Brevet FR2452391A1 — publié le 19801024

L'invention a pour objet un dessin de sculpture de bande de roulement pour les pneumatiques de véhicule de tourisme et similaires, du type à carcasse radiale et à ceinture de renforcement. Elle a pour objectif de conferer à ces pneumatiques, en plus des qualités habituellement exigées et telles que la bonne tenue de route, une usure régulière, une bonne adhérence sur sol sec, un bon freinage ete..., un meilleur comportement sur sol mouillé ou inondé, une meilleure résistance à lwarrachement des reliefs de la sculpture et un moindre bruit de roulement. Pendant de nombreuses années les pneus de véhicules de tourisme d'usage général ont présentés des dessins de bandes de roulement à tendance lignée, caractérisé par une alternance de rainures et de nervures à direction circonférencielle, les nervures étant plus ou moins complètement découpées par des incisions étroites à directions transversales ou entaillées par des rainures borgnes débouchant dans les rainures longitudinales. Le rôle principal des rainures longitudinales est, sur sol mouillé, de canaliser vers l'arrière de la surface de contact l'eau rencontrée en avant du pneu.Toutefois du fait que dans ce genre de sculpture la largeur des rainures longitudinales et leur nombre sont limités, leur capacité de drainage est atteinte à des vi tesses de roulage relativement basse et, au delà, on constate une chute brusque de l'adhérenee avec l'apparition du phénomène d'aqua-planage. Plus récemment, le développement et le perfectionnement des pneus radiaux pour les adapter à des véhicules plus rapides, ont conduit à leur donner des dessins de sculptures plus découpés, formés de blocs ou pavés plus nettement séparés les uns des autres encore que ces blocs soient le plus souvent alignés suivant des rangées circonférencielles séparées les unes des autres par des rainures de drainage à tracé sinueux ou en zig-zag. Ce type de sculpture assure une meilleure adhérence sur sol mouillé mais bien que la vitesse à laquelle apparait ltaquaplanage soit souvent plus élevée on continue cependant à observer une perte brutale de l'adhérence lorsque l'on atteint cette vitesse. I1 serait donc souhaitable que le phénomène soit moins brusque afin que le conducteur puisse en sentir l'approche et modifier son allure en conséquence. D'autres défauts constatés avec ce type de sculpture plus découpées sont une usure plus rapide et souvent irrégulière, une augmentation du bruit du roulement dû au martelage des éléments séparés dans le sens circonférenciel et ltarrachement de pavés, notamment lorsqu'ils sont soumis à de trop fortes contraintes transversales, par exemple en virage ou en dérapage. L'invention a donc pour but d'éviter ou ces inconvénients sans compromettre sensiblement les autres qualités routières du pneu, grâce un nouveau type de sculpture décrit ci-après en référence aux dessins ci-joints dans lesquels les figures 1 à 4 sont des lan de portions de bande de roulement illustrant plusieurs modes de réalisation de cette sculpture et la figure 5 une coupe transversale du sommet d'un pneu comprenant cette sculpture et notamment celle de la figure 4. Sur les figures 1 à 4 on a représenté sur la moitié supérieure des figures le tracé schématique de la sculpture et sur les moitiés inférieures le tracé réel du réseau des rainures séparant les pavés ou blocs de la sculpture. Ce type de sculpture est constitué de blocs ou pavés distincts arrangés suivant un nombre impair de rangées circonfé- rencielles de sorte qu'elle comprend dans tous les cas une rangée centrale 1 située dans le plan équatorial x-xt du pneu et au moins deux rangées latérales 2 et 3 situées de part et d'autre de la rangée centrale 1 - Les rangées extrêmes 3 sont constituées par les pavés des épaules de la bande de roulement et les rangées 2 constituent des rangées intermédiaires. Généralement ces cinq rangées suffisent pour les pneus de tourisme des dimensions les plus courantes mais pour les pneus spécialement larges on peut avoir deux rangées intermédiaires de pavés de chaque côté de la rangée centrale. Les blocs ou pavés de la sculpture sont séparés les uns des autres dans le sens circonférenciel par des rainures continues 4 débouchant sur les deux côtés de la bande de roulement et ayant un tracé général en forme de chevron dont les sommets 5 sont dirigés vers l'avant de l'empreinte au sol et situés vers le milieu de la bande de roulement. Les deux branches obliques de ces rainures en chevron forgent entre elles un angle A largement ouvert, de l'ordre de 100 à 1300 environ, de sorte que ces rainures 4 sont orientées davantage dans le sens transversal plutôt que dans le sens longitudinal.Cependant, du fait de l'obliquité de leunBbranches ces rainures 4 s'étendent sur une distance circonférencielle D de la bande et les rainures successives sont espacées circonférenciellement d'une distance d inférieure à D de façonna s'imbriquer partiellement l'une dans l'autre. Cet espacement d est choisi de façon a avoir dansola longueur de l'empreinte au sol du pneu normalement chargé de 4 à 8 sommets de ces rainures en chevron 4. Enfin ces rainures en chevron 4 sont relativement larges, soit de 4 à 7 mm environ pour les dimensions les plus usuelles de pneus de tourisme. Les blocs ou pavés de la sculpture sont d'autre part séparés les uns des autres dans le sens transversal par d'autres rainures obliques 6 reliant deux à deux les rainures en chevron consécutives 4 et inclinées en sens inverse des branches de ces dernières en formant par rapport à la direction longitudinale des angles B de valeur comprise entre 40 et 750 environ. Ces dernières rainures obliques 6 sont suffisamment espacées les unes des autres dans le sens transversal pour que les pavés quelles délimitent avec les rainures en chevron 4 aient une forme générale légèrement plus allongée dans le sens transversal que dans le sens longitudinal.Ainsi l'espacement e entre les rainures situées de chaque côté de la bande est de préférence compris entre 1 et 1,5 fois la valeur de l'espacement circonférenciel des rainures en chevron. I1 en est de même pourlesespacements moyens e'et e" entre les rainures situées de part et d'autre du plan équatorial et entre les rainures latérales et les bords de la surface de roulement. Avec cet arrangement général des rainures 4 et 6 la sculpture de la bande de roulement est donc constituée seulement de reliefs-en forme de blocs ou pavés distincts, à l'exclusion de toute nervure continue, ces blocs ayant une forme allongée à tendance plus transversale que longitudinale. Ces blocs se répartissent, dans le sens circonférenciel en rangées successives en forme de chevrons imbriqués et dirigés vers l'avant, constituées chacune de blocs 7. 8. 9. 10 et 11.Cette disposition est particulièrement favorable à la tenue sur sol mouillé et aux vitesses élevées proches de la vitesse limite d'apparition du phénomène d'aqua-planage. A ces vitesses, les rangées de blocs en chevron largement ouverts attaquent le coin d'eau accumulé en avant du pneu de façon à le cisailler ou à le hacher en fractions successi ves en refoulant principalement l'eau de ces fractions dans les rainures obliques larges en chevron 4 qui la drainent vers les côtés latéraux de la zone de contact au sol de la bande de roulement. Une partie importante de cette eau n'est donc pas piégée au centre de l'empreinte où elle aurait tendance à soulever le pneu et supprimer le contact avec le sol. La pression de contact au sol des blocs de la sculpture reste ainsi mieux répartie dans toute la surface de empreinte au sol.Si la vitesse augmente néanmoins jusqu'à l'apparition du phénomène d'aqua-planage, la perte d'adhérence est moins brusque et son approche peut etre mieux perçue par le conducteur du véhicule. D'autre part, il résulte de la disposition en chevron des blocs que leurs bords d'attaque sont décalés dans le sens circonférenciel. Ils viennent donc successivement et progressivement en contact avec le sol, sans saccade ce qui est favorable à un roulement plus silencieux et plus confortable. Enfin la forme allongée à tendance transversale des blocs est favorable à leur résistance aux efforts transversaux violents en virage et en dérapage La figure 1 montre une forme de réalisation simplifiée de la sculpture selon l'invention, dans laquelle les rainures larges en chevron 4 ont des branches purement rectilignes jusqu'aux bords de la bande de roulement. Ces branches se rejoignent aux sommets 5, qui sont alignés sur le plan équatorial xx' et elles sont inclinées symétriquement par rapport à ce plan. Les rainures obliques 6 rejoignent deux à deux les branches des rainures en chevron 4 en débouchant dans ces dernières en des points décalés dans le sens transversal. La figure 2 montre une autre forme de réalisation simplifiée de l'invention dans laquelle les rainures en chevron 4 présentent un tracé en lignes brisées avec de courtes portions sensiblement transversales 12 qui constituent des arêtes avant et arrières des pavés délimités par ces rainures. Les extrémités latérales des rainures 6 débouchent aussi sur les côtés de la bande de roulement par de courtes portions transversales 13. Len- semble du tracé en ligne brisé suit en moyenne le tracé rectiligne théorique des branches des rainures en chevron. En outre les rainures obliques 6 rejoignant deux à deux les branches des rainures en chevrons sont-elles mômes disposées approximativement dans le prolongement des unes des autres.Dans ce cas précis ces rainures 6 forment entre elles un tracé en chevron de sens inverse à celui des rainures 4 et dont les sommets sont dirigés vers l'arrière de l'empreinte au sol en coïncidant avec les sommets 5 des rainures 4. Avec ce tracé inversé des rainures 6 on peut éviter d'avoir un sens de roulage imposé pour le pneu. Le tracé en chevron des rainures 6 peut toutefois ne slétandre que sur une largeur 1 inférieure à la largeur L de la bande de roulement mais au moins sur les 4/5 de celle-ci pour ne pas imposer de sens de roulage. La figure 3 montre encore un autre exemple de réalisation de l'invention dans lequel les branches des rainures en chevron 4 forment chacune des angles différents A et A' par rapport au plan équatorial du pneu de sorte que les branches situées d'un côté de la bande ne sont pas symétriques des branches de l'autre côté. La différence des angles peut être de l'ordre de 10 à 150 environ, le but étant d'obtenir sur les eôtés un décalage longitudinal entre les pavés correspondant de chaque rangée de pavés en chevron, ce décalage atteignant la valeur a entre les pavés d'épaule 7 et 11. Cette dissymétrie permet d'éviter ou d'atténuer des phénomènes de rêsonnance et le bruit du roulement. Elle peut-être recherchée aussi dans le but de compenser au moins en partie la dérive résultant de la construction du pneu et notamment de sa ceinture de sommet. Dans cet exemple les rainures en chevron 4 présentent encore un tracé en ligne brisée avec de courtes portions transversales 12 et 13. La figure 4 montre encore un autre exemple de réalisa- tion de l'invention dans lequel les sommets 5 des rainures en chevron 4 sont décalés transversalement d'unedistance E par rapport au plan équatorial. Ce décalage E n'est de préférence pas supérieur à 0,2 L. Dans ce cas on peut encore avoir, même avec des sommets d'angle A symétriques par rapport à la direction longitu finale, un décalage circonférenciel a des pavés d'épaule 7 et 11. En adoptant aussi pour les rainures de liaison 6 un tracé en chevron avec des sommets concourant aux sommets 5 des rainures 4 mais décalés de l'autre côté du plan médian x-x' d'une distance E' on peut encore obtenir un dessin de sculpture n'imposant pas de sens de roulage au pneu. La figure 4 montre aussi que les pavés d'épaule 7 et 11 peuvent avantageusement autre prolongés par des parties 7.1 et 11.1 s'étendant au-delà de la largeur normale de la bande de roulement de façon à accentuer l'orientation transversale de ces pavés d'épaule pour améliorer leur résistance aux arrachements dus aux efforts transversaux violents. Les pavés d'épaule le présentent avantageusement une longueur transversale qui est au moins 1,5 fois leur largeur dans le sens circonférenciel. Il est évident que l'établissement de dessins de sculpturesconformesà l'invention aura toujours à se départir quelque peu des réalisations simplifiées illustrées sur les dessins en vue de respecter les autres règles habituelles en ce domaine. Ainsi par exemple ltespacement circonférenciel d entre les rainures en chevron 4 devra varier légèrement sur tout le pourtour ou en divers endroits du pourtour du pneu pour obtenir un dessin a pas variable destiné à éliminer les résonnances et vibrations pendant le roulement.De même, ou en conséquence, pourront varier d'autres caractéristiques de ces dessins tels que les angles A des sommets, l'inclinaison des branches des rainures 4 et de leur portion lorsqu'elles ont un tracé en ligne brisée, les angles d'inclinaison B des rainures de liaison 6, les décalages E et a, etc... Les rainures 4 doivent être relativement larges pour assurer un bon drainage de l'eau depuis le milieu vers les côtés de la bande de roulement mais cette largeur peut ne pas hêtre uniforme et varier, par exemple aller en augmentant depuis le milieu vers les bords de la surface de roulement. Les rainures de liaison 6 peuvent avoir des largeurs appréciables encore qu'elles puissent varier comme le montre par exemple la fig.1 où les rainures 6 situées près des bords sont plus larges que les rainures 6 situées près du centre. Lorsque ces rainures de liaison 6 dessinent un tracé en chevron inverse de celui des rainures 4 elles ont de préférence des largeurs importantes, environ égales à celles des rainures 4. Enfin les sculptures pourront évidemment comporter des découpures ou entailles habituelles telles que des lamelles 1 pour améliorer le freinage. REVENDICATIONS 10 Pneumatique pour véhicule de tourisme, du type â carcasse radiale et à ceinture de sommets dont la bande de roulement présente une sculpture faite de pavés ou blocs distincts arrangés généralement en plusieurs rangées circonférencielles comprenant au moins une rangée centrale (1), et deux rangées latérales (2 - 3) de part et d'autre de cette rangée centrale1 caractérisé en ce que les blocs sont séparés les uns des autres - d'une part dans le sens circonférenciel par des rainures larges obliques (4) débouchant sur les cotés de la bande de roulement et ayant un tracé en forme de chevron dont le sommet (5) dirigé vers l'avant est situé vers le milieu de la bande de roulement et dont lesbcanches obliques forment entre elles un angle (A) ouvert de tordre de 100 à 1300, ces rainures stétendant sur une distance circonférencielle D supérieure à leur espacement d de façon à s'imbriquer partiellement l'une dans l'autre et leur espacement d étant tel que de 4 à 8 sommet de ces rainures se trouvent dans la zone de contact au sol du pneu. - d'autre part dans le sens transversal par des rainures obliques (6) débouchant dans les rainures en chevron (4) inclinées en sens inverse des branches des dites rainures en chevrons et formant par rapport à la direction longitudinale des angles compris entre 40 et 75G 20 Pneu selon 10 et dans lequel les branches des rainures larges en chevrons (4), forment chacune des angles différents de l'ordre de 10 à 150 par rapport à la direction longitudinale. 30 Pneu selon 10 ou 20 et dans lequel les sommets (5), des rainures en chevrons (4), sont décalés transversalement par rapport au plan équatorial du pneu d'une distance E non supérieure à 0s2 L. 40 Pneu selon l'une des revendications 1 - 3 et dans lequel les branches des rainures en chevrons (4), présentent un tracé en ligne brisée avec de courtes portions sensiblement transversales (12), constituant les arêtes avant et arrière des pavés délimités par ces rainures. 50 Pneu selon lfune des revendications 1 à 4 et dans lequel les branches des rainures en chevrons (4) débouchent sur les côtés de la bande de roulement par des portions de rainures larges sensiblement transversales (13). 60 Pneu selon l'une des revendications 1 à 5 et dans lequel les rainures obliques (6) rejoignant les rainures en chevrons sont espacées d'une distance (e) non inférieure à l'espacement d des rainures en chevron et de préférence comprise entre 1 et 1,5 d. 70 Pneu selon l'une des revendications i à 6 et dans lequel les débouchés des rainures obliques (6) dans les rainures en chevron sont décalés transversalement. 80 Pneu selon l'lue des revendications 1 à 6 et dans lequel les rainures obliques (6) reliant les rainures en chevrons sont elles mêmes approximative- ment dans le prolongement des unes des autres et elles forment deux branches en chevron s'étendant sur au moins les 4/5 de la largeur de roulement et dont les sommets dirigés vers l'arl-ière coïncident avec les sommets dirigés vers l'avant des rainures larges en chevron. 9 Pneu selon les revendications 3 et 8 et dans lequel les sommets des chevrons formes par les rainures de liaison (6), sont décalés de l'autre coté du plan équatorial du pneu. 100 Pneu selon l'une des revendications 1 à 9 et dans lequel les pavés d'épaules de la sculpture sont orientés dans le sens transversal et ils présentent une longueur transversale d'au moins 1.5 fois leur largeur dans le sens circonférenciel.