Brevet FR2534858A1 — publié le 19840427

La présente invention concerne les pneumatiques radiaux pour lourdes charges , elle a trait plus particulièrement à un motif de la bande de roulement pour des preumati ques de ce genre qui sont avantageusement utilisés pour des v-éhicules se déplaçant sur une piste dans les moyens de transport modernes tels que métro , monorail et analogues. Un pneumatique radial pour lourdes charges comprend une carcasse constituée d'une couche de câbles s'étendant essentiellement dans la direction radiale du pneumatique et une ceinture de rigidification constituée de cordons métalliques pour le renforcement de la bande de roulement par opposition au pneumatique à carcasse oblique plastique. Par conséquent ces pneumatiques radiaux ont divers avantages telle qu'une meilleure résistance à l'usure , une meilleure résistance à la perforation, une meilleure résistance à la déchirure et analogues et de ce fait ils ont ét.é habituellement très utilisés pour les vitesses élevées et les bonnes routes bien qu'ils présentent certains problèmes de fonctionnement lors de routes en mauvais état En raison des avantages énumérés ci-dessus qu'ils procurent, ils ont été employés dans les moyens de transport moderne tels que métro, monorail et analogues .En général, la bande de roulement dans un pneumatique de ce genre comprend une pluralité de rainures principale s'étendant dans la direction périphérique du pneumatique en zigzag et on appelle habntuellement cela un motif à nervures , ce motif à nervures étant approprié pour des conditions de fonctionnement à grande vitesse et dans des routes en très bon état. Bien que les pneumatiques de ce type comportant un motif à nervures présentent divers avantages , comme indiqué ci-dessus, l'usure irrégulière particulière bien connue de ces pneumatiques provoquée pendant les conditions de roulement sur des routes en bon état représente un inconvénient important notamment lors de conditions de roulement sur pistes. L'usure irrégulière signifie que seulement une partie du bord d'un ilat tourné en vis-à-vis d'une rainure principale présente une plus grande usure progressive dans le sens périphérique du pneumatique comparativement à la partie centrale de l'îlot . Cette usure irrégulière est habituellement appelée usure de"piste" . Pour remédier à cette usure, on a proposé (1) un procédé dans lequel on prévoit une in.clinaison de la paroi de rainures autour de la partie convexe d'un ilot en zigzag qui s'étend en continu dans le sens périphérique du pneumatique qui est supérieur à l'inclinaison de la paroi de rainures autour de la partie concave de l'ilot afin de réduire la rigidité de la partie convexe de l'ilodt; (2) un procédé dans lequel on prévoit un orifice ou analogue sur la partie convexe de l'ilot en zigzag afin de répartir les contraintes ; (3) un procédé dans lequel l'amplitude et le pas du bord en zigzag de la rainure principale sont déduits etc Cependant, les procédés (1) et (2) sont incomplets et procurent d'autres inconvénients tandis que le procédé (3) nécessite de former le même profil de zigzag ayant une faible amplitude et un pas dans le fond de la rainure principale et il en résulte des problèmes tels que l'apparition de fissures dans le fond de la rainure (c'est-à-dire des fissures de la rainure) et analogues. 3usqu'à présent on a donc pas trouvé de solution La présente invention a pour objet de trouver une solution aux inconvénients précités et , selon cette invention il est prévu une forme de la section de la rainure principalevqui empêche, de façon efficace, l'apparition de fissures de rainures dans un pneumatique ayant des rainures principales en zigzag Selon une autre caractéristique de la présente invention, il est prévu un pneumatique dans lequel l'amplitude et le pas de la rainure principale en zigzag sont réalisés de façon relativement réduite selon le procédé ci-dessus (3)pour empêcher l'usure de piste. , la forme de section de la rainure principale empêchant, de façon efficace, l'apparition de fissures de rainures sans pour autant gêner l'effet d'empêchement de l'usure de piste Divers essais et études , on a trouvé , selon la présente invention que l'on pouvait obtenir une forme de section de la rainure principale s'étendant en zigzag dans la bande de roulement à deux étages comme indiqué ci-après. -La présente invention propose donc un pneumatique radial pour lourdes charges comprenant une bande dé roulement divisée en une pluralité d'ilots par au moins deux rainures principales s'étendant en continu à la périphérie du pneumatique qui est caractérisé en ce que ladite rainure principale comprend une rainure externe débouchant sur ses deux bords supérieurs , chaque bord s'étendant en zigzag dans le sens périphérique du pneumatique vers une surface externe de la bande de roulement et la rainure principale comprend également une rainure interne contiguë vers.l'in- térieur à la rainure externe dans le sens radial/pneumatique et s'étendant essentiellement parallèlement à la périphérie du pneumatique , les deux bords définissant chacun une limite pour la rainure externe et en ce que la demi-largeur maximale de la rainure externe sur la surface extérieure de la bande de'roulement représente de 1 à 7,5 % de la largeur de la bande de roulement est plus grande que la demi-largeur maximale de la rainure interne , la profondeur de la rainure interne n'étant pas inférieure à ode de celle de la rainure princi- pale On entend, dans la présente invention par''rainure externet: la partie de la rainure principale qui est disposée a l'extérieur de la direction radiale du pneumatique quand la rainure principale est divisée transversalement en deux parties tandis que la rainure interne1 est la partie de la rainure principale qui est située à l'intérieur dans la direction radiale du pneumatique.La rainure externe est nécessaire pour -que chaque. bord supérieur s'étende en zigzag sur la surface extérieure de la bande de roulement afin d'obtenir un bon comportement sous des conditions d'humidité et d'empêcher l'usure de piste(appelée également ci-après du bord en zigzag).Une rainure avec des bords s'étendant sur la surface extérieure de la bande de roule mene5tarallèlement à la direction périphérique du pneumatique /apte, à produire l'usure de pistes comparativement à une rainure ayant des bords en zigzag . Ainsi, plus particulièrement, l'usure de piste résulte d'une phase d'usure initiale Jusqu'à une phase d'usure moyenne de sorte qu'il est nécessaire que la rainure externe présente une forme en zigzag .Au contraire, il est nécessaire que la rainure interne des deux bords définissant chacun une limite entre les rainures interne. et externe (désignée ci-après par bord de délimitation ) s'étende. essentiellement parallèlement au sens périphérique du pneumatique afin d'empêcher l'apparition de fissures car un pneumatique de ce type est appliqué pour être utilisé avec de lourdes charges si bien que la formation de la forme en zigzag avec une amplitude et un pas relativement faibles par rapport à la paroi de rainure s'étendant Jusqu'au fond de rainure entratne l'apparition de fissures. Par demi-largeur maximale de la rainure externe sur la surface externe de la bande de roulement , on entend, dans la présente invention, la grande distance entre la ligne centrale de la rainure externe et le bord en zigzagde la rainure externe. Quand la demi-largeur maximale est inférieure à 1% de la largeur de la bande de roulement, l'effet de drainage et de dissipation de chaleur pendant les conditions de roulement en charge sont élevés alors que quand la demi-largeur maximale dépasse 7,5%, le rapportd'étendùe des îlots s'abaisse et en conséquence l'usure irrégulière devient un problème en raison de la diminution de la résistance à l'usure . La demi-largeur maximale par rapport à la largeur de la bande de rou- lement est donc comprise de préférence dans la gamme de 2,5 à D'un autre côté, quand la profondeur de la rainure interne est inférieure à 5% de celle de la rainure principale , l'effet d'empêchement des fissures de la rainure est insuffisant. La profondeur de la rainure interne est de préférence, comprise dans la gamme de 10 à 00% de celle de la rainure principale. Divers avantages et caractéristiques de la pré-sente invention ressortiront de la description détaillée ci-après faite en regard des dessins annexés sur lesq.uels Fig.l est une vue schématique d'une bande de roulement selon un mode de réalisation d'un pneumatique de la présente invention; Fig.2 est une coupe prise suivant la ligne A-A de la figure 1. La présente invention est décrite ci-après en référence à un exemple dans lequel le.pneumatique radial utilisé est un pneumatique de dimension 12.00 R 12 ,qui est particulièrement utilisé dans le métro qui est un moyen de transport moderne. Etant donné que la structure de la carcasse et de la ceinture de renforcemen.t/ce pneumat-ique sont essentiellement les mêmes que celle des pneumatiques radiaux pour lourdes charges habituelles , leur description sera omise Comme représenté aux figures 1 et 2, quatre rainures principales 1 s'étendant dans la direction périphérique du pneumatique sont disposées sur une bande de roulement T à des intervalles essentiellement égaux et dans ce cas il y a des ilots 3 sur les deux extrémités latérales de la bande de roulement T qui sont légèrement plus grands en largeur qu'un îlot 2 situé dans la partie centrale de la bande de roulement La rainure principale 1 comprend une rainure externe 1' s'étendant en zigzag dans la direction périphérique du pneumatique et débouchant selon deux bords en zigzag R à la surface externe de la bande de roulement et une rainure interne 1" contigu vers l'intérieur à la rainure externe dans la direction radiale du- pneumatique et s 'étendant essentiellement parallèlement à la direction -périphérique -du pneumatique .Ainsi la rainure interne 1" s'étend essentiellement en parallèle à la périphérie du pneumatique Jusqu'à une position du bord de délimitation R' définissant la limite entre les rainures interne et externe à partir desquelles la paroi de la rature externe 1 qui a une forme en zigzag s'étend vers l'extérieur de la surface externe de la bande de roulement dans la direction radiale du pneumatique. Sur la figure 1 la ligne centrale de la rainure externe au niveau de la surface externe de la bande de roulement concide avec celle de la rainure interne mais la première ne coMncide pas nécessairement avec la dernière .La demi-largeur maximale de la rainure interne .wl représente, de préférence, 27 à 67% et mieux encore 33 à 2% de la demi-largeur maximale wO de la rainure externe. Du point de vue de la durabilité et analogue il est avantageux que la profondeur Ho de la rainure principale 1 représente, de préférence, de 30 à 90% et mieux encore de 40 à 80% de l'épaisseur t de la bande de roulement où une épaisseur de la bande de roulement mesurée à partir d'une surface E d'une couche de ceinture externe dans la direction radiale du pneumatique. Afin d'empêcher les fissures de rainures et l'usure de piste , la profondeur h2 de la rainure interne représente, de préférence, de 10 à 60% de la profondeur Ho de la rainure principale. Dans le bord en zigzag R de la rainure externe, on prévoit, de préférence, une amplitude s de 10 à 80% et notamment de 20 à 70% et un pas P de 20 à 180% ,notamment de 60 à 140% par rapport à la demi-largeur maximale wO de la rainure. ,car ces gammes définies sont particulièrement efficaces pour empêcher l'usure de piste En outre, il est préférable que les circonférences des ilots 2 et 3 ne comportent pas de rainure modifiant la continuité d'un ilot dans la direction périphérique du pneumatique afin d'empêcher une quelconque usure irrégulière et analogue.L'expression "rainure modifiant la conti nuité de la partie d'ilot dans la direction périphérique du pneumatiquesignifie, dans la présente invention,une rainure essentiellement transversale ayant une largeur telle que les parois de rainures opposées ne viennent pas en contact les unes avec les autres dans la zone de contact avec le sol quand le pneumatique fonctionne sous une condition de charge L'invention sera mieux comprise en se reportant à l'exemple ci-apres. EXEMPLE Dans cet exemple, on utilise un pneumatique radial de dimension 12.00 R 1S destiné à être employé dans un metro, comme représenté sur les figures 1 et 2 , la structure- de carcasse et le renforcement de ceinture dudit pneumatique étant les mêmes que ceux d'un pneumatique radial bien connu classique pour lourdes charges.Les autres dimensions de ce pneumatique utilisées dans cet exemple sont comme suit Largeur de la bande de roulement W 202 mm Demi-largeur maximale de la rainure re externe au niveau de la surface extérieure de la bande de roulement- wO 6,5 mm Demi-largeur maximale de la rainu re interne ::wl 3 mm Amplitude du bord en zigzag s 2 mm Pas du bord en zigzag p 4,9 mm Profondeur de la rainure principale Ho 8 mm Profondeur de la rainure interne h2 2,5 mm Epaisseur de la bande de roulement t0 13 mm On a utilisé un pneumatique de comparaison ayant la ci-dessus même structure que celle décrite/ sauf que la forme de la rainure principale est différente de celle de la présente invention et dans ce pneumatique classique la paroi de rainure en zigzag de la rainure externe s'étend depuis la surface de la bande de roulement au fond de la rainure. Les deux pneumati-que-s ci-dessus sùnt: soumis à des essais d'usure de piste et de fissuration de rainure L'usure de piste est évaluée en mesurant le degré de différence échelonné entre la partie centrale et le bord dans la nervure après que le pneumatique a été utilisé sur une bonne route à une vitesse de 80 km/h sous une pression interne normale et sous une charge normale pour une distance de 50.000 km , alors que les fissurations de rainure sont évaluées en mesurant le nombre et la longueur des fissures produites au niveau du fond de la rainure après les condi tions de fonctionnement ci-dessus. Les résultats obtenus sont indiqués sur le tableau 1 ci-après. TABLEAU- 1 Pneumatique de Pneumatique de comparaison l'invention usure de piste 100 100fissuration de rainure longueur des fissures 100 20 nombre de fissures 100 10 Dans l'évaluation ci-dessus 100 représente l'indice de base pour le pneumatique de comparaison. Comme il ressort des résultats ci-dessus le pneumatique pourvu de rainures principales selon la présente invention peut empêcher, de façon efficace, l'apparition de fissures de rainures sans pour autant modifier la résistance à l'usure de piste. L'obJet de la présente invention ne s'applique pas seulement de façon efficace aux pneumatiques habituels destinés à être employés sur de bonnes routes mais il s 'applique également de façon efficace aux pneumatiques radiaux pour lourdes charges destinés à être utilisés dans les moyens de transport modernes. REVENDICATIONS 1. Pneumatique radial pour lourdes charges comprenant.une bande de roulement (T) divisée en une pluralité d'ils (2,3) par au moins deux rainures principales (1) s'étendant en continu à la périphérie du pneumatique , caractérisé en ce que ladite rainure principale (1 ) comprend une rainure externe (1') débouchant sur ses deux bords supérieurs (R,R') , chaque bord (R) s'étendant en zigzag-dans le sens périphérique du pneumatique vers une surface externe de la bande de roulement (T) et la rainure principale (1) comprend également une rainure interne (l")contigue vers l'intérieur à la rainure externe (1') dans le sens radial pneumatique et s'étendant essentiellement parallèlement à la périphérie du pneumatique, les deux bords (R,R'), définissant-chacun une limite pour la rainure externe (1') et en ce que la demi-largeur maximale (wO) de-la rainure externe (1') sur la surface extérieure de la bande de roulement (T) représente de 1 à 7,5% de la largeur (W) de la bande de roulement (T) qui est plus grande 4ue la demi-largeur maximale (wl)de la rainure interne (1") la profondeur (h2)de la rainure interne (1") n'étant pas inférieure à 5% de celle de la rainure principale (1). 2. Pneumatique selon la revendication l,caractërisé en ce que la profondeur (Ho) de la rainure principale (1) représente de 30 à 90% de l'épaisseur(tO) de la bande de roulement (T) 3. Pneumatique selon la revendication l,caractérisé en ce que la demi-largeur maximale (wl) de la rainure interne (1") représente de 27 à 67% de la demi-largeur maximale (wO) de la rainure externe (1') à la surface extérieure de la bande de roulement (T). 4. Pneumatique selon la revendication lscaractérisé en ce que la profondeur (h2) de la rainure interne (1") représente de 10 à 60% de celle de la rainure principale (1). 5. Pneumatique selon la revendication l,caractérisé en ce que chacun des deux bords supérieurs (R,R') s'étendant en zigzag présenteune amplitude de 10 à 80% et un pas (P) de 20 à 180% par rapport à la demi-largeur maximale (wO) de la rainure externe (1') à la surface extérieure de la bande de roulement. ó. Pneumatique selon la revendication l,caractérisé en ce que chacun des ilots (2,3) ne comprend pas de rainures modifiant la continuité d'un îlot dans le sens périphérique du pneumatique.