Brevet FR2460217A1 — publié le 19810123

La présente invention se rapporte aux pneumatiques et elle concerne plus particulièrement un pneumatique radial perfectionné pour véhicules de transport lourds destiné à être utilisé principalement sur route et à être montés de pré- férence sur les roues directrices et motrices. Il est bien connu dans l'industrie que le choix d'un dessin de bande de roulement implique l'établissement d'un compromis entre des caractéristiques spécifiques de perfor- mances des pneumatiques pour obtenir un ensemble global de performancesdésiré. Parmi ces caractéristiques, on compte cel- les qui tendent à l'obtention d'un long kilométrage, de la régularité de l'usure, de l'adhérence, de l'absence d'échauf- fement en roulement etc...Ces caractéristiques de performances sont généralement incompatibles entre elles; par exemple un pneumatique qui possède des qualités de long kilométrage et de bonne stabilité latérale peut avoir des caractéristiques d'adhérence médiocres. Inversement, un pneumatique qui a une bonne adhérence peut présenter de médiocres caractéristiques de kilométrage, de stabilité latérale et de régularité de l'u- sure. Il est important que les pneumatiques pour les véhi- cules lourds, notamment ceux qui sont utilisés sur les roues directrices, possèdent des qualités de long kilométrage, de régularité d'usure et de stabilité latérale. En outre, il est important que le pneumatique roule avec un échauffement aussi faible que possible de manière que l'enveloppe puisse être rechapée au moins une fois. La Demanderesse a découvert un arrangement particu- lier par lequel on peut obtenir des caractéristiques de long kilométrage et d'uniformité d'usure dans un pneumatique pour véhicules de transport lourd, principalement destiné à être utilisé sur route et qui possède également une bonne mania- bilité, une bonne adhérence et roule sans s'échauffer. La sculpture de la bande de roulement d'un pneuma- tique réalisé conformément à l'invention, comporte des plots indépendants, de manière à former plusieurs rangées circonfé- rentielles de plots indépendants et plusieurs rainures en zigZag approximativement circonféreLrtielles ménagées chacune entre deux rangées de plots. Les plots indépendants ont tous à peu près la même configuration générale et sont orientés de telle manière que deux côtés de chacun des plots indépendants, situés respectivement aux deux extrémités circonférentielles, soient à peu près parallèles aux côtés correspondants des plots adjacents respectifs qui sont contenus dans la même rangée. Dans une rangée quelconque, deux plots indépendants adjacents sont séparés par une étroite fente ou rainure ayant une largeur telle que la fente entre deux plots indépendants immédiatement adjacents d'un point quelconque de la zone de flexion du pneu- matique se ferme de sorte que les plots indépendants coopèrent entre eux pour résister aux efforts latéraux et circonféren- tiels qui s'exercent sur eux. Les côtés des plots qui sont tournés vers les plots adjacents de la même rangée forment un angle d'environ 70 à 800 avec le plan médian circonférentiel -du pneumatique. Le rapport de la largeur circonférentielle moyenne de ce plot à sa largeur latérale moyenne est d'envi- ron 0,6 à 1,9. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple; - la Fig. 1 est une vue en perspective d'un pneuma- tique suivant l'invention, étant entendu que les parties re- présentées de la bande de roulement se répètent sur toute la circonférence du pneumatique; - la Fig. 2 est une vue partielle de face, à plus grande échelle, de la bande de roulement; - la Fig. 3 est une vue en coupe de la bande de rou- lement suivant l'invention, prise suivant la ligne 3-3 de la Fig. 2 - la Fig. 4 est une représentation schématique de trois plots adjacents qui font partie d'une rangée de plots indépendants de la bande de roulement la Fig. 5 est une illustration d'une variante de configuration d'un plot indépendant réalisé conformément à l'invention. Sur les Fig. 1 et 2, est représenté un pneumatique pour véhicule lourd comprenant une bande de roulement 12 qui est destinée à entrer en contact avec le sol. Pour les besoins de l'invention, on considérera comme pneumatique pour véhicules lourd un pneumatique ayant undiamètre nominal de jante d'environ 500 à environ 620 mm. Toutefois, on connaît des pneumatiques pour véhicule lourd ayant un diamètre de jante nominal de seulement environ 440 mm et qui sont consi- dérés comme rentrant dans le domaine de l'invention. Le pneu- matique 10 comporte deux flancs 14, 16 qui partent radiale- ment vers l'intérieur des épaulements de la bande de roulement 12 pour se terminer par deux talons, 22, 24 respectivement. Une carcasse (non représentée) s'étend d'un talon à l'autre. Cette carcasse est de préférence du type radial dans lequel les câblés de chaque nappe forment un angle avec le plan cir- conférentiel médian du pneumatique compris entre environ 750 et environ 900. Les câblés de la carcasse peuvent comprendre l'un quelconque des matériaux normalement utilisés pour les renforcements à base de câblés utilisés dans les pneumatiques. Par exemple, et à titre non limitatif, ces matériaux peuvent être le nylon, la rayonne, les polyesters et l'acier. Le pneu- matique 10 peut en outre être muni d'une ceinture (non repré- sentée) située sous la bande de roulement et radialement à l'extérieur de la carcasse. Les câblés de la ceinture peuvent comprendre l'un quelconque des matériaux classiques normale- ment utilisés pour les ceintures et ces câblés peuvent être inclinés d'un angle usuel quelconque. Dans la forme de réalisation représentée sur les Fig. 1 et 2, la bande de roulement 12 du pneumatique 10 est munie de nervures circonférentielles continues 26, 28 prévues dansles épaulements 18 et 20. La partie restante de la bande de roulement 12 est munie de plots indépendants 30 de forme pratiquement identique disposés en plusieurs rangées. Dans la forme de réalisation représentée, trois rangées 32, 34, 36 sont prévues. Le nombre réel de rangées dépendra de la taille du pneumatique et de la configuration des plots et, en géné- ral, le pneumatique comportera entre environ deux et environ quatre rangées de plots indépendants. Bien que, dans la for- me de réalisation de l'invention qui est représentée, on ait prévu deux nervures circonférentielles continues 26, 28 dans les régions des épaulements, ces nervures 26, 28 peuvent être remplacées par des rangées de plots indépendants d'une confi- guration analogue à celle des plots 32, 34, 36. On utilise de préférence des nervures circonférentielles 26, 28 afin de ré- duire l'usure des épaulements et d'accro tre la stabilité la- térale. Les nervures 26, 28 ou les rangées de plots (dans le cas ou l'on utilise de telles rangées de plots en remplace- ment de c8tes d'épaulement continues) ont une largeur de sec- tion transversale W qui est comprise entre environ 15 % et % de la largeur T de la bande de roulement et qui est de préférence d'environ 18 % de cette largeur T. Pour les besoins de l'invention, on mesure la largeur de Sa bande de roulement et la largeur des nervures ou rangées de plots sur la zone de flexion du pneumatique gonflé à la pression de gonflage nor- male, chargé à la charge normale et monté sur une jante pour laquelle il a été exécuté. La largeur de section W des nervu- res 26, 28 est la distance mesurée entre le bord de la bande de roulement et la ligne médiane circonférentielle de la rai- nure en zigzag 38 adjacente. La ligne médiane circonféren- tielle de cette rainure est la ligne située axialement à mi- chemin entre les points axialement extrêmes de cette rainure (voir Fig.2). Les plots 30 ont une configuration telle que les rangées 32, 34, 36 laissent delarges rainures en zig-zag 38 entre ces rangées et les nervures 26 et 28. Les rainures en zigzag 38 sont d'une largeur suffisamment grande pour rester É ouvertes dans la zone de flexion du pneumatique afin de for- mer des passages de canalisation de l'eau. Dans une forme de réalisation préférée, les rainures 38 ont toutes pratiquement la même largeur. L'utilisation de plots 30 indépendants donne au pneu- matique une bonne souplesse au moment o un point donné du pneumatique pénètre dans la zone de flexion de ce pneumatique ou en sort, ce qui contribue à conférer au pneumatique une bonne résistance à l'usure ainsi que de bonnes caractéristi- 1o ques concernant l'absence d'échauffement pendant le roulement. L'utilisation de plots indépendantspermet à la partie du pneu- ibatique qui pénètre dans la zone de flexion ou qui sort de cette zone d'agir indépendamment de la partie de la bznde de roulement située en avant et en arrière de la zone de fle- xion. Toutefois, l'utilisation de plots indépendants présente les inconvénients d'une réduction de la stabilité latérale et d'un risque d'usure en dent de scie. Pour résoudre ce problème, les plots 30 présentent une configuration et un espacement mu- tuel tels que, lorsque les plots se trouvent dans la zone de flexion du pneumatique, ils coopèrent pour résister aux forces latérales aussi bien que circonférentielles qui s'exercent sur le pneumatique. Lorsque les plots 30 se trouvent dans la zone de flexion du pneumatique, ils s'appuient contre les plots ad- jacents en s'imbriquant entre les plots adjacents (voir Fig.4). Cette imbrication permet aux plots de devenir jointifs et de se comporter comme une nervure continue lorsqu'ils se trou- vent dans la zone de flexion, afin de réduire à un minimum l'u- sure en dent de scie que l'on observe normalement sur les plots indépendants et ceci apporte une meilleure stabilité latérale. Chaque plot 30, en franchissant la zone de flexion du pneuma- tique, subit des efforts latéraux variables. L'effort latéral maximum se manifeste dans la partie centrale de la zone de flexion et, lorsqu'on se rapproche des bords de la zone de flexion, l'effort latéral décroît en amplitude. Etant donné que les plots du centre subissent un plus grand effort latéral, ces plots tendent à se déplacer sur une distance axiale plus grande que les plots qui leur sont circonférentiellement ad- jacents. L'effet d'imbrication mutuelle des plots permet aux plots de se comporter comme une nervure continue lorsqu'ils se trouvent dans la zone de flexion du pneumatique, et de transmettre l'effort latéral plus important que subissent les plots situés dans la partie centrale de la zone de flexion aux plots qui leur sont circonférentiellement adjacents et de répartir ce plus grand effort latéral sur ces plots circonfé- rentiellement adjacents. Cet effet d'imbrication améliore la stabilité latérale du pneumatique tout en permettant à la bande de roulement du pneumatique de jouir d'une souplesse suffisante pour réduire à un minimum les contraintes de fle- xion qui se manifestent dans le pneumatique. Les rainures ou fentes 46 séparent les plots 30 adjacents de manière à per- mettre à ces plots 30x'agir indépendamment des plotq immédiatement ad- jacents au mument o ils pénètrent dans la zone de flexion ou quittent cette dernière mais elles sont suffisamment petites pour permettre aux plots de s'imbriquer les uns entre les au- tres lorsqu'ils parcourent toute la zone de flexion du pneu- matique. Les rainures 46 sont d'une largeur de moins d'envi- ron lmm et de préférence aussi petite que possible. En géné- ral, les rainures 46 sont d'une largeur d'environ 0,2 à 0,8mm. Dans la forme de réalisation particulière qui est représentée, ces rainures 46 ont une largeur d'environ 0,5 mm. La profondeur d des rainures 46 est d'au moins 30 % de la profondeur D des rainures anti-dérapantes (voir Fig.3). Cette profondeur d est de préférence d'au moins 60 % de la profondeur D et, dans la forme particulière de réalisation représentée, la profondeur des rainures 46 est d'environ 80Fo de la profondeur D. La configuration des plots 30 doit être telle que seul un côté soit commun avec le plot 30 circonférentielle- ment adjacent dans la même rangée. Chaque plot 2 a donc deux côtés 44 situés à ses extrémités circonférentielles resDec- tives qui sont parallèles chacun au ctté d'un plot immédiate- ment adjacent. Les côtés sont de préférence pratiquement rec- tiligne. Dans la forme particulière de réalisation représen- tée, les plots 30 ont la configuration générale d'un penta- gone. Toutefois, on peut voir qu'il est possible de modifier les côtés 43, 45, 47 des plots 30 sans sortir du domaine de l'invention. La partie de chacun des plots 30 qui n'est pas commune avec les plots adjacents a de préférence une configu- ration telle qu'il se forme une rainure en zigzag entre deux rangées adjacentes de plots indépendants. La Fig. 5 montre une variante de configuration des plots 30 suivant l'invention. Les plots 30 ont une configuration telle que les rai- nures 46 forment avec le plan médian circonférentiel du pneu- matique un angle d'environ 70 %o à 85 %, de préférence d'envi- ron 750 à 850. Pour garantir l'obtention d'une imbrication mutuelle appropriée, il est important que l'angle formé soit compris dans des limites prescrites. L'angle particulier que les rainures 46 forment avec le plan circonférentiel médian sera évidemment fonction de la configuration exacte des plots et du pas de succession des plots dans le dessin de la bande de roulement. Les plots 30 ont une configuration telle que le quo- tient de la largeur circonférentielle moyenne CW par la lon- gueur axiale moyenne L soit d'environ 0,6 à 1,9 et de préfé- rence d'environ 0,6 à 1,0. Ici également, la valeur exacte du rapport obtenu dépend de. la configuration du plot et de la variation du pas dans la bande de roulement. Pour les besoins de l'invention, la largeur moyenne de chaque plot 30 est la - largeur de ce plot correspondant à la mi-distance entre la largeur minimum et la largeur maximum de ce plot et la hau- teur moyenne du plot est la hauteur correspondant à la mi- distance entre la hauteur maximum et la hauteur minimum de ce plot. R E V E N D I C A T I 0 N S 1 - Pneumatique pour véhicules lourds, principalement a usage routier, qui comprend une bande de roulement destinée à entrer en contact avec le sol comportant deux épaulements, situés le long des bords latéraux respectifs, deux flancs qui partent respectivement des deux épaulements de la bande de roulement en s'étendant radialement vers l'intérieur pour se terminer par deux talons, la carcasse s'étendant d'un talon à l'autre, caractérisé en ce que la bande de roulement com- prend des plots indépendants (30) qui présentent une configu- ration et une disposition sur la longueur de la bande de rou- lement (12) telles que ces plots forment plusieurs rangées circonférentielles à peu près parallèles de plots indépen- dants et plusieurs rainures en zigzag (38) à peu près cir- conférentielles ménagées entre les rangées de plots indépen- dants, les plots indépendants de chacune des rangées ayant une orientation et une configuration telles que chaque plot (30) présente à chacune de ses extrémités circonférentielles un côté (44) parallèle au plot circonférentiellement adjacent de cette rangée, les plots indépendants de chacune des rangées étant espacés de manière que les côtés des plots indépendants qui se font face soient séparés par une rainure étroite (46) ayant une largeur inférieure à 1 mm de manière que, lorsque les plots adjacents se trouvent dans la zone de flexion du pneumatique, les rainures étroites se ferment et que les plots adjacents coopèrent pour résister aux efforts latéraux et cir- conférentiels, les côtés des plots qui sont tournés vers les plots circonférentiellement adjacents formant un angle d'en- viron 70 à 850 avec le plan médian circonférentiel du pneuma- tique. 2 - Pneumatique pour véhicules lourds principalement à usage routier, comprenant: une bande de roulement destinée à entrer en contact avec le sol.et comportant deux épaulements formés sur les bords latéraux respectifs, deux flancs qui par- tent respectivement des deux épaulements de la bande de roule- ment et se dirigent radialement vers l'intérieur en se termi- nant par deux talons, la carcasse s'étendant d'un talon à l'autre, caractérisé en ce que la bande de roulement (12) comprend deux nervures continues (26, 28) circonférentielles situées sur les épaulements respectifs de la bande de roule- ment, des plots indépendants (30) de forme pratiquement iden- tique étant disposés sur la bande de roulement, entre les ner- vures, pour former des rangées (32, 34, 36) circonférentiel- les à peu près parallèles et des rainures en zigzag (38) d'orientation à peu près circonférentielles, qui s'étendent entre lesdites rangées et les nervures, les plots indépendants de chacune des rangées ayant une orientation et une configu- ration telles que chaque plot présente, à chacune de ses ex- trémités circonférentielles, un côté qui estparallèle au plot adjacent sur le même côté circonférentiel, les plots indépen- dants de chacune des rangées étant espacés les uns des autres de telle manière que les côtés des plots adjacents qui se font face soient séparés par une rainure étroite (46) ayant une largeur inférieure à 1 mm, de sorte que, lorsque les plots adjacents se trouvent dans la zone de flexion du pneumatique, les rainures étroites se ferment et que les plots adjacents coopèrent pour résister aux efforts aussi bien latéraux que circonférentiels, lesdits côtés des plots qui sont tournés vers les plots circonférentiellement adjacents faisant un an- gle d'environ 70 à 85 avec le plan médian circonférentiel du pneumatique. 3 - Pneumatique suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que les rangées sont au nombre de quatre. 4 - Pneumatique suivant la revendication 2, carac- térisé en ce que les rangées (32, 34, 36) sont en un nombre compris entre environ deux et quatre. - Pneumatique suivant la revendication 4, carac- térisé en ce que les rangées sont au nombre de trois. 6 - Pneumatique suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le rapport de la largeur circon- férentielle moyenne (CW) à la longueur axiale moyenne (L) de chacun des plots (30) est compris entre 0,6 à 1,9. 7 - Pneumatique suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le rapport de la largeur circon- férentielle moyenne a la longueur axiale moyenne de chacun des plots est de 0,6 à 1,1. 8 -Pneumatique suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les rainures étroites (46) qui séparent les plots indépendants adjacents ont une largeur de section comprise entre 0,2 et 0,8 mm. - 9 - Pneumatique suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les rainures étroites qui sépa- rent les plots indépendants adjacents ont une largeur de sec- tion comprise entre 0,5 et 0,8 mm. 10 - Pneumatique suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que les rangées axialement extrêmes de plots indépendants ont une largeur axiale comprise entre 15 % et % de la largeur de la bande de roulement. 11 - Pneumatique suivant la revendication 2, carac- térisé en ce que les nervures (28) ont une largeur axiale comprise entre 15 % et 25 % de la largeur de la bande de rou- lement. 12 - Pneumatique suivant l'une des revendications et 11, caractérisé en ce-que la largeur axiale des nervu- res est de 18 % de la largeur de la bande de roulement. 13 - Pneumatique suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les câblés de la carcasse for- ment un angle d'environ 75 à 90 avec le plan circonféren- tiel médian du pneumatique. 14 - Pneumatique suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les plots indépendants (30) ont la configuration approximative d'un pentagone. - Pneumatique radial pour véhicules lourds, principalement à usage routier, destiné à une roue motrice et/ou directrice, comprenant: une bande de roulement (12) comportant deux épaulements situés sur les bords latéraux respectifs, deux flancs (14) qui partent respectivement des deux épaulements de la bande de roulement en se dirigeant ra- dialement vers l'intérieur et se terminant par deux talons (22), une structure de nappes de carcasse qui s'étend d'un talon à l'autre, les câblés de cette carcasse formant un an- gle d'environ 75 à 900 avec le plan médian circonférentiel du pneumatique, caractérisé en ce que la bande de roulaemnt com- prend: deux nervures circonférentielles continues (26, 28) prévues sur les épaulements respectifs des plots indépendants (30) de forme à peu près identique, chacun de ces plots ayant la forme approximative d'un pentagone, ces plots indépendants étant disposés le long de la bande de roulement entre lesdi- tes nervures de manière à former trois rangées circonféren- tielles (32, 34, 36) à peu près parallèles et de manière qu'il se forme des rainures en zigzag (38) à peu près circonféren- tielles entre les rangées et les nervures, les plots indépen- dants de chacune des rangées étant orientés de telle manière que deux côtés (44) de chacun de ces plots, qui sont situés aux extrémités circonférentielles respectives de ce plot, soient à peu près parallèles, aux côtés correspondants res- pectifs des plots adjacents, les trois autres côtés de ce plot indépendant faisant face aux rainures en zigzag axialement adjacentes situées de part et d'autre de la rangée de plots considérée, deux de ces côtés faisant face à l'une desdites rainures en zigzag tandis que le troisième des trois côtés fait face à la rainure en zigzag axialement opposée, les deux côtés de chaque plot indépendant qui font face à la même rai- nure en zigzag étant orientés de manière à former un sommet qui fait saillie dans cette rainure en zigzag, lesdits côtés des plots adjacents d'une même rangée qui se font face étant espacés par une rainure étroite (46) qui a une largeur de moins de 1 mm, de sorte que, lorsque lesdits plots indépen- dants adjacents se trouvent dans la zone de flexion du pneu- matique, les rainures étroites se ferment et que les plots adjacents coopèrent entre eux pour résister aux efforts cir- conférentiels et latéraux, lesdits côtés des plots adjacents qui se font face dans une même rangée formant un angle d'en- viron 70 à 85 avec le plan circonférentiel médian du pneu- matique et le rapport ce la largeur circonférentielle moyen- ne de ces plots à leur longueur axiale moyenne étant de 0,6 à 1,0. 16 - Pneumatique radial suivant la revendication 15, caractérisé en ce que lesdits côtés des plots forment un an- gle d'environ 75 à 85 avec le plan circonférentiel médian du pneumatique. 17 - Pneumatique suivant la revendication 15, carac- térisé en ce que ladite rainure étroite (46) a une largeur de 0,2 à 0,8 mm. 18 - Pneumatique radial suivant la revendication 17, caractérisé en ce que ladite rainure étroite a une largeur d'environ 0,5 mm. 19 -Pneumatique radial suivant la revendication 15, caractérisé en ce que la largeur axiale des nervures (26, 28) des épaulements est de 15 à 25 % de la largeur de la ban- de de roulement. - Pneumatique radial suivant la revendication 19, caractérisé en ce que la largeur des nervures d'épaule- ment est d'environ 18 % de la largeur de la bande de roule- ment.