Brevet FR2354895A1 — publié le 19780113

La présente invention est relative à un pneumatique à friction destiné principalement aux véhicules automobiles et autres véhicules routiers et prévu pour une utilisation hivernale. Jusqu'à maintenant on a amélioré les qualités de tenue de route des pneumatiques à l'aide de dessins convenables de la bande de roulement, en employant éventuellement en outre des clous (pneux à clous) ou des crampons, notamment en vue deys compétitions sur la glace. On a également utilisé, dans le même but, des chaînes amovibles et autres dispositifs en acier de même type destinés à remplacer ces chaînes. En outre les fabriquants de caoutchouc ont été amené à développer des types de caoutchouc possèdant des qualités de friction ou d'adhérence améliorées. Les pneumatiques à crampons ne peuvent pas être utilisés sur route et même les pneumatiques à clous qui apportent une bonne tenue de route dans les conditions hivernales, usent trop les routes. Les chaînes et autres dispositifs similaires ne peuvent être utilisés que dans des situations spéciales et les tentatives faites pour améliorer les propriétés d'adhérence du caoutchouc n'ont été couronnées de succès que pour les conditions estivales. La présente invention se propose d'apporter un pneumatique à friction ou adhérence améliorée qui est constitué par unpneuma- tique fabriqué de façon classique, dont la bande de roulement ou chape, profilée par des procédés connus en-fonction des conditions d'utilisation, contient des morceaux d'un matériau de friction, granulaire ou de toute autre forme, ce pneumatique étant caractérisé en ce que les morceaux du matériau de friction sont vulcanisés dans le caoutchouc de la chape afin que leurs surfaces soient liées au caoutchouc par diffusion, cémentation et/ou par vulcanisation chimique effective. Selon une caractéristique de cette-invention, les morceaux de matériau de friction sont choisis parmi les matériaux plus résistants à l'usure que le caoutchouc de la chape de pneumatique. Dans ce cas les inégalités existant autour de chaque morceau du matériau de friction, augmentent lorsque le caoutchouc s'use plus vite que ledit morceau jusqu'à ce que finalement le morceau de-matériau de friction puisse se détacher de lui-même en laissant un creux qui entraîne une inégalité dans la chape, cependant qut les autres morceaux de matériau de friction de la chape subissent continuellement le même traitement lorsque le pneumatique roule sur la surface de la route. Selon une autre caractéristique de cette invention, les morceaux de matériau de friction sont choisis parmi les matériaux moins résistants à l'usure que le caoutchouc ce la chape. Dans ce cas les inégalités autour de chaque morceau augmentent lorsque le caoutchouc s'use moins vite que les morceaux de matériau de friction, les logements des morceaux de matériau de friction formant alors des inégalités dans la chape ayant la forme des creux plus ou moins grands provoqués par l'usure. Les morceaux de matériau de friction peuvent être choisis, selon l'invention parmi les roches, les matières agglomérées, frittés, céramiques etc... D'autres caractéristiques et avantages de cette-invention ressortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés qui en illustre divers exemples de réalisation non limitatifs. Sur le dessin - la figure 1 est une coupe d'un pneumatique selon l'invention, dont la chape vulcanisée 2 contient des morceaux 1, d'un matériau de friction, - la figure 2 est une coupe analogue à la figure 1, représen tant un pneumatique comportant des morceaux 1 de matériau de friction, répartis principalement dans la partie exté rieure de la chape 2 - is figurez 3 à 10 sont des vues partielles illustrant divers exemples de réalisation de l'invention et - la figure Il illustre divers exemples de formes des morceaux de matériaux de friction pouvant être utilisés dans le cadre de cette invention. Les différents facteurs qui ont une influence sur les qualités d'adhérence ou de friction d'un pneumatique sur la surface de la route, quand celle-ci est humide, couverte de glace ou de neige, sont variés. L'adhérence dépend, par exemple, de la qualité du caoutchouc (dureté etc...), du dessin de la chape, des protu brancs rigides du type crampons ou clous disposées sur la surface du pneumatique, des inégalités ou de la rugosité de cette surface, et du coefficient de frottement des protubérances contre la surface de la route. La figure 3 représente en coupe, la chape d'un pneumatique selon l'invention, dans laquelle les inégalités de surface sont produites et maintenues par des morceaux d'un matériau de friction dur 1, qui sont liés et ancrés dans le caoutchouc et s'usent plus lentement que le caoutchouc. Lorsque le caoutchouc s'use, certains des morceaux 1 sont mis à découvert, ce qui forme des protubérances qui ont l'aspect de pointes ou de bosses la, quelques-uns des morceaux 1, moins bien ancrés dans la chape 2 se détachant de cette dernière en y formant des creux 4. Les dimensions des morceaux de matériau à friction sont choisis de façon à s'adapter à l'utilisation recherchée et elles peuvent varier dans un large domaine jusqu'aux dimensions les plus petites. Les morceaux de matériau de friction ancrés par vulcanisation dans la chape de roulement d'un pneu selon l'invention peuvent être choisis selon des critères variés. Ils peuvent etre très résistants à l'usure comme le sont les pièces métalliques ou bien ils peuvent être constitués de roches, de minéraux, de métaux en général, de caoutchouc plus dur que le matériau de base du pneumatique, d'un matériau fritté, d'une céramique etc... On peut également pour le choix de ces morceaux de matériau de friction prendre en considération les conditions de conduite. L'un des stères les plus importants dans le choix des morceaux du matériau de friction pour un pneumatique d'hiver peut être les propriétés d'adhérence des morceaux de friction eux-mêmes sur la glace ; dans ce cas, par exemple, on utilisera des morceaux de matériaux frittés d'un certain type, vulcanisés dans la chape du pneumatique. Sur une route humide, le glissement d'un pneumatique est provoqué par le faible coefficient de frottement du caoutchouc sur la surface humide de la route et par le phénomène connu sous le nom d'aquaplaning. Les propriétés d'adhérence sur la surface humide de laroute peuvent être améliorées selon un exemple de réalisation de l'invention en choisissant pour réaliser les morceaux 1, un matériau qui possède un meilleur coefficient de frottement que le caoutchouc sur les surfaces humides des routes. Dans ce cas on peut utiliser des morceaux de roches correspondant aux matériaux rocheux de l'asphalte constituant le revêtement routier. Lorsque les morceaux de matériau de friction sont choisis de façon à s 'user plus vite que le caoutchouc de la chape du pneuma tique, il apparait à la surface de la bande de roulement du pneumatique (figure 4) des inégalités ayant la forme de creux 5, provoqués par l'usure. Dans ce cas les morceaux de matériau de friction vulcanisés dans le caoutchouc sont par exemple, en un caoutchouc dur de tout type approprié, des matières frittées ou céramiques. En mélangeant des morceaux de matériaux de friction de ce type et des morceaux de matériaux plus résistants à l'usure que le caoutchouc on obtient une rugosité produite par les aspérités durs formées par les morceaux de matériaux de friction plus résistants et par les creux résultant des morceaux de matériaux de friction moins résistants dans la chape du pneumatique. Cet effet se poursuit pendant que s'use la chape du pneu. La figure 5 illustre un exemple de réalisation de ltinven- tion dans lequel les morceaux de matériaux de friction 1, liés et ancrés par vulcanisation dans la composition de caoutchouc de la chape, sont réalisés à partir d'un matériau dur mais cassant, qui est plus résistant à l'usure que le caoutchouc. Lorsque ce dernier s'use, les morceaux de matériau de friction font de plus en plus saillie -de la chape et en conséquence la charge de surface sur les morceaux de matériau de friction augmente également. En raison des chocs auxquels ils sont soumis, les morceaux cassant se brisent à un certain moment. En conséquence les surfaces des morceaux de matériau de friction qui ont été arrondies et rendues lisses par l'usure, deviennent rugueuses et à bords vifs 6, quand les morceaux se brisent et la tenue de route, par exemple sur de la glace lisse, reste bonne. On peut, par exemple, fabriquer ces morceaux de matériau de friction cassants en utilisant des matières céramiques. Les formes de morceaux de matériau de friction peuvent varier grandement en fonction de leurs dimensions. On a représenté à la figure Il, un certain nombre de variantes de formes qui peuvent être utilisées pour réaliser ces morceaux, selon le matériau utilisé et les propriétés désirées. Ces morceaux peuvent être, par exemple, du sable, du gravier ou des pierres naturels tamisés; de la roche concassée ou de la céramique ; de la céramique découpée; des morceaux de tiges ou de cables métalliques ou des morceaux de métal ; des pièces frittées ou comprimées ; des déchets d'acier et similaire etc... Les pièces de forme granulaire ou autres utilisées comme morceaux ou pièces de friction peuvent être ancrées ou fixées dans le caoutchouc de la chape par vulcanisation, par exemple, de telle façon que les morceaux de matériau de friction diffusent, soient cémentés et/ou chimiquement vulcanisés dans le caoutchouc, ce qui lie ces morceaux en vue de former une masse cohérente du matériau avec le caoutchouc. La liaison peut être réalisée de toute autre manière. La fabrication de la bande de roulement d'un pneumatique à friction selon l'invention peut s'effectuer, par exemple, de la façon suivante : sur un corps de pneumatique on rapporte par vulcanisation la chape, selon un procédé connu : les morceaux de matériau de friction devant être liés dans la matière brute ou dans la matière constituant la chape qui doit être vulcanisée dans le corps du pneumatique, sont présents dans la matière ou bien ils y sont incorporés lors du stade préparatoire de la yulcanisation. Dans l'exemple de réalisation representé à la figure 6, les morceaux de matériau de friction 1 sont distribués, de façon homogène, dans toute la matiere constituant la chape 2a, qui est en forme de bande. Dans ce cas les morceaux 1 seront distribués de façon uniforme dans toute la section de la -chape, comme dans l'exemple de réalisation de la figure 7. Lorsque l'on désire limiter la présence des morceaux de matériaux de friction principalement sur la partie extérieure de la chape, ces morceaux devant être ancrés par vulcanisation sont ajoutés uniquement dans la- partie extérieure de la bande de matière devant constituer la chape (figure 7). il est également possible de réaliser, à partir de la matière devant constituer la chape une bande, en deux ou plusieurs couches, sur le corps de pneumatique à vulcaniser, quesques-unes de ces couches, ou toutes ces couches comportant des morceaux de matériau de friction selon une densité convenable (figure 8 et 9). On peut réaliser une bande de chape, à partir de la matière devant constituer cette chape, en deux ou plusieurs couches sur tout le corps du pneumatique à vulcaniser. Dans ce cas les morceaux de matériau de friction sont placés, selon une densité uniforme, dans une ou plusieurs interfaces entre les couches (fiv.10) Dans ce cas la couche supérieure, qui lie les morceaulr, peut n'être constituée que par une mince bande de chape 7. Les morceaux de matériau de friction peuvent également être appliqués par pression dans la surface de la matière constituant la chape, selon une densité convenable, sans bande de chape 7. Dans ce cas les morceaux de matériau de friction sont présents dans la matière de la chape, liés et ancrés dans cette chape par vulcanisation, d'une manière similaire à celle représentée à la figure 7, mais dans une couche plus mince il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée aux divers exemples de réalisation décrits ou représentés mais qu'elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS 1.- Pneumatique à friction, pour véhicules routiers qui est constitué par un pneumatique fabriqué de façon classique, dont la bande de roulement ou chape, profilée par des procédés connus en fonction des conditions d'utilisation, contient des morceaux d'un matériau de friction-granulaire ou de toute autre forme, caractérisé en ce que les morceaux de matériau de friction sont vulcanisés dans le caoutchouc de la chape afin que leurs surfaces soient liées au caoutchouc par diffusion, cémentation et/ou par vulcanisation chimique effective. 2.- Pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les morceaux de matériau de friction sont choisis parmi les matériaux plus résistants à l'usure que le caoutchouc de la chape du pneumatique afin que les inégalités autour de chaque morceau de matériau de friction augmentent lorsque le caoutchouc s'use plus vite que ledit morceau, jusqu'à ce que finalement ce morceau de matériau de friction puisse se détacher de lui-même en laissant un creux qui entraîne une inégalité dans la chape, cependant que les autres morceaux de matériau de friction de la chape subissent continuellement le même traitement lorsque le pneumatique roule sur la surface de la route. 3.- Pneumatique selon-la revendication 1, caractérisé en ce que les morceaux de matériau de friction sont choisis parmi les matériaux moins résistants à l'usure que le caoutchouc de la chape, afin que les inégalités autour de chaque morceau augmentent lorsque le caoutchouc s'use moins vite queleas morceaux de matériau de friction, les logements des morceaux de matériau de friction formant alors des inégalités dans la chape ayant la forme des creux plus ou moins grands provoqués par l'usure. 4.- Pneumatique à friction selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les morceaux de matériau de friction sont choisis de façon que quelques-uns d'entre-eux soient plus résistants que le caoutchouc à l'usure, au contact de la surface de la route et que quelques-uns soient moins résistants afin de former, dans la chape, des protubérances résultant des morceaux de friction plus résistants à l'usure et des creux provenant des morceaux de friction moins résistants à l'usure. 5.- Pneumatique à friction selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les morceaux de matériau de friction sont constitués par une couche correspondant à celle utilisée pour la confection du revêtement de la route ou par tout autre matériau convenable ayant un coefficient de frottement sur la surface humide de la route, supérieur à celui du caoutchouc utilisé pour confectionner la chape. 6.- Pneumatique à friction'selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les morceaux de matériau de friction sont constitués par une matière agglomérée ou frittée ou toute autre matière dont le coefficient de frottement par rapport à la glace est supérieur à celui du caoutchouc utilisé pour la réalisation de la chape. 7.- Pneumatique à friction selon l'une quelconque des revendications 7 à 4, caractérisé en ce que les morceaux de matériau de friction sont constitués par un matériau céramique ou tout autre matériau cassant qui, en se brisant, renouvelle de façon appropriée B > rugosité de la surface des morceaux de friction individuels avant que ces morceaux ne soient totalement usés et se détachent 8.- Pneumatique à friction selon l'une quelconque des revendications 7 à 7, caractérisé en ce que l'on fabrique séparément la chape avec ses morceaux de matériau de friction et on la vulcanise au pneu sans chape par un procédé connu. 9.- Pneumatique à friction selon l'une des revendications I et 8, caractérisé en ce que les morceaux de matériau de friction ont été ajoutés, de façon uniforme, dans tout le volume de la matière de la chape, qui est en forme de bande, les morceaux de friction étant alors uniformément répartis dans toute la section de la chape du pneumatique. 10.- Pneumatique à friction selon l'une des revendications 1 et 8, caractérisé en ce que les morceaux de matériau de friction n'ont été ajoutés que sur la partie extérieure de la matière de la chape qui est en forme de bande, auquel cas, pendant la vulcanisation, les morceaux de friction restent essentiellement sur la partie extérieure de la chape. 11.- Pneumatique à friction selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que la bande de roulement est réalisée à partir de la matière de la chape1 en deux ou plusieurs bandes, sur le corps du pneumatique à vulcaniser, quelques-unes, ou la totalité des couches contenant des morceaux de matériau de friction selon une densité appropriée. 12.- Pneumatique à friction selon l'une des revendications 1 et 8, caractérisé en ce que lton realise la bande de chape à partir de la matière de la-chape, en deux ou plusieurs bandes sur le corps du pneumatique à vulcaniser et en ce que l'on place des morceaux de friction, selon une densité homogène, dans une ou plusieurs des interfaces entre les couches.