WO2022018350A1 - Architecture optimisée de pneumatique de génie civil - Google Patents

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WO2022018350A1
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tire
working
triangulation
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Emmanuel Clement
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Compagnie Generale Des Etablissements Michelin
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    • B60C2200/065—Tyres specially adapted for particular applications for heavy duty vehicles for construction vehicles

Definitions

  • the subject of the present invention is a radial tire intended to be fitted to a heavy vehicle of the civil engineering type, and relates more particularly to the crown reinforcement of such a tire.
  • a radial tire for a heavy vehicle of the civil engineering type within the meaning of the standard of the European Tire and Rim Technical Organization or ETRTO, is intended to be mounted on a rim whose diameter is at least equal to 25 inches. .
  • the geometry of the tire is generally described in a meridian plane containing the axis of rotation of the tire.
  • the radial, axial and circumferential directions designate respectively 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 circumferential direction is tangent to the circumference.
  • a tire comprises a tread, intended to come into contact with the ground via a running surface, the two axial ends of which are connected via two sidewalls with two beads. ensuring the mechanical connection between the tire and the rim on which it is intended to be mounted.
  • a radial tire further comprises a reinforcement reinforcement, consisting of a crown reinforcement, radially interior to the tread, and of a carcass reinforcement, radially interior to the crown reinforcement.
  • the carcass reinforcement of a radial tire for a heavy vehicle of the civil engineering type usually comprises at least one carcass layer comprising generally metallic reinforcements, coated with a polymeric material of the elastomeric or elastomeric type, obtained by mixing and called a coating mixture.
  • a carcass layer comprises a main part, connecting the two beads together and generally rolling up, in each bead, from the inside of the tire towards the outside around a circumferential reinforcement element, usually metal, called a bead wire, to form a reversal.
  • the metal reinforcements of a carcass layer are substantially parallel to each other and form, with the circumferential direction, an angle of between 80° and 90°.
  • the crown reinforcement of a radial tire for an earth-moving type vehicle comprises a superposition of crown layers extending circumferentially, radially outside the carcass reinforcement.
  • Each crown layer consists of generally metallic reinforcements, parallel to each other and coated with a polymeric material of the elastomer type or coating mixture.
  • crown layers a distinction is usually made between the protective layers, constituting the protective reinforcement and radially the outermost, and the working layers, constituting the working reinforcement and radially comprised between the protection reinforcement and the carcass reinforcement.
  • the protective reinforcement comprising at least one protective layer, essentially protects the working layers from mechanical or physico-chemical attack, liable to propagate through the tread radially towards the inside of the tire.
  • the protective reinforcement often comprises two protective layers, radially superimposed, formed of elastic metal reinforcements, parallel to each other. in each layer and crossed from one layer to the next, forming, with the circumferential direction, angles at least equal to 10°.
  • the working reinforcement often comprising at least two working layers, has the function of surrounding the tire and giving it rigidity and road holding. It incorporates both mechanical inflation stresses, generated by the tire inflation pressure and transmitted by the carcass reinforcement, and mechanical rolling stresses, generated by the rolling of the tire on the ground and transmitted by the tread. .
  • a recurrent problem in the crowns of tires is the cracking due to shearing, linked to rolling, of the rubber compounds, coating compounds of the crown layers or other mixtures, at the end of the crown layers. These cracks affect the endurance of the tire and reduce its lifespan.
  • a conventional solution to avoid this cracking is to decouple the crown layers, in particular the working layers at their axial ends as shown in FIGS. 1 to 3 of EP3297851.
  • the crown reinforcement must also resist shocks and perforations, thanks to its intrinsic design, in particular its flexibility and, in particular, that of the protective reinforcement. Furthermore, the tire must have edgewise flex, or cornering rigidity under transverse force, so as to ensure correct behavior of the vehicle on a bend in the road.
  • the working reinforcement usually comprises two working layers, radially superimposed, formed of non-stretch metal reinforcements, parallel to each other in each layer and crossed from one layer to the next, forming, with the circumferential direction, angles at most equal to 50°, and preferably at least equal to 15° and at most equal to 45°.
  • the bilayer made up of these two working layers, generally ensures a sufficient level of edgewise bending for acceptable behavior of the vehicle.
  • the crown reinforcement sometimes comprises a triangulation layer radially inside the working layers formed of non-stretch metal reinforcements, parallel to each other, forming, with the circumferential direction, angles at least equal to 50°.
  • This triangulation layer has the function of preventing the metal reinforcements of the carcass layer from undergoing compression during rolling.
  • a hooping reinforcement To reduce the mechanical inflation stresses transmitted to the working reinforcement, it is known to arrange, radially outside the carcass reinforcement, a hooping reinforcement.
  • the hooping reinforcement whose function is to at least partly take up the mechanical inflation stresses, improves the endurance of the crown reinforcement by stiffening the crown reinforcement.
  • the shrink-fit reinforcement can be positioned radially inside the working reinforcement, between the two working layers of the working reinforcement, or radially outside the working reinforcement.
  • the hooping reinforcement can comprise two hooping layers, radially superimposed, formed of metal reinforcements, parallel to each other in each layer and crossed from one layer to the next, forming, with the circumferential direction, angles at most equal to 10°.
  • Another embodiment of the hooping reinforcement consists of a circumferential winding of a hooping wire or a continuous hooping strip forming, with the circumferential direction, angles at most equal to 5°.
  • a metal reinforcement is characterized mechanically by a curve representing the tensile force (in N), applied to the metal reinforcement, as a function of its relative elongation (in %), known as the force curve. elongation. From this force-elongation curve are deduced the mechanical tensile characteristics of the metal reinforcement, such as the structural elongation As (in %), the total elongation at break At (in %), the breaking force Fm (load maximum in N) and the breaking strength Rm (in MPa), these characteristics being measured according to standard ASTM D 2969-04 of 2014.
  • the structural elongation As results from the relative positioning of the metal wires constituting the metal reinforcement under a low tensile stress.
  • the elastic elongation Ae results from the very elasticity of the metal of the metal wires, constituting the metal reinforcement, taken individually, the behavior of the metal following Hooke's law.
  • the plastic elongation Ap results from plasticity, i.e. irreversible deformation, beyond the elastic limit, of the metal of these metal wires taken individually.
  • an extension modulus expressed in GPa, which represents the slope of the line tangent to the force-elongation curve at this point.
  • elastic modulus in extension or Young's modulus the modulus in extension of the elastic linear part of the force-elongation curve.
  • metal reinforcements a distinction is usually made between elastic metal reinforcements, such as those used in protective layers, and non-stretchable or inextensible metal reinforcements, such as those used in working layers.
  • An elastic metal reinforcement in its ungummed state, is characterized by a structural elongation As at least equal to 0.5% and a total elongation at break At at least equal to 3%.
  • an elastic metal reinforcement has an elastic modulus in extension at most equal to 180 GPa, and usually between 40 GPa and 150 GPa.
  • a non-stretch metal reinforcement is characterized by a total elongation At, under a tensile force equal to 10% of the breaking force Fm, at most equal to 0.2%. Furthermore, a non-stretch metal reinforcement has an elastic modulus in extension usually between 150 GPa and 200 GPa.
  • the inventors have set themselves the objective, for a radial tire for a vehicle of the civil engineering, heavy goods vehicle or agricultural type, of reducing the shear forces at the end of the crown layers of the tire, by improving the rigidity of bending on edge, or cornering rigidity for good behavior, without damaging the flexibility of the crown favorable to resistance to aggression.
  • the crown reinforcement comprising a protective layer of axial width LPN, the protective layer being the most radially outer layer of the layers of crown, said protective layer comprising elastic metal reinforcements whose elastic modulus in extension is at least equal to 70 GPa and at most equal to 140 GPa, coated in an elastomeric material, parallel to each other and forming, with a circumferential direction (XX ') tangent to the circumference of the tire, an angle APN whose absolute value is at least equal to 17° and at most equal to 40°,
  • the crown reinforcement further comprising at least one working layer, each working layer being radially inside the protective layer and comprising metal reinforcements, whose elastic modulus in extension is at least equal to 150 GPa, coated in an elastomeric material, parallel to each other and forming, with the circumferential direction (XX') tangent to the circumference of the tire, an angle ATL whose absolute value is at least equal to 17° and at most equal to 40°, the reinforcements metals of the radially outermost working layer being crossed with the metal reinforcements of the protective layer,
  • the crown reinforcement further comprising a triangulation layer, of an axial width LTN, the triangulation layer being the most radially inner of the working layers, and comprising metal reinforcements, the elastic modulus of which in extension is at least equal to 150 GPa, coated in an elastomeric material, parallel to each other and forming, with the circumferential direction (XX'), an angle ATN whose absolute value is at least equal to 50°,
  • each working layer having an axial width less than the axial width LTN of the triangulation layer
  • the axial width LTN of the triangulation layer being less than the axial width LPN of the protection layer
  • the distance dl from the protective layer to the triangulation layer measured at the axial end of the working layer of greater axial width and perpendicular to the triangulation layer, being greater than the distance d2 from the protective layer to the triangulation layer, measured perpendicular to the axial end of the triangulation layer.
  • the protective layer has an axial width LPN greater than all the axial widths of the other crown layers.
  • the invention consists on the contrary of a recoupling, that is to say a rimpedement, on their axially outer parts at the ends of the working layers, of the elastic metal reinforcements of the protective layer and of the non-elastic metal reinforcements of the triangulation layer.
  • these two layers have very particular characteristics which make this recoupling possible.
  • the characteristic of the triangulation layer allowing it is the angle, at least equal to 50°, formed with the circumferential direction by its reinforcements which means that, on rolling, the coating compounds of this triangulation layer essentially work in a traction-compression mode that creates less cracking than shear.
  • the characteristic of the protective layer allowing this recoupling is the elasticity of its reinforcements which therefore take up part of the shearing of the coating rubbers and the rubbers located between these two crown layers.
  • these two characteristics make it possible to intrinsically reduce the shearing of the rubbers, at their own ends and therefore make it possible to reduce the distance at their axial ends.
  • a necessary condition is that the triangulation layer has an axial width LTN greater than the axial width of the working layers.
  • the distance dl from the protective layer to the triangulation layer measured at end of the working layer is greater than the distance d2 from the protective layer to the triangulation layer measured perpendicular to the axial end of the triangulation layer.
  • the distances d1 and d2 are measured on meridian sections.
  • the distance dl is the length of the segment connecting the neutral fiber of the protection layer to the neutral fiber of the triangulation layer, passing through the axial end of the working layer of greater axial width and perpendicular to the neutral fiber of the triangulation layer.
  • the distance d2 is the length of the segment connecting the neutral fiber of the protection layer to the neutral fiber of the triangulation layer and perpendicular to the triangulation layer at its axial end: this is the minimum distance between the end axial of the neutral fiber of the triangulation layer and the neutral fiber of the protection layer.
  • the distance d2 is at most equal to 20 mm, preferably at most equal to 10 mm, and even more preferably at most equal to 7 mm.
  • the crown according to the invention comprising only a protective layer, the elastic metal reinforcements of the protective layer form, with the circumferential direction ( XX') tangent to the circumference of the tire, an angle APN whose absolute value is at least equal to the absolute value of the angle ATL formed by the elastic metal reinforcements of the radially outermost working layer, with a circumferential direction (XX'), said angles being of opposite signs.
  • the axial width LPN of the protective layer is at least equal to the axial width LTN of the triangulation layer plus 15 mm.
  • the absolute value of the angle ATL formed by the elastic metal reinforcements of the radially outermost working layer, with the circumferential direction, is at most equal to 33°.
  • the endurance of the crown can be improved if the crown reinforcement comprises at least one hooping layer comprising metal reinforcements forming, with the circumferential direction, tangent to the circumference of the tire, an angle ATE whose absolute value is at most equal to 15°, and whose axial width is at most equal to 0.7 times the axial width of the working layer of smallest axial width.
  • the presence of such a hooping layer makes it possible to limit the rise on inflation and increases the effectiveness of the other characteristics of the invention.
  • said decoupling mixture has a radial thickness at least equal to 1 mm and its modulus of elasticity at 10% deformation is at most equal to 0.8 times the modulus of elasticity of the coating mixture of the metal reinforcements of said working layer, preferably at most equal to 0.5 times the modulus of elasticity of the coating mixture for the metal reinforcements of said working layer.
  • a constant speed of uniaxial tension is imposed on the test piece, and its elongation and the force are measured.
  • the measurement is carried out using an INSTRON-type tensile machine, at a temperature of 23° C., and a relative humidity of 50% (ISO 23529 standard).
  • the conditions for measuring and exploiting the results to determine the elongation and the stress are as described in standard NL ISO 37: 2012-03.
  • the stress is determined for an elongation of 0.1 and the secant modulus of elasticity is calculated at 10% elongation by taking the ratio of this stress value to the elongation value.
  • the man of profession will be able to choose and adapt the dimensions of the test piece according to the quantity of mixture accessible and available, in particular in the case of taking samples from a finished product such as a tire.
  • the crown reinforcement For a crown that deforms less on inflation, it is advantageous for the crown reinforcement to comprise at most two working layers.
  • a preferred solution is for the crown reinforcement to comprise a single working layer.
  • FIGS. 1 to 3 schematically and not shown to scale, with reference to a tire of size 29.5R25 in 3 different and non-exhaustive variants of the invention.
  • FIG. 1 there is shown a meridian section of a tire 1 for a heavy vehicle of the civil engineering type comprising a crown reinforcement 3, radially interior to a tread 2 and radially exterior to a carcass reinforcement 4.
  • the crown reinforcement 3 comprises, radially from the outside inwards, a protective layer 31, a working reinforcement 32 and a hooping reinforcement 33.
  • the protective layer 31 comprises elastic metal reinforcements coated in a material elastomeric or coating mixture, parallel to each other and forming an angle equal to 24°, with a circumferential direction XX' tangent to the circumference of the tire.
  • the working reinforcement 32 comprises two working layers 321, 322 and a triangulation layer 323 whose respective non-stretch metal reinforcements, coated in an elastomeric material, parallel to each other and forming, with the circumferential direction XX', equal angles at 24°, and are crossed from one working layer to the next.
  • the reinforcements of the triangulation layer form, with the circumferential direction XX', an angle equal to 55°.
  • the protective layer 31 projects axially from the working layer of greater axial width, here the most radially inner working layer 322 and from the triangulation layer 323. In the case shown, the axial width LPN is equal to the axial width LTN of the triangulation layer plus 45 mm.
  • the triangulation layer 323 has a greater axial width LTN than the greater axial width working layer 322.
  • the recoupling of the protection layer 31 and triangulation layer 323 is achieved insofar as the distance d1 from the protective layer 31 to the triangulation layer 323 measured at the end of the working layer 322 of greatest axial width, is greater than the distance d2 from the protective layer 31 to the triangulation layer 323 measured at the end of the triangulation layer.
  • the hooping reinforcement 33 comprises two hooping layers 331, 332 whose respective metal reinforcements, coated in an elastomeric material, parallel to each other and forming, with the circumferential direction XX', an angle of between 5° and 10 °, are crossed from one hoop layer to the next.
  • a decoupling mixture 5 is placed between the radially outermost working layer 321 and the protective layer 31 at the level of the axial end of said working layer 321.
  • Figure 2 illustrates a lighter version of the invention compared to the version of Figure 1, where the working reinforcement only comprises a working layer 321 and a triangulation layer 323.
  • the angle formed by the reinforcements of the protective layer 31 with the circumferential direction XX' it is advantageous for the angle formed by the reinforcements of the protective layer 31 with the circumferential direction XX' to have the opposite sign to the angle formed by the reinforcements of the working layer with the circumferential direction XX'.
  • Figure 3 shows an even lighter version where the crown reinforcement only comprises a protective layer 31, a working layer 321 and a triangulation layer 323.
  • the invention has been tested or evaluated on tires of size 29.5R25.
  • the tires according to the invention are compared with reference tires of the same size for each of the tests or numerical evaluation.
  • the tread patterns of the different tires are the same.
  • the tire is modeled by the finite element method and calculations are made at a load of 14000 kg, at a pressure of inflation of 4.5 bars and a drift thrust of 6000daN.
  • the invention was developed in a cycle for improving the cracking of the coating mixtures at the axial ends of the crown and mass layers of these tires, in order to obtain tires that are flexible with respect to resistance to aggressions but whose edgewise bending or cornering rigidity under transverse force allows the vehicle to behave well on a bend in the road.
  • the tires T1 and T2 which are marketed, are tires comprising two working layers whose reinforcements are hooped 13.30 cables, that is to say cables made up of 13 wires 30 hundredths of a mm in diameter, the elastic modulus in extension is equal to 160 GPa, the triangulation layer having the same type of reinforcements.
  • the tire T1 comprises two protective layers comprising elastic cords 18.23, that is to say cords made up of 18 wires 23 hundredths of a mm in diameter, the elastic modulus of which in extension is equal to 90 GPa
  • the tire T2 comprises a protective layer comprising elastic cords 24.26, that is to say cords made up of 24 wires 26 hundredths of a mm in diameter, the elastic modulus of which in extension is equal to 80 GPa.
  • the angles of the reinforcements of the working layers with the circumferential direction are 24°.
  • the version with a single layer of protection but larger diameter 24.26 cables of the T2 tire is very interesting because it reduces the rigidity of the crown measured by its rise during inflation, ie the variation in diameter at the center of the tread between two pressures, the pressure at 4b and the nominal inflation pressure in this case for this tire at 4.5b.
  • the crown is softened by 38%, which allows it to better adapt to the defects of the road surface and improves its endurance to aggressions, as has been shown by customer use.
  • the tire is lighter and therefore consumes less raw materials and energy for its production.
  • the working layer of greatest axial width is wider than the triangulation layer, the compression of the carcass layer that the triangulation layer prevents, taking place after the recoupling of the layers of work, therefore inside the working layer of smaller width.
  • the larger width protection layer is not recoupled to the triangulation layer and cannot be.
  • an intermediate tire I comprising only a single protective layer, the reinforcements of which are elastic cables 24.26, a single working layer, the reinforcements of which are hooped cables 26.30 non-elastic, i.e. cables made up of 26 wires 30 hundredths of a mm in diameter, and a triangulation layer whose reinforcements are 13.30 cables, the protective layer and the triangulation layer not being recoupled and being the same, as it is customary to limit cracking at the axial ends of crown layers, decoupled using a decoupling mixture.
  • the distance d1 from the protective layer 31 to the triangulation layer 323 measured at the axial end of the single working layer 321, is less than the distance d2 from the protective layer 31 to the triangulation layer 323 measured at the axial end of the triangulation layer.
  • the angles of the reinforcements with the circumferential direction are:
  • the invention thanks to the recoupling of the protective layer and of the triangulation layer, makes it possible, by increasing the recoupling width of the crown, to maintain bending rigidity on edge and therefore transverse rigidity in bends and therefore makes it possible not to have to modify the angle of the reinforcements of the working layer.
  • the tire according to the invention is therefore similar to tire I in its constitution but different in its geometry, in that the protective layer is recoupled to the triangulation layer on its axially outer part at the axial end of the working layer. and in that the angles of the reinforcements with the circumferential direction are:
  • the recoupling of the protective layer to the triangulation layer is such that the distance d1 from the protective layer 31 to the triangulation layer 323, measured at the axial end of the single working layer 321, is greater twice the distance d2 from the protective layer 31 to the triangulation layer 323 measured at the axial end of the triangulation layer.
  • the crown according to the invention has a crown flexibility equivalent to that of the tire T2, measured by the rise on inflation between a state at 4b of pressure and a state at nominal pressure, but with one less working layer, which allows a gain in mass and energy cost for its realization.
  • the cornering or edgewise bending rigidity of the tire according to the invention is maintained at the level of the tire T1 or T2 according to the angles formed by the reinforcements of the crown layers.
  • the recoupling makes it possible to reduce the shearing at the level of all the coating mixtures by 5 to 15% and to limit the maximum at the level of the decoupling mixture 5 whose composition is such that it is in ability to absorb these shear levels.
  • the invention therefore makes it possible, while maintaining a level of edgewise bending rigidity, for good cornering behavior, good resistance to attack, to improve the shear resistance and therefore the endurance of its crown.

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Abstract

Pneumatique (1) pour véhicule de type génie civil comprenant une couche de sommet de protection (31) de largeur axiale LPN, comprenant des renforts métalliques élastiques, au moins une couche de travail (321, 322), comprenant des renforts métalliques, dont le module élastique en extension est au moins égal à 150 GPa, et formant, avec une direction circonférentielle (XX1), un angle au moins égale à 17° et au plus égale à 40°, les renforts métalliques de la couche de travail la plus radialement extérieure étant croisés avec les renforts métalliques de la couche de protection (31), une couche de triangulation (323), d'une largeur axiale LTN, la couche de triangulation (323) comprenant des renforts métalliques, formant, avec la direction circonférentielle (XX1), un angle ATN dont la valeur absolue est au moins égal à 50°, et tel que chaque couche de travail (321, 322) a une largeur axiale inférieure à LTN, et LTN est inférieure à LPN, et tel que la couche de protection (31) et la couche de triangulation (323) sont récouplées dans la zone axialement extérieure à l'extrémité axiale de la ou les couches de travail (321, 322).

Description

Description
Titre : ARCHITECTURE OPTIMISEE DE PNEUMATIQUE DE
GENIE CIVIL [0001] La présente invention a pour objet un pneumatique radial, destiné à équiper un véhicule lourd de type génie civil, et concerne plus particulièrement l’armature de sommet d’un tel pneumatique.
[0002] Les pneumatiques radiaux destinés à équiper un véhicule lourd de type génie civil, sont désignés comme tel au sens de la norme de la European Tyre and Rim Technical Organisation ou ETRTO.
[0003] Par exemple un pneumatique radial pour véhicule lourd de type génie civil, au sens de la norme de la European Tyre and Rim Technical Organisation ou ETRTO, est destiné à être monté sur une jante dont le diamètre est au moins égal à 25 pouces.
[0004] 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. La direction circonférentielle est tangente à la circonférence.
[0005] Dans ce qui suit, les expressions «radialement intérieur», respectivement «radialement extérieur» signifient «plus proche », respectivement «plus éloigné de l’axe de rotation du pneumatique». Par «axialement intérieur», respectivement «axialement extérieur», on entend «plus proche», respectivement «plus éloigné du plan équatorial du pneumatique», le plan équatorial du pneumatique étant le plan passant par le milieu de la surface de roulement et perpendiculaire à l’axe de rotation.
[0006] De façon générale un pneumatique comprend une bande de roulement, destinée à venir en contact avec un sol par l’intermédiaire d’une surface de roulement, dont les deux extrémités axiales sont reliées par l’intermédiaire de deux flancs à deux bourrelets assurant la liaison mécanique entre le pneumatique et la jante sur laquelle il est destiné à être monté.
[0007] Un pneumatique radial comprend en outre une armature de renforcement, constituée d’une armature de sommet, radialement intérieure à la bande de roulement, et d’une armature de carcasse, radialement intérieure à l’armature de sommet.
[0008] L’armature de carcasse d’un pneumatique radial pour véhicule lourd de type génie civil, comprend habituellement au moins une couche de carcasse comprenant des renforts généralement métalliques, enrobés par un matériau polymérique de type élastomère ou élastomérique, obtenu par mélangeage et appelé mélange d’enrobage. Une couche de carcasse comprend une partie principale, reliant les deux bourrelets entre eux et s’enroulant généralement, dans chaque bourrelet, de l’intérieur vers l’extérieur du pneumatique autour d’un élément de renforcement circonférentiel le plus souvent métallique appelé tringle, pour former un retournement. Les renforts métalliques d’une couche de carcasse sont sensiblement parallèles entre eux et forment, avec la direction circonférentielle, un angle compris entre 80° et 90°.
[0009] L’armature de sommet d’un pneumatique radial pour véhicule de type génie civil, comprend une superposition de couches de sommet s’étendant circonférentiellement, radialement à l’extérieur de l’armature de carcasse. Chaque couche de sommet est constituée de renforts généralement métalliques, parallèles entre eux et enrobés par un matériau polymérique de type élastomère ou mélange d’enrobage.
[0010] Parmi les couches de sommet, on distingue usuellement les couches de protection, constitutives de l’armature de protection et radialement les plus à l’extérieur, et les couches de travail, constitutives de l’armature de travail et radialement comprises entre l’armature de protection et l’armature de carcasse.
[0011] L’armature de protection, comprenant au moins une couche de protection, protège essentiellement les couches de travail des agressions mécaniques ou physico-chimiques, susceptibles de se propager à travers la bande de roulement radialement vers l’intérieur du pneumatique.
[0012] L’armature de protection comprend souvent deux couches de protection, radialement superposées, formées de renforts métalliques élastiques, parallèles entre eux dans chaque couche et croisés d’une couche à la suivante, en formant, avec la direction circonférentielle, des angles au moins égaux à 10°.
[0013] L’armature de travail, comprenant souvent au moins deux couches de travail, a pour fonction de ceinturer le pneumatique et de lui conférer de la rigidité et de la tenue de route. Elle reprend à la fois des sollicitations mécaniques de gonflage, générées par la pression de gonflage du pneumatique et transmises par l’armature de carcasse, et des sollicitations mécaniques de roulage, générées par le roulage du pneumatique sur un sol et transmises par la bande roulement. Un problème récurrent dans les sommets de pneumatiques est la fissuration due aux cisaillements, liés au roulage, des mélanges caoutchouteux, mélanges d’enrobage des couches de sommet ou autres mélanges, à l’extrémité des couches de sommet. Ces fissures impactent l’endurance du pneumatique et diminuent sa durée de vie. Une solution classique pour éviter cette fissuration est de découpler les couches de sommet, notamment les couches de travail à leur extrémités axiales comme le montrent les figures 1 à 3 de EP3297851. L’armature de sommet doit en outre résister aux chocs et perforations, grâce à sa conception intrinsèque, notamment à sa souplesse et, en particulier, à celle de l’armature de protection. Par ailleurs le pneumatique doit avoir une flexion sur chant, ou rigidité de dérive sous effort transverse de manière à assurer un comportement du véhicule correct en route virageuse.
[0014] L’armature de travail comprend usuellement deux couches de travail, radialement superposées, formées de renforts métalliques non extensibles, parallèles entre eux dans chaque couche et croisés d’une couche à la suivante, en formant, avec la direction circonférentielle, des angles au plus égaux à 50°, et, de préférence, au moins égaux à 15° et au plus égaux à 45°. Le bicouche, constitué par ces deux couches de travail, assure généralement un niveau de flexion sur chant suffisant pour un comportement acceptable du véhicule.
[0015] L’armature de sommet comprend parfois une couche de triangulation radialement intérieure aux couches de travail formées de renforts métalliques non extensibles, parallèles entre eux, formant, avec la direction circonférentielle, des angles au moins égaux à 50°. Cette couche de triangulation a pour fonction d’éviter que les renforts métalliques de la couche de carcasse passent en compression lors du roulage. [0016] Pour diminuer les sollicitations mécaniques de gonflage transmises à l’armature de travail, il est connu de disposer, radialement à l’extérieur de l’armature de carcasse, une armature de frettage. L’armature de frettage, dont la fonction est de reprendre au moins en partie les sollicitations mécaniques de gonflage, améliore l’endurance de l’armature de sommet par une rigidifïcation de l’armature de sommet. L’armature de frettage peut être positionnée radialement à l’intérieur de l’armature de travail, entre les deux couches de travail de l’armature de travail, ou radialement à l’extérieur de l’armature de travail.
[0017] Dans les applications de type génie Civil, l’armature de frettage peut comprendre deux couches de frettage, radialement superposées, formées de renforts métalliques, parallèles entre eux dans chaque couche et croisés d’une couche à la suivante, en formant, avec la direction circonférentielle, des angles au plus égaux à 10°. Un autre mode de réalisation de l’armature de frettage consiste en un enroulement circonférentiel d’un fil de frettage ou d’une bande de frettage continue en formant, avec la direction circonférentielle, des angles au plus égaux à 5°.
[0018] En ce qui concerne les renforts métalliques, un renfort métallique est caractérisé mécaniquement par une courbe représentant la force de traction (en N), appliquée au renfort métallique, en fonction de son allongement relatif (en %), dite courbe force- allongement. De cette courbe force-allongement sont déduites des caractéristiques mécaniques en traction du renfort métallique, telles que l’allongement structural As (en %), l’allongement total à la rupture At (en %), la force à la rupture Fm (charge maximale en N) et la résistance à la rupture Rm (en MPa), ces caractéristiques étant mesurées selon la norme ASTM D 2969-04 de 2014.
[0019] L'allongement total At du renfort métallique est, par définition, la somme de ses allongements structural, élastique et plastique (At = As + Ae + Ap) et particulièrement à la rupture où chacun des allongements est non nul. L’allongement structural As résulte du positionnement relatif des fils métalliques constitutifs du renfort métallique sous un faible effort de traction. L’allongement élastique Ae résulte de l’élasticité même du métal des fils métalliques, constituant le renfort métallique, pris individuellement, le comportement du métal suivant une loi de Hooke. L’allongement plastique Ap résulte de la plasticité, c’est-à-dire de la déformation irréversible, au-delà de la limite d’élasticité, du métal de ces fils métalliques pris individuellement. Ces différents allongements ainsi que leurs significations respectives, bien connus de l’homme du métier, sont décrits, par exemple, dans les documents US5843583, W02005/014925 et W02007/090603.
[0020] On définit également, en tout point de la courbe force-allongement d’un renfort métallique, un module en extension, exprimé en GPa, qui représente la pente de la droite tangente à la courbe force-allongement en ce point. En particulier, on appelle module élastique en extension ou module d’Young, le module en extension de la partie linéaire élastique de la courbe force-allongement.
[0021] Parmi les renforts métalliques, on distingue usuellement les renforts métalliques élastiques, tels que ceux utilisés dans les couches de protection, et les renforts métalliques non extensibles ou inextensibles, tels que ceux utilisés dans les couches de travail.
[0022] Un renfort métallique élastique, dans son état non gommé, est caractérisé par un allongement structural As au moins égal à 0.5% et un allongement total à rupture At au moins égal à 3%. En outre, un renfort métallique élastique a un module élastique en extension au plus égal à 180 GPa, et compris usuellement entre 40 GPa et 150 GPa.
[0023] Un renfort métallique non extensible est caractérisé par un allongement total At, sous une force de traction égale à 10% de la force à rupture Fm, au plus égal à 0.2%. Par ailleurs, un renfort métallique non extensible a un module élastique en extension compris usuellement entre 150 GPa et 200 GPa.
[0024] Les inventeurs se sont donnés pour objectif, pour un pneumatique radial pour véhicule de type génie civil, poids-lourd ou agricole, de diminuer les efforts de cisaillement à l’extrémité des couches de sommet du pneumatique, en améliorant la rigidité de flexion sur chant, ou rigidité de dérive pour un bon comportement, sans détériorer la souplesse du sommet favorable à la résistance aux agressions.
[0025] Cet objectif a été atteint, selon l’invention, par un pneumatique pour véhicule de génie civil comprenant :
- une armature de sommet, radialement intérieure à une bande de roulement et radialement extérieure à une armature de carcasse,
- l’armature de sommet comprenant, une couche de protection de largeur axiale LPN, la couche de protection étant la couche la plus radialement extérieure des couches de sommet, ladite couche de protection comprenant des renforts métalliques élastiques dont le module élastique en extension est au moins égal à 70 GPa et au plus égal à 140 GPa, enrobés dans un matériau élastomérique, parallèles entre eux et formant, avec une direction circonférentielle (XX’) tangente à la circonférence du pneumatique, un angle APN dont la valeur absolue est au moins égale à 17° et au plus égale à 40°,
- l’armature de sommet comprenant en outre, au moins une couche de travail, chaque couche de travail étant radialement intérieure à la couche de protection et comprenant des renforts métalliques, dont le module élastique en extension est au moins égal à 150 GPa, enrobés dans un matériau élastomérique, parallèles entre eux et formant, avec la direction circonférentielle (XX’) tangente à la circonférence du pneumatique, un angle ATL dont la valeur absolue est au moins égale à 17° et au plus égale à 40°, les renforts métalliques de la couche de travail la plus radialement extérieure étant croisés avec les renforts métalliques de la couche de protection,
- l’armature de sommet comprenant en outre, une couche de triangulation, d’une largeur axiale LTN, la couche de triangulation étant la plus radialement intérieure des couches de travail, et comprenant des renforts métalliques, dont le module élastique enextension est au moins égal à 150 GPa, enrobés dans un matériau élastomérique, parallèles entre eux et formant, avec la direction circonférentielle (XX’), un angle ATN dont la valeur absolue est au moins égale à 50°,
- chaque couche de travail ayant une largeur axiale inférieure à la largeur axiale LTN de la couche de triangulation,
- la largeur axiale LTN de la couche de triangulation étant inférieure à la largeur axiale LPN de la couche de protection,
- la distance dl de la couche de protection à la couche de triangulation, mesurée à l’extrémité axiale de la couche de travail de plus grande largeur axiale et perpendiculairement à la couche de triangulation, étant supérieure à la distance d2 de la couche de protection à la couche de triangulation, mesurée perpendiculairement à l’extrémité axiale de la couche de triangulation.
[0026] Pour protéger l’ensemble des couches de sommet (couches de travail, couche de frettage, couche de triangulation) du phénomène de martellement provoqué par le roulage sur des sols caillouteux, il est intéressant que la couche de protection, la plus radialement extérieure des couches de sommet ait une largeur axiale LPN supérieure à toutes les largeurs axiales des autres couches de sommet.
[0027] Usuellement pour protéger le sommet des fissurations en extrémité des couches de sommet et particulièrement des couches de travail, les concepteurs de pneumatiques augmentent l’épaisseur radiale des mélanges caoutchouteux aux extrémités des couches de travail. Lors du roulage, le sommet travaille à déformation imposée. Augmenter l’épaisseur radiale de mélange caoutchouteux à cet endroit permet d’absorber le dit cisaillement sur une plus grande épaisseur et donc d’en diminuer la valeur maximale. Cette solution a le désavantage d’augmenter l’épaisseur sommet et donc la température au sommet.
[0028] De manière étonnante, l’invention consiste au contraire en un recouplage, c’est-à- dire un rapprochement, sur leurs parties axialement extérieures aux extrémité des couches de travail, des renforts métalliques élastiques de la couche de protection et des renforts métalliques non-élastiques de la couche de triangulation. En effet ces deux couches ont des caractéristiques très particulières qui rendent ce recouplage possible. La caractéristique de la couche de triangulation le permettant, est l’angle, au moins égal à 50°, formé avec la direction circonférentielle par ses renforts qui fait qu’au roulage, les mélanges d’enrobage de cette couche de triangulation travaillent essentiellement dans un mode de traction-compression moins créateur de fissuration que le cisaillement. La caractéristique de la couche de protection permettant ce recouplage est l’élasticité de ses renforts qui de ce fait, reprennent une partie des cisaillement des gommes d’enrobage et des gommes situées entre ces deux couches de sommet. Ainsi ces deux caractéristiques permettent de diminuer intrinsèquement les cisaillements des gommes, à leurs propres extrémités et donc rendent possible la diminution de la distance à leurs extrémités axiales. Pour ce faire, une condition nécessaire est que la couche de triangulation ait une largeur axiale LTN supérieure à la largeur axiale des couches de travail.
[0029] Rapprocher deux couches de renforts métalliques permet de générer un couplage de ces couches, à savoir qu’aux extrémités axiales des dites couches la rigidité du bicouche est celle de chacune de ces couches mais en s’éloignant des extrémités axiales des deux couches recouplées, le bicouche acquiert une rigidité de plus en plus élevée pour atteindre un maximum. Si les couches de travail sont axialement intérieures au recouplage de ces nappes, leurs extrémités axiales sont protégées par la rigidité de ce bicouche, diminuant ainsi le cisaillement à cet endroit.
[0030] Pour rapprocher la couche de protection et la couche de triangulation au-delà des extrémités axiales des couches de travail et donc les recoupler, il est nécessaire que la distance dl de la couche de protection à la couche de triangulation mesurée à l’extrémité de la couche de travail de plus grande largeur axiale et perpendiculairement à la couche de triangulation, est supérieure à la distance d2 de la couche de protection à la couche de triangulation mesurée perpendiculairement à l’extrémité axiale de la couche de triangulation.
[0031] Les distances dl et d2 sont mesurées sur des coupes méridiennes. La distance dl est la longueur du segment reliant la fibre neutre de la couche de protection à la fibre neutre de la couche de triangulation, passant par l’extrémité axiale de la couche de travail de plus grande largeur axiale et perpendiculaire à la fibre neutre de la couche de triangulation. La distance d2 est la longueur du segment reliant la fibre neutre de la couche de protection à la fibre neutre de la couche de triangulation et perpendiculaire à la couche de triangulation au niveau de son extrémité axiale : c’est la distance minimale entre l’extrémité axiale de la fibre neutre de la couche de triangulation et la fibre neutre de la couche de protection.
[0032] Pour permettre un meilleur recouplage de la couche de protection et de la couche de triangulation la distance d2 est au plus égale à 20 mm, de préférence au plus égale à 10 mm, et encore plus préférentiellement au plus égale à 7 mm.
[0033] Afin d’augmenter la rigidité en dérive du sommet, il est avantageux que, le sommet selon l’invention ne comprenant qu’une couche de protection, les renforts métalliques élastiques de la couche de protection forment, avec la direction circonférentielle (XX’) tangente à la circonférence du pneumatique, un angle APN dont la valeur absolue est au moins égale à la valeur absolue de l’angle ATL formés par les renforts métalliques élastiques de la couche de travail la plus radialement extérieure, avec une direction circonférentielle (XX’), les dits angles étant de signes opposés.
[0034] Pour assurer une protection correcte contre le martelage et également une répartition axiale des différents cisaillements générés aux extrémités axiales de la couche de triangulation d’une part et aux extrémités axiales de la couche de protection d’autre part, la largeur axiale LPN de la couche de protection est au moins égale à la largeur axiale LTN de la couche de triangulation plus 15 mm.
[0035] Pour assurer une bonne rigidité du sommet, la valeur absolue de l’angle ATL formés par les renforts métalliques élastiques de la couche de travail la plus radialement extérieure, avec la direction circonférentielle, est au plus égale à 33°.
[0036] L’endurance du sommet peut être améliorée si l’armature de sommet comprend au moins une couche de frettage comprenant des renforts métalliques formant, avec la direction circonférentielle, tangente à la circonférence du pneumatique, un angle ATE dont la valeur absolue est au plus égale à 15°, et dont la largeur axiale est au plus égale à 0.7 fois la largeur axiale de la couche de travail de plus petite largeur axiale. La présence d’une telle couche de frettage permet de limiter la montée au gonflage et augmente l’efficacité des autres caractéristiques de l’invention.
[0037] Pour éviter un endommagement des mélanges d’enrobage de la couche de protection au niveau de l’extrémité axiale de la couche de travail la plus radialement extérieure, il est avantageux de positionner un mélange de découplage entre cette extrémité de la couche de travail la plus radialement extérieure et la couche de protection. Pour être efficace, ledit mélange de découplage a une épaisseur radiale au moins égale à 1 mm et son module d’élasticité à 10% de déformation est au plus égal à 0.8 fois le module d’élasticité du mélange d’enrobage des renforts métalliques de ladite couche de travail, de préférence au plus égal à 0.5 fois le module d’élasticité du mélange d’enrobage des renforts métalliques de ladite couche de travail.
[0038] Il s’agit du module élastique du mélange, ou module d’élasticité mesuré lors d’une expérience de traction uniaxiale, à une valeur d’allongement de 0.1 (soit 10% d’allongement, exprimé en pourcentage). On impose une vitesse constante de traction uniaxiale à l’éprouvette, et on mesure son allongement et l’effort. La mesure est réalisée à l’aide d’une machine de traction de type INSTRON, à une température de 23°C, et une humidité relative de 50% (Norme ISO 23529). Les conditions de mesurage et d’exploitation des résultats pour déterminer l’allongement et la contrainte sont tels que décrits dans la norme NL ISO 37: 2012-03. On détermine la contrainte pour un allongement de 0.1 et on calcule le module sécant d’élasticité à 10 % d'allongement en faisant le rapport de cette valeur de contrainte sur la valeur d’allongement. L’homme du métier saura choisir et adapter les dimensions de l’éprouvette en fonction de la quantité de mélange accessible et disponible en particulier dans le cas de prélèvements d’éprouvette dans un produit fini tel que le pneumatique.
[0039] Pour un sommet se déformant moins au gonflage, il est avantageux que l’armature de sommet comprenne au plus deux couches de travail.
[0040] Pour un sommet allégé et économe en matériaux, une solution préférée est que l’armature de sommet comprenne une unique couche de travail.
[0041] Les caractéristiques de l’invention sont illustrées par les figures 1 à 3 schématiques et non représentées à l’échelle, en référence à un pneumatique de dimension 29.5R25 dans 3 variantes différentes et non exhaustives de l’invention.
[0042] Sur la figure 1, est représentée une coupe méridienne d’un pneumatique 1 pour véhicule lourd de type génie civil comprenant une armature de sommet 3, radialement intérieure à une bande de roulement 2 et radialement extérieure à une armature de carcasse 4. L’armature de sommet 3 comprend, radialement de l’extérieur vers l’intérieur, une couche de protection 31, une armature de travail 32 et une armature de frettage 33. La couche de protection 31 comprend des renforts métalliques élastiques enrobés dans un matériau élastomérique ou mélange d’enrobage, parallèles entre eux et formant un angle égal à 24°, avec une direction circonférentielle XX’ tangente à la circonférence du pneumatique. L’armature de travail 32 comprend deux couches de travail 321, 322 et une couche de triangulation 323 dont les renforts métalliques respectifs non extensibles, enrobés dans un matériau élastomérique, parallèles entre eux et formant, avec la direction circonférentielle XX’, des angles égaux à 24°, et sont croisés d’une couche de travail à la suivante. Les renforts de la couche de triangulation forment, avec la direction circonférentielle XX’, un angle égal à 55°. La couche de protection 31 est axialement débordante par rapport à la couche de travail de plus grande largeur axiale, ici la couche de travail la plus radialement intérieure 322 et par rapport à la couche de triangulation 323. Dans le cas représenté, la largeur axiale LPN est égale à la largeur axiale LTN de la couche de triangulation plus 45 mm. Pour permettre le recouplage de la couche de triangulation 323 et de la couche de protection 31, la couche de triangulation 323 a une plus grande largeur axiale LTN que la couche de travail de plus grande largeur axiale 322. Le recouplage de la couche de protection 31 et de la couche de triangulation 323 est réalisé dans la mesure où la distance dl de la couche de protection 31 à la couche de triangulation323 mesurée à l’extrémité de la couche de travail 322 de plus grande largeur axiale, est supérieure à la distance d2 de la couche de protection 31 à la couche de triangulation 323 mesurée à l’extrémité de la couche de triangulation.
[0043] L’armature de frettage 33 comprend deux couches de frettage 331, 332 dont les renforts métalliques respectifs, enrobés dans un matériau élastomérique, parallèles entre eux et formant, avec la direction circonférentielle XX’, un angle compris entre 5° et 10°, sont croisés d’une couche de frettage à la suivante.
[0044] Un mélange de découplage 5 est disposé entre la couche de travail la plus radialement extérieure 321 et la couche de protection 31 au niveau de l’extrémité axiale de ladite couche de travail 321.
[0045] La figure 2 illustre une version allégée de l’invention par rapport à la version de la figure 1, où l’armature de travail ne comprend qu’une couche de travail 321 et une couche de triangulation 323. Dans ce cas, il est avantageux que l’angle formé par les renforts de la couche de protection 31 avec la direction circonférentielle XX’ soit de signe opposé à l’angle formé par les renforts de la couche de travail avec la direction circonférentielle XX’.
[0046] La figure 3 représente une version plus allégée encore où l’armature de sommet ne comprend qu’une couche de protection 31 , une couche de travail 321 et une couche de triangulation 323.
[0047] L’invention a été testée ou évaluée sur des pneumatiques de dimension 29.5R25. Les pneumatiques selon l’invention sont comparés à des pneumatiques de référence de même dimension pour chacun des tests ou évaluation numérique. Les sculptures des différents pneumatiques sont les mêmes. Pour l’évaluation de la rigidité en dérive et la sensibilité à la fissuration des mélanges d’enrobage des couches de sommet, le pneumatique est modélisé par la méthode des éléments finis et des calculs sont faits à une charge de 14000kg, à une pression de gonflage de 4,5 bars et une poussée de dérive de 6000daN.
[0048] L’invention a été mise au point dans un cycle d’amélioration de la fissuration des mélanges d’enrobage aux extrémités axiales des couches sommet et de la masse de ces pneumatiques, pour obtenir des pneumatiques souples vis-à-vis de la résistance aux agressions mais dont la flexion sur chant ou rigidité de dérive sous effort transverse permet un bon comportement du véhicule en route virageuse. Les pneumatiques Tl et T2, qui sont commercialisés, sont des pneumatiques comprenant deux couches de travail dont les renforts sont des câbles 13.30 frettés, c’est-à-dire des câbles constitués de 13 fils de 30 centièmes de mm de diamètre, dont le module élastique en extension est égal à 160 GPa, la couche de triangulation ayant le même type de renforts.
[0049] Le pneumatique Tl comprend deux couches de protection comprenant des câbles élastiques 18.23, c’est-à-dire des câbles constitués de 18 fils de 23 centièmes de mm de diamètre dont le module élastique en extension est égal à 90GPa
[0050] Le pneumatique T2 comprend une couche de protection comprenant des câbles élastiques 24.26, c’est-à-dire des câbles constitués de 24 fils de 26 centièmes de mm de diamètre dont le module élastique en extension est égal à 80GPa.
[0051] Les angles des renforts des couches de travail avec la direction circonférentielle sont de 24°. La version avec une seule couche de protection mais des câbles de plus grand diamètre 24.26 du pneumatique T2, est très intéressante car elle diminue la rigidité du sommet mesurée par sa montée au gonflage, i.e. la variation de diamètre au centre de la bande de roulement entre deux pressions, la pression à 4b et la pression de gonflage nominale en l’occurrence pour ce pneumatique à 4.5 b. Le sommet est assoupli de 38%, ce qui lui permet de mieux s’adapter aux défauts du sol de roulage et améliore son endurance aux agressions, comme Ta montré l’usage en clientèle. Par ailleurs, comprenant une couche de protection de moins, le pneumatique est plus léger et donc moins consommateur de matières premières et d’énergie pour sa réalisation.
[0052] Dans ces versions commercialisées, la couche de travail de plus grande largeur axiale est plus large que la couche de triangulation, la mise en compression de la couche de carcasse que prévient la couche de triangulation, ayant lieu après le recouplage des couches de travail, donc intérieurement à la couche de travail de plus faible largeur. De ce fait la couche de protection de plus grande largeur n’est pas recouplée à la couche de triangulation et ne peut pas l’être.
[0053] Une première tentative d’allègement a été faite avec un pneumatique intermédiaire I ne comprenant qu’une seule couche de protection dont les renforts sont des câbles 24.26 élastiques, qu’une seule couche de travail dont les renforts sont des câbles 26.30 frettés non élastiques, soit des câbles constitués de 26 fils de 30 centièmes de mm de diamètre, et une couche de triangulation dont les renforts sont des câbles 13.30, la couche de protection et la couche de triangulation n’étant pas recouplées et étant même, comme il est d’usage pour limiter la fissuration aux extrémités axiales des couches de sommet, découplées à l’aide d’un mélange de découplage. Ainsi la distance dl de la couche de protection 31 à la couche de triangulation 323 mesurée à l’extrémité axiale de l’unique couche de travail 321, est inférieure à la distance d2 de la couche de protection 31 à la couche de triangulation 323 mesurée à l’extrémité axiale de la couche de triangulation. Les angles des renforts avec la direction circonférentielle sont :
• -24° pour la couche de protection
• 20° pour la couche de travail
• 65° pour la couche de triangulation
Cette solution est intéressante mais la fermeture de l’angle de 24° à 20° des renforts de la couche de travail nécessaire pour assurer une rigidité transverse suffisante pour le comportement en virage, amène une rigidité élevée en flexion telle que les gains obtenus pour le pneumatique T2 en supprimant une couche de protection disparaissent ainsi que son avantage en résistance aux agressions. Les différentes rigidités et les cisaillements sont calculés par des approches numériques par éléments finis.
[0054] L’invention, grâce au recouplage de la couche de protection et de la couche de triangulation, permet, en augmentant la largeur de recouplage du sommet, de conserver une rigidité en flexion sur chant et donc une rigidité transverse en virage et donc permet de ne pas avoir à modifier l’angle des renforts de la couche de travail. Le pneumatique selon l’invention est donc similaire au pneumatique I dans sa constitution mais différent dans sa géométrie, en ce que la couche de protection est recouplée à la couche de triangulation sur sa partie axialement extérieure à l’extrémité axiale de la couche de travail et en ce que les angles des renforts avec la direction circonférentielle sont :
• -24° pour la couche de protection
• 24° pour la couche de travail
• 55° pour la couche de triangulation [0055] Le recouplage de la couche de protection à la couche de triangulation est telle que la distance dl de la couche de protection 31 à la couche de triangulation 323 mesurée à l’extrémité axiale de l’unique couche de travail 321, est supérieure à 2 fois la distance d2 de la couche de protection 31 à la couche de triangulation 323 mesurée à l’extrémité axiale de la couche de triangulation.
[0056] Le sommet selon l’invention a une souplesse de sommet équivalente à celle du pneumatique T2, mesurée par la montée au gonflage entre un état à 4b de pression et un état à pression nominale, mais avec une couche de travail en moins, ce qui permet un gain de masse et de coût d’énergie pour sa réalisation. La rigidité de dérive ou de flexion sur chant du pneumatique selon l’invention est conservée au niveau du pneumatique Tl ou T2 selon les angles formés par les renforts des couches de sommet. Par ailleurs, le recouplage permet de diminuer les cisaillements au niveau de l’ensemble des mélanges d’enrobage de 5 à 15 % et d’en limiter le maximum au niveau du mélange de découplage 5 dont la composition est telle qu’elle est en capacité d’absorber ces niveaux de cisaillement. L’invention permet donc bien en conservant un niveau de rigidité de flexion sur chant, pour un bon comportement en virage, une bonne résistance aux agressions, d’améliorer la résistance au cisaillement et donc l’endurance de son sommet.

Claims

Revendications
1. Pneumatique (1) pour véhicule de génie civil comprenant :
- une armature de sommet (3), radialement intérieure à une bande de roulement (2) et radialement extérieure à une armature de carcasse (4),
- l’armature de sommet (3) comprenant, une couche de protection (31) de largeur axiale LPN, la couche de protection étant la couche la plus radialement extérieure des couches de sommet, ladite couche de protection comprenant des renforts métalliques élastiques dont le module élastique en extension est au moins égal à 70 GPa et au plus égal à 140 GPa, enrobés dans un matériau élastomérique, parallèles entre eux et formant, avec une direction circonférentielle (XX’) tangente à la circonférence du pneumatique, un angle APN dont la valeur absolue est au moins égale à 17° et au plus égale à 40°,
- l’armature de sommet comprenant en outre, au moins une couche de travail (321, 322), chaque couche de travail (321, 322) étant radialement intérieure à la couche de protection (31) et comprenant des renforts métalliques, dont le module élastique en extension est au moins égal à 150 GPa, enrobés dans un matériau élastomérique, parallèles entre eux et formant, avec la direction circonférentielle (XX’) tangente à la circonférence du pneumatique, un angle ATL dont la valeur absolue est au moins égale à 17° et au plus égale à 40°, les renforts métalliques de la couche de travail la plus radialement extérieure (321) étant croisés avec les renforts métalliques de la couche de protection (31),
- l’armature de sommet comprenant en outre, une couche de triangulation (323), d’une largeur axiale LTN, la couche de triangulation étant la plus radialement intérieure des couches de travail (321, 322), et comprenant des renforts métalliques, dont le module élastique en extension est au moins égal à 150 GPa, enrobés dans un matériau élastomérique, parallèles entre eux et formant, avec la direction circonférentielle (XX’) tangente à la circonférence du pneumatique, un angle ATN dont la valeur absolue est au moins égale à 50°, caractérisé en ce que chaque couche de travail (321, 322) a une largeur axiale inférieure à la largeur axiale LTN de la couche de triangulation (323), en ce que la largeur axiale LTN de la couche de triangulation (323) est inférieure à la largeur axiale LPN de la couche de protection LPN (31), et en ce que la distance dl de la couche de protection (31) à la couche de triangulation (323) mesurée à l’extrémité axiale de la couche de travail (321, 322) de plus grande largeur axiale et perpendiculairement à la couche de triangulation (323), est supérieure à la distance d2 de la couche de protection (31) à la couche de triangulation (323) mesurée perpendiculairement à l’extrémité axiale de la couche de triangulation (323).
2. Pneumatique (1) selon la revendication 1, dans lequel la distance d2 est au plus égale à 20 mm, de préférence au plus égale à 10 mm, encore plus préférentiellement au plus égale à 7 mm.
3. Pneumatique (1) selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel les renforts métalliques élastiques de la couche de protection (31) forment, avec la direction circonférentielle (XX’), un angle APN dont la valeur absolue est au moins égale à la valeur absolue de l’angle ATL formés par les renforts métalliques élastiques de la couche de travail la plus radialement extérieure (321), avec la direction circonférentielle (XX’), les dits angles étant de signes opposés.
4. Pneumatique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la largeur axiale LPN de la couche de protection (31) est au moins égale à la largeur axiale LTN de la couche de triangulation (323) plus 15 mm.
5. Pneumatique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la valeur absolue de l’angle ATL formé par les renforts métalliques élastiques de la couche de travail la plus radialement extérieure (321), avec la direction circonférentielle (XX’), est au plus égale à 33°.
6. Pneumatique (1) selon Tune quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’armature de sommet (3) comprend au moins une couche de frettage (331, 332), comprenant des renforts métalliques formant, avec la direction circonférentielle (XX’), un angle ATE dont la valeur absolue est au plus égale à 15°, et dont la largeur axiale est au plus égale à 0.7 fois la largeur axiale de la couche de travail (321, 322) de plus petite largeur axiale.
7. Pneumatique (1) selon Tune quelconque des revendications précédentes, dans lequel un mélange de découplage (5) est positionné entre l’extrémité de la couche de travail (321) la plus radialement extérieure et la couche de protection (31), d’une épaisseur radiale au moins égale à 1 mm et dont le module d’élasticité à 10% de déformation est au plus égal à 0.8 fois le module d’élasticité du mélange d’enrobage des renforts métalliques de ladite couche de travail (321), de préférence au plus égal à 0.5 fois le module d’élasticité du mélange d’enrobage des renforts métalliques de ladite couche de travail.
8. Pneumatique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’armature de sommet (3) comprend au plus deux couches de travail (321,
322).
9. Pneumatique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’armature de sommet comprend une unique couche de travail (321).
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