Brevet FR3048381A1 — publié le 20170908

- 1 - ARMATURE DE SOMMET DE PNEUMATIQUE CONSTITUEE DE DEUX COUCHES DE SOMMET DE TRAVAIL [0001] La présente invention concerne un pneumatique, à armature de carcasse radiale et plus particulièrement un pneumatique destiné à équiper des véhicules portant de lourdes charges, tels que, par exemple les camions, tracteurs, remorques ou bus routiers. [0002] D'une manière générale dans les pneumatiques de type poids-lourds, l'armature de carcasse est ancrée de part et d'autre dans la zone du bourrelet et est surmontée radialement par une armature de sommet constituée d'au moins deux couches, superposées et formées de fils ou câbles parallèles dans chaque couche et croisés d'une couche à la suivante en faisant avec la direction circonférentielle des angles compris entre 10° et 45°. Lesdites couches de travail, formant l'armature de travail, peuvent encore être recouvertes d'au moins une couche dite de protection et formée d'éléments de renforcement avantageusement métalliques et extensibles, dits élastiques. Elle peut également comprendre une couche de fils ou câbles métalliques faisant avec la direction circonférentielle un angle compris entre 45° et 90°, cette nappe, dite de triangulation, étant radialement située entre l'armature de carcasse et la première nappe de sommet dite de travail, formée de fils ou câbles parallèles présentant des angles au plus égaux à 45° en valeur absolue. La nappe de triangulation forme avec au moins ladite nappe de travail une armature triangulée, qui présente, sous les différentes contraintes qu'elle subit, peu de déformations, la nappe de triangulation ayant pour rôle essentiel de reprendre les efforts de compression transversale dont est l'objet l'ensemble des éléments de renforcement dans la zone du sommet du pneumatique. [0003] Des câbles sont dits inextensibles lorsque lesdits câbles présentent sous une force de traction égale à 10% de la force de rupture un allongement relatif au plus égal à 0,2%. [0004] Des câbles sont dits élastiques lorsque lesdits câbles présentent sous une force de traction égale à la charge de rupture un allongement relatif au moins égal à 3% avec un module tangent maximum inférieur à 150 GPa. 3048381 - 2 - [0005] Des éléments de renforcement circonférentiels sont des éléments de renforcement qui font avec la direction circonférentielle des angles compris dans l'intervalle + 2,5°, - 2,5° autour de 0°. [0006] La direction circonférentielle du pneumatique, ou direction longitudinale, est la 5 direction correspondant à la périphérie du pneumatique et définie par la direction de roulement du pneumatique. [0007] La direction transversale ou axiale du pneumatique est parallèle à l'axe de rotation du pneumatique. [0008] La direction radiale est une direction coupant l'axe de rotation du pneumatique 10 et perpendiculaire à celui-ci. [0009] L'axe de rotation du pneumatique est l'axe autour duquel il tourne en utilisation normale. [0010] Un plan radial ou méridien est un plan qui contient l'axe de rotation du pneumatique. 15 [0011] Le plan médian circonférentiel, ou plan équatorial, est un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du pneu et qui divise le pneumatique en deux moitiés. [0012] En ce qui concerne les fils ou câbles métalliques, les mesures de force à la rupture (charge maximale en N), de résistance à la rupture (en MPa), d'allongement à la rupture (allongement total en %) et de module (en GPa) sont effectuées en traction selon la 20 norme ISO 6892 de 1984. [0013] Certains pneumatiques actuels, dits "routiers", sont destinés à rouler à des vitesses moyennes élevées et sur des trajets de plus en plus longs, du fait de l'amélioration du réseau routier et de la croissance du réseau autoroutier dans le monde. L'ensemble des conditions, sous lesquelles un tel pneumatique est appelé à rouler, permet sans aucun doute 25 un accroissement du nombre de kilomètres parcourus, l'usure du pneumatique étant moindre. Cette augmentation de la durée de vie en termes kilométriques, conjuguée au fait que de telles conditions d'usage sont susceptibles de se traduire, sous forte charge, par des 3048381 - 3 - températures sommet relativement élevées, nécessite une augmentation au moins proportionnelle du potentiel d'endurance de l'armature sommet des pneumatiques. [0014] Il existe en effet des contraintes au niveau de l'armature de sommet et plus particulièrement des contraintes de cisaillement entre les couches de sommet qui, dans le cas 5 d'une trop forte élévation de la température de fonctionnement au niveau des extrémités de la couche de sommet axialement la plus courte, ont pour conséquence l'apparition et la propagation de fissures dans la gomme au niveau desdites extrémités. Le même problème existe dans le cas de bords de deux couches d'éléments de renforcement, ladite autre couche n'étant pas obligatoirement radialement adjacente à la première. 10 [0015] Dans le but d'améliorer l'endurance de l'armature sommet des pneumatiques, la demande française FR 2 728 510 propose de disposer, d'une part entre l'armature de carcasse et la nappe de travail d'armature de sommet, radialement la plus proche de l'axe de rotation, une nappe axialement continue, formée de câbles métalliques inextensibles faisant avec la direction circonférentielle un angle au moins égal à 60°, et dont la largeur axiale est 15 au moins égale à la largeur axiale de la nappe de sommet de travail la plus courte, et d'autre part entre les deux nappes de sommet de travail une nappe additionnelle formée d'éléments métalliques, orientés sensiblement parallèlement à la direction circonférentielle. [0016] En complément, la demande française WO 99/24269 propose notamment, de part et d'autre du plan équatorial et dans le prolongement axial immédiat de la nappe 20 additionnelle d'éléments de renforcement sensiblement parallèles à la direction circonférentielle, de coupler, sur une certaine distance axiale, les deux nappes de sommet de travail formées d'éléments de renforcement croisés d'une nappe à la suivante pour ensuite les découpler par des profilés de mélange de caoutchouc au moins sur le restant de la largeur commune aux dites deux nappes de travail. 25 [0017] Par ailleurs, l'usage de pneumatiques sur des véhicules pour poids-lourds de type « approche chantier » conduit les pneumatiques à subir des chocs lors de roulages sur des sols caillouteux. Ces chocs sont bien entendu néfastes quant aux performances en termes d'endurance. 3048381 - 4 - [0018] Il est encore connu de l'homme du métier d'augmenter le nombre de nappes constituant l'armature sommet pour améliorer l'endurance du pneumatique à l'égard de tels chocs. [0019] Quelles que soient l'une de ces solutions telles que présentées précédemment, la 5 présence d'une ou plusieurs couches d'éléments de renforcement supplémentaire conduit à une masse plus importante du pneumatique et à des coûts de fabrication des pneumatiques plus importants. [0020] Un but de l'invention est de fournir des pneumatiques pour véhicules "Poids- Lourds", par exemple de type « approche chantier », dont les performances d'endurance 10 sont conservées voire améliorées notamment au regard des chocs subis sur la bande de roulement et dont la masse globale est diminuée. [0021] Ce but est atteint selon l'invention par un pneumatique pour véhicule de type poids lourd, dont le rapport d'aspect H/L est strictement supérieur à 0,75 et dont la pression de gonflage P est supérieure ou égale à 6.5 bars, à armature de carcasse radiale, 15 comprenant une armature de sommet comprenant deux couches de sommet de travail d'éléments de renforcement croisés d'une nappe à l'autre en faisant avec la direction circonférentielle des angles (al, a2) compris entre 8° et 45°, lesdits angles al et a2 étant orientés de part et d'autre de la direction circonférentielle, l'armature de sommet étant coiffée radialement d'une bande de roulement, ladite bande de roulement étant réunie à 20 deux bourrelets par l'intermédiaire de deux flancs, les deux couches de sommet de travail étant seules présentes pour constituer l'armature de sommet sur au moins 40% de la largeur axiale de l'armature sommet, les éléments de renforcement de la couche de travail radialement la plus extérieure formant un angle a2 avec la direction circonférentielle supérieur en valeur absolue à l'angle cL1 formé par les éléments de renforcement de la 25 couche de travail radialement la plus intérieure avec la direction circonférentielle, la valeur absolue de la différence entre les valeurs absolues des angles a2 et al étant supérieure à 9°, l'angle moyen a satisfaisant la relation : 14+131*exp(-L/100) REVENDICATIONS1 - Pneumatique pour véhicule de type poids lourd, dont le rapport d'aspect H/L est strictement supérieur à 0,75 et dont la pression de gonflage P est supérieure ou égale à 6.5 bars, à armature de carcasse radiale, comprenant une armature de sommet comprenant deux couches de sommet de travail d'éléments de renforcement croisés d'une nappe à l'autre en faisant avec la direction circonférentielle des angles (al, a2) compris entre 8° et 45°, lesdits angles al et a2 étant orientés de part et d'autre de la direction circonférentielle, l'armature sommet étant coiffée radialement d'une bande de roulement, ladite bande de roulement étant réunie à deux bourrelets par l'intermédiaire de deux flancs, caractérisé en ce qu'au plus lesdites deux couches de sommet de travail sont seules présentes pour constituer l'armature de sommet sur au moins 40 % de la largeur axiale de l'armature sommet, en ce que les éléments de renforcement de la couche de travail radialement la plus extérieure forment un angle a2 avec la direction circonférentielle supérieur en valeur absolue à l'angle al formé par les éléments de renforcement de la couche de travail radialement la plus intérieure avec la direction circonférentielle, en ce que la valeur absolue de la différence entre les valeurs absolues des angles a2 et al est supérieure à 9°, en ce que l'angle moyen a satisfait la relation : 14+131*exp(-L/100) 2 - Pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de renforcement desdites deux couches de sommet de travail sont métalliques. 3 - Pneumatique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la valeur absolue de la 15 différence entre les valeurs absolues des angles a2 et al est supérieure à 12°. 4 - Pneumatique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le ratio d'utilisation du potentiel de rupture F2/FR2 de la couche de travail radialement la plus extérieure est inférieur à 1/8. 5 - Pneumatique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le ratio 20 d'utilisation du potentiel de rupture F 1/FR1 de la couche de travail radialement la plus intérieure est inférieur à 1/3, dans lequel : Fl = pi * Tc * [(tan(0(21)/((tan(oc11)+tanCo(21))) / cos2(locl + C], avec pi : le pas de pose des éléments de renforcement de la couche de sommet de travail radialement la plus intérieure, mesuré perpendiculairement aux éléments de renforcement au niveau du plan 25 médian circonférentiel. 6 - Pneumatique selon la revendication 5, caractérisé en ce que le ratio d'utilisation du potentiel de rupture F 1/FR1 de la couche de travail radialement la plus intérieure est au moins 30 % supérieur au ratio d'utilisation du potentiel de rupture F2/FR2 de la couche de travail radialement la plus extérieure. 3048381 -17- 7 - Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au plus lesdites deux couches de sommet de travail sont seules présentes pour constituer l'armature de sommet sur au moins 60% de la largeur axiale de l'armature sommet, et de préférence sur au moins 80% de la largeur axiale de l'armature sommet. 5 8 - Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux couches de sommet de travail sont seules présentes pour constituer l'armature de sommet sur la totalité de la largeur axiale de l'armature sommet. 9 - Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments de renforcement des couches de sommet de travail sont des câbles métalliques 10 inextensibles.