Brevet FR2227965A1 — publié le 19741129

a présente invention a pour objet une enveloppe de bandage pneumatique comportant une bande-de roulement de structure spécifique; elle viseen outre une telle bande de roulement en soi. On sait que la durée de vie d'une enveloppe de bandage pneumatique dépend essentiellement de l'usure de la chape protectrice ou bande de roulement, l'enveloppe devenant inutilisable dès que -les creux et pleins gravés sur ladite bande de roulement ne sont plus apparents sur la totalité de la surface de roulement de ladite bande de roulement.Or les sommets des épaulements de la bande de roulement, c'est-à-dire les zones latérales de la surface de roulement ,ont tendance à s' user plus rapidement que la zone centrale ou médiane, de telle sorte que, pour une bande de roulement d'un type courant comportant des creux en forme de rainures de profondeur constante et sensiblement en même quantité ou densité dans les diverses zones de la surface de roulement, lesdites rainures disparaissent localement dans les zones latérales précitées, par usure des reliefs ou pleins situés entre elles1 alors que les gravures subsistent encore dans la zone médiane de la surface de roulement.En raison du manque d'adhérence des enveloppes de bandages pneumatiques à ce stade d'usure de la bande de roulement, la tenue de route de véhicules dont les roues sont équipées de telles enveloppes devient très mauvaise, de sorte qu'on doit renoncer, pour des raisons de sécurité, à continuer d'utiliser de telles enveloppes. On conçoit aisément que, si l'on peut remédier à cette usure sélective des zones latérales de la surface de roulement, on pourra augmenter considérablement la durée de vie des enveloppes de bandages pneumatiques. On a déjà proposé de remédier à cette usure sélective en prévoyant des rainures de plus grande profondeur dans les zones latérales précitées, par exemple de l'ordre de 10, tout en maintenant sensiblement la même densité de rainures sur toute la surface de la bande de roulement. L'usure des zones latérales de la surface de roulement est ainsi corrigée, mais, comme on est conduit à augmenter l'épaisseur de la bande de roulement dans lesdites zones latérales pour pouvoir y graver lesdites rainures plus profondes, le supplément de matière caoutchouteuse ou mélange fait que la chaleur produite dans la bande de roulement se dissipe plus difficilement dans lesdites zones latérales, ce qui entraîne généralement un décollement des bords des ceintures de renforcement et une résistance augmentée au roulement.Ainsi là durée de vie de l'enveloppe se trouve quand meme diminuée, mais pour une autre raison que l'usure sélective précitée. On pourrait aussi, dans le but de corriger l'usure sélective des zones latérales de la surface de roulement, mettre en oeuvre une épaisseur constante des rainures, sans qu'il soit par conséquent nécessaire de prévoir un épaississement desdites zones latérales, et répartir ces rainures de telle sorte qu'elles soient absentes dans les zones périphériques ou beaucoup moins nombreuses dans ces zones que dans la zone médiane.Les enveloppes construites sur ce principe ne présentent cependant que peu d'intérêt, car elles manquent d'adhérence et entraient facilement le patinement des roues; d'autre part, en raison de la raréfaction des rainures dans certaines zones, l'eau s'évacue plus difficilement lors du roulement par temps pluvieux et la chaleur dégagée lors du roulement, au niveau de la bande de roulement, s'évacue mal, ce qui diminue les performances de 11 enveloppe et subsidiairement la durée de vie. L'enveloppe de la présente invention permet d'augmenter considérablement la durée de vie des pneus, en remédiant à l'usure sélective précitée, tout en évitant les inconvénients des solutions antérieurement proposées. A cet effet, l'enveloppe de bandage pneumatique selon la présente invention est caractérisée en ce que le rapport surface des pleins/ surface des creux de la surface de roulement de la bande de roulement présente des valeurs différentes dans les zones latérales de ladite surface de roulement et dans la zone médiane de cette surface et en ce que la valeur du produit de la valeur locale de ce rapport par la profondeur locale desdits creux, dans lesdites zones latérales,est compris entre 100 et 1o% de la valeur de ce produit dans la zone médiane précitée. Selon une autre caractéristique de 12 présente invention, la valeur du produit précité augmente progressivement de la zone médiane vers les zones latérales de la surface de roulement. On conçoit aisément que la condition précitée peut être respectée soit en mettant en oeuvre des rainures plus profondes dans les zones latérales, soit au contraire en mettant en oeuvre des rainures plus profondes dans la zone médiane de la surface de roulement, en choisissant de manière appropriée la valeur locale du rapport surface des pleins/ surfaces des creux de la surface de roulement. En d'autres termes, si l'on désigne par r la valeur de ce rapport et par 2 la profondeur des rainures et si l'on affecte les indices 1 et m à ces grandeurs, respectivement pour les zones latérales et la zones médiane de la bande de roulement, on doit avoir: Pm rm Q P1 r1 On voit que cette relation inclut les trois cas suivants, en fonction des valeurs respectives de Pm et p1 d'une part et de rm et rl d'autre part: 1er cas: rl > rm Pl > Pm 2ème cas : rl rm P1 > Pm 3ème cas : r1 > rm P1 lies trois cas fondammentaux ci-dessus correspondent aux trois modes de réalisation énoncés ci-apràs : Dans un premier mode de réalisation de l'invention, les creux précités sont plus profonds dans les zones latérales que dans la zone médiane de la surface de roulement et, simultanément, le rapport surface des pleins/ surface des creux est plus élevé dans lesdites zones latérales. Selon un autre mode de rdalisation de l'invention, les creux précités sont plus profonds dans les zones latérales que dans la zone médiane de la surface de roulement et, simultanément, le rapport surface des pleins/surfacesdes creux est moins élevé dans lesdites zones latérales. Enfin, dans un troisième mode de réalisation de l'invention, les creux précités sont moins profonds dans les zones latérales que dans la zone médiane de la surface de roulement et, simultanément, le rapport surface des pleins/surface des creux est plus élevé dans lesdites zones latérales. On conçoit aisément, comme il sera illustré plus loin, que la valeur locale du produit Pr augmente en même temps que le volume de substance caoutchouteuse ou mélange susceptible d'être éliminé par usure depuis l'état neuf de la bande de roulement jusqu'à un état de celle-ci correspondant au moment de la disparition des reliefedans la zone considérée, l'accroissement de la valeur de ae produit lorsqu'on passe de la zone médiane à la zone Aatimde permettant ainsi de remédier à l'usure volumique (quantité de substance caoutchou teuse disparaîssant par unité de temps, par suite de l'usure) plus grande dans les zones latérales que dans la zone médiane. Selon un mode réalisation préféré de la présente invention, la surface de roulement de ltenveloppe présente des rainures substantiellement longitudinales se croisant avec des rainures substantiellement radiales, ces rainures déterminant de préférence des motifs géométriques se reproduisant dans différentes zones longitudinales de la surface de roulement avec accroissement progressif des dimensions dudit motif de la zone' médiane vers is zones latérales précitées, ces rainures pouvant être de largeur variable ou constante les rainures peuvent aussi déterminer une pluralité de configurations géométriques continues se reproduisant substantielle- ment identiquement à elles-mêmes dans différentes zones transversales successives de la bande de roulement, chaque configuration étant formée d'une succession de motifs identiques ou similaires de dimensions craissantes de la zone médiane vers les zones latérales de la surface de roulement, lesdites rainures étant de largeur constante ou de largeur variable D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description non limitative qui va suivre, en référence aux dessins annexés, dans lesquels:: - la figure 1 représente, en vue de dessus, un fragment de la surface de roulement d'une bande de roulement d'un type connu usuel; - la figure 2 représente une vue en coupe transversale suivant Il-Il de la figure 1, de cette bande de roulement; - les figures 3 et 4 représentent des fragments de surfaces de roulement de deux autres types possibles de bandes de roulement; - la figure 5 représente une vue de dessus d'un fragment de surface de roulementòùlon a seulement représenté la structure des pleins et des creux de ladite surface dans une zone localisée de ladite surface, afin de pouvoir définir exactement le rapport surface des pleins/ surface des creux;; - la figure 6 représente,en vue de dessus,un fragment d'une bande de roulement conforme à un mode de réalisation de la présente invention; et - la figure 7 représente, en vue de dessus, un fragment d'une bande de roulement selon un autre mode de réalisation de la présente invention. La bande de roulement 1 des figures 1 et 2 comporte, sur la surface de roulement 2, une pluralité de rainures ou creux comprenant, dans l'exemple représenté deux rainures 41 disposées suivant les zones latérales de la surface de roulement et deux rainures 4m situées dans la partie centrale ou médiane de la surface de roulement; comme on peut le voir sur la figure 2, la profondeur des rainures 41 des zones latérales est plus élevée que la profondeur des rainures 4m de -la zone médiane , ce qui a conduit à donner à la bande de roulement, dans la région des épaulements, une épaisses. plus importante que l'épaisseur e' de la région centrale de ladite bande de roulement.Comme indiqué précédemment, une telle structure de bandes de roulement présente l'inconvénient d'une dissipation difficile de la chaleur dans les régions-des épaulements et entrains des ScoIlents des bords de la ceinture de renforcement, non représente sur cette figure, qui est située entre la bande de roulement et la carcasse de l'enveloppe de bandages pneumatiques. Dans les structures illustrées dans les figures 3 et 4, les rainures ont par contre toutes la mEme profondeur et on compense l'usure sélective des zones latérales de la surface de roulement en modifiant la répartition desdites rainures. Ainsi - dans le mode de réalisation de la figure 3, on a prévu trois rainures équidistantes 5 dans la zone médiane de la surface de roulement 6, tandis que les zones latérales 7a et 7b ne comportent aucune zone entre eux, - dans le mode de réalisation de la figure 4, l'espacement de deux rainures consécutives 8 augmente progressivement lorsqu'on va de la zone médiane vers les zones latérales 9a et 9b de la surface de roulement 10. On voit sur la figure 5 une zone locale 1 1 de la surface de roulement 12 d'une bande de roulement d'un type quelconque; dans la zone 11 on a représenté un certain motif constitué de pleins 13 (parties en relief ou saillie) et de creux 14 (ici en forme de rainures). Si l'on désigne par a la dimension de cette zone dans la direction longitudinale de la bande de roulement et par b la dimension de cette zone dans la direction transversale, par S la surface des pleins 13 et p par SC la surface des creux 14, la valeur du rapport surface des pleins/ surface des creux est alors exprimée par l'expression tandis que le volume de matière caoutchouteuse susceptible autre éliminé par usure des parties en relief, jusqu'au niveau du fond des rainures 14, est exprimé par ltexpression V = Sp.p (3) ou V = abnr (4) r+1 p représentant la profondeur moyenne des rainures dans la zone locale considérée. On vérifie aisément sur la formule (4) ci-dessus que la quantité de matière pouvant autre usée jusqu'à disparition des gravures d'une zone locale donnée de la surface de roulement est directement proportionnelle à la profondeur moyenne des creux et qu'elle varie dans le mEme sens que le rapport surface des pleins/ surface des creux r. Dans le mode de réalisation de l'invention qui est illustré sur la figure 6, les rainures 15 de la surface de roulement 16 de la bande de roulement 17 déterminent des motifs géométriques, en l'occurrence des rectangles dans l'exemple ici représenté, qui se reproduisent dans les différentes zones longitudinales A, B, C et D de la surface de roulement 16, avec accroissement progressif des dimensions dudit motif de la zone médiane de la surface de roulement vers les zones latérales de celle-ci; de plus la structure comprend ici, suivant l'axe de la surface de roulement une rainure supplémentaire 18. les rainures 15 ont ici toute la même largeur de telle sorte que le rapport surface des pleins/ surface des creux augmente progressivement de la zone médiane vers les zones latérales de la surface de roulement 16, la profondeur desdites rainures étant ici variable et prenant une valeur maximale soit dans les zones latérales, soit dans la zone médiane. En tout état de cause, la structure de la bande de roulement de la figure 6 satisfait à la relation (1) précitée. Pm m 4 Pl r1 4 1,3 Pm m (1) m m l r On remarque que la structure de la figure 6 comporte, de façon connue en soi des rainures substantiellement longitudinales communiquant avec des rainures substantiellement radiales, ce qui facilite l'évacuation de l'eau vers les zones latérales de l'enveloppe, lors du roulage sur une chaussée mouillée. Dans le mode de réalisation de la figure 7, les creux de la surface de roulement 19 déterminent deux lignes brisées en créneaux 20a et 20b dans la zone médiane de la bande de roulement 21, lesquelles sont disposées longitudinalement, et une pluralité de configurations géométriques continues se reproduisant, identiquement à elles-mêmes, dans les différentes zones transversales successives Z1, Z2, Z3 et Z4 de la surface de roulement.Ainsi, la configuration géométrique continue 13 est constituée d'une succession de motifs en créneaux de dimensions croissantes de la zone médiane vers la zone latérale représentée de la surface de roulement; en d'autres termes la dimension t d'un créneau dans le sens transversal et la dimensions 1 d'un créneau dans le sens longitudinal vont en croissant lorsqu'on franchit successivement les différentes zones longitudinales A, B, C et D.On remarque qln, dans le présent mode de réalisation, la largeur des rainures n'est pas nécessairement constante; en ce qui concerne la profondeur des rainures, celle-ci peut aller en ~rouissant progressivement de la zone- médiane sur les zones latérales, ce qui constitue une disposition préférée, ou au cor,traire diminuer progressivement de la zone médiane vers les zones latérales.Cependant, les variations de la profonfeur des rainures sont telles que, dans tous les cas, la condition (1) précitée est respectée, le volume des zones en relief par unité de surface de la surface de roulement étant plus élevé dans les zones latérales que dans la zone médiane, ce qui peut être obtenu soit par variation progressive de cette profondeur, soit variation discontinue. Bien entendu, les caractéristiques de formes et de dimensions des rainures 20a et 20b sont ici choisies de telle sorte que le produit pr soit minimum dans la zone médiane de la surface de roulement. On constate que les enveloppes de bandages pneumatiques dont les bandes de roulement sont conformes aw modesde réalisation des figures 6 et 7 permettent de corriger l'usure sélective des épaulements desdites bandes de roulement, de telle sorte que la disparition des reliefs se produit à peu près en même temps dans la zone médiane et dans les zones latérales de la surface de roulement, ce qui permet d'augmenter considérablement, par exemple de doubler, la durée de vie desdites enveloppes. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes d'exécution décrits qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, Si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. R E V K D i C A T i O K 1.- Enveloppe de bandage pneumatique à durée de vie augmentée, caractérlsée en ce que le rapport surface des pleins/ surface des creux de la surface de roulement de la bande de roulement présente des valeurs différentes dans les zones latérales de ladite surface de roulement et dans la zone médiane de cette surface et en ce que la valeur du produit de la valeur locale du rapport précité par la profondeur locale desdits creux, dans lesdites zones latérales, est comprise entre 100 et 130% de la valeur de ce produit dans la zone médiane précitée. 2.- Enveloppe de bandage pneumatique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la valeur du produit précité augmente progressivement de la zone médiane vers les zones latérales de la bande de roulement. 3.- Enveloppe de bandage pneumatique selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les creux précités sont plus profonds dans les zones latérales que dans la zone médiane de la surface de roulement et en ce que, simultanément, le rapport surface des pleins/ surface des creux est plus élevé dans lesdites zones latérales. 4.- Enveloppe de bandage pneumatique selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les creux précités sont plus profonds dans les zones latérales que dans la zone médiane de la surface de roulement et en ce que, simultanément, le rapport précité est moins élevé dans lesdites zones latérales. 5.- Enveloppe de bandage pneumatique selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les creux précités sont moins profonds dans les zones latérales que dans la zone médiane de la surface de roulement et en ce que, simultanément, le rapport précité est plus élevé dans lesdites zones latérales. 6 Enveloppe de bandage pneumatique selon l'une des revendications 3, 4 et 5, caractérisée en ce que les creux précités constituent des rainures substantiellement longitudinales et des rainures substantiellement transversales qui communiquent entre elles. 7.- Enveloppe de bandage pneumatique selon la reyendication 3 ou 6, caractérisée par la présence d'un motif géométrique des rainures se reproduisant dans différentes zones longitudinales de la surface de roulement avec accroissement progressif des dimensions desdits motifs de la zone médiane vers les zone latérales de la surface de roulement. 8.- Enveloppe de bandage pneumatique selon l'une des revendications 3 et 6 , caractérisée en ce que les creux précités, en forme de rainures, constituent une pluralité de configurations géométriques continues, se reproduisant substantiellement identiques à elles-mêmes dans différentes zones transversales successives de la bande de roulement, chaque configuration géométrique précitée étant formée d'une succession de motifs identiques ou similaires de dimensions croissantes de la zone médiane vers les zones latérales de la surface de roulement. 9.- Bandde roulements, caractérisées en ce qu'elles ont une structure conforme à celle décritesdans l'une quelconque des revendications 1 à 8.