comprenant des rainures majeures axialement extérieures, il est avantageux de réduire les sollicitations de flexion en faisant en sorte que l'épaisseur radiale E du mélange caoutchouteux séparant les éléments de renforcement des au moins deux couches de travail soit au moins égale à 1 .5 fois la valeur de l'épaisseur radiale Ec séparant les éléments de renforcement des au moins deux couches de travail dans le plan circonférentiel médian, depuis les extrémités les moins axialement extérieures des éléments de renforcement des couches de travail jusqu'à l'ordonnée axiale de la paroi la plus axialement extérieure du sillon le plus axialement extérieur. [0031 ] Au-delà d'une certaine distance axiale des extrémités les moins axialement extérieures des éléments de renforcement des couches de travail de l'extérieur, l'augmentation de l'épaisseur du mélange caoutchouteux séparant les éléments de renforcement des au moins deux couches de travail par rapport à cette même épaisseur mesurée dans le plan circonférentiel médian, est uniquement pénalisant en résistance au roulement et en masse sans réel apport dans l'endurance au flambement des monofilaments. Ainsi il est particulièrement avantageux que dans toute portion axialement extérieure comprenant des rainures majeures axialement extérieures, l'épaisseur radiale E du mélange caoutchouteux séparant les éléments de renforcement des au moins deux couches de travail, soit au moins égale à 1 .5 fois la valeur de l'épaisseur radiale Ec séparant les éléments de renforcement des au moins deux couches de travail dans le plan circonférentiel médian, depuis les extrémités les moins axialement extérieures des éléments de renforcement des couches de travail sur une longueur axiale au plus égale à 60 mm.
[0032] De même au-delà d'une certaine valeur, l'augmentation de l'épaisseur du mélange caoutchouteux séparant les éléments de renforcement des au moins deux couches de travail par rapport à cette même épaisseur mesurée dans le plan circonférentiel médian, rend inintéressant l'utilisation des monofilaments comme éléments de renforcement. Ainsi il est avantageux que l'épaisseur radiale E du mélange caoutchouteux séparant les éléments de renforcement des au moins deux couches de travail, dans toute portion axialement extérieure comprenant des rainures majeures axialement extérieures, soit au plus égale à 3.8 fois la valeur de l'épaisseur radiale Ec séparant les éléments de renforcement des au moins deux couches de travail dans le plan circonférentiel médian.
[0033] Les rainures majeures peuvent également contenir des protubérances ou pontages, ces pontages pouvant éventuellement contenir une incision de largeur moyenne inférieure à 1 mm.
[0034] Les monofilaments peuvent avoir toute forme de section, sachant que les sections oblongues représentent un avantage sur les sections circulaires de même plus petite dimension car leur inertie de flexion et donc leur résistance au flambement sont supérieures. Pour une section circulaire, la plus petite dimension correspond au diamètre de la section. Pour garantir une résistance à rupture en fatigue des monofilaments et la tenue au cisaillement des mélanges caoutchouteux situés entre les filaments, la densité d d'éléments de renforcement de chaque couche de travail est au moins égale à 100 fils par dm et au plus égale à 200 fils par dm. Par densité on entend le nombre moyen de monofilaments sur une largeur de couche de travail de 10 cm, cette largeur étant prise perpendiculairement à la direction des monofilaments de la couche de travail considérée. La distance entre des éléments de renforcement consécutifs peut être fixe ou variable. La pose des éléments de renforcement en fabrication peut être effectuée par couche, par bandelette ou de façon unitaire.
[0035] Par ailleurs la résistance au flambement d'un monofilament dépend également de la résistance des filaments axialement adjacents, un début de flambement pouvant en entraîner un autre par l'effet d'une répartition de la charge autour du monofilament qui flambe. Pour obtenir une performance en endurance améliorée, il convient non seulement d'observer des conditions de diamètres et la densité des monofilaments mais également de remplir une condition portant sur la résistance de la couche de travail à savoir la résistance à rupture Rc de chaque couche de travail qui doit être au moins égale à 30 000 N/dm, Rc étant définie par : Rc= Rm*S*d, où Rm est la résistance à la rupture en traction des monofilaments en MPa, S la section des monofilaments en mm2 et d la densité de monofilaments de la couche de travail considérée, en nombre de monofilaments par dm.
[0036] Pour un pneumatique pour lequel aucun sens de montage n'est imposé, la solution consiste à appliquer l'invention sur les deux portions les plus axialement extérieures de la bande de roulement.
[0037] Pour un pneumatique pour lequel un sens de montage est imposé, une possibilité est de n'appliquer l'invention que sur la portion la plus axialement extérieure de la bande de roulement, située côté extérieur véhicule.
[0038] Il est avantageux que toute rainure majeure axialement extérieure ait une largeur W au plus égale à 10 mm afin de limiter le volume de creux de la bande de roulement et de préserver le potentiel d'usure du pneumatique.
[0039] Préférentiellement, toute rainure majeure axialement extérieure a une profondeur D inférieure à 8 mm. En effet au-delà de cette profondeur, la bande de roulement devient trop souple et le pneumatique devient moins performant en usure, comportement et résistance au roulement.
[0040] Préférentiellement les rainures majeures axialement extérieures sont espacées, selon la direction circonférentielle (XX') du pneumatique, d'un pas circonférentiel P au moins égal à 8 mm, pour éviter une trop grande souplesse de la bande de roulement et des pertes de performance en usure et en résistance au roulement. Le pas circonférentiel est la distance circonférentielle moyenne sur la portion la plus axialement extérieure considérée de la bande de roulement entre deux rainures majeures axialement extérieures circonférentiellement consécutives. Habituellement, les bandes de roulement des pneumatiques peuvent présenter des pas circonférentiels variables notamment pour limiter le bruit lors du roulage.
[0041 ] Une solution préférée est que les rainures majeures axialement extérieures soient espacées selon la direction circonférentielle (XX') du pneumatique, d'un pas circonférentiel P au plus égal à 50 mm pour garantir une bonne adhérence sur sol mouillé.
[0042] Il est particulièrement avantageux que la face de fond d'une rainure majeure axialement extérieure soit positionnée radialement à l'extérieur de l'armature de sommet à une distance radiale D1 au moins égale à 1 .5 mm. En effet cette quantité minimale de matériaux caoutchouteux permet de protéger le sommet des agressions et des perforations par des obstacles, cailloux, débris quelconques se trouvant sur le sol.
[0043] Il est préféré que la distance radiale entre la face de fond des rainures majeures axialement extérieures et les éléments de renforcement les plus radialement extérieurs de l'armature de sommet soit au plus égale à 3.5 mm pour obtenir un pneumatique performant en résistance au roulement.
[0044] Préférentiellement au moins une portion axialement extérieure, comprenant des rainures majeures axialement extérieures, comprend des incisions ayant une largeur W1 au plus égale à 1 mm. Pour améliorer l'adhérence sur certains types de sols, notamment des sols verglacés ou enneigés, il est possible de disposer, dans les portions axialement extérieures de la bande de roulement, des incisions de faible largeur sans dégrader l'endurance du pneumatique dont l'armature de travail contient des monofilaments. En effet, contact avec le sol de roulage, les surfaces latérales de ces incisions viennent en contact l'une avec l'autre et le matériau caoutchouteux de la bande de roulement reprend alors les efforts de compression. Ces incisions peuvent avoir des largeurs variables dans la longueur ou dans la profondeur de l'incision tant que leur largeur minimale est au plus égale à 1 mm sur une surface suffisante, par exemple au moins égale à 50 mm2.
[0045] Il est également possible de disposer des rainures de faible profondeur, inférieure à 5 mm, sans dégrader de manière significative l'endurance du pneumatique mais dans ce cas, la performance notamment d'adhérence sur sol mouillé se dégrade avec l'usure du pneumatique.
[0046] Avantageusement les deux portions axialement extérieures de la bande de roulement ont chacune une largeur axiale (LS1 , LS2) au plus égale à 0.2 fois la largeur axiale LT de la bande de roulement.
[0047] Il est avantageux que les deux couches de travail soient croisées l'une par rapport à l'autre et que les angles des éléments de renforcements respectifs des couches de travail soient égaux en valeur absolue. Ce mode de réalisation présente des avantages en fabrication, en standardisation de produit et donc en coûts de production. Cette égalité des angles est vérifiée aux tolérances de fabrication près à savoir à plus ou moins 2°.
[0048] Une solution préférée est que chaque couche de travail comprenne des éléments de renforcement formant, avec la direction circonférentielle (XX') du pneumatique, un angle au moins égal à 22° et au plus égal à 35° qui constitue un compromis optimal entre les performances de comportement et d'endurance du pneumatique.
[0049] Préférentiellement chaque couche de travail comprend des éléments de renforcement constitués par des fils métalliques unitaires ou monofilaments ayant une section dont la plus petite dimension est au moins égale à 0.3 mm et au plus égale à 0.37 mm qui constituent un optimum pour l'équilibre des performances visées: le gain de masse et l'endurance au flambement des éléments de renforcement des couches de travail.
[0050] Les éléments de renforcement des couches de travail peuvent être rectilignes ou non. Ils peuvent être préformés, de forme sinusoïdale, zigzag, ondulée ou suivant une spirale. Les éléments de renforcement des couches de travail sont en acier, de préférence en acier au carbone tel que ceux utilisés dans les câbles de type "steel cords" ; mais il est bien entendu possible d'utiliser d'autres aciers, par exemple des aciers inoxydables, ou d'autres alliages.
[0051 ] Lorsqu'un acier au carbone est utilisé, sa teneur en carbone (% en poids d'acier) est de préférence comprise dans un domaine de 0,8% à 1 ,2%. L'invention s'applique en particulier à des aciers du type steel cord à très haute résistance "SHT" (" Super High Tensile "), ultra-haute résistance "UHT" ("Ultra High Tensile ") ou "MT" ("Mega Tensile "). Les renforts en acier au carbone ont alors une résistance à la rupture en traction (Rm) qui est de préférence supérieure à 3000 MPa, plus préférentiellement supérieure à 3500 MPa. Leur allongement total à la rupture (At), somme de l'allongement élastique et de l'allongement plastique, est de préférence supérieur à 2,0%.
[0052] Pour ce qui concerne les renforts en acier, les mesures de résistance à la rupture notée Rm (en MPa) et d'allongement à la rupture noté At (allongement total en %) sont effectuées en traction selon la norme ISO 6892 de 1984.
[0053] L'acier utilisé, qu'il s'agisse en particulier d'un acier au carbone ou d'un acier inoxydable, peut être lui-même revêtu d'une couche métallique améliorant par exemple les propriétés de mise en œuvre du monofilament d'acier, ou les propriétés d'usage du renfort et/ou du pneumatique eux-mêmes, telles que les propriétés d'adhésion, de résistance à la corrosion ou encore de résistance au vieillissement. Selon un mode de réalisation préférentiel, l'acier utilisé est recouvert d'une couche de laiton (alliage Zn-Cu) ou de zinc ; on rappelle que, lors du procédé de fabrication des fils, le revêtement de laiton ou de zinc facilite le tréfilage du fil, ainsi que le collage du fil avec le caoutchouc. Mais les renforts pourraient être recouverts d'une fine couche métallique autre que du laiton ou du zinc, ayant par exemple pour fonction d'améliorer la résistance à la corrosion de ces fils et/ou leur adhésion au caoutchouc, par exemple une fine couche de Co, Ni, Al, d'un alliage de deux ou plus des composés Cu, Zn, Al, Ni, Co, Sn.
[0054] Il est avantageux que la densité d'éléments de renforcement de chaque couche de travail soit au moins égale à 120 fils par dm et au plus égale à 180 fils par dm afin de garantir une endurance améliorée des mélanges caoutchouteux travaillant en cisaillement entre les éléments de renforcement et l'endurance de ces derniers en traction et compression.
[0055] Une solution préférée est que l'armature de sommet comprenne une armature de frettage comprenant au moins une couche de frettage comprenant des éléments de renforcement, parallèles entre eux et formant, avec la direction circonférentielle (XX') du pneumatique, un angle B au plus égal à 10° en valeur absolue, afin de rigidifier le sommet pour améliorer la performance du pneumatique en usure et en comportement.
[0056] Préférentiellement les éléments de renforcement de la au moins une couche de frettage sont en textile de préférence de type polyamide aliphatique, polyamide aromatique, combinaison de polyamide aliphatique et de polyamide aromatique, polytéréphtalate d'éthylène ou rayonne car les matériaux textiles sont particulièrement adaptés à ce type d'usage en raison de leur faible masse et de leur rigidité élevée. La distance entre des éléments de renforcement consécutifs de la couche de frettage ou pas peut être fixe ou variable. La pose des éléments de renforcement en fabrication peut être effectuée par couche, par bandelette ou de façon unitaire.
[0057] Il est avantageux que l'armature de frettage soit radialement extérieure à l'armature de travail pour une bonne tenue de cette dernière en endurance.
BREVE DESCRIPTION DES DESSI NS
[0058] Les caractéristiques et autres avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide des figures 1 à 4, les dites figures n'étant pas représentées à l'échelle mais de façon simplifiée, afin de faciliter la compréhension de l'invention :
- La figure 1 est une vue en perspective représentant une partie de pneumatique selon l'invention, en particulier son architecture et sa bande de roulement.
- La figure 2 représente un coupe méridienne du sommet d'un pneumatique selon l'invention et illustre les parties axialement extérieures 22 et 23 de la bande de roulement, ainsi que leur largeur.
- Les figures 3A et 3B présentent deux types de profils méridiens radialement extérieurs de la bande de roulement d'un pneumatique de tourisme.
- La figure 4 illustre différents types de rainures axialement extérieures 24 possibles.
DESCRIPTION DETAI LLEE DES DESSI NS
[0059] La figure 1 représente une vue en perspective d'une partie du sommet d'un pneumatique. Le pneumatique comporte une bande de roulement 2 destinée à entrer en contact avec un sol par l'intermédiaire d'une surface de roulement 21 . Dans les portions axialement extérieures 22 et 23 de la bande de roulement, sont disposées des rainures majeures axialement extérieures 24 de largeur W. Le pneumatique comprend en outre une armature de sommet 3 comprenant une armature de travail 4 et une armature de frettage 5. L'armature de travail comprend deux couches de travail 41 et 42 comprenant chacune des éléments de renforcement (41 1 , 421 ) parallèles entre eux, formant respectivement avec une direction circonférentielle (XX') du pneumatique, un angle orienté (A1 , A2) au moins égal à 20° et au plus égal à 50° en valeur absolue et de signe opposé d'une couche à la suivante.
[0060] La figure 2 représente schématiquement la coupe méridienne du sommet du pneumatique selon l'invention. Elle illustre en particulier les largeurs LS1 et LS2 des portions axialement extérieures 22 et 23 de la bande de roulement, ainsi que la largeur totale de la bande roulement du pneumatique LT. Sont représentées également la profondeur D d'une rainure axialement extérieure 24 et la distance D1 entre la face de fond 243 d'une rainure axialement extérieure 24 et l'armature de sommet 3 mesurée sur une coupe méridienne du pneumatique. La figure 2 illustre également les épaisseurs E et Ec du mélange caoutchouteux séparant les éléments de renforcement des au moins deux couches de travail, respectivement sous la portion axialement extérieure 23 comprenant des rainures axialement extérieures 24 et dans le plan circonférentiel médian. La figure 2 représente également l'ordonnée axiale 26 du point le plus axialement intérieur des faces de fond 243 des rainures majeures axialement extérieures où la distance radiale entre la surface de roulement 21 et la face de fond 243, est égale à 5 mm. La figure 2 représente une longueur axiale (La) sur une portion axialement extérieure LS2, sur laquelle l'épaisseur E du mélange caoutchouteux séparant les éléments de renforcement des au moins deux couches de travail, est au moins supérieure à 1 .5 fois à la distance Ec, la distance radiale entre le point le plus radialement intérieur du monofilament de la couche de travail la plus radialement extérieure et le point le plus radialement extérieur de la couche de travail la plus radialement intérieure dans le plan circonférentiel médian.
[0061 ] Les mesures géométriques sont réalisées sur une surface de coupe du pneumatique obtenue par découpage du pneumatique selon deux plans méridiens. Les mesures se font en maintenant la distance entre les deux bourrelets identique à celle du pneumatique monté sur sa jante et faiblement gonflé. L a mesure de la distance Ec est la distance radiale entre le point le plus radialement intérieur du monofilament de la couche de travail la plus radialement extérieure et le point le plus radialement extérieur de la couche de travail la plus radialement intérieure dans le plan circonférentiel médian.
[0062] La distance E est la distance radiale moyenne sur les portions axialement extérieures 22 et 23 du sommet, entre deux monofilaments de mêmes coordonnées axiales et chacun d'une couche de travail différente. La distance entre deux monofilaments des deux couches de travail est la distance radiale entre le points le plus radialement intérieur du monofilament de la couche de travail la plus radialement extérieure et le point le plus radialement extérieur de la couche de travail la plus radialement intérieure. La zone considérée pour la mesure de E est la zone où la distance entre les monofilaments est au moins égale à 1 .5 fois la distance Ec.
[0063] Sur les figures 3A et 3B, on détermine les bords axiaux 7 de la bande de roulement qui permettent de mesurer la largeur bande de roulement. Dans la figure 3A où la surface de roulement 21 est sécante avec la surface axiale extérieure du pneumatique 8, le bord axial 7 est trivialement déterminé par l'homme de l'art. Dans la figure 3B où la surface de roulement 21 est continue avec la surface axiale extérieure du pneumatique 8, on trace, sur une coupe méridienne du pneumatique, la tangente à la surface de roulement en tout point de ladite surface de roulement dans la zone de transition vers le flanc. Le premier bord axial 7 est le point pour lequel l'angle β (beta) entre ladite tangente et une direction axiale YY' est égal à 30°. Lorsqu'il existe plusieurs points pour lesquels l'angle β entre ladite tangente et une direction axiale YY' est égal à 30°, on retient le point radialement le plus à l'extérieur. On procédera de la même manière pour déterminer le second bord axial de la bande de roulement.
[0064] La figure 4 représente schématiquement les différents types de rainures. Les rainures peuvent être débouchantes comme la rainure 24A, borgnes comme la rainure 24C ou aveugles comme la rainure 24B.
[0065] Les inventeurs ont réalisé des calculs par éléments finis sur la base de l'invention pour un pneumatique de dimension 205/55 R16, gonflé à une pression de 1 .9 bars, comprenant deux couches de travail comprenant des monofilaments en acier, de diamètre 0.3 mm, répartis selon une densité de 158 fils au dm et formant, avec la direction circonférentielle, les angles A1 et A2 respectivement égaux à +27° et -27°. Les monofilaments ont une résistance à la rupture Rm égale à 3500 MPa et les couches de travail ont chacune une résistance à rupture Rc égale à 39 000 N/dm. Le pneumatique comporte des rainures majeures axialement extérieures d'une profondeur de 6.5 mm, réparties selon un pas circonférentiel de 30 mm sur les deux portions axialement extérieures de la bande de roulement du pneumatique ayant une largeur axiale égale à 0.21 fois la largeur axiale de la bande de roulement. La distance radiale D1 entre la face de fond des rainures majeures axialement extérieures et l'armature de sommet est au moins égale à 2 mm. [0066] Les conditions de calcul reproduisent les conditions de roulage d'un pneumatique avant côté extérieur du virage, c'est-à-dire de celui qui est le plus sollicité sur un véhicule de tourisme. Ces sollicitations, pour une accélération latérale de 0.7g, sont les suivantes : une charge radiale (Fz) de 749 daN, un effort latéral (Fy) de 509 daN et un angle de carrossage de 3.12° (l'angle de carrossage étant l'angle formé par le plan équateur du pneumatique et l'axe perpendiculaire au sol de roulage). Le tableau suivant donne le maximum des sollicitations en flexion dans les monofilaments.
[0067] Différents pneumatiques ont été calculés en faisant varier les épaisseurs radiales E du mélange caoutchouteux séparant les éléments de renforcement des au moins deux couches de travail dans les portions axialement extérieures (22, 23) du sommet comprenant des rainures majeures axialement extérieures (24), dite surépaisseurs épaule, et la longueur axiale (La) de la dite surépaisseur épaule depuis les extrémités les moins axialement extérieures des éléments de renforcement des couches de travail jusqu'au point où la distance entre les monofilaments est égale à 1 .5 fois la distance radiale Ec séparant les éléments de renforcement des au moins deux couches de travail dans le plan circonférentiel médian.
Figure imgf000020_0001
Tableau 1 : variation de la flexion avec la longueur axiale de la surépaisseur épaule
[0068] Le tableau 1 présente la contrainte de flexion en base 100 en fonction de la longueur axiale de la surépaisseur épaule. Pour la longueur axiale La de la surépaisseur épaule égale à 31 mm, la surépaisseur épaule prend fin axialement intérieurement au point le plus axialement intérieur de la rainure majeure axialement extérieure où la profondeur de la dite rainure est égale à 5 mm. Pour une longueur axiale La de la surépaisseur épaule égale à 38 mm, la surépaisseur épaule prend fin axialement intérieurement au point le plus axialement intérieur de la rainure majeure axialement extérieure où la profondeur de la dite rainure est égale à 3.5 mm. Pour une longueur axiale La de la surépaisseur épaule égale à 45 mm, la surépaisseur épaule prend fin axialement intérieurement au point axialement intérieur au sillon (25) le plus axialement extérieur de la portion axialement extérieure (22 ou 23) considérée. [0069] Les calculs démontrent que, pour avoir une baisse effective de la flexion d'au moins 10%, il est nécessaire que la longueur axiale La soit au moins supérieure à 25 mm, voire 30 mm pour obtenir une baisse de 20%. En revanche pour obtenir un effet maximal, il convient que la longueur axiale de la surépaisseur épaule ait une longueur axiale La telle allant jusqu'à l'ordonnée axiale du point le plus axialement intérieur de la rainure majeure axialement extérieure où la profondeur de la dite rainure est égale à 5 mm. Les calculs montrent qu'en augmentant la longueur axiale, la flexion maximale atteint un palier : l'épaisseur de la bande de roulement protège les monofilaments du flambement. Pour diminuer davantage les sollicitations en flexion, il convient d'augmenter la longueur axiale La de la surépaisseur épaule jusqu'à l'aplomb du fond du sillon (25) le plus axialement extérieur de la portion axialement extérieure (22 ou 23) considérée.
[0070] Pour éviter le frottement des monofilaments entre eux, il est d'avantageux que l'épaisseur radiale Ec soit de l'ordre de 0.4 mm. Pour des contraintes de fabrication, les bandelettes de gomme utilisables pour créer la surépaisseur épaule ont une épaisseur au moins égale à 0.2 mm. L'épaisseur radiale E est donc au minimum 1 .5 fois l'épaisseur radiale Ec dans le plan équateur. Les calculs montrent que l'augmentation de l'épaisseur radiale E de la surépaisseur épaule, égale à 2 fois l'épaisseur radiale Ec dans le plan équateur, peut permettre une diminution des sollicitations de flexion de l'ordre de 5%. La diminution des sollicitations de flexion est de l'ordre de à 8%, pour une épaisseur E égale à 3 fois l'épaisseur radiale Ec a dans le plan équateur. Au-delà de 3.8 fois l'épaisseur radiale Ec dans le plan équateur, le gain en flexion est faible comparativement à l'augmentation de température en rouolage, de la résistance au roulement et du poids du pneumatique selon l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Pneumatique (1 ) pour véhicule de tourisme, comprenant :
• Un sommet comprenant une bande de roulement (2), comprenant deux portions axialement extérieures (22, 23), « la bande de roulement (2) destinée à entrer en contact avec un sol par l'intermédiaire d'une surface de roulement (21 ) et ayant une largeur axiale LT,
• les deux portions axialement extérieures (22, 23) ayant chacune une largeur axiale (LS1 , LS2) au plus égale à 0.3 fois la largeur axiale LT,
• au moins une portion axialement extérieure (22, 23) comprenant des rainures de la bande de roulement (2), axialement extérieures (24), une rainure axialement extérieure (24) formant un espace débouchant sur la surface de roulement (21 ) et étant délimitée par au moins deux faces latérales principales (241 , 242) reliées par une face de fond (243),
• au moins une rainure axialement extérieure (24) dite majeure ayant une largeur W, définie par la distance entre les deux faces latérales (241 , 242), au moins égale à 1 mm, une profondeur D, définie par la distance radiale maximale entre la surface de roulement (21 ) et la face de fond (243), au moins égale à 5 mm,
• le pneumatique comprenant en outre une armature de sommet (3) radialement intérieure à la bande de roulement (2),
• l'armature de sommet (3) comprenant au moins une armature de travail (4),
• l'armature de travail (4) comprenant au moins deux couches de travail (41 , 42), comprenant chacune des éléments de renforcement (41 1 , 421 ) enrobés par un matériau élastomérique, parallèles entre eux et formant respectivement avec une direction circonférentielle (XX') du pneumatique, un angle orienté (A1 , A2) au moins égal à 20° et au plus égal à 50° en valeur absolue et de signe opposé d'une couche à la suivante,
• les dits éléments de renforcement de chaque couche de travail étant constitués par des fils métalliques unitaires ou monofilaments ayant une section S dont la plus petite dimension est au moins égale à 0.20 mm et au plus égale à
0.5 mm, et une résistance à la rupture Rm, • la densité d'éléments d de renforcement de chaque couche de travail étant au moins égale à 100 fils par dm et au plus égale à 200 fils par dm,
* les éléments de renforcement des aux moins deux couches de travail (41 ,42) étant séparés par un mélange caoutchouteux d'une épaisseur radiale E, la valeur moyenne de E mesurée dans le plan circonférentiel médian étant Ec,
caractérisé en ce que, dans au moins une portion axialement extérieure (22, 23) comprenant des rainures majeures axialement extérieures (24), l'épaisseur radiale E du mélange caoutchouteux entre les éléments de renforcement des au moins deux couches de travail (41 , 42), est au moins égale à 1.5 fois la valeur de l'épaisseur radiale Ec entre les éléments de renforcement des au moins deux couches de travail (41 , 42) dans le plan circonférentiel médian, et le mélange caoutchouteux s'étendant depuis les extrémités les moins axialement extérieures des éléments de renforcement des couches de travail (41 , 42) sur une longueur axiale au moins égale à 25 mm.
et en ce que la résistance à rupture Rc de chaque couche de travail (41 , 42) est au moins égale à 30 000 N/dm, Rc étant définie par : Rc= Rm*S*d, où Rm est la résistance à la rupture en traction des monofilaments en MPa, S la section des monofilaments en mm2 et d la densité de monofilaments de la couche de travail considérée, en nombre de monofilaments par dm.
Pneumatique selon la revendication 1 dans lequel dans au moins une portion axialement extérieure (22, 23) comprenant des rainures majeures axialement extérieures (24) de profondeur D, l'épaisseur radiale E du mélange caoutchouteux séparant les éléments de renforcement des au moins deux couches de travail (41 , 42) est au moins égale à 1 .5 fois la valeur de l'épaisseur radiale Ec séparant les éléments de renforcement des au moins deux couches de travail (41 , 42) dans le plan circonférentiel médian, le mélange caoutchouteux s'étendant depuis les extrémités les moins axialement extérieures des éléments de renforcement des couches de travail jusqu'à l'ordonnée axiale du point le plus axialement intérieur (26) des faces de fond (243) des rainures majeures axialement extérieures où la distance radiale entre la surface de roulement (21 ) et la face de fond (243)est égale à 5 mm. Pneumatique selon la revendication 1 , au moins un sillon circonférentiel (25) étant disposé dans au moins une portion axialement extérieure comprenant des rainures majeures axialement extérieures, et dans lequel l'épaisseur radiale E du mélange caoutchouteux séparant les éléments de renforcement des au moins deux couches de travail (41 , 42) est au moins égale à 1 .5 fois la valeur de l'épaisseur radiale Ec séparant les éléments de renforcement des au moins deux couches de travail (41 , 42) dans le plan circonférentiel médian, le mélange caoutchouteux s'étendant depuis les extrémités les moins axialement extérieures des éléments de renforcement des couches de travail jusqu'à l'ordonnée axiale de la paroi la plus axialement extérieure du sillon le plus axialement extérieur.
Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel dans au moins une portion axialement extérieure (22, 23) comprenant des rainures majeures axialement extérieures (24), l'épaisseur radiale E du mélange caoutchouteux séparant les éléments de renforcement des au moins deux couches de travail (41 , 42) est au moins égale à 1 .5 fois la valeur de l'épaisseur radiale Ec séparant les éléments de renforcement des au moins deux couches de travail (41 , 42) dans le plan circonférentiel médian, le mélange caoutchouteux s'étendant depuis les extrémités les moins axialement extérieures des éléments de renforcement des couches de travail sur une longueur axiale au plus égale à 60 mm.
Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel l'épaisseur radiale E du mélange caoutchouteux séparant les éléments de renforcement des au moins deux couches de travail (41 , 42) dans toute portion axialement extérieure (22, 23) comprenant des rainures majeures axialement extérieures (24), est au plus égale à 3.8 fois la valeur de l'épaisseur radiale Ec séparant les éléments de renforcement des au moins deux couches de travail (41 , 42) dans le plan circonférentiel médian.
Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel toute rainure majeure axialement extérieure (24) a une largeur W au plus égale à 10 mm.
7. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel toute rainure majeure axialement extérieure (24) a une profondeur D au plus égale à 8 mm.
8. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 dans lequel les rainures majeures axialement extérieures (24) sont espacées, selon la direction circonférentielle (XX') du pneumatique, d'un pas circonférentiel P au moins égal à 8 mm. 9. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 dans lequel les rainures majeures axialement extérieures (24) sont espacées, selon la direction circonférentielle (XX') du pneumatique, d'un pas circonférentiel P au plus égal à 50 mm.
Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 dans lequel la face de fond (243) d'une rainures majeure axialement extérieure (24) est positionnée radialement à l'extérieur de l'armature de sommet (3) à une distance radiale D1 au moins égale à 1 .5 mm.
1 1 . Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 dans lequel la face de fond (243) d'une rainure majeure axialement extérieure (24) est positionnée radialement à l'extérieur de l'armature de sommet (3) à une distance radiale D1 au plus égale à 3.5 mm.
12. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 1 dans lequel au moins une portion axialement extérieure (23, 24), comprenant des rainures majeures axialement extérieures (24), comprend des incisions ayant une largeur W1 au plus égale à 1 mm.
13. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 dans lequel les deux portions axialement extérieures (22, 23) ont chacune une largeur axiale (LS1 , LS2) au plus égale à 0.2 fois la largeur axiale LT de la bande de roulement (2).
14. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 13 dans lequel les angles (A1 , A2) des éléments de renforcements respectifs (41 1 , 421 ) des couches de travail (41 ,42) sont égaux en valeur absolue.
15. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 14 dans lequel chaque couche de travail (41 , 42) comprend des éléments de renforcement (41 1 , 421 ), formant, avec la direction circonférentielle (XX') du pneumatique, un angle (A1 , A2) au moins égal à 22° et au plus égal à 35°.
16. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 15 dans lequel chaque couche de travail (41 , 42) comprend des éléments de renforcement (41 1 , 421 ), constitués par des fils métalliques unitaires ou monofilaments ayant un diamètre au moins égal à 0.3 mm et au plus égal à 0.37 mm. 17. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 16 dans lequel les éléments de renforcement des couches de travail (41 , 42) sont en acier, de préférence en acier au carbone.
18. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 17 dans lequel la densité d'éléments de renforcement de chaque couche de travail est au moins égale à 120 fils par dm et au plus égale à 180 fils par dm.
19. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 18 dans lequel l'armature de sommet (3) comprend une armature de frettage (5) comprenant au moins une couche de frettage comprenant des éléments de renforcement, parallèles entre eux et formant, avec la direction circonférentielle (XX') du pneumatique, un angle B au plus égal à 10° en valeur absolue.
20. Pneumatique selon la revendication 19 dans lequel les éléments de renforcement de la au moins une couche de frettage sont en textile, de préférence de type polyamide aliphatique, polyamide aromatique, combinaison de polyamide aliphatique et de polyamide aromatique, polytéréphtalate d'éthylène ou rayonne. 21 . Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 19 ou 20 dans lequel l'armature de frettage (5) est radialement extérieure à l'armature de travail (4).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115515800A (zh) * 2020-06-25 2022-12-23 横滨橡胶株式会社 充气轮胎

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0043563A1 (fr) 1980-07-08 1982-01-13 SOCIETA' PNEUMATICI PIRELLI S.p.A. Structures annulaires pour le renforcement de pneumatiques radiaux
US20050051251A1 (en) * 1994-12-20 2005-03-10 The Goodyear Tire & Rubber Company Tires with high strength reinforcement
US20110000598A1 (en) * 2007-11-05 2011-01-06 Societe De Technologie Michelin Tire with a Crown Comprising a Bielastic Reinforcing Element
EP2433814A1 (fr) * 2010-09-22 2012-03-28 The Goodyear Tire & Rubber Company Pneus avec renfort haute résistance
JP2012071791A (ja) 2010-09-29 2012-04-12 Bridgestone Corp 空気入りタイヤ
EP2537686A1 (fr) 2010-02-15 2012-12-26 Bridgestone Corporation Pneumatique

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0043563A1 (fr) 1980-07-08 1982-01-13 SOCIETA' PNEUMATICI PIRELLI S.p.A. Structures annulaires pour le renforcement de pneumatiques radiaux
US20050051251A1 (en) * 1994-12-20 2005-03-10 The Goodyear Tire & Rubber Company Tires with high strength reinforcement
US20110000598A1 (en) * 2007-11-05 2011-01-06 Societe De Technologie Michelin Tire with a Crown Comprising a Bielastic Reinforcing Element
EP2537686A1 (fr) 2010-02-15 2012-12-26 Bridgestone Corporation Pneumatique
EP2433814A1 (fr) * 2010-09-22 2012-03-28 The Goodyear Tire & Rubber Company Pneus avec renfort haute résistance
JP2012071791A (ja) 2010-09-29 2012-04-12 Bridgestone Corp 空気入りタイヤ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115515800A (zh) * 2020-06-25 2022-12-23 横滨橡胶株式会社 充气轮胎

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