FR3148165A1 - TYRE WITH A TREAD WITH IMPROVED ENDURANCE PROPERTIES - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un pneumatique dont la bande de roulement présente au moins une rainure sur le fond de laquelle au moins une protubérance issue de matière est présente. Selon l’invention, la bande de roulement est constituée d’un premier mélange élastomérique et au moins une partie du fond de ladite au moins une rainure entourant les zones de jonction entre ladite au moins une protubérance et le fond de ladite au moins une rainure est constituée d’un deuxième mélange élastomérique sur une épaisseur d’au moins 1 mm, le deuxième mélange élastomérique présentant une résistance à la fatigue supérieure d’au moins 30 % à résistance à la fatigue du premier mélange élastomérique, mesurées à 23 °C jusqu’à un allongement de 108% selon la norme ISO 6943-2017. Figure pour l’abrégé : Fig 2 The invention relates to a tire whose tread has at least one groove on the bottom of which at least one protuberance originating from material is present. According to the invention, the tread is made of a first elastomeric compound and at least a portion of the bottom of said at least one groove surrounding the junction zones between said at least one protuberance and the bottom of said at least one groove is made of a second elastomeric compound over a thickness of at least 1 mm, the second elastomeric compound having a fatigue strength at least 30% higher than the fatigue strength of the first elastomeric compound, measured at 23 °C up to an elongation of 108% according to the ISO 6943-2017 standard. Figure for abstract: Fig 2
Description
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 et roulant à vitesse soutenue, tels que, par exemple les camions, tracteurs, remorques ou bus routiers.The present invention relates to a tire, with radial carcass reinforcement and more particularly a tire intended to equip vehicles carrying heavy loads and traveling at high speed, such as, for example, trucks, tractors, trailers or road buses.
D'une manière générale dans les pneumatiques de type poids-lourds, l'armature de carcasse est ancrée de part et d'autre dans la zone du bourrelet et est surmontée radialement par une armature de sommet constituée d'au moins deux couches, superposées et formées de fils ou câbles parallèles dans chaque couche et croisés d’une couche à la suivante en faisant avec la direction circonférentielle des angles compris entre 10° et 45°. Lesdites couches de travail, formant l'armature de travail, peuvent encore être recouvertes d'au moins une couche dite de protection et formée d'éléments de renforcement avantageusement métalliques et extensibles, dits élastiques. Elle peut également comprendre une couche de fils ou câbles métalliques à faible extensibilité faisant avec la direction circonférentielle un angle compris entre 45° et 90°, cette nappe, dite de triangulation, étant radialement située entre l'armature de carcasse et la première nappe de sommet dite de travail, formées de fils ou câbles parallèles présentant des angles au plus égaux à 45° en valeur absolue. La nappe de triangulation forme avec au moins ladite nappe de travail une armature triangulée, qui présente, sous les différentes contraintes qu'elle subit, peu de déformations, la nappe de triangulation ayant pour rôle essentiel de reprendre les efforts de compression transversale dont est l'objet l'ensemble des éléments de renforcement dans la zone du sommet du pneumatique.Generally speaking, in heavy-duty tires, the carcass reinforcement is anchored on both sides in the bead area and is radially surmounted by a crown reinforcement consisting of at least two layers, superimposed and formed of parallel wires or cables in each layer and crossed from one layer to the next, making angles of between 10° and 45° with the circumferential direction. Said working layers, forming the working reinforcement, may also be covered with at least one so-called protective layer and formed of advantageously metallic and extensible reinforcement elements, called elastic. It may also comprise a layer of low-extensibility metal wires or cables forming an angle of between 45° and 90° with the circumferential direction, this ply, called the triangulation ply, being radially located between the carcass reinforcement and the first crown ply called the working ply, formed of parallel wires or cables having angles of at most 45° in absolute value. The triangulation ply forms with at least said working ply a triangulated reinforcement, which exhibits little deformation under the various stresses to which it is subjected, the triangulation ply having the essential role of absorbing the transverse compression forces to which all of the reinforcing elements are subjected in the crown area of the tire.
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%.Cables are said to be inextensible when said cables exhibit, under a tensile force equal to 10% of the breaking force, a relative elongation of at most 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 3% avec un module tangent maximum inférieur à 150 GPa.Cables are said to be elastic when said cables exhibit, under a tensile force equal to the breaking load, a relative elongation at least equal to 3% with a maximum tangent modulus less than 150 GPa.
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°.Circumferential reinforcing elements are reinforcing elements which make angles with the circumferential direction in the range + 2.5°, - 2.5° around 0°.
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.The circumferential direction of the tire, or longitudinal direction, is the direction corresponding to the periphery of the tire and defined by the rolling direction of the tire.
La direction transversale ou axiale du pneumatique est parallèle à l’axe de rotation du pneumatique.The transverse or axial direction of the tire is parallel to the axis of rotation of the tire.
La direction radiale est une direction coupant l’axe de rotation du pneumatique et perpendiculaire à celui-ci.The radial direction is a direction intersecting the axis of rotation of the tire and perpendicular to it.
L’axe de rotation du pneumatique est l’axe autour duquel il tourne en utilisation normale.The tire's axis of rotation is the axis around which it rotates during normal use.
Un plan radial ou méridien est un plan qui contient l’axe de rotation du pneumatique.A radial or meridian plane is a plane that contains the axis of rotation of the tire.
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.The circumferential median plane, or equatorial plane, is a plane perpendicular to the tire's axis of rotation and which divides the tire into two halves.
Certains pneumatiques actuels, dits "routiers", sont destinés à rouler à grande vitesse et sur des trajets de plus en plus longs, du fait de l'amélioration du réseau routier et de la croissance du réseau autoroutier dans le monde. L'ensemble des conditions, sous lesquelles un tel pneumatique est appelé à rouler, permet sans aucun doute un accroissement du nombre de kilomètres parcourus, l'usure du pneumatique étant moindre ; par contre l'endurance de ce dernier et en particulier de l'armature de sommet est pénalisée.Some current tires, called "road tires", are designed to run at high speed and on increasingly long journeys, due to the improvement of the road network and the growth of the motorway network in the world. All the conditions under which such a tire is called upon to run undoubtedly allow an increase in the number of kilometers traveled, the wear of the tire being less; on the other hand, the endurance of the latter and in particular of the crown reinforcement is penalized.
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, alliées à une élévation non négligeable de la température de fonctionnement au niveau des extrémités de la couche de sommet axialement la plus courte, qui ont pour conséquence l'apparition et la propagation de fissures de la gomme au niveau desdites extrémités.There are indeed constraints at the level of the crown reinforcement and more particularly shear constraints between the crown layers, combined with a significant increase in the operating temperature at the ends of the axially shortest crown layer, which result in the appearance and propagation of cracks in the rubber at the said ends.
Afin d'améliorer l'endurance de l'armature de sommet du type de pneumatique étudié, des solutions relatives à la structure et qualité des couches et/ou profilés de mélanges caoutchouteux qui sont disposés entre et/ou autour des extrémités de nappes et plus particulièrement des extrémités de la nappe axialement la plus courte ont déjà été apportées.In order to improve the endurance of the crown reinforcement of the type of tire studied, solutions relating to the structure and quality of the layers and/or profiles of rubber compounds which are arranged between and/or around the ends of the plies and more particularly the ends of the axially shortest ply have already been provided.
Il est notamment connu d’introduire une couche de mélange caoutchouteux entre les extrémités des couches de travail pour créer un découplage entre lesdites extrémités pour limiter les contraintes de cisaillement. De telles couches de découplage doivent toutefois présenter une très bonne cohésion. De telles couches de mélanges caoutchouteux sont par exemple décrites dans la demande de brevet WO 2004/076204.It is known in particular to introduce a layer of rubber mixture between the ends of the working layers to create a decoupling between said ends to limit the shear stresses. Such decoupling layers must however have very good cohesion. Such layers of rubber mixtures are for example described in patent application WO 2004/076204.
Les pneumatiques ainsi réalisés permettent effectivement d’améliorer les performances notamment en termes d’endurance.The tires thus produced actually make it possible to improve performance, particularly in terms of endurance.
Par ailleurs, il est connu pour réaliser des pneumatiques à bande de roulement très large ou bien pour conférer à des pneumatiques d’une dimension donnée des capacités de charges plus importantes d’introduire une couche d’éléments de renforcement circonférentiels. La demande de brevet WO 99/24269 décrit par exemple la présence d’une telle couche d’éléments de renforcement circonférentiels.Furthermore, it is known to introduce a layer of circumferential reinforcing elements to produce tires with a very wide tread or to give tires of a given size greater load capacities. Patent application WO 99/24269 describes, for example, the presence of such a layer of circumferential reinforcing elements.
La couche d’éléments de renforcement circonférentiels est usuellement constituée par au moins un câble métallique enroulé pour former une spire dont l’angle de pose par rapport à la direction circonférentielle est inférieur à 2.5°.The layer of circumferential reinforcing elements is usually made up of at least one metal cable wound to form a coil whose laying angle relative to the circumferential direction is less than 2.5°.
En combinaison avec cette structure interne de pneu, il est connu de pourvoir la bande de roulement, c'est-à-dire la partie du pneu destinée à venir en contact avec le sol lors du roulage et à s'user lors du roulage, d'une sculpture formée d'éléments de relief délimités par des découpures qu'elles soient d'orientation circonférentielle, transversale ou oblique. L'objectif d'une telle sculpture est de conférer à la bande de roulement de bonnes performances en roulage sur chaussée sèche et sur chaussée revêtue d'eau notamment par temps de pluie.In combination with this internal tire structure, it is known to provide the tread, that is to say the part of the tire intended to come into contact with the ground during rolling and to wear during rolling, with a sculpture formed of relief elements delimited by cutouts whether they are circumferential, transverse or oblique in orientation. The objective of such a sculpture is to give the tread good performance when rolling on dry roads and on roads covered with water, particularly in rainy weather.
Au sens de l’invention, une découpure désigne de manière générique soit une rainure soit une incision et correspond à l'espace délimité par des parois de matière se faisant face et distantes l'une de l'autre d'une distance non nulle (dite "largeur de la découpure"). Ce qui différencie une incision d'une rainure c'est précisément cette distance ; dans le cas d'une incision, cette distance est appropriée pour permettre la mise en contact au moins partielle des parois opposées délimitant ladite incision au moins lors du passage dans le contact avec la chaussée. Dans le cas d'une rainure, les parois de cette rainure ne peuvent pas venir en contact l'une contre l'autre dans les conditions usuelles de roulage.For the purposes of the invention, a cutout generically designates either a groove or an incision and corresponds to the space delimited by walls of material facing each other and spaced from each other by a non-zero distance (called the "width of the cutout"). What differentiates an incision from a groove is precisely this distance; in the case of an incision, this distance is appropriate to allow at least partial contact of the opposite walls delimiting said incision at least when passing into contact with the roadway. In the case of a groove, the walls of this groove cannot come into contact with each other under normal driving conditions.
Au sens de l’invention, une découpure d’orientation circonférentielle ou longitudinale est une découpure dont le plan moyen d’au moins une partie des parois de ladite découpure forme un angle avec un plan longitudinal inférieur à 10°. Cet angle formé avec un plan longitudinal peut être orienté dans un sens ou dans l’autre par rapport audit plan longitudinal. Une découpure d’orientation longitudinale peut encore être une découpure dont les parois ondulent ou zigzaguent autour d’un plan moyen tel qu’il vient d’être décrit.For the purposes of the invention, a circumferentially or longitudinally oriented cutout is a cutout whose mean plane of at least part of the walls of said cutout forms an angle with a longitudinal plane of less than 10°. This angle formed with a longitudinal plane may be oriented in one direction or the other relative to said longitudinal plane. A longitudinally oriented cutout may also be a cutout whose walls undulate or zigzag around a mean plane as just described.
Au sens de l’invention, une découpure d’orientation transversale est une découpure dont le plan moyen d’au moins une partie des parois de ladite découpure forme un angle avec un plan radial inférieur à 35°. Cet angle formé avec un plan radial peut être orienté dans un sens ou dans l’autre par rapport audit plan radial. Une découpure d’orientation transversale peut encore être une découpure qui chemine continument de part et d’autre d’un plan moyen tel qu’il vient d’être décrit ; il peut encore s’agir d’une découpure dont les parois ondulent ou zigzaguent autour d’un plan moyen tel qu’il vient d’être décrit.For the purposes of the invention, a transversely oriented cutout is a cutout whose mean plane of at least part of the walls of said cutout forms an angle with a radial plane of less than 35°. This angle formed with a radial plane may be oriented in one direction or the other relative to said radial plane. A transversely oriented cutout may also be a cutout that runs continuously on either side of a mean plane as just described; it may also be a cutout whose walls undulate or zigzag around a mean plane as just described.
Au sens de l’invention, une découpure d’orientation oblique est une découpure dont le plan moyen d’au moins une partie des parois de ladite découpure forme un angle avec un plan radial compris entre 35° et 80°. Cet angle formé avec un plan radial peut être orienté dans un sens ou dans l’autre par rapport audit plan radial. Une découpure d’orientation oblique peut encore être une découpure qui chemine continument de part et d’autre d’un plan moyen tel qu’il vient d’être décrit ; il peut encore s’agir d’une découpure dont les parois ondulent ou zigzaguent autour d’un plan moyen tel qu’il vient d’être décrit.For the purposes of the invention, an obliquely oriented cutout is a cutout whose mean plane of at least part of the walls of said cutout forms an angle with a radial plane of between 35° and 80°. This angle formed with a radial plane may be oriented in one direction or the other relative to said radial plane. An obliquely oriented cutout may also be a cutout that runs continuously on either side of a mean plane as just described; it may also be a cutout whose walls undulate or zigzag around a mean plane as just described.
Dans le cas de rainures, il est usuel de prévoir la présence de redents au fond de ces rainures. Les redents sont des protubérances issues de matière dont la hauteur est inférieure à la profondeur de la rainure. Ils peuvent avoir différentes fonctions. Ils peuvent être prévus pur apporter de la rigidité en offrant un appui aux parois de la rainures lorsque celles-ci subissent des déformations lors des roulages. Ils peuvent également être prévus pour permettre l’éjection de cailloux qui viennent obstruer les rainures lors des roulages.In the case of grooves, it is usual to provide for the presence of indentations at the bottom of these grooves. Indentations are protuberances from material whose height is less than the depth of the groove. They can have different functions. They can be provided to provide rigidity by providing support to the walls of the grooves when they undergo deformations during rolling. They can also be provided to allow the ejection of stones that obstruct the grooves during rolling.
Lors de roulages de pneumatiques ainsi réalisés soumis à des contraintes particulièrement sollicitantes pour la bande de roulement, notamment lors de roulages en dérive très sévère et/ou avec de fortes pentes, il est apparu des dégradations de la bande de roulement se traduisant notamment par des arrachements de pains de gomme.When rolling tires produced in this way were subjected to particularly stressful conditions for the tread, particularly when rolling in very severe drift and/or on steep slopes, damage to the tread appeared, resulting in particular in the tearing of blocks of rubber.
Un but de l’invention est de fournir des pneumatiques dont les propriétés d’endurance de la bande de roulement sont améliorées quel que soit l’usage, les propriétés notamment d’usure et d’endurance globale du pneumatique étant conservées pour des usages usuels.An aim of the invention is to provide tires whose tread endurance properties are improved regardless of the use, the properties in particular of wear and overall endurance of the tire being preserved for normal uses.
Ce but est atteint selon l’invention par un pneumatique à armature de carcasse radiale comprenant une armature de sommet, elle-même coiffée radialement d’une bande de roulement, ladite bande de roulement étant réunie à deux bourrelets par l’intermédiaire de deux flancs, ladite bande de roulement comportant une surface de roulement destinée à venir en contact avec une chaussée et former une surface de contact, ladite bande de roulement présentant une pluralité de découpures constituées d’au moins une rainure constituée de deux parois débouchant sur la surface de roulement et d’une surface reliant les deux parois formant le fond de ladite au moins une rainure, au moins une protubérance issue de matière étant présente sur le fond de ladite au moins une rainure, la hauteur de ladite protubérance étant supérieure à 10 % de la profondeur de ladite au moins une rainure et inférieure à la hauteur de ladite au moins une rainure, la largeur de ladite protubérance, mesurée selon une direction normale aux parois de ladite au moins une rainure, étant supérieure ou égale à 40% de la largeur de ladite au moins une rainure, mesurée selon une direction normale aux parois de ladite au moins une rainure, et inférieure à ladite largeur de ladite au moins une rainure, et ladite protubérance étant reliée au fond de ladite au moins une rainure par des zones de jonction, la bande de roulement étant constituée d’au moins un premier mélange élastomérique formant au moins une partie de la surface de roulement lorsque le pneumatique est neuf, au moins une partie du fond de ladite au moins une rainure entourant les zones de jonction entre ladite au moins une protubérance et le fond de ladite au moins une rainure étant constituée d’un deuxième mélange élastomérique sur une épaisseur d’au moins 1 mm et le deuxième mélange élastomérique présentant une résistance à la fatigue supérieure d’au moins 30 % à la résistance à la fatigue du premier mélange élastomérique, mesurées à 23 °C jusqu’à un allongement de 108% selon la norme ISO 6943-2017.This aim is achieved according to the invention by a tire with a radial carcass reinforcement comprising a crown reinforcement, itself capped radially with a tread, said tread being joined to two beads by means of two sidewalls, said tread comprising a running surface intended to come into contact with a roadway and form a contact surface, said tread having a plurality of cutouts consisting of at least one groove consisting of two walls opening onto the running surface and a surface connecting the two walls forming the bottom of said at least one groove, at least one protuberance originating from material being present on the bottom of said at least one groove, the height of said protuberance being greater than 10% of the depth of said at least one groove and less than the height of said at least one groove, the width of said protuberance, measured in a direction normal to the walls of said at least one groove, being greater than or equal to 40% of the width of said at least one groove, measured in a direction normal to the walls of said at least one groove, and less than said width of said at least one groove, and said protuberance being connected to the bottom of said at least one groove by junction zones, the tread consisting of at least a first elastomeric mixture forming at least part of the rolling surface when the tire is new, at least part of the bottom of said at least one groove surrounding the junction zones between said at least one protuberance and the bottom of said at least one groove consisting of a second elastomeric mixture over a thickness of at least 1 mm and the second elastomeric mixture having a fatigue resistance at least 30% greater than the fatigue resistance of the first elastomeric mixture, measured at 23 °C up to an elongation of 108% according to ISO 6943-2017.
Au sens de l’invention, la profondeur d’une rainure est la distance radiale mesurée sur un pneumatique neuf entre la surface de la bande de roulement et le point radialement le plus intérieur de ladite rainure.For the purposes of the invention, the depth of a groove is the radial distance measured on a new tire between the surface of the tread and the radially innermost point of said groove.
Au sens de l’invention, la hauteur d’une protubérance présente sur le fond d’une rainure est la distance radiale mesurée sur un pneumatique neuf entre le point radialement le plus extérieur de ladite protubérance et le point radialement le plus intérieur de ladite rainure.For the purposes of the invention, the height of a protuberance present on the bottom of a groove is the radial distance measured on a new tire between the radially outermost point of said protuberance and the radially innermost point of said groove.
Au sens de l’invention, les largeurs des protubérances et de des rainures sont mesurées selon une direction normale aux parois de des rainures sur pneumatique neuf.For the purposes of the invention, the widths of the protuberances and grooves are measured in a direction normal to the walls of the grooves on a new tire.
L’épaisseur du deuxième mélange élastomérique est mesurée localement selon une direction normale à la surface de la paroi de ladite au moins une rainure circonférentielle.The thickness of the second elastomeric mixture is measured locally in a direction normal to the surface of the wall of said at least one circumferential groove.
La résistance à la fatigue, exprimée en nombre de cycle ou en unité relative (u r), est mesurée de manière connue sur 12 éprouvettes, de type haltère (H2), soumises à des tractions répétées de faible fréquence jusqu'à un allongement de 75 %, à 23°C, jusqu'à rupture de l'éprouvette, selon la norme ISO 6943-2017. Lors de la mesure, une compensation de la rémanence est imposée. Une valeur plus élevée indique une meilleure résistance à la fatigue.Fatigue resistance, expressed in number of cycles or in relative unit (u r), is measured in a known manner on 12 test pieces, of the dumbbell type (H2), subjected to repeated low-frequency tractions up to an elongation of 75%, at 23°C, until rupture of the test piece, according to ISO 6943-2017. During the measurement, compensation for the remanence is imposed. A higher value indicates better fatigue resistance.
Selon un premier mode de réalisation de l’invention, ladite au moins une rainure est une rainure d’orientation longitudinale.According to a first embodiment of the invention, said at least one groove is a groove of longitudinal orientation.
Selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, ladite au moins une rainure est une rainure d’orientation transversale.According to a second embodiment of the invention, said at least one groove is a transversely oriented groove.
Selon un troisième mode de réalisation de l’invention, ladite au moins une rainure est une rainure d’orientation oblique.According to a third embodiment of the invention, said at least one groove is a groove of oblique orientation.
Les pneumatiques ainsi réalisés selon l’invention autorisent effectivement des roulages dans des conditions particulièrement sollicitantes sans voir apparaître d’arrachement sur la bande de roulement en comparaison de pneumatiques de conception plus usuelle.The tires thus produced according to the invention effectively allow driving in particularly demanding conditions without seeing any tearing appear on the tread compared to tires of more conventional design.
Les inventeurs pensent avoir mis en évidence que lors de roulages dans des conditions particulièrement sollicitantes pour la bande de roulement avec des pneumatiques de conception usuelle, les arrachements qui se produisent sur la bande de roulement semblent s’amorcer au niveau des zones de jonction entre une protubérance et le fond d’une rainure. Les inventeurs pensent interpréter ce phénomène du fait des rayons de courbure extrêmement petits qui sont formés par exemple au niveau de ces zones de jonction et qui sont propices à l’amorce de fissuration sous l’effet des sollicitations cycliques en roulage, notamment en présence de petits cailloux qui viennent se coincer. Lors des roulages, sous fortes sollicitations de la bande de roulement notamment en dérive et/ou sur de fortes pentes conduisant à un transfert de charge sur les pneumatiques les plus à l’avant du véhicule, les fissures se propagent et peuvent conduire à l’arrachement d’une partie de la bande de roulement.The inventors believe they have demonstrated that when driving in conditions that are particularly stressful for the tread with tires of conventional design, the tearing that occurs on the tread seems to start at the junction zones between a protuberance and the bottom of a groove. The inventors believe they can interpret this phenomenon as a result of the extremely small radii of curvature that are formed, for example, at these junction zones and that are conducive to the initiation of cracking under the effect of cyclic stresses when driving, in particular in the presence of small stones that get stuck. When driving, under heavy stresses on the tread, in particular when drifting and/or on steep slopes leading to a load transfer to the tires furthest to the front of the vehicle, the cracks propagate and can lead to the tearing of part of the tread.
La présence d’un mélange conforme à l’invention au moins localement dans la zone sensible aux amorces de fissures permet de limiter ou tout au moins de retarder ces apparitions de fissures et donc diminue les risques d’arrachements d’une partie de la bande de roulement quelles que soient les conditions de roulage.The presence of a mixture in accordance with the invention, at least locally in the area sensitive to the onset of cracks, makes it possible to limit or at least delay the appearance of cracks and therefore reduces the risk of part of the tread being torn off, whatever the driving conditions.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, l’ensemble du fond et des parois de ladite au moins une rainure est constitué du deuxième mélange élastomérique sur une épaisseur d’au moins 1 mm de sorte que le deuxième mélange forme la surface complète de ladite au moins une rainure.According to a preferred embodiment of the invention, the entire bottom and walls of said at least one groove are made of the second elastomeric mixture over a thickness of at least 1 mm so that the second mixture forms the complete surface of said at least one groove.
Cette réalisation préférée de l’invention simplifie la réalisation du pneumatique selon l’invention, le deuxième mélange étant positionné avant moulage selon les connaissances de l’homme du métier pour parvenir au pneumatique selon l’invention après cuisson et moulage de la bande de roulement formant la sculpture.This preferred embodiment of the invention simplifies the production of the tire according to the invention, the second mixture being positioned before molding according to the knowledge of a person skilled in the art to arrive at the tire according to the invention after baking and molding of the tread forming the sculpture.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, l’épaisseur du deuxième mélange élastomérique est inférieure à 5 mm, sans prendre en compte le volume de la protubérance qui peut être constituée de ce deuxième mélange. Le volume du deuxième mélange reste ainsi limité en comparaison du volume du premier mélange qui contribue ainsi majoritairement aux propriétés recherchées de la bande de roulement telles qu’adhérence et usure.According to a preferred embodiment of the invention, the thickness of the second elastomeric mixture is less than 5 mm, without taking into account the volume of the protuberance which may be made up of this second mixture. The volume of the second mixture thus remains limited in comparison with the volume of the first mixture which thus contributes mainly to the desired properties of the tread such as grip and wear.
Selon une variante de réalisation de l’invention, ladite au moins une protubérance présente dans ladite au moins une rainure est continue sur la longueur de ladite rainure. Dans le cas d’une rainure circonférentielle, ladite protubérance est continue sur la circonférence du pneumatique.According to an alternative embodiment of the invention, said at least one protuberance present in said at least one groove is continuous over the length of said groove. In the case of a circumferential groove, said protuberance is continuous over the circumference of the tire.
Selon une autre variante de réalisation du pneumatique, ladite au moins une protubérance présente dans ladite au moins une rainure est discontinue sur la longueur de ladite rainure. Selon cette variante de réalisation la protubérance crée avantageusement un motif qui se répète sur la longueur de la rainure pour assurer sa fonction sur la longueur de la rainure.According to another variant embodiment of the tire, said at least one protuberance present in said at least one groove is discontinuous over the length of said groove. According to this variant embodiment, the protuberance advantageously creates a pattern which is repeated over the length of the groove to ensure its function over the length of the groove.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, le deuxième mélange élastomérique présente une résistance à la fatigue supérieure d’au moins 50 % et de préférence encore supérieure à 75 % à la résistance à la fatigue du premier mélange élastomérique, mesurées à 23 °C jusqu’à un allongement de 108% selon la norme ISO 6943-2017.According to a preferred embodiment of the invention, the second elastomeric mixture has a fatigue resistance at least 50% higher and preferably still greater than 75% than the fatigue resistance of the first elastomeric mixture, measured at 23°C up to an elongation of 108% according to the ISO 6943-2017 standard.
Selon une variante avantageuse de l’invention, le premier mélange élastomérique présente une valeur maximale de tan(δ), noté tan(δ)max, inférieure à 0.25.According to an advantageous variant of the invention, the first elastomeric mixture has a maximum value of tan(δ), noted tan(δ) max , less than 0.25.
Le facteur de perte tan(δ) est une propriété dynamique de la couche de mélange caoutchouteux. Il est mesuré sur un viscoanalyseur (Metravib VA4000), selon la norme ASTM D 5992-96. On enregistre la réponse d’un échantillon de composition vulcanisée (éprouvette cylindrique de 2 mm d’épaisseur et de 78 mm² de section), soumis à une sollicitation sinusoïdale en cisaillement simple alterné, à la fréquence de 10Hz, à une température de 60°C. On effectue un balayage en amplitude de déformation de 0,1 à 50% (cycle aller), puis de 50% à 1% (cycle retour). Pour le cycle retour, on indique la valeur maximale de tan(δ) observée, noté tan(δ)max.The loss factor tan(δ) is a dynamic property of the rubber compound layer. It is measured on a viscoanalyzer (Metravib VA4000), according to the ASTM D 5992-96 standard. The response of a sample of vulcanized composition (cylindrical specimen 2 mm thick and 78 mm² in section) is recorded, subjected to sinusoidal stress in alternating simple shear, at a frequency of 10 Hz, at a temperature of 60 ° C. A strain amplitude sweep is carried out from 0.1 to 50% (forward cycle), then from 50% to 1% (return cycle). For the return cycle, the maximum value of tan(δ) observed is indicated, noted tan(δ) max .
Dans le cas où l’épaisseur du matériau est comprise entre 1 et 2 mm, le facteur de perte tan(δ) est mesuré selon la même méthode et dans les mêmes conditions, telles que décrites précédemment, sur un échantillon de composition vulcanisée qui se présente sous la forme d’une éprouvette cylindrique de 1 mm d’épaisseur et de 78 mm2 de section.In the case where the thickness of the material is between 1 and 2 mm, the loss factor tan(δ) is measured using the same method and under the same conditions, as described previously, on a sample of vulcanized composition which is in the form of a cylindrical test piece 1 mm thick and 78 mm2 in section.
La résistance au roulement est la résistance qui apparaît lorsque le pneumatique roule. Elle est représentée par les pertes hystérétiques liées à la déformation du pneumatique durant une révolution. Les valeurs de fréquence liées à la révolution du pneumatique correspondent à des valeurs de tan(δ) mesurée entre 30 et 100°C. La valeur de tan(δ) à 60 °C correspond ainsi à un indicateur de la résistance au roulement du pneumatique en roulage.Rolling resistance is the resistance that appears when the tire rolls. It is represented by the hysteretic losses linked to the deformation of the tire during a revolution. The frequency values linked to the revolution of the tire correspond to values of tan(δ) measured between 30 and 100°C. The value of tan(δ) at 60°C thus corresponds to an indicator of the rolling resistance of the tire while rolling.
Par ailleurs, les essais réalisés ont mis en évidence que les propriétés de résistance au roulement sont conservées voire améliorées par le choix du deuxième mélange élastomérique, celui-ci pouvant présenter des performances de résistance au roulement encore meilleures.Furthermore, the tests carried out have shown that the rolling resistance properties are preserved or even improved by the choice of the second elastomeric compound, which can present even better rolling resistance performances.
Avantageusement selon l’invention, le premier mélange élastomérique est une composition de caoutchouc à base d’au moins une matrice élastomère comprenant un copolymère à base de styrène et de butadiène et au moins une charge renforçante.Advantageously according to the invention, the first elastomeric mixture is a rubber composition based on at least one elastomeric matrix comprising a copolymer based on styrene and butadiene and at least one reinforcing filler.
Par « matrice élastomère » ou « matrice élastomérique », on entend l’ensemble du ou des élastomère(s) présent(s) dans la composition de caoutchouc.By “elastomer matrix” or “elastomeric matrix” is meant all of the elastomer(s) present in the rubber composition.
Par élastomère (ou indistinctement caoutchouc) « diénique » qu’il soit naturel ou synthétique, doit être compris un élastomère constitué au moins en partie (c’est-à-dire un homopolymère ou un copolymère) de monomère(s) diène(s) (i.e., porteur(s) de deux doubles liaisons carbone-carbone, conjuguées ou non).By “diene” elastomer (or indistinctly rubber), whether natural or synthetic, must be understood an elastomer consisting at least in part (i.e. a homopolymer or a copolymer) of diene monomer(s) (i.e., bearing(s) two carbon-carbon double bonds, conjugated or not).
Par copolymère à base de styrène et de butadiène, on entend ici un copolymère d'au moins un monomère styrène et d'au moins un monomère butadiène (et bien entendu également tout mélange de tels copolymères) ; en d'autres termes, ledit copolymère à base de styrène et de butadiène comporte par définition au moins des unités styrène (issues du monomère styrène) et des unités butadiène (issues du monomère butadiène).By copolymer based on styrene and butadiene is meant here a copolymer of at least one styrene monomer and at least one butadiene monomer (and of course also any mixture of such copolymers); in other words, said copolymer based on styrene and butadiene comprises by definition at least styrene units (derived from the styrene monomer) and butadiene units (derived from the butadiene monomer).
Avantageusement selon l’invention, le deuxième mélange élastomérique est une composition de caoutchouc à base d’au moins une matrice élastomère comprenant au moins 25 % d’au moins un élastomère synthétique à base de butadiène et au moins une charge renforçante.Advantageously according to the invention, the second elastomeric mixture is a rubber composition based on at least one elastomeric matrix comprising at least 25% of at least one synthetic elastomer based on butadiene and at least one reinforcing filler.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, le deuxième mélange élastomérique est une composition de caoutchouc à base d’au moins une matrice élastomère comprenant au moins 30 % et de préférence encore au moins 40 % d’au moins un élastomère synthétique à base de butadiène.According to a preferred embodiment of the invention, the second elastomeric mixture is a rubber composition based on at least one elastomeric matrix comprising at least 30% and more preferably at least 40% of at least one synthetic elastomer based on butadiene.
De préférence encore selon l’invention, ledit au moins un élastomère synthétique à base de butadiène est un SBR et/ou un BR (cis ou anionique) et avantageusement encore ledit au moins un élastomère synthétique est un BR cis.More preferably according to the invention, said at least one synthetic elastomer based on butadiene is an SBR and/or a BR (cis or anionic) and more advantageously said at least one synthetic elastomer is a cis BR.
Les compositions de caoutchouc selon l’invention du premier mélange ou du deuxième mélange peuvent comprendre une ou plusieurs charges renforçantes.The rubber compositions according to the invention of the first mixture or of the second mixture may comprise one or more reinforcing fillers.
On peut utiliser tout type de charge dite renforçante, connue pour ses capacités à renforcer une composition de caoutchouc utilisable notamment pour la fabrication de pneumatiques, par exemple une charge organique telle que du noir de carbone, une charge inorganique telle que de la silice ou encore un mélange de ces deux types de charges.Any type of so-called reinforcing filler, known for its ability to reinforce a rubber composition that can be used in particular for the manufacture of tires, can be used, for example an organic filler such as carbon black, an inorganic filler such as silica or a mixture of these two types of fillers.
Comme noirs de carbone conviennent tous les noirs de carbone, notamment les noirs conventionnellement utilisés dans les pneumatiques ou leurs bandes de roulement. Parmi ces derniers, on citera plus particulièrement les noirs de carbone renforçants des séries 100, 200, 300, ou les noirs de série 500, 600 ou 700 (grades ASTM D-1765-2017), comme par exemple les noirs N115, N134, N234, N326, N330, N339, N347, N375, N550, N683, N772).Suitable carbon blacks are all carbon blacks, including those conventionally used in tires or tire treads. Among the latter, we will particularly mention the reinforcing carbon blacks of the 100, 200, 300 series, or the 500, 600 or 700 series blacks (ASTM D-1765-2017 grades), such as blacks N115, N134, N234, N326, N330, N339, N347, N375, N550, N683, N772).
Par « charge inorganique renforçante », doit être entendu ici toute charge inorganique ou minérale, quelles que soient sa couleur et son origine (naturelle ou de synthèse), encore appelée charge « blanche », charge « claire » ou même charge
« non-noire » (« non-black filler ») par opposition au noir de carbone ; cette charge inorganique étant capable de renforcer à elle seule, sans autre moyen qu’un agent de couplage intermédiaire, une composition de caoutchouc destinée à la fabrication de bandages pneumatiques, en d’autres termes apte à remplacer, dans sa fonction de renforcement, un noir de carbone conventionnel de grade pneumatique. Une telle charge se caractérise généralement, de manière connue, par la présence de groupes hydroxyles
( OH) à sa surface, nécessitant pour être utilisée à titre de charge renforçante l’emploi d’un agent ou système de couplage destiné à assurer une liaison chimique stable entre la charge et la matrice élastomérique.By "reinforcing inorganic filler" should be understood here any inorganic or mineral filler, whatever its color and origin (natural or synthetic), also called "white" filler, "light" filler or even "reinforcing" filler.
"non-black"("non-blackfiller") as opposed to carbon black; this inorganic filler being capable of reinforcing on its own, without any other means than an intermediate coupling agent, a rubber composition intended for the manufacture of pneumatic tires, in other words capable of replacing, in its reinforcing function, a conventional pneumatic grade carbon black. Such a filler is generally characterized, in a known manner, by the presence of hydroxyl groups
(OH) on its surface, requiring to be used as a reinforcing filler the use of a coupling agent or system intended to ensure a stable chemical bond between the filler and the elastomeric matrix.
Comme charges renforçantes inorganiques conviennent notamment des charges minérales de type siliceuses, préférentiellement la silice (SiO2). La silice utilisée peut être toute silice renforçante connue de l'homme du métier, notamment toute silice précipitée ou pyrogénée présentant une surface BET ainsi qu'une surface spécifique CTAB toutes deux inférieures à 450 m2/g, de préférence de 30 à 400 m2/g, notamment entre 60 et 300 m2/g.Suitable inorganic reinforcing fillers include in particular siliceous mineral fillers, preferably silica (SiO 2 ). The silica used may be any reinforcing silica known to those skilled in the art, in particular any precipitated or pyrogenic silica having a BET surface area and a CTAB specific surface area both of less than 450 m 2 /g, preferably from 30 to 400 m 2 /g, in particular between 60 and 300 m 2 /g.
Bien entendu, on entend également par charge renforçante inorganique des mélanges de différentes charges inorganiques renforçantes, en particulier de silices hautement dispersibles telles que décrites ci-dessus ou un mélange de charges inorganiques de type siliceuses et de charges inorganiques non siliceuses. A titre de charges inorganiques non siliceuses, on peut citer les charges minérales du type alumineuses, en particulier de l'alumine (Al2O3) ou des (oxydes)hydroxydes d'aluminium, ou encore des oxydes de titane renforçants, par exemple décrits dans US 6 610 261 et US 6 747 087. Les charges inorganiques non siliceuses, lorsque présentes, sont minoritaires dans la charge renforçante.Of course, the term inorganic reinforcing filler also means mixtures of different reinforcing inorganic fillers, in particular highly dispersible silicas as described above or a mixture of inorganic fillers of the siliceous type and non-siliceous inorganic fillers. As non-siliceous inorganic fillers, mention may be made of mineral fillers of the aluminous type, in particular alumina (Al 2 O 3 ) or aluminum (oxide)hydroxides, or reinforcing titanium oxides, for example described in US 6,610,261 and US 6,747,087. The non-siliceous inorganic fillers, when present, are in the minority in the reinforcing filler.
L'état physique sous lequel se présente la charge renforçante inorganique est indifférent, que ce soit sous forme de poudre, de microperles, de granulés, ou encore de billes.The physical state in which the inorganic reinforcing filler is presented is indifferent, whether in the form of powder, microbeads, granules, or even balls.
L'homme du métier comprendra qu'à titre de charge équivalente de la charge inorganique renforçante décrite dans le présent paragraphe, pourrait être utilisée une charge renforçante d'une autre nature, notamment organique telle que du noir de carbone, dès lors que cette charge renforçante serait recouverte d'une couche inorganique telle que la silice, ou bien comporterait à sa surface des sites fonctionnels, notamment hydroxyles, nécessitant l'utilisation d'un agent de couplage pour établir la liaison entre la charge et l'élastomère. A titre d'exemple, on peut citer par exemple des noirs de carbone pour pneumatiques tels que décrits par exemple dans les documents brevet WO 96/37547, WO 99/28380.The person skilled in the art will understand that as a filler equivalent to the reinforcing inorganic filler described in this paragraph, a reinforcing filler of another nature could be used, in particular organic such as carbon black, provided that this reinforcing filler would be covered with an inorganic layer such as silica, or would have functional sites on its surface, in particular hydroxyl sites, requiring the use of a coupling agent to establish the bond between the filler and the elastomer. As an example, mention may be made, for example, of carbon blacks for tires as described, for example, in patent documents WO 96/37547, WO 99/28380.
Selon une variante de l’invention, la charge renforçante du premier mélange et/ou du deuxième mélange est majoritairement du noir de carbone, c’est-à-dire qu’elle comprend plus de 50% (>50%) en poids de noir de carbone par rapport au poids total de charge renforçante. Optionnellement selon cette variante, la charge renforçante peut comprendre, également, de la silice ou une autre charge inorganique renforçante.According to a variant of the invention, the reinforcing filler of the first mixture and/or of the second mixture is mainly carbon black, that is to say that it comprises more than 50% (>50%) by weight of carbon black relative to the total weight of reinforcing filler. Optionally according to this variant, the reinforcing filler may also comprise silica or another reinforcing inorganic filler.
Selon une autre variante de l’invention, la charge renforçante du premier mélange et/ou du deuxième mélange consiste en du noir de carbone.According to another variant of the invention, the reinforcing filler of the first mixture and/or of the second mixture consists of carbon black.
Selon une autre variante de l’invention, la charge renforçante du premier mélange et/ou du deuxième mélange est majoritairement une charge renforçante inorganique (de préférence de la silice), c’est-à-dire qu’elle comprend plus de 50 % (>50%) en poids d’une charge renforçante inorganique telle que de la silice par rapport au poids total de la charge renforçante. Optionnellement selon cette variante, la charge renforçante comprend également du noir de carbone. Selon cette option, le noir de carbone est utilisé à un taux inférieur ou égal à 20 pce, plus préférentiellement inférieur ou égal à 10 pce (par exemple le taux de noir de carbone peut être compris dans un domaine allant de 0,5 à 20 pce, notamment allant de 1 à 10 pce). Dans les intervalles indiqués, on bénéficie des propriétés colorantes (agent de pigmentation noire) et anti-UV des noirs de carbone, sans pénaliser par ailleurs les performances typiques apportées par la charge inorganique renforçante.According to another variant of the invention, the reinforcing filler of the first mixture and/or the second mixture is predominantly an inorganic reinforcing filler (preferably silica), i.e. it comprises more than 50% (>50%) by weight of an inorganic reinforcing filler such as silica relative to the total weight of the reinforcing filler. Optionally, according to this variant, the reinforcing filler also comprises carbon black. According to this option, the carbon black is used at a rate of less than or equal to 20 phr, more preferably less than or equal to 10 phr (for example, the carbon black rate may be in a range from 0.5 to 20 phr, in particular from 1 to 10 phr). In the indicated ranges, the coloring (black pigmenting agent) and anti-UV properties of carbon blacks are benefited from, without otherwise penalizing the typical performances provided by the reinforcing inorganic filler.
Les compositions élastomériques de la bande de roulement du pneumatique conforme à l’invention peuvent comporter optionnellement également tout ou partie des additifs usuels, connus de l’homme de l’art et habituellement utilisés dans les bandes de roulement, comme par exemple des agents de mise en œuvre (ou « processing aids » en anglais), des charges (renforçantes ou non renforçantes, autres que celles précitées), des pigments, des agents de protection tels que des cires anti-ozone, anti-ozonants chimiques (6PPD, TMQ), anti-oxydants, des agents anti-fatique et des résines renforçantes (telles que celles décrites par exemple dans la demande WO 02/10269).The elastomeric compositions of the tread of the tire according to the invention may optionally also comprise all or part of the usual additives, known to those skilled in the art and usually used in treads, such as for example processing aids, fillers (reinforcing or non-reinforcing, other than those mentioned above), pigments, protective agents such as anti-ozone waxes, chemical anti-ozonants (6PPD, TMQ), antioxidants, anti-fatigue agents and reinforcing resins (such as those described for example in application WO 02/10269).
Selon une variante de réalisation de l’invention, l’armature de sommet du pneumatique est formée d'au moins deux couches de sommet de travail d'éléments de renforcement.According to an alternative embodiment of the invention, the crown reinforcement of the tire is formed of at least two working crown layers of reinforcing elements.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, les éléments de renforcement des couches de sommet de travail sont des câbles métalliques inextensibles.According to a preferred embodiment of the invention, the reinforcing elements of the working top layers are inextensible metal cables.
Les éléments métalliques sont préférentiellement des câbles d'acier.The metal elements are preferably steel cables.
Avantageusement selon l’invention, les éléments de renforcement des couches de sommet de travail de l’armature de sommet sont croisés d'une couche à l'autre en faisant avec la direction circonférentielle des angles compris entre 10° et 45°.Advantageously according to the invention, the reinforcing elements of the working crown layers of the crown reinforcement are crossed from one layer to the other, making angles of between 10° and 45° with the circumferential direction.
Avantageusement encore selon l’invention, l’armature de sommet de travail comporte une couche d’éléments de renforcement circonférentiels, de préférence disposée radialement entre deux couches de sommet de travail.Advantageously still according to the invention, the working crown reinforcement comprises a layer of circumferential reinforcing elements, preferably arranged radially between two working crown layers.
Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, les éléments de renforcement d’au moins une couche d’éléments de renforcement circonférentiels sont des éléments de renforcement métalliques présentant un module sécant à 0,7 % d’allongement compris entre 10 et 120 GPa et un module tangent maximum inférieur à 150 GPa.According to an advantageous embodiment of the invention, the reinforcing elements of at least one layer of circumferential reinforcing elements are metallic reinforcing elements having a secant modulus at 0.7% elongation of between 10 and 120 GPa and a maximum tangent modulus of less than 150 GPa.
Une réalisation préférée de l’invention prévoit encore que l'armature de sommet est complétée radialement à l'extérieur par au moins une couche supplémentaire, dite de protection, d'éléments de renforcement dits élastiques, orientés par rapport à la direction circonférentielle avec un angle compris entre 10° et 45° et de même sens que l'angle formé par les éléments inextensibles de la couche de travail qui lui est radialement adjacente.A preferred embodiment of the invention further provides that the crown reinforcement is completed radially on the outside by at least one additional layer, called a protective layer, of so-called elastic reinforcing elements, oriented relative to the circumferential direction at an angle of between 10° and 45° and in the same direction as the angle formed by the inextensible elements of the working layer which is radially adjacent to it.
Selon l’un quelconque des modes de réalisation de l’invention évoqué précédemment, l'armature de sommet peut encore être complétée, radialement à l'intérieur entre l'armature de carcasse et la couche de travail radialement intérieure la plus proche de ladite armature de carcasse, par une couche de triangulation d'éléments de renforcement inextensibles métalliques en acier faisant, avec la direction circonférentielle, un angle supérieur à 45° et de même sens que celui de l'angle formé par les éléments de renforcement de la couche radialement la plus proche de l'armature de carcasse.According to any of the embodiments of the invention mentioned above, the crown reinforcement can also be completed, radially on the inside between the carcass reinforcement and the radially inner working layer closest to said carcass reinforcement, by a triangulation layer of inextensible steel metal reinforcing elements making, with the circumferential direction, an angle greater than 45° and in the same direction as that of the angle formed by the reinforcing elements of the layer radially closest to the carcass reinforcement.
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 et 2 qui représentent :
-
-
-
-
Les figures ne sont pas représentées à l’échelle pour en simplifier la compréhension.The figures are not drawn to scale to simplify understanding.
Sur la
- d'une première couche de travail formée de câbles métalliques inextensibles 9.35 non frettés, continus sur toute la largeur de la nappe, orientés d'un angle égal à 22°,
- d'une couche d’éléments de renforcement circonférentiels formée de câbles métalliques en acier 21x23,
- d’une seconde couche de travail formée de câbles métalliques inextensibles 9.35 non frettés, continus sur toute la largeur de la nappe, orientés d'un angle égal à 18° et croisés avec les câbles métalliques de la première couche de travail,
- d’une couche de protection formées de câbles métalliques élastiques 6.35.On the
- a first working layer formed of non-fretted 9.35 inextensible metal cables, continuous over the entire width of the sheet, oriented at an angle equal to 22°,
- a layer of circumferential reinforcing elements formed of 21x23 steel wire cables,
- a second working layer formed of non-fretted 9.35 inextensible metal cables, continuous over the entire width of the sheet, oriented at an angle equal to 18° and crossed with the metal cables of the first working layer,
- a protective layer formed of elastic metal cables 6.35.
L’ensemble de ces couches formant l’armature de sommet 5 n’est pas représentée sur les figures.All of these layers forming the crown reinforcement 5 are not shown in the figures.
L’armature de sommet est elle-même coiffée d’une bande de roulement présentant une surface 6 destinée à venir au contact du sol. La surface 6 de la bande de roulement est formée de quatre rainures circonférentielles 7 formant des nervures ou ribs circonférentiels 8 constituant la bande de roulement. Au fond des rainures circonférentielles 7 sont représentés des redents 9. Ces redents 9 sont continus sur le tour de roue. Ils pourraient également selon d’autres modes de réalisations être discontinus ; ils pourraient également ne pas être présents dans toutes les rainures.The crown reinforcement is itself capped with a tread having a surface 6 intended to come into contact with the ground. The surface 6 of the tread is formed of four circumferential grooves 7 forming circumferential ribs or ribs 8 constituting the tread. At the bottom of the circumferential grooves 7 are shown indentations 9. These indentations 9 are continuous around the wheel. They could also, according to other embodiments, be discontinuous; they could also not be present in all the grooves.
Sur la
La rainure circonférentielle 7 présente une profondeur d7égale à 14.5 mm. Le redent 9 présente une hauteur d9égale à 11.5 mm. Le redent 9 présente ainsi une hauteur d9égale à 79 % de la profondeur d7 de la rainure circonférentielle 7 et donc supérieure à 10 %. La rainure circonférentielle 7 présente une largeur d7égale à 15.2 mm. Le redent 9 présente une largeur d9égale à 8.7 mm. Le redent 9 présente ainsi une largeur d9égale à 57 % de la largeur d7de la rainure circonférentielle 7 et donc supérieure à 40 %.The circumferential groove 7 has a depth d 7 equal to 14.5 mm. The indent 9 has a height d 9 equal to 11.5 mm. The indent 9 thus has a height d 9 equal to 79% of the depth d7 of the circumferential groove 7 and therefore greater than 10%. The circumferential groove 7 has a width d 7 equal to 15.2 mm. The indent 9 has a width d 9 equal to 8.7 mm. The indent 9 thus has a width d 9 equal to 57% of the width d 7 of the circumferential groove 7 and therefore greater than 40%.
La bande de roulement est majoritairement constituée d’un premier mélange. Sur la
L’épaisseur moyenne E du deuxième mélange est égale à 2 mm. Cette épaisseur E est mesurée selon la direction normale à la surface intérieure de la rainure circonférentielle 7.The average thickness E of the second mixture is equal to 2 mm. This thickness E is measured in the direction normal to the inner surface of the circumferential groove 7.
Des essais sont réalisés avec des pneumatiques selon l’invention.Tests are carried out with tires according to the invention.
Les mêmes essais sont réalisés avec des pneumatiques de référence. Les pneumatiques de référence diffèrent des pneumatiques selon l’invention par l’absence du deuxième mélange, c’est-à-dire que la bande de roulement est intégralement constituée du premier mélange.The same tests are carried out with reference tires. The reference tires differ from the tires according to the invention by the absence of the second mixture, that is to say that the tread is entirely made up of the first mixture.
Les différents mélanges utilisés pour les bandes de roulement sont listés ci-après :
(1) Caoutchouc naturel
(2) Polybutadiène néodyme 98% de motif 1,4-cis ; Tg=-108°C
(3) Copolymère styrène-butadiène anionique contenant 15% en poids de motif styrène et 24% de vinyl de la partie butadiénique (Tg -65°C)
(4) Noir de carbone de grade N134 selon la norme ASTM D-1765 -2017
(5) Noir de carbone de grade N234 selon la norme ASTM D-1765 -2017
(6) SER 6266 de chez SER
(7) N-(1,3-diméthylbutyl)-N’-phényl-p-phenylènediamine « Santoflex 6PPD » de la société Flexys
(8) N-cyclohexyl-2-benzothiazol-sulfénamide « Santocure CBS » de la société Flexsys
(9) N-cyclohexylthio-phthalimide (CTP/PVI) commercialisé par la société Shandong Derek New Materials Co.
(10) Acide stéarique « Pristerene 4931 » de la société Uniqema
(11) Oxyde de Zinc de grade industriel de la société Umicore The different compounds used for treads are listed below:
(1) Natural rubber
(2) 98% neodymium polybutadiene of 1,4-cis pattern; Tg=-108°C
(3) Anionic styrene-butadiene copolymer containing 15% by weight of styrene unit and 24% of vinyl of the butadiene part (Tg -65°C)
(4) Carbon black grade N134 according to ASTM D-1765 -2017
(5) Carbon black grade N234 according to ASTM D-1765 -2017
(6) SER 6266 from SER
(7) N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine “Santoflex 6PPD” from Flexys
(8) N-cyclohexyl-2-benzothiazol-sulfenamide “Santocure CBS” from Flexsys company
(9) N-cyclohexylthio-phthalimide (CTP/PVI) marketed by Shandong Derek New Materials Co.
(10) Stearic acid “Pristerene 4931” from Uniqema company
(11) Industrial grade Zinc Oxide from Umicore
Les valeurs des constituants sont exprimées en pce (parties en poids pour cent parties d’élastomères).The values of the constituents are expressed in pce (parts by weight per hundred parts of elastomers).
Les propriétés mesurées sont exprimées dans le tableau suivant pour chacun des mélanges :
The measured properties are expressed in the following table for each of the mixtures:
Le résultat des mesures de résistance à la fatigue est exprimé en unité relative (u.r). Une valeur supérieure à celle du témoin, arbitrairement fixée à 100, indique un résultat amélioré c'est-à-dire une meilleure résistance à la fatigue des échantillons de caoutchouc.The result of the fatigue resistance measurements is expressed in relative units (u.r). A value higher than that of the control, arbitrarily set at 100, indicates an improved result, i.e. better fatigue resistance of the rubber samples.
Des premiers essais d’endurance ont été réalisés sur une machine de test imposant à chacun des pneumatiques un roulage ligne droite à une vitesse égale à l’indice de vitesse maximum prescrit pour ledit pneumatique (speed index) sous une charge initiale de 4000 Kg progressivement augmentée pour réduire la durée du test.Initial endurance tests were carried out on a test machine requiring each of the tires to run in a straight line at a speed equal to the maximum speed index prescribed for the tire (speed index) under an initial load of 4000 kg, gradually increased to reduce the duration of the test.
D’autres essais d’endurance ont été réalisés sur une machine de tests imposant de façon cyclique un effort transversal et une surcharge dynamique aux pneumatiques. Les essais ont été réalisés pour les pneumatiques selon l’invention avec des conditions identiques à celles appliquées aux pneumatiques de référence.Further endurance tests were carried out on a test machine cyclically imposing a transverse force and a dynamic overload on the tires. The tests were carried out for the tires according to the invention with conditions identical to those applied to the reference tires.
Les essais ainsi réalisés ont montré que les distances parcourues lors de chacun de ces tests sont au moins aussi importantes voire plus importantes pour les pneumatiques selon l’invention que les pneumatiques de référence.The tests thus carried out showed that the distances covered during each of these tests are at least as great or even greater for the tires according to the invention than the reference tires.
Un dernier essai visant à reproduire une mise en dérive très sévère des pneumatiques a été réalisé. Il consiste à imposer une mise en dérive simulant la limite au-delà de laquelle, le véhicule peut se renverser.A final test aimed at reproducing a very severe drift of the tires was carried out. It consists of imposing a drift simulating the limit beyond which the vehicle can overturn.
Cet essai consiste en une étape préalable de mise en étuve du pneumatique dans une ambiance sèche à 65 °C pendant 15 semaines.This test consists of a preliminary step of placing the tire in an oven in a dry environment at 65°C for 15 weeks.
Un roulage sous machine de test est ensuite effectué pour faire parcourir plus de 25 000 km au pneumatique à une vitesse de 40 km/h, le pneumatique étant mis en dérive environ 20 % du temps de roulage. Le pneumatique est soumis à une charge proche du nominal en ligne droite et augmentée d’environ 40 % en dérive. Les phases de dérive correspondent à une accélération latérale maximale avant retournement d’un véhicule.A test machine run is then carried out to make the tire travel more than 25,000 km at a speed of 40 km/h, the tire being put into drift for approximately 20% of the rolling time. The tire is subjected to a load close to the nominal in a straight line and increased by approximately 40% in drift. The drift phases correspond to maximum lateral acceleration before a vehicle rolls over.
A la fin de ces essais, les pneumatiques sont contrôlés en shearographie et décortiqués pour analyser les éventuels endommagements. Il s’agit d’une analyse visuelle permettant de comparer les éventuelles fissures et leur propagation. Les pneumatiques sont notés et comparés entre eux. Une note supérieure à 100 correspond à un pneumatique moins endommagé. Une valeur 100 est attribué au pneumatique de référence qui est le plus endommagé.
At the end of these tests, the tires are checked by shearography and dissected to analyze any damage. This is a visual analysis to compare any cracks and their propagation. The tires are rated and compared with each other. A score above 100 corresponds to a less damaged tire. A value of 100 is assigned to the reference tire that is the most damaged.
A la fin du roulage les pneumatiques selon l’invention présentent des dommages moins étendus que les pneumatiques de référence.At the end of the rolling, the tires according to the invention show less extensive damage than the reference tires.
Par ailleurs, des mesures de résistance au roulement ont été effectuées.In addition, rolling resistance measurements were carried out.
Les résultats des essais sont présentés dans le tableau suivant. Les mesures de résistance au roulement sont exprimées en Kg/t, une valeur de 100 étant attribuée au pneumatique de référence. Des valeurs supérieures à 100 montrent de meilleures performances en résistance au roulement.
The test results are presented in the following table. Rolling resistance measurements are expressed in kg/t, with a value of 100 being assigned to the reference tyre. Values above 100 show better rolling resistance performance.
Il ressort de ces essais que les pneumatiques selon l’invention permettent de conserver, voire de légèrement améliorer, les performances en termes de résistance au roulement en comparaison du pneumatique de référence.These tests show that the tires according to the invention make it possible to maintain, or even slightly improve, performance in terms of rolling resistance compared to the reference tire.
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