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WO2004076205A1 - Armature de sommet pour pneumatique radial - Google Patents

Armature de sommet pour pneumatique radial Download PDF

Info

Publication number
WO2004076205A1
WO2004076205A1 PCT/EP2004/001354 EP2004001354W WO2004076205A1 WO 2004076205 A1 WO2004076205 A1 WO 2004076205A1 EP 2004001354 W EP2004001354 W EP 2004001354W WO 2004076205 A1 WO2004076205 A1 WO 2004076205A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ply
working
radially
layer
tire according
Prior art date
Application number
PCT/EP2004/001354
Other languages
English (en)
Inventor
Stéphane CALLAMAND
Lucien Bondu
Original Assignee
Societe De Technologie Michelin
Michelin Recherche Et Technique S.A.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Societe De Technologie Michelin, Michelin Recherche Et Technique S.A. filed Critical Societe De Technologie Michelin
Priority to EP04710816A priority Critical patent/EP1597095B1/fr
Priority to DE602004023055T priority patent/DE602004023055D1/de
Priority to BRPI0407523-4A priority patent/BRPI0407523A/pt
Priority to AT04710816T priority patent/ATE442266T1/de
Priority to JP2006501833A priority patent/JP4629655B2/ja
Publication of WO2004076205A1 publication Critical patent/WO2004076205A1/fr
Priority to US11/201,727 priority patent/US7500501B2/en

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60C9/2006—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel characterised by the materials of the belt cords consisting of steel cord plies only
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    • B60C9/18—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers
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    • Y10T152/10765—Characterized by belt or breaker structure
    • Y10T152/10792—Structure where each bias angle reinforcing cord ply has no opposingly angled ply

Definitions

  • the present invention relates to a tire with a radial carcass reinforcement, intended to equip heavy vehicles such as trucks, buses, tractors, trailers, etc., and more particularly relates to the crown reinforcement of such a tire.
  • the radial carcass reinforcement of the tire in question is radially surmounted by a crown reinforcement comprising several crown plies; in particular a triangulation ply formed of metallic elements oriented relative to the circumferential direction of a large angle between 45 ° and 90 °, said triangulation ply being itself surmounted by two working plies formed of inextensible metallic reinforcement, parallel to each other in each layer and crossed from one layer to the next, making angles between 10 ° and 45 ° with the circumferential direction.
  • Said working plies, forming the working reinforcement may also be covered with at least one so-called protective ply and formed of generally metallic and extensible reinforcing elements, called elastic.
  • Cables are said to be inextensible when said cables have a relative elongation at most equal to 0.2% under a tensile force equal to 10% of the breaking force.
  • Cables are said to be elastic when said cables have a relative elongation at least equal to 4% under a tensile force equal to the breaking load.
  • the circumferential direction of the tire is the direction corresponding to the periphery of the tire and defined by the rolling direction of the tire.
  • the transverse or axial direction of the tire is parallel to the axis of rotation of the tire.
  • the radial direction is a direction intersecting the axis of rotation of the tire and perpendicular to it.
  • the axis of rotation of the tire is the axis around which it rotates in normal use.
  • a radial or meridian plane is a plane which contains the axis of rotation of the tire.
  • the circumferential median plane is a plane perpendicular to the axis of rotation of the tire and which divides the tire into two halves.
  • Application JP 59/118 507 in order to avoid separation between crown plies, shows such a reinforcement architecture with a radially outer ply on the one hand formed from high-modulus textile reinforcing elements making with the circumferential direction an angle in absolute value smaller than the angle formed by the elements of the working ply radially on the outside, and on the other hand having an axial width greater than the width of said working ply while remaining less than the width of the radially inner working ply.
  • Application JP 03/262 704 describes and shows, for an identical purpose, a solution very close to the previous one as regards the axial widths of the plies and angles of the reinforcing elements of said plies. It further specifies that the radially outermost ply has an elongation at break of at least 5%.
  • the document JP 04/055 104 adopting practically the same axial widths of crown plies, recommends the use of aromatic polyester reinforcing elements for the protective mat.
  • Patent FR 2 800 672 claims a crown reinforcement architecture in which a ply, called a protection ply, has an axial width comprised between those of the working crown plies , the reinforcing elements of the protective ply being inclined in the same direction as the reinforcing elements of the radially adjacent working ply and making with the circumferential direction an angle greater, at least 5 °, than that of said ply radially adjacent work.
  • a tire comprising a radial carcass reinforcement surmounted radially by a crown reinforcement composed of at least one working reinforcement formed from two plies of inextensible metallic reinforcing elements, mixing calenders. rubbery, parallel to each other in each sheet and crossed from one sheet to the next, forming angles ⁇ with the circumferential direction!
  • said working plies having axial widths Lj and L 2 , and at least one complementary ply, called a protection ply, of axial width L 3 such that, L 2 ⁇ L 3 , L 2 being the width of the working ply adjacent to the protective ply, and comprising metallic reinforcing elements, said crown reinforcement comprising in addition, arranged between at least the ends of the working crown plies, a layer P of cohesive rubber mixtures.
  • a cohesive rubber mixture is a rubber mixture that is particularly resistant to cracking.
  • a tire as it has just been defined according to the invention that is to say having a crown reinforcement as described makes it possible to further reduce the risks of separation between the edges of the working plies and thus improve the life of the tire, in particular by allowing it to be retreaded.
  • the layer P of rubber mixtures makes it possible to obtain a decoupling of said working plies, which in combination with the complementary so-called protective ply leads to an improvement in the resistance to separation between the edges of working plies.
  • the width L of the protective ply is such that L 3 ⁇ L ⁇ .
  • the protective ply has an axial width less than the axial width of the radially inner working crown ply and is therefore between the axial widths of the two working crown plies.
  • the axial width of the radially inner working crown ply is greater than the axial width of the radially outer working crown ply.
  • the widths Li and L of the working crown plies advantageously satisfy the relation: L]> L 2 .
  • the layer P at the axially outer end of the radially outer working crown ply, has a thickness such that the radial distance d between the two working crown plies, separated by said layer P, verify the relation:
  • the distance d is measured from cable to cable, that is to say between the cable of a first working ply and the cable of a second working ply.
  • this distance d encompasses the thickness of the layer P and the respective thicknesses of the rubberizing calendering mixtures, radially exterior to the cables of the radially inner working ply and radially inner to the cables of the radially outer ply .
  • the radial distance between the two working crown plies, separated by the layer P, being equal to d, at the end of the radially outer working crown ply, the end of the complementary, so-called protective, ply is separated radially from the working apex ply of width Li by the layer P by a distance d ', such that: d ⁇ d' ⁇ d + 4. ⁇ 2 .
  • the distance d is, like the distance d previously, measured from cable to cable.
  • the layer P of rubber mixes advantageously acts as a decoupling layer between the radially inner working ply and the protective ply.
  • the same distance d is preferably less than a distance corresponding to the distance d increased by four times the diameter of the reinforcing elements of the radially outer working layer; beyond such a value, the distance d 'could lead to difficulties during retreading operations leading in particular to a risk of damage to the crown reinforcement and therefore to the impossibility of retreading the tire .
  • the elimination of the worn tread is usually done up to a thickness relatively close to the crown reinforcement which must consequently comply with maximum radial positioning conditions such that it is not damaged during said elimination. of the worn tread.
  • the radial distance between the two working crown plies, separated by the layer P, being equal to d, at the end of the radially outer working crown ply, the end of the ply from work top radially inner is advantageously distant from the complementary, so-called protective, sheet by a distance d ", such that d"> d.
  • the layer P of rubber mixes advantageously acts as a decoupling layer between the radially inner working ply and the protective ply, so that the ends of the reinforcing elements of the radially inner working ply are not stressed due to the excessive proximity of the reinforcing elements of the protective ply.
  • the reinforcing elements of the protective ply advantageously do not penetrate a circle of radius d centered on the end of the reinforcing elements of the radially inner working ply.
  • the distance d " is, like the distances d and d previously, measured from cable to cable.
  • the widths of the working crown plies satisfy the relationship: 1> L 2 / L ⁇ > 2/3.
  • the axial width D of the layer P between the axially inner end of said layer P and the end of the radially outer working crown ply is such that: 3. ⁇ 2 ⁇ D ⁇ 20. ⁇ 2 .
  • Such a relationship defines an engagement zone between the layer P of rubber mixtures and the radially outer working ply.
  • Such engagement below a value equal to three times the diameter of the reinforcing elements of the radially outer working ply may not be sufficient to obtain a decoupling of the working plies in particular to obtain a reduction in the stresses at the end of the radially outer working ply.
  • a value of this engagement greater than twenty times the diameter of the reinforcing elements of the radially outer working ply can lead to an excessive reduction in the rigidity of the fin.
  • the axial width D is greater than five times the diameter of the reinforcing elements of the radially outer working ply.
  • a preferred embodiment of the invention provides that the reinforcing elements of the protective ply are inclined in the same direction as the reinforcing elements of the radially adjacent working ply making with the direction circumferential an angle ⁇ 3 of the same direction and greater than or equal to the angle ⁇ 2 of the reinforcing elements of said working ply adjacent to the protective ply.
  • the angle ⁇ 3 formed by the reinforcing elements of the protective ply with the circumferential direction, is greater than or equal in absolute value to the angle ⁇ 2 of the elements of said working ply radially adjacent to at least minus 5 °.
  • the angular difference ⁇ 3 - ⁇ 2 is at most equal to 20 °.
  • the angle ⁇ 3 is still advantageously less than 45 °.
  • the crown reinforcement is supplemented, radially between the carcass reinforcement and the working reinforcement, by a triangulation ply formed of inextensible metallic elements, preferably making with the circumferential direction a angle ⁇ 0 in the same direction as the angle ai formed by the reinforcing elements of the radially innermost working ply and between 45 ° and 90 °.
  • the addition between working armature and carcass armature of a so-called triangulation ply may be advantageous, said ply being formed of metallic elements strongly inclined relative to the circumferential direction, and preferably having a axial width L 0 less than the width ⁇ of the radially inner working crown ply.
  • the protective ply is formed of extensible steel or so-called elastic cables.
  • Such metal reinforcing elements of the protective ply advantageously have a relative elongation at least equal to 4% at break.
  • the layer P of rubber mixture is such that the modulus of said layer is identical in the different zones of said layer in contact with the calendering of the two working crown plies in contact with it.
  • the layer P of rubber mixtures consists of a stack of at least two layers of rubber mixtures Pi and P 2 with respective elasticity modules VL? ⁇ and MP 2 , at 10% elongation advantageously chosen such that MPi> MP 2 , the mixture Pj, radially outermost, being in contact with the radially outermost working crown ply.
  • Such an embodiment of the invention allows a reduction in the stresses of the layer of rubber mixture Pj in contact with the radially outer working crown ply with respect to the stresses of the layer of rubber mixture P 2 .
  • Such an embodiment further improves the resistance to separation between the ends of the working crown plies.
  • the axially outer end of the layer of rubber mixture P 2 is preferably axially inner to the end of the radially inner working crown ply, so as not to degrade the resistance to separation of said end of the radially inner working crown ply.
  • the axially inner end of said layer of rubber mix P 2 is advantageously axially outside the axially inner end of the layer of rubber mix Pj.
  • the layer P of rubber mixtures consists of a stack of at least two layers of rubber mixtures Pi and P 2 with respective elastic moduli MPi and MP 2 , at 10% d elongation such as MPi ⁇ MP, the mixture Pi, radially outermost, being in contact with the radially outermost working crown ply.
  • said tire comprises a layer of cohesive rubber mix GB radially inside the work reinforcement, the axially outer end of said layer GB being at a distance from the equatorial plane greater than Lj / 2.
  • the layer of rubber mixture GB is either radially internal to said triangulation ply, either radially, at least partially between, the radially inner working crown ply and the triangulation ply, and therefore advantageously in contact with the radially inner working crown ply and in contact with the triangulation ply, this latter being preferably axially narrower than the radially inner working crown ply.
  • Another advantageous embodiment of the invention also provides, in particular for limiting the risks of degradation of tires due to the formation of cracks between the ends of the reinforcing elements of the working plies and to the propagation thereof, at least in each shoulder, a ply of reinforcing elements, advantageously of small diameter, parallel to each other in the ply and forming with the circumferential direction an angle between 70 and 110 °, the axially inner edge of said additional ply being radially adjacent to at least one edge of one of the plies of the crown reinforcement, and the axially outer edge of said additional ply preferably being radially inside the edge of the ply to which the additional ply is adjacent.
  • the edge of a sheet is defined as a limited zone of the sheet delimited axially by one end of said sheet.
  • An advantageous embodiment of the invention provides that the reinforcing elements of the additional shoulder ply are said to be of small diameter, compared to the compacted diameter of the metal elements of the working crown plies of the tire, when said compacted diameter is less than 0 , 5 times the compacted diameter of the metallic elements of the working crown plies of the tire.
  • the compacted diameter of the reinforcing elements of the additional ply is less than 1 mm.
  • the compacted diameter is the measured diameter of a reinforcing element when the constituent wires are in contact with each other.
  • the reinforcing elements of the additional ply can be of textile or metallic type.
  • the reinforcing elements of said additional tablecloth are metallic; it appears that the tire according to the invention then satisfies another need. Indeed, a tire thus produced makes it possible to limit the risks of degradation due to the generation of heat appearing due to the hysteresis of the elastomers without, moreover, harming the other desired properties of the rubbers or more directly of the tires.
  • Said reinforcing elements are then, more preferably, made of steel, steel being recognized as a very good conductor of heat.
  • the tire according to the invention allows, by the presence of the additional plies placed at the shoulders, the rapid evacuation towards the exterior surface of the tire of the calories produced during driving. Indeed, the positioning of the additional plies makes it possible to conduct the heat to the flank areas where the rubber mass is less significant and therefore allows a faster evacuation of the calories even if the nature of the rubber is not more favorable to good conduction ; the small thickness in fact allows the heat to be eliminated more quickly the path to be covered being weak from the core of the rubbery mass towards the external surface.
  • the tire according to the invention thus makes it possible to reduce the operating temperatures which could lead to a reduction in the life of the tires.
  • the additional ply has its axially inner edge adjacent radially to the outside at the edge of the protective ply.
  • the additional ply is advantageously in contact with the layer of rubber mixture P which makes it possible to decouple the free ends of the reinforcing elements from the different working plies.
  • the axially outer edge of the additional shoulder ply is advantageously axially adjacent to the rubber mix profile, one of the wings of which, as known per se, ensures the junction between the carcass reinforcement and the edges radially innermost crown reinforcement plies, the other wing of which descends into the sidewall.
  • the additional ply allows on the one hand to limit the formation and propagation of cracks in the areas of the ends of the reinforcing elements and, on the other hand, to provide protection against the risks associated with shocks on the flank areas.
  • the additional ply allows evacuation of the heat generated in the shoulder area.
  • the invention also provides for combining all of the different abovementioned embodiments or at least two of them, in particular the use of a layer P of rubber mixtures consisting of a stack of at least two layers of mixtures rubbery Pi and P 2 and / or the use of a layer of rubbery mixture GB and / or the use of a ply of reinforcing elements of small diameter in each shoulder.
  • FIGS. 1 to 5 represent:
  • FIG. 1 a partial view in meridian section of a diagram of a tire according to an embodiment of the invention
  • FIG. 2 a partial view in meridian section of a diagram of a tire according to a second embodiment of the invention
  • FIG. 3 a partial view in meridian section of a diagram of a tire according to a third embodiment of the invention
  • FIG. 4 a partial view in meridian section of a diagram of a tire according to a fourth embodiment of the invention
  • FIG. 5 a partial view in meridian section of a diagram of a tire according to a fifth embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a partial schematic view in meridian section of a tire 1 of dimension 385 / 65.R.22.5 X.
  • FIGS. 1 to 5 represent only a half view of the tires which extend symmetrically with respect to the axis XX 'which represents the circumferential median plane, or equatorial plane, of a tire.
  • the tire 1 comprises a radial carcass reinforcement composed of a single ply 2 of inextensible metallic cables, that is to say cables having at most equal elongation under a tensile force equal to 10% of the breaking force 0.2%. Said carcass reinforcement is anchored in each bead; said beads are not shown in FIGS. 1 to 5. It is radially on the outside surmounted by a crown reinforcement 3 comprising radially from the inside to the outside:
  • a first crown ply 30 called triangulation ply and formed of inextensible metal cables of steel, oriented at an angle 0 , equal in the case described at 50 °,
  • a first working crown ply 31 formed of inextensible metal cables of steel making with the circumferential direction an angle ai equal to 18 °, the cables of the triangulation ply 30 and of the first ply of work with the same direction,
  • a second working top ply 32 formed of metallic cables identical to those of the first ply 31, and making with the circumferential direction an angle 2 , opposite the angle ai and, in the case shown, equal in absolute value at said angle ai of 18 °, (but may be different from said angle ai),
  • a last ply 33 of so-called elastic steel metal cables oriented relative to the circumferential direction of an angle ⁇ 3 in the same direction as the angle ⁇ 2 , but greater in absolute value at said angle ⁇ 2 by 8 ° since it is equal to 26 °, the latter ply being a so-called protective ply.
  • the axial width L ⁇ of the first working ply 31 is equal to 0.78 times the maximum axial width S 0 of the average fiber of the carcass reinforcement 2 when the tire is mounted on its service rim and inflated to its pressure recommended, that is to say 280 mm, which is, for a tire of usual shape less than the width of the tread, which is equal, in the case studied, to 286 mm.
  • the axial width L 2 of the second working ply 32 is less than the width Li, since it is equal to 212 mm.
  • the axial width L 0 of the ply of triangulation 30 is equal to 270 mm, which represents 0.75 S 0 .
  • the width L 3 of the protective ply 33 is greater than the width L of the less broad and radially adjacent working ply 32, and equal to 260 mm and therefore less than the width Li.
  • the layer P of rubber mixture ensures decoupling between the working ply 31 and the end of the radially outer working ply 32.
  • the zone of engagement of the layer P between the two working plies 31 and 32 is defined by its thickness or more precisely the radial distance d between the end of the ply 32 and the ply 31 and by its axial width D of the layer P between the axially inner end of said layer P and the end of the radially outer working crown ply.
  • the radial distance d is equal to 2 mm.
  • the axial distance D is equal to 10 mm, ie approximately 6 times the diameter ⁇ 2 of the reinforcing elements of the working ply 32, the diameter ⁇ 2 being equal to 1.65 mm.
  • the radial distance d ' as defined above as the radial distance between the end of the protective ply 33, and the working crown ply 31 is equal to 3.6 mm and is therefore greater than the distance d and approximately equal to d + ⁇ .
  • the distance d " as defined above as being the distance between the end of the radially inner working crown ply 31 and the protective ply, is itself equal to 11.4 mm and therefore much greater than the distance d.
  • FIG. 2 represents a schematic view in meridian section of a tire 4, similar to that of FIG. 1 which differs from the latter by the presence of a layer P of rubber mixtures subdivided into two layers Pi, P, the layer Pi being radially external to the layer P 2 and therefore at least in contact with the radially external working ply 32. As for layer P 2 , it is in contact with the radially internal working ply 31.
  • the elasticity modules at 10 % elongation of the layers Pi and P 2 respectively MPi and MP 2 , are chosen such that they satisfy the following relation: MPi> MP 2 .
  • FIG. 3 represents a schematic view in meridian section of a tire 5, similar to that of FIG. 1 and which differs therefrom by the presence of a layer of rubber mixture GB radially inside the working reinforcement.
  • This layer of rubber mixture GB is put in place so that the axially outer end of said layer GB is at a distance from the equatorial plane greater than L ⁇ / 2, Li being the axial width of the first working ply 31.
  • the layer GB makes it possible in particular by its radially inner position in contact with the end of the working crown ply 31 to improve the resistance to the propagation of cracks which may appear at the end of the working ply 31.
  • FIG. 4 represents a schematic view in meridian section of a tire 6, similar to that of FIG. 1, which further comprises a ply 7 of reinforcing elements, of small diameter, mutually parallel in the ply and oriented radially , the axially inner edge of said additional ply 7 being radially adjacent to at least one edge of the protective ply 33 of the crown reinforcement 3, and the axially outer edge of said additional ply being radially inside the edge of the ply to which the additional ply 7 is adjacent.
  • the presence of such an additional ply 7 makes it possible in particular to limit the appearance of cracks between the ends of the reinforcing elements of the working plies in particular by a mechanical protection and thermal protection effect as explained above.
  • FIG. 5 represents a schematic view in meridian section of a tire 8, similar to that of FIG. 1 which differs from the latter by a ply 33 ′, said to be of protection, of width L ′, such as L ′ 3 > L ⁇ .
  • the protective ply 33 ′ therefore has a width greater than the working ply 31; it is therefore the ply of the widest crown reinforcement.
  • the invention advantageously provides that the distance d ′′, defined as being the distance between the end of the radially inner working crown ply and the complementary, so-called protective ply, is greater than d.
  • the layer P of rubber mixtures acts then as a decoupling layer between the radially inner working ply and the protective ply, so that the ends of the reinforcing elements of the radially inner working ply are not stressed due to the too close proximity of the reinforcing elements of the protective ply.
  • the reinforcing elements advantageously do not penetrate a circle of radius d centered on the end of the reinforcing elements of the radially inner work ply. In Figure 5, the distance d "is shown in the radial direction.
  • Tires described according to FIG. 1 have been tested in endurance with the aid of running on vehicles and under high drift stresses in comparison with control tires, having a protective ply narrower than the second working ply and formed of reinforcing elements making with the circumferential direction the same angle as the elements of said working ply.

Landscapes

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

Abstract

Pneumatique P comprenant une armature de carcasse radiale surmontée radialement d'une armature de sommet composée d'au moins une armature de travail formée d'au moins deux nappes d'éléments de renforcement métalliques inextensibles, calandrés de mélange caoutchouteux, parallèles entre eux dans chaque nappe et croisés d'une nappe à la suivante en formant avec la direction circonférentielle des angles alpha1 et alpha2 compris entre 10° et 45°, les dites nappes de travail ayant des largeurs axiales L1 et L2, et d'au moins une nappe complémentaire, dite de protection, de largeur axiale L3 telle que, L2 < L3, L2 étant la largeur de la nappe de travail adjacente à la nappe de protection, et comportant des éléments de renforcement métalliques. Selon l'invention, une couche P de mélanges caoutchouteux cohésifs est disposée entre au moins les extrémités des nappes de sommet de travail.

Description

ARMATURE DE SOMMET POUR PNEUMATIQUE RADIAL
La présente invention concerne un pneumatique à armature de carcasse radiale, destiné à équiper des véhicules lourds tels que camions, bus, tracteurs, remorques... etc, et concerne plus particulièrement l'armature de sommet d'un tel pneumatique.
D'une manière générale, l'armature de carcasse radiale du pneumatique considéré, formée d'éléments de renforcement métalliques ou en polyamide aromatique inextensibles, est surmontée radialement d'une armature de sommet comprenant plusieurs nappes de sommet ; en particulier une nappe de triangulation formée d'éléments métalliques orientés par rapport à la direction circonférentielle d'un angle important compris entre 45° et 90°, ladite nappe de triangulation étant elle-même surmontée de deux nappes de travail formées d'éléments de renforcement métalliques inextensibles, parallèles entre eux dans chaque nappe et croisés d'une nappe à la suivante en faisant avec la direction circonférentielle des angles compris entre 10° et 45°. Lesdites nappes de travail, formant l'armature de travail, peuvent encore être recouvertes d'au moins une nappe dite de protection et formée d'éléments de renforcement généralement métalliques et extensibles, dits élastiques.
Des câbles sont dits inextensibles lorsque lesdits câbles présentent sous une force de traction égale à 10% de la force de rupture un allongement relatif au plus égal à 0,2%.
Des câbles sont dits élastiques lorsque lesdits câbles présentent sous une force de traction égale à la charge de rupture un allongement relatif au moins égal à 4%.
La direction circonférentielle du pneumatique, ou direction longitudinale, est la direction correspondant à la périphérie du pneumatique et définie par la direction de roulement du pneumatique.
La direction transversale ou axiale du pneumatique est parallèle à l'axe de rotation du pneumatique.
La direction radiale est une direction coupant l'axe de rotation du pneumatique et perpendiculaire à celui-ci. L'axe de rotation du pneumatique est l'axe autour duquel il tourne en utilisation normale.
Un plan radial ou méridien est un plan qui contient l'axe de rotation du pneumatique.
Le plan médian circonférentiel, ou plan équatorial, est un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du pneu et qui divise le pneumatique en deux moitiés.
Dans le cas de pneumatique pour véhicules "Poids-Lourds", une seule nappe de protection est habituellement présente et ses éléments de protection sont, dans la plupart des cas, orientés dans la même direction et avec le même angle en valeur absolue que ceux des éléments de renforcement de la nappe de travail radialement la plus à l'extérieur et donc radialement adjacente. Dans le cas de pneumatiques de Génie Civil destinés aux roulages sur sols plus ou moins accidentés, la présence de deux nappes de protection est avantageuse, les éléments élastiques étant croisés d'une nappe à la suivante et les éléments de renforcement de la nappe de protection radialement intérieure étant croisés avec les éléments de renforcement inextensibles de la nappe de travail radialement extérieure et adjacente à ladite nappe de protection radialement intérieure.
Le demande JP 59/118 507, dans le but d'éviter la séparation entre nappes de sommet, montre une telle architecture d'armature avec une nappe radialement extérieure d'une part formée d'éléments de renforcement en textile à haut module faisant avec la direction circonférentielle un angle en valeur absolue plus faible que l'angle formé par les éléments de la nappe de travail radialement à l'extérieur, et d'autre part ayant une largeur axiale supérieure à la largeur de ladite nappe de travail tout en restant inférieure à la largeur de la nappe de travail radialement intérieure.
La demande JP 03/262 704 décrit et montre, dans un but identique, une solution très proche de la précédente en ce qui concerne les largeurs axiales des nappes et angles des éléments de renforcement des dites nappes. Elle spécifie en outre que la nappe radialement la plus à l'extérieure a un allongement à la rupture d'au moins 5%.
Dans le but de préserver les nappes de travail de la corrosion, et d'éviter la séparation entre armature de sommet et bande de roulement, le document JP 04/055 104, adoptant pratiquement les mêmes largeurs axiales de nappes de sommet, préconise l'emploi d'éléments de renforcement en polyester aromatique pour la nappe de protection. Le brevet FR 2 493 236, dans le but de résoudre, semble-t-il, les problèmes posés par un roulage sur route grossière, préconise une architecture semblable aux précédentes mais avec une utilisation dans les nappes radialement intérieure et extérieure d'éléments de renforcement dont l'allongement à la rupture est supérieur d'au moins 40% à l'allongement à la rupture des éléments de renforcement des deux nappes de travail.
Les progrès réalisés en durée de vie (nombre de kilomètres parcourus) sur usure des enveloppes "Poids-Lourds", ainsi que la possibilité d'un rechapage ultérieur, aisé et économique, demande une armature de sommet dont la résistance à la séparation entre les bords de nappes de travail soit améliorée.
Le brevet FR 2 800 672, en vue de limiter les séparations en extrémités de nappes de travail, revendique une architecture d'armature de sommet dans laquelle une nappe, dite de protection, présente une largeur axiale comprise entre celles des nappes de sommet de travail, les éléments de renforcement de la nappe de protection étant inclinés dans la même direction que les éléments de renforcement de la nappe de travail radialement adjacente et faisant avec la direction circonférentielle un angle supérieur, d'au moins 5°, à celui de ladite nappe de travail radialement adjacente.
Dans leurs études et notamment durant l'étude de la réalisation de pneumatiques "Poids- Lourds" de durée de vie (nombre de kilomètres parcourus) sur usure toujours plus importante, les inventeurs se sont donnés pour mission de définir une architecture de sommet de pneumatiques permettant d'obtenir une résistance à la séparation entre les bords de nappes de travail encore améliorée.
Ce but a été atteint selon l'invention par un pneumatique comprenant une armature de carcasse radiale surmontée radialement d'une armature de sommet composée d'au moins une armature de travail fonnée de deux nappes d'éléments de renforcement métalliques inextensibles, calandres de mélange caoutchouteux, parallèles entre eux dans chaque nappe et croisés d'une nappe à la suivante en formant avec la direction circonférentielle des angles α! et 2 compris entre 10° et 45°, lesdites nappes de travail ayant des largeurs axiales Lj et L2, et d'au moins une nappe complémentaire, dite de protection, de largeur axiale L3 telle que, L2 < L3, L2 étant la largeur de la nappe de travail adjacente à la nappe de protection, et comportant des éléments de renforcement métalliques, ladite armature de sommet comprenant en outre, disposée entre au moins les extrémités des nappes de sommet de travail, une couche P de mélanges caoutchouteux cohésifs.
Un mélange caoutchouteux cohésif est un mélange caoutchouteux notamment robuste à la fissuration.
Un pneumatique tel qu'il vient d'être défini selon l'invention, c'est-à-dire possédant une armature de sommet telle que décrite permet de diminuer encore les risques de séparation entre les bords de nappes de travail et ainsi d'améliorer la durée de vie du pneumatique en autorisant notamment son rechapage. La couche P de mélanges caoutchouteux permet d'obtenir un découplage desdites nappes de travail, qui en combinaison avec la nappe complémentaire dite de protection conduit à une amélioration de la résistance à la séparation entre les bords de nappes de travail.
Selon une variante avantageuse de l'invention, la largeur L de la nappe de protection est telle que L3 < Lι. En d'autres termes, la nappe de protection présente une largeur axiale inférieure à la largeur axiale de la nappe sommet de travail radialement intérieure et est donc comprise entre les largeurs axiales des deux nappes de sommet de travail. Durant l'étude, il a été mis en évidence qu'il était notamment préférable d'éviter la coïncidence axiale des extrémités de la nappe de protection et de la nappe de sommet de travail radialement intérieur. Une telle architecture serait pénalisante quant à la séparation entre les bords des deux nappes de sommet de travail.
Avantageusement également, indépendamment de la relation précédente entre les largeurs axiales de la nappe de sommet de travail radialement intérieure et de la nappe de sommet de protection, la largeur axiale de la nappe de sommet de travail radialement intérieure est plus grande que la largeur axiale de la nappe de sommet de travail radialement extérieure. En d'autres termes, les largeurs Li et L des nappes de sommet de travail satisfont avantageusement la relation : L] > L2.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la couche P, à l'extrémité axialement extérieure de la nappe de sommet de travail radialement extérieure, présente une épaisseur telle que la distance d radiale entre les deux nappes de sommet de travail, séparées par ladite couche P, vérifie la relation :
3/5. φ2 < d < 5.φ2 avec φ2, diamètre des éléments de renforcement de la nappe de sommet de travail radialement extérieure.
La distance d est mesurée de câble à câble, c'est-à-dire entre le câble d'une première nappe de travail et le câble d'une seconde nappe de travail. En d'autres termes, cette distance d englobe l'épaisseur de la couche P et les épaisseurs respectives des mélanges caoutchouteux de calandrage, radialement extérieure aux câbles de la nappe de travail radialement intérieure et radialement intérieure aux câbles de la nappe de travail radialement extérieure.
De préférence encore selon l'invention, la distance radiale entre les deux nappes de sommet de travail, séparées par la couche P, étant égale à d, à l'extrémité de la nappe de sommet de travail radialement extérieure, l'extrémité de la nappe complémentaire, dite de protection, est séparée radialement de la nappe de sommet de travail de largeur Li par la couche P selon une distance d', telle que : d < d' < d + 4.φ2.
La distance d' est, comme la distance d précédemment, mesurée de câble à câble.
Ladite distance d' est supérieure ou égale à d de sorte que l'extrémité de la nappe de protection ne soit pas sollicitée du fait de la proximité des éléments de renforcement de la nappe de travail radialement intérieure. La couche P de mélanges caoutchouteux agit avantageusement comme une couche de découplage entre la nappe de travail radialement intérieur et la nappe de protection.
La même distance d' est de préférence inférieure à une distance correspondant à la distance d augmentée de quatre fois le diamètre des éléments de renforcement de la couche de travail radialement extérieure ; au-delà d'une telle valeur, la distance d' pourrait conduire à des difficultés lors des opérations de rechapage conduisant notamment à un risque d'endommagement de l'armature de sommet et donc à l'impossibilité d'effectuer un rechapage du pneumatique. En effet, l'élimination de la bande de roulement usée se fait habituellement jusqu'à une épaisseur relativement proche de l'armature de sommet qui doit en conséquence respecter des conditions de positionnement radial maximales telles qu'elle ne soit pas endommagée durant ladite élimination de la bande de roulement usée.
De la même façon que précédemment, la distance radiale entre les deux nappes de sommet de travail, séparées par la couche P, étant égale à d, à l'extrémité de la nappe de sommet de travail radialement extérieure, l'extrémité de la nappe de sommet de travail radialement intérieure est avantageusement distante de la nappe complémentaire, dite de protection, d'une distance d", telle que d" > d. Encore une fois, et plus spécifiquement dans le cas d'une nappe de protection dont la largeur L3 est supérieure à la largeur Li de la nappe de travail radialement intérieure, la couche P de mélanges caoutchouteux agit avantageusement comme une couche de découplage entre la nappe de travail radialement intérieur et la nappe de protection, de sorte que les extrémités des éléments de renforcement de la nappe de travail radialement intérieure ne soit pas sollicitées du fait de la trop grande proximité des éléments de renforcement de la nappe de protection. En d'autres termes, les éléments de renforcement de la nappe de protection ne pénètrent avantageusement pas un cercle de rayon d centré sur l'extrémité des éléments de renforcement de la nappe de travail radialement intérieure.
La distance d" est, comme les distances d et d' précédemment, mesurée de câble à câble.
Selon une réalisation préférée de l'invention, notamment pour assurer une rigidité en dérive du pneumatique suffisante, les largeurs des nappes de sommet de travail satisfont la relation : 1 > L2/Lι > 2/3.
De préférence encore selon l'invention, la largeur axiale D de la couche P comprise entre l'extrémité axialement intérieure de ladite couche P et l'extrémité de la nappe de sommet de travail radialement extérieure est telle que : 3.φ2 < D < 20. φ2. Une telle relation définit une zone d'engagement entre la couche P de mélanges caoutchouteux et la nappe de travail radialement extérieure. Un tel engagement en dessous d'une valeur égale à trois fois le diamètre des éléments de renforcement de la nappe de travail radialement extérieure peut ne pas être suffisant pour obtenir un découplage des nappes de travail pour notamment obtenir une atténuation des sollicitations en extrémité de la nappe de travail radialement extérieure. Une valeur de cet engagement supérieure à vingt fois le diamètre des éléments de renforcement de la nappe de travail radialement extérieure peut conduire à une diminution trop importante de la rigidité de dérive.
De préférence encore, la largeur axiale D est supérieure à cinq fois le diamètre des éléments de renforcement de la nappe de travail radialement extérieure.
Un mode de réalisation préféré de l'invention prévoit que les éléments de renforcement de la nappe de protection sont inclinés dans la même direction que les éléments de renforcement de la nappe de travail radialement adjacente en faisant avec la direction circonférentielle un angle α3 de même sens et supérieur ou égal à l'angle α2 des éléments de renforcement de ladite nappe de travail adjacente à la nappe de protection.
De préférence, l'angle α3, formé par les éléments de renforcement de la nappe de protection avec la direction circonférentielle, est supérieur ou égal en valeur absolue à l'angle α2 des éléments de ladite nappe de travail radialement adjacente d'au moins 5°.
De préférence encore, la différence angulaire α3 - α2 est au plus égale à 20°.
Si ladite différence est inférieure à 5°, la résistance à la séparation entre nappes de travail n'est pas améliorée ; si la différence est supérieure à 20°, il est possible que la séparation entre les bords des deux nappes de travail soit pénalisée, contrairement à ce qui est recherché. L'angle α3 est encore avantageusement inférieur à 45°.
Dans une variante avantageuse de l'invention, l'armature de sommet est complétée, radialement entre l'armature de carcasse et l'armature de travail par une nappe de triangulation formée d'éléments métalliques inextensibles, faisant de préférence avec la direction circonférentielle un angle α0 de même direction que l'angle ai formé par les éléments de renforcement de la nappe de travail radialement la plus intérieure et compris entre 45° et 90°.
Comme connu en soi, l'addition entre armature de travail et armature de carcasse d'une nappe dite de triangulation, peut être avantageuse, ladite nappe étant formée d'éléments métalliques fortement inclinés par rapport à la direction circonférentielle, et ayant de préférence une largeur axiale L0 inférieure à la largeur \ de la nappe de sommet de travail radialement intérieure.
Selon une réalisation avantageuse de l'invention, notamment destinée à des applications « Poids-Lourds », la nappe de protection est formée de câbles extensibles en acier ou dits élastiques. De tels éléments de renforcement métalliques de la nappe de protection présentent avantageusement un allongement relatif au moins égal à 4% à la rupture.
Selon une première variante de l'invention, la couche P de mélange caoutchouteux est telle que le module de ladite couche est identique dans les différentes zones de ladite couche au contact des calandrages des deux nappes de sommet de travail à son contact.
Selon une autre variante de l'invention, la couche P de mélanges caoutchouteux est constituée d'un empilement d'au moins deux couches de mélanges caoutchouteux Pi et P2 de modules d'élasticité respectifs VL?ι et MP2, à 10% d'élongation choisis avantageusement tels que MPi > MP2, le mélange Pj, radialement le plus extérieur, étant au contact de la nappe de sommet de travail radialement la plus extérieure. Une telle réalisation de l'invention autorise une réduction des sollicitations de la couche de mélange caoutchouteux Pj au contact de la nappe de sommet de travail radialement extérieure par rapport aux sollicitations de la couche de mélange caoutchouteux P2. Une telle réalisation permet encore d'améliorer la résistance à la séparation entre les extrémités des nappes de sommet de travail.
Selon cette variante de réalisation de l'invention, l'extrémité axialement extérieure de la couche de mélange caoutchouteux P2 est de préférence axialement intérieure à l'extrémité de la nappe de sommet de travail radialement intérieure, pour ne pas dégrader la résistance à la séparation de ladite extrémité de la nappe de sommet de travail radialement intérieure. L'extrémité axialement intérieure de ladite couche de mélange caoutchouteux P2 est quant à elle avantageusement axialement extérieure à l'extrémité axialement intérieure de la couche de mélange caoutchouteux Pj.
Une autre variante de l'invention prévoit encore que la couche P de mélanges caoutchouteux est constituée d'un empilement d'au moins deux couches de mélanges caoutchouteux Pi et P2 de modules d'élasticité respectifs MPi et MP2, à 10% d'élongation tels que MPi < MP , le mélange Pi, radialement le plus extérieur, étant au contact de la nappe de sommet de travail radialement la plus extérieure.
Selon une autre réalisation avantageuse de l'invention, ledit pneumatique comprend une couche de mélange caoutchouteux cohésif GB radialement à l'intérieur de l'armature de travail, l'extrémité axialement extérieure de ladite couche GB étant à une distance du plan équatorial supérieure à Lj/2.
Selon cette autre réalisation de l'invention, lorsque l'armature de sommet comprend une nappe de triangulation radialement entre l'armature de carcasse et l'armature de travail, la couche de mélange caoutchouteux GB est soit radialement intérieure à ladite nappe de triangulation, soit radialement, au moins en partie entre, la nappe de sommet de travail radialement intérieure et la nappe de triangulation, et donc avantageusement au contact de la nappe de sommet de travail radialement intérieure et au contact de la nappe de triangulation, celle-ci étant de préférence axialement plus étroite que la nappe de sommet de travail radialement intérieure. Les essais réalisés pendant les études ont mis en évidence qu'une telle couche de mélange caoutchouteux GB contribue également à améliorer la résistance à la séparation des extrémités des nappes de sommet de travail.
Une autre réalisation avantageuse de l'invention prévoit encore, notamment pour limiter les risques de dégradation des pneumatiques dus à la formation de fissures entre les extrémités des éléments de renforcement des nappes de travail et à la propagation de celles-ci, au moins dans chaque épaule, une nappe d'éléments de renforcement, avantageusement de faible diamètre, parallèles entre eux dans la nappe et formant avec la direction circonférentielle un angle compris entre 70 et 110°, le bord axialement intérieur de ladite nappe additionnelle étant radialement adjacent à au moins un bord de l'une des nappes de l'armature de sommet, et le bord axialement extérieur de ladite nappe additionnelle étant de préférence radialement intérieur au bord de la nappe auquel la nappe additionnelle est adjacente.
Le bord d'une nappe est défini comme une zone limitée de la nappe délimitée axialement par une extrémité de ladite nappe.
Une réalisation avantageuse de l'invention prévoit que les éléments de renforcement de la nappe additionnelle d'épaule sont dits de faible diamètre, comparativement au diamètre compacté des éléments métalliques des nappes de sommet de travail du pneumatique, lorsque ledit diamètre compacté est inférieur à 0,5 fois le diamètre compacté des éléments métalliques des nappes de sommet de travail du pneumatique.
De préférence encore, le diamètre compacté des éléments de renforcement de la nappe additionnelle est inférieur à 1 mm.
Le diamètre compacté est le diamètre mesuré d'un élément de renforcement lorsque les fils le constituant sont au contact les uns des autres.
Ces diamètres des éléments de renforcement de la nappe additionnelle autorisent la présence de ladite nappe sans que lesdits éléments de renforcement et plus particulièrement leurs extrémités soient une nouvelle source de risque de dégradation au sein du pneumatique.
Il est apparu qu'une telle nappe réalisée selon l'invention améliore de façon très sensible la résistance du pneumatique contre des chocs touchant l'épaule.
Les éléments de renforcement de la nappe additionnelle peuvent être de type textile ou métallique. Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention et plus particulièrement dans le cas d'une nappe additionnelle d'épaule dont le bord axialement extérieur se situe au moins dans la partie radialement supérieure de la zone du flanc, les éléments de renforcement de ladite nappe additionnelle sont métalliques ; il apparaît que le pneumatique selon l'invention satisfait alors à un autre besoin. En effet, un pneumatique ainsi réalisé permet de limiter les risques de dégradation dus à la génération de chaleur apparaissant du fait de l'hystérèse des élastomères sans nuire par ailleurs aux autres propriétés recherchées des caoutchoucs ou plus directement des pneumatiques.
Les dits éléments de renforcement sont alors, de préférence encore, en acier, l'acier étant reconnu comme très bon conducteur de la chaleur.
Le pneumatique selon l'invention autorise par la présence des nappes additionnelles placées aux épaules l'évacuation rapide vers la surface extérieure du pneumatique des calories produites pendant le roulage. En effet, le positionnement des nappes additionnelles permet de conduire la chaleur vers les zones de flanc où la masse caoutchouteuse est moins importante et autorise donc une évacuation des calories plus rapides même si la nature du caoutchouc n'est pas plus favorable à une bonne conduction ; la faible épaisseur permet en effet à la chaleur d'être éliminée plus rapidement le chemin à parcourir étant faible du cœur de la masse caoutchouteuse vers la surface extérieure. Le pneumatique selon l'invention permet ainsi de diminuer les températures de fonctionnement qui pourraient conduire à une diminution de la durée de vie des pneumatiques.
Selon un mode de réalisation préférentielle de l'invention, la nappe additionnelle a son bord axialement intérieur adjacent radialement à l'extérieur au bord de la nappe de protection.
Selon cette réalisation de l'invention, la nappe additionnelle est avantageusement au contact de la couche de mélange caoutchouteux P qui permet de découpler les extrémités libres des éléments de renforcement des différentes nappes de travail.
En outre, le bord axialement extérieur de la nappe additionnelle d'épaule est quant à lui avantageusement axialement adjacent au profilé de mélange caoutchouteux dont l'une des ailes assure, comme connu en soi, la jonction entre l'armature de carcasse et les bords des nappes d'armature de sommet radialement les plus à l'intérieur et dont l'autre aile descend dans le flanc. Selon ce dernier mode de réalisation, la nappe additionnelle permet d'une part de limiter la formation et la propagation des fissures dans les zones des extrémités des éléments de renfort et, d'autre part, d'apporter une protection contre les risques liés aux chocs sur les zones de flanc. En outre, la nappe additionnelle autorise une évacuation de la chaleur générée dans la zone d'épaule.
L'invention prévoit encore de combiner l'ensemble des différents modes de réalisation précités ou au moins deux d'entre eux, notamment l'utilisation d'une couche P de mélanges caoutchouteux constituée d'un empilement d'au moins deux couches de mélanges caoutchouteux Pi et P2 et/ou l'utilisation d'une couche de mélange caoutchouteux GB et/ou l'utilisation d'une nappe d'éléments de renforcement de faible diamètre dans chaque épaule.
D'autres détails et caractéristiques avantageux de l'invention ressortiront ci-après de la description des exemples de réalisation de l'invention en référence aux figures 1 à 5, qui représentent :
Figure 1, une vue partielle en section méridienne d'un schéma d'un pneumatique selon une réalisation de l'invention,
Figure 2, une vue partielle en section méridienne d'un schéma d'un pneumatique selon une deuxième réalisation de l'invention,
Figure 3, une vue partielle en section méridienne d'un schéma d'un pneumatique selon une troisième réalisation de l'invention,
Figure 4, une vue partielle en section méridienne d'un schéma d'un pneumatique selon une quatrième réalisation de l'invention
Figure 5, une vue partielle en section méridienne d'un schéma d'un pneumatique selon une cinquième réalisation de l'invention.
Les figures ne sont pas représentées à l'échelle pour en faciliter la compréhension.
Sur la figure 1, est représentée une vue schématique partielle en section méridienne d'un pneumatique 1 de dimension 385/65.R.22,5 X. Les figures 1 à 5 ne représentent qu'une demi- vue des pneumatiques qui se prolongent de manière symétrique par rapport à l'axe XX' qui représente le plan médian circonférentiel, ou plan équatorial, d'un pneumatique. Le pneumatique 1 comprend une armature de carcasse radiale composée d'une seule nappe 2 de câbles métalliques inextensibles, c'est-à-dire des câbles présentant sous une force de traction égale à 10% de la force de rupture un allongement au plus égal à 0,2%. Ladite armature de carcasse est ancrée dans chaque bourrelet ; lesdits bourrelets ne sont pas représentés sur les figures 1 à 5. Elle est radialement à l'extérieur surmontée d'une armature de sommet 3 comprenant radialement de l'intérieur à l'extérieur :
- une première nappe de sommet 30 dite de triangulation et formée de câbles métalliques inextensibles en acier, orientés d'un angle 0, égal dans le cas décrit à 50°,
- surmontant radialement ladite nappe 30, une première nappe de sommet de travail 31, formée de câbles métalliques inextensibles en acier faisant avec la direction circonférentielle un angle ai égal à 18°, les câbles de la nappe de triangulation 30 et de la première nappe de travail ayant la même direction,
- radialement à l'extérieur et au contact de la nappe de sommet de travail 31, une couche P de mélanges caoutchouteux, dit gomme de découplage, recouvrant l'extrémité de ladite nappe de travail 31,
- puis une deuxième nappe de sommet de travail 32 formée de câbles métalliques identiques à ceux de la première nappe 31, et faisant avec la direction circonférentielle un angle 2, opposé à l'angle ai et, dans le cas montré, égal en valeur absolue audit angle ai de 18°, (mais pouvant être différent dudit angle ai),
- et enfin, radialement à l'extérieur de la nappe de sommet de travail 32, une dernière nappe 33 de câbles métalliques en acier dits élastiques, orientés par rapport à la direction circonférentielle d'un angle α3 de même sens que l'angle α2, mais supérieur en valeur absolue audit angle α2 de 8° puisque égal à 26°, cette dernière nappe étant une nappe dite de protection.
La largeur axiale Lι de la première nappe de travail 31 est égale à 0,78 fois la largeur axiale maximale S0 de la fibre moyenne de l'armature de carcasse 2 lorsque le pneumatique est monté sur sa jante de service et gonflé à sa pression recommandée, soit 280 mm, ce qui est, pour un pneumatique de forme usuelle inférieure à la largeur de la bande de roulement, qui est égale, dans le cas étudié, à 286 mm. La largeur axiale L2 de la deuxième nappe de travail 32 est inférieure à la largeur Li, puisque égale à 212 mm. La largeur axiale L0 de la nappe de triangulation 30 est égale à 270 mm, ce qui représente 0,75 S0. La largeur L3 de la nappe de protection 33 est supérieure à la largeur L de la nappe de travail 32 la moins large et radialement adjacente, et égale à 260 mm et donc inférieure à la largeur Li.
La couche P de mélange caoutchouteux assure un découplage entre la nappe de travail 31 et l'extrémité de la nappe de travail 32 radialement extérieure. La zone d'engagement de la couche P entre les deux nappes de travail 31 et 32 est définie par son épaisseur ou plus précisément la distance radiale d entre l'extrémité de la nappe 32 et la nappe 31 et par sa largeur axiale D de la couche P comprise entre l'extrémité axialement intérieure de ladite couche P et l'extrémité de la nappe de sommet de travail radialement extérieure. La distance radiale d est égale à 2 mm. La distance axiale D est égale à 10 mm, soit environ 6 fois le diamètre φ2 des éléments de renforcement de la nappe de travail 32, le diamètre φ2 étant égal à 1.65 mm.
Par ailleurs, la distance radiale d', telle que définie précédemment comme étant la distance radiale entre l'extrémité de la nappe de protection 33, et la nappe de sommet de travail 31 est égale à 3.6 mm et est donc supérieure à la distance d et environ égale à d + φ .
La distance d", telle que définie précédemment comme étant la distance entre l'extrémité de la nappe de sommet de travail radialement intérieure 31 et la nappe de protection, est quant à elle égale à 11.4 mm et donc bien supérieure à la distance d.
La figure 2 représente une vue schématique en section méridienne d'un pneumatique 4, semblable à celui de la figure 1 qui diffère de ce dernier par la présence d'une couche P de mélanges caoutchouteux subdivisée en deux couches Pi, P , la couche Pi étant radialement extérieure à la couche P2 et donc au moins au contact de la nappe de travail radialement extérieur 32. Quant à la couche P2, elle est au contact de la nappe de travail radialement intérieure 31. Les modules d'élasticité à 10% d'élongation des couches Pi et P2, respectivement MPi et MP2, sont choisis tels qu'ils satisfassent la relation suivante : MPi > MP2. Une telle réalisation du pneumatique 4 autorise une diminution des sollicitations de la couche Pi de mélange caoutchouteux au contact de la nappe de travail 32 par rapport aux sollicitations de la couche P2 de mélange caoutchouteux au contact de la nappe de travail 31 , ce qui permet d'améliorer encore la résistance de l'architecture sommet à la séparation entre les extrémités des nappes de travail. La figure 3 représente une vue schématique en section méridienne d'un pneumatique 5, semblable à celui de la figure 1 et qui en diffère par la présence d'une couche de mélange caoutchouteux GB radialement à l'intérieur de l'armature de travail. Cette couche de mélange caoutchouteux GB est mise en place de sorte que l'extrémité axialement extérieure de ladite couche GB est à une distance du plan équatorial supérieure à Lι/2, Li étant la largeur axiale de la première nappe de travail 31. La couche GB permet notamment par sa position radialement intérieure au contact de l'extrémité de la nappe de sommet de travail 31 d'améliorer la résistance à la propagation de fissures pouvant apparaître en extrémité de la nappe de travail 31.
La figure 4 représente une vue schématique en section méridienne d'un pneumatique 6, semblable à celui de la figure 1, qui comporte en outre une nappe 7 d'éléments de renforcement, de faible diamètre, parallèles entre eux dans la nappe et orientés radialement, le bord axialement intérieur de ladite nappe additionnelle 7 étant radialement adjacent à au moins un bord de la nappe de protection 33 de l'armature de sommet 3, et le bord axialement extérieur de ladite nappe additionnelle étant radialement intérieur au bord de la nappe auquel la nappe additionnelle 7 est adjacente. La présence d'une telle nappe additionnelle 7 permet notamment de limiter l'apparition de fissures entre les extrémités des éléments de renforcement des nappes de travail notamment par un effet de protection mécanique et de protection thermique comme expliqué précédemment.
La figure 5 représente une vue schématique en section méridienne d'un pneumatique 8, semblable à celui de la figure 1 qui diffère de ce dernier par une nappe 33', dite de protection, de largeur L' , telle que L'3 > Lι. Selon cette configuration, la nappe 33' de protection présente donc une largeur supérieure à la nappe de travail 31 ; elle est donc la nappe de l'armature de sommet la plus large. L'invention prévoit avantageusement que la distance d", définie comme étant la distance entre l'extrémité de la nappe de sommet de travail radialement intérieure et la nappe complémentaire, dite de protection, est supérieure à d. La couche P de mélanges caoutchouteux agit alors comme une couche de découplage entre la nappe de travail radialement intérieur et la nappe de protection, de sorte que les extrémités des éléments de renforcement de la nappe de travail radialement intérieure ne sont pas sollicitées du fait de la trop grande proximité des éléments de renforcement de la nappe de protection. Comme expliqué précédemment, selon l'invention, les éléments de renforcement ne pénètrent avantageusement pas un cercle de rayon d centré sur l'extrémité des éléments de renforcement de la nappe de travail radialement intérieure. Sur la figure 5, est représentée la distance d" selon la direction radiale.
Des pneumatiques décrits selon la figure 1 ont été testés en endurance à l'aide de roulages sur véhicules et sous fortes contraintes de dérive en comparaison avec des pneumatiques témoins, possédant une nappe de protection moins large que la deuxième nappe de travail et formée d'éléments de renforcement faisant avec la direction circonférentielle le même angle que les éléments de ladite nappe de travail.
Alors que les pneumatiques témoins ont réalisé en moyenne 6 686 km, les pneumatiques selon l'invention ont roulé pendant 11 493 km soit un gain d'environ 72%, sans que les dits pneus soient pénalisés au niveau des séparations observées entre les deux nappes de travail.
D'autres pneumatiques comportant une nappe de protection plus large que la nappe de travail radialement extérieur mais ne comportant pas de couche de mélanges caoutchouteux de découplage entre les nappes de travail ont également été testés. Dans les mêmes conditions que pour les essais précédents, ces pneumatiques ont réalisé en moyenne 10 595 Km soit 58% de plus que les pneumatiques témoins mais 8 % de moins par rapport aux pneumatiques selon l'invention.

Claims

REVENDICATIONS.
1 - Pneumatique P comprenant une armature de carcasse radiale surmontée radialement d'une armature de sommet composée d'au moins une armature de travail formée d'au moins deux nappes d'éléments de renforcement métalliques inextensibles, calandres de mélange caoutchouteux, parallèles entre eux dans chaque nappe et croisés d'une nappe à la suivante en formant avec la direction circonférentielle des angles ai et α2 compris entre 10° et 45°, les dites nappes de travail ayant des largeurs axiales Li et L2, et d'au moins une nappe complémentaire, dite de protection, de largeur axiale L3 telle que, L2 < L3, L2 étant la largeur de la nappe de travail adjacente à la nappe de protection, et comportant des éléments de renforcement métalliques, caractérisé en ce qu'est disposée, entre au moins les extrémités des nappes de sommet de travail, une couche P de mélanges caoutchouteux cohésifs.
2 - Pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la nappe de protection présente une largeur L3, telle que L3 < Li.
3 - Pneumatique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les nappes de travail présentent des largeurs Li et L , telles que L2 < Lj.
4 - Pneumatique selon la revendication 3, caractérisé en ce que la couche P, à l'extrémité axialement extérieure de la nappe de sommet de travail radialement extérieure, présente une épaisseur telle que la distance d radiale entre les deux nappes de sommet de travail, séparées par ladite couche P, vérifie la relation :
3/5. φ2 < d < 5.φ2 avec φ2, diamètre des éléments de renforcement de la nappe de sommet de travail radialement extérieure.
5 - Pneumatique selon la revendication 2 à 4, la distance radiale entre les deux nappes de sommet de travail, séparées par la couche P, étant égale à d, à l'extrémité de la nappe de sommet de travail radialement extérieure, caractérisé en ce que l'extrémité de la nappe complémentaire, dite de protection, est séparée radialement de la nappe de sommet de travail de largeur Li par la couche P selon une distance d', telle que : d < d' < d + 4.φ2
avec φ2, diamètre des éléments de renforcement de la nappe de sommet de travail radialement extérieure.
6 - Pneumatique selon l'une des revendications 1 à 5, la distance radiale entre les deux nappes de sommet de travail, séparées par la couche P, étant égale à d, à l'extrémité de la nappe de sommet de travail radialement extérieure, caractérisé en ce que l'extrémité de la nappe de sommet de travail radialement intérieure est distante de la nappe complémentaire, dite de protection, d'une distance d", telle que d" > d.
7 - Pneumatique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les largeurs des nappes de sommet de travail satisfont la relation :
l > L2/Lι ≥ 2/3.
8 - Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la largeur axiale D de la couche P comprise entre l'extrémité axialement intérieure de ladite couche P et l'extrémité de la nappe de sommet de travail radialement extérieure est telle que :
3.φ2 ≤ D < 20.φ2
avec φ2, diamètre des éléments de renforcement de la nappe de sommet de travail radialement extérieure.
9 - Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments de renforcement de la nappe de protection sont inclinés dans la même direction que les éléments de renforcement de la nappe de travail radialement adjacente en faisant avec la direction circonférentielle un angle α3 de même sens et supérieur ou égal à l'angle α2 des éléments de renforcement de la nappe de travail adjacente à la nappe de protection.
10 - Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'angle α3, formé par les éléments de renforcement de la nappe de protection avec la direction circonférentielle, est supérieur en valeur absolue à l'angle α2 des éléments de ladite nappe de travail radialement adjacente d'au moins 5°. 11 - Pneumatique selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que la différence angulaire 3 - α2 est au plus égale à 20°.
12 - Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'armature de sommet est complétée, radialement entre rarmature de carcasse et l'armature de travail par une nappe de triangulation formée d'éléments métalliques inextensibles.
13 - Pneumatique selon la revendication 12, caractérisé en ce que les éléments métalliques inextensibles formant la nappe de triangulation font avec la direction circonférentielle un angle α0, de même direction que l'angle ai formé par les éléments de renforcement de la nappe de travail radialement la plus intérieure, et compris entre 45° et 90°.
14 - Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la nappe de protection est formée de câbles extensibles en acier.
15 - Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche de mélanges caoutchouteux P est constituée d'un empilement d'au moins deux couches de mélange ?ι et P de module d'élasticité respectif MPi et MP2, à 10% d'élongation tels que MPi > MP2 et en ce que le mélange Pi, radialement le plus extérieur, est au contact de la nappe de sommet de travail radialement la plus extérieure.
16 - Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit pneumatique comprend une couche de mélange caoutchouteux cohésif GB radialement à l'intérieur de l'armature de travail, en ce que l'extrémité axialement extérieure de ladite couche GB est à une distance du plan équatorial supérieure à Lι/2.
17 - Pneumatique selon la revendication 16, comprenant une nappe de triangulation radialement entre l'armature de carcasse et l'armature de travail, caractérisé en ce que la couche de mélange caoutchouteux GB est radialement intérieure à ladite nappe de triangulation.
18 - Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit pneumatique comprend, au moins dans chaque épaule, une nappe additionnelle d'éléments de renforcement, avantageusement de faible diamètre, parallèles entre eux dans la nappe et formant avec la direction circonférentielle un angle compris entre 70 et 110°, le bord axialement intérieur de ladite nappe additionnelle étant radialement adjacent à au moins un bord de l'une des nappes de l'armature de sommet, et le bord axialement extérieur de ladite nappe additionnelle étant de préférence radialement intérieur au bord de la nappe auquel la nappe additionnelle est adjacente.
19 - Pneumatique selon la revendication 18, caractérisé en ce que le bord axialement extérieur de la nappe additionnelle d'épaule se situe au moins dans la partie radialement supérieure de la zone du flanc et en ce que les éléments de renforcement de ladite nappe additionnelle sont métalliques et de préférence en acier.
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