Brevet FR2548097A1 — publié le 19850104

La présente invention concerne la bande de roulement des enveloppes de pneumatiques et aussi de bandages élastiques. Dans le cas de pneumatiques à usage routier, la sculpture de ces bandes de roulement constitue un compromis entre diverses configurations favorisant soit 1' adhérence sur sol sec, soit l'adhérence sur sol mouillé. Ces propriétés sont très contradictoires. Ainsi, il est bien connu qu'une bande de rouLement dépourvue de sculpture est idéale sur sol sec. Cependant, lors de roulages sur sol recouvert d'un film d'eau, un pneumatique est Incapable de repousser la totalité du film a'eau au fur et à mesure qu'il avance C'est une des principales raisons d'entre des sculptures que d"assurer alors un drainage et une évacuation de l'eau résiduelle hors de la surface de contact. Les bandes de roulement sont habituellement constituées d'éléments en relief, isolés ou non, lamellisés ou non, entourés de parties en creux. Les éléments en relief, assurant l'accrochage sur le sol sec ou mouillés ne représentent donc plus qu'use partie de l'aire de contact du pneumatique sur le sol. On définit le taux d'entaillement par le rapport suivant :l'aire des parties en creux et des lamelles divisée par l'aire de contact. La plupart des taux d'entaillement usuels conduisent à un pourcentage de gomme au sol de l'ordre de 60 ffi à 75 %. Toutes autres choses égales par ailleurs, cette diminution de la surface de gomme au sol réduit l'adhérence sur sol sec. Des bandes de roulement comportant des cavités débouchant sur des canaux internes ont déjà été décrites, par exemple dans le brevet US 2 540 043. L'intérêt d'un tel système est que l'absorption d'eau par la bande ae roulement est facilitée par l'absence de contre-pression. Cependant, de telles bandes de roulement exigent des procédés de fabrication particuliers similaires à ceux du rechapage avec une bande de roulement prévulcanisée. On ne peut pas en équiper les pneumatiques dans des conditions économiques intéressantes. De plus, leur comportement sur neige ou sur glace est excessivement mauvais du fait de l'absence d'arête etde l'inefficacité des canaux pour évacuer la neige. L'objet de la présente invention est d'élaborer une bande de roulement qui soit réalisable par les procédés courants de moulage et de cuisson, et qui parvienne à concilier d'une façon bien meilleure des propriétés jusqutici contradictoires augmentation très importante et simultanée de l'adhérence sur sol sec et sur sol mouillé, cela tout en atteignant de bonnes performances d'adhzrence dans des conditions hivernales.Selon la présente invention, la bande de roulement comportant des chambres de drainage, communiquant à leur extrémité radialement interne avec des canaux d'évacuation internes, chaque canal d'évacuation débouchant sur les flancs, est caractérisé en ce que chaque canal est la base d'une lamelle s'étendant jusqu'à la surface de la bande de roulement et passant par toutes les chambres de drainage débouchant sur le même canal. C'est ainsi que la bande de roulement conforme à l'invention est remarquable en ce que l'aire de la surface de caoutchouc en contact avec le sol est à peine inférieure à l'aire de contact du pneumatique, puisqu'une telle bande de roulement n'est percée que d'un réseau de puits de petites dimensions et de lamelles. Afin d'augmenter très largement la capacité d'absorption d'eau de ces puits, ils communiquent avec des canaux internes débouchant sur les flancs, ce qui- permet un drainage et une évacuation rapide de l'eau dans la direction radiale, c'est-à-dire dans la direction normale à la surface de contact au sol.A chaque canal interne alimenté par une rangée de puits on associe une lamelle qui va permettre le démoulage et conférer au pneumatique de surprenantes proprietés d'agrippage sur neige tassée et sur glace. De plus, les propriétés d'adhérence du pneumatique restent rigoureusement constantes au cours de sa durée de vie. L'invention sera aisément comprise à l'aide des dessins annexés, qui ne représentent qu'un mode de réalisation de l'invention parmi d'autres dispositions ou formes des puits, d'autres orientations ou formes des canaux, d'autres orientations ou formes des lamelles (ondulées par exemple). - La figure 1 est une coupe schématique d'un pneumatique muni d'une bande de roulement suivant l'invention - la figure 2 est une vue en plan de la surface de la bande de roulement suivant l'invention - la figure 3 est une coupe dans le sens circonférentiel d'une bande de roulement suivant l'invention. la bande de roulement est contituée de puits ou chambres de drainage (1) débouchant, du c8té radialement intérieur de la bande de roulement (11), sur ces canaux d'évacuation internes (2) ; ces canaux internes sont orientés transversalement et débouchent sur les flancs du pnenmatique (21). A ces chambres de drainage et canaux, on associe des lamelles (3) ou fentes, chaque lamelle s'étendant dans la direction radiale de la surface du pneumatique jusqu'à un canal interne, et, dans la direction transversale, d 'un flanc à l'autre de la bande de roulement en passant par tous les puits débouchant sur le meme canal.Le moulage et le démoulage d'une telle bande de roulement ne posent aucune difficulté : pour imprimer les évidements, on utilise une pièce monobloc (i)' + (2)' + (3)' dont la surface extérieure est 11 enveloppe de l'évidement constitué par des puits (1), un canal (2) et une lamelle (3) cette pièce est fixée au moule de cuisson. Lors du démoulage, les lamelles assurent un passage pour le volume de -moulage (3)' du canal. On voit donc que la bande de roulement peut être élaborée d'une manière tout à fait classique. Dans une disposition préférable, les puits (1) et canaux (2) ont des sections circulaires. le diamètre est librement choisi, mais de préférence entre 3 et 5 mm. A surface imposée, cette forme circulaire assure un débit maximum. De plus, la forme circulaire garantit une meilleure tenue mécanique. Dans une disposition préférable, le nombre n de canaux (et donc d'alignements transversaux de puits) dans l'empreinte au sol est donné par la formule suivante où h est la hauteur d'eau à évacuer sur sol lisse, L la demilargeur de la bande de roulement et S 11aire de la section d'un puits. De préférence, l'espacement entre puits dans la direction transversale est le meme que dans la direction circonférentielle. Dans une disposition préférable, la section des canaux sera au moins égale à celle des puits. On peut, sans sortir de la présente invention, interrompre les canaux transversaux approximativement au centre de la largeur de la bande de roulement : il suffit en effet que l'eau trouve un chemin continu depuis la surface de la bande de roulement jusqu'à une ouverture (21) sur un des flancs. Il peut être avantageux d'incliner les puits, les lamelles par rapport à la direction normale à la surface et d'incliner les canaux et les lamelles par rapport à la direction transversale parallèle à l'axe de rotation. De préférence, on dispose les puits (1) en quinconce sur la surface de la bande de roulement, comme représenté à la figure 2 : cela facilite encore l'absorption de la couche d'eau. On peut encore, sans sortir de la présente invention, ajouter des canaux longitudinaux croisant les canaux transversaux. Chaque canal longitudinal est surmonté par une lamelle, comme cela a été décrit. Ces canaux augmenteront la capacité d'évacuation d'eau en reportant une partie de l'eau à évacuer circonférentiellement hors de la zone de contact avec le sol. les résultats expérimentaux suivants permettent de comparer les performances d'un pneu classique, type 175-14 AVZX, et d'un pneu de mimes dimensions, muni d'une bande de roulement selon l'invention. les performances d'adhérence en fonction de la vitesse sont bien représentées par l'équation linéaire suivante : = o - K v où ; est le coefficient d'adhérence, n n " à vitesse nulle, v la vitesse du véhicule, K est la pente représentant la dégrada-tion-~des performances d'adhérence avec l'augmentation de la vitesse. Les tableaux donnent les résultats pour trois conditions de roulage - roulage A : béton lisse, hauteur d'eau 1,5 mm - roulage B : revêtement routier moyen, macrorugueux, hauteur d'eau 1 mm, ce qui correspond à une pluie d'orage - roulage C : revêtement routier moyen, macrorugueux, hauteur d'eau 5 à 6 mm. Tableau 1 : u maximum Roulage À Roulage B Roulage C o K o K o K Enveloppe témoin 0,6369 0,0162 0,7814 0,0042 1,0451 0,0299 Type Xzx Enveloppe selon 0,6303 0,0134 0,8531 0,0074 1,0886 0,0257 1' invention Tableau 2 :U roue bloauée Roulage Â Roulage B Roulage C K K K Enveloppe témoin 0,4691 0,0133 0,5911 0,0122 0,7540 0,0223 Type XZX selon 0,5311 0,0130 0,6254 0,0118 0,8057 0,0218 l'invention L'ordre de grandeur des taux d'entaillement obtenus est de 10 % ; la présente invention laisse donc 90 % de gomme au sol dans l'aire de contact. Il en découle une excellente adhérence sur sol sec. L'adhérence sur sol mouillé, meilleure que dans les réalisations courantes, reste rigoureusement constante malgré l'usure du pneumatique : elle reste constante jusqu'à l'apparition des canaux transversaux à la surface périphérique : à ce moment, une telle bande de roulement est en fin de vie. Le domaine d'application de la présente invention concerne les enveloppes de pneumatiques et les bandages élastiques. Dans le cas des enveloppes de pneumatiques, elles peuvent être neuves ou rechapées ; il s'suit de bandes de roulement pour pneumatiques de voitures, camionnettes, poids-lourds ou motos. L'usage de pneumatiques équpés d'une bande de roulement selon l'invention sera principelement routier ou pour la compétition. R13VENDIC A TIONS 1. Bande de roulement pour pneumatique ou pour bandage élastique, comportant des chambres de drainage ou puits (1), des canaux d'évacuation internes (2), lesdites chambres de drainage (1) partant de la surface de la bande de roulement et communiquant, à leur extrémité radialement interne (11) avec ives canaux d'évacuation, lesditscanaux d'évacuation étant orientés transversalement, et débouchant sur les flancs du pneumatique (21), caractérisée en ce que chaque dit canal est la base d'une lamelle (3), chaque dite lamelle s'étendant radialement jusqu'à la surface du pneumatique et passant par toutes les chambres de drainage débouchant sur le même canal. 2. Bande de roulement suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le nombre n de canaux transversaux (et donc d'alignements transversaux de puits) dans l'aire de contact est donnée par la formule suivante : n = #2 hL S où h est la hauteur d'eau à évacuer sur sol lisse, L la demilargeur de la bande de roulement et S l'aire de la section d'un puits. 3. Bande de roulement suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, comportant des canaux longitudinaux, caractérisée en ce que chaque canal longitudinal est surmonté par une lamelle s1 étendant radialement jusqu'à la surface du pneumatique. 4. Banae,de roulement suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisée en ce que les canaux d'évacuation sont interrompus approximativement au centre de la largeur de la bande de roulement. 5. Bande de roulement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les canaux sont, dans la direction transversale, orientés parallèlement à l'axe de rotation au pneumatique. 6. Bande de roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les canaux sont légèrement inclinés par rapport à la direction parallèle à l'axe de rotation du pneumatique. 7. Bande de roulement suivant la revendication 6, caractérisée en ce que l'inclinaison des canaux est variable selon la position transversale. 8. 3ande de roulement suivant la revendication 5, 6 ou 7, caractérisée en ce que la dispostion des canaux n'est pas symétrique. 9. Bande de roulement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que les chambres de drainage et les lamelles sont inclinées par rapport à la direction normale à la surface. 10. Bande de roulement suivant la revendication 9, caractérisée en ce que l'inclinaison radiale des chambres de drainage et des lamelles varie suivant la position axiale. 11. Bande de roulement suivant les revendications 1 à 10, caractérisée en ce que la section des canaux et des puits est circulaire. 12. Enveloppe de pneumatique caractérisée en ce qu'elle est équipée d'une bande de roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 11. 13. Bandage élastique caractérisé en ce qu'il est équipé d'une bande de roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 11. 14. Procédé de fabrication d'une bande de roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le moule est équipé d'une pièce rapportée imprimant dans le caoutchouc non vulcanisé l'évidement continu constitué par les chambres de drainage (1) un canal d'évacuation (2) et une lamelle (3).