Brevet FR2590523A1 — publié le 19870529

Pneumatique antidérapant La présente invention concerne un nouveau pneuma- tique antidérapant, qui ne peut pas déraper sous l'effetde la présence de neige tombée, d'une route gelée, d'une chute de neige ou d'une chute de pluie pendant le déplacement d'un véhicule. Pour empêcher les pneumatiques de déraper, on a utilisé jusqu'alors des chaînes pour pneumatiques ou des pneu- matiques cloutés pour la neige. Les chaînes sont d'un monta- ge complexe, tandis que les pneumatiques cloutés posent un problème résidant en une pollution publique par dégagement de poussière en forme de poudre par les pointes. Une pelli- cule d'eau tend à se former entre une fibre en caoutchouc et la surface de la route et, dans le pneumatique classique, on ne peut pas améliorer le caoutchouc du pneumatique au-delà d'une certaine limite. L'auteur à la base de la présente in- vention a développé un pneumatique antidérapant utilisable sur une route enneigée, en partant de ce point de vue. C'est ainsi qu'il a mis au point un pneumatique permettant de four- nir une performance d'adhérence ou de "collage"sur une neige tombée tassée ou sur une surface de route gelée, ou d'absorp- tion de l'eau. Cependant,un pneumatique possédant de telles performances ou de telles propriétés est inconnu et on ne connaît aucun art antérieur dans ce domaine. - C'est pourquoi, un but de la présente invention est de fournir un pneumatique antidérapant présentant une ca- pacité d'absorption de l'eau au niveau de sa bande de rou- lement, ce qui permet d'éliminer de façon efficace une cause de dérapage, et présentant un effet de compression d'une sur- face recouverte de neige. Un autre but de la présente invention est de four- nir un pneumatique antidérapant présentant des capacités de collage", d'adhérence et d'absorption de l'eau sur une sur- face recouverte de neige gelée, afin d'empêcher efficacement un glissement ou dérapage du pneumatique pendant le déplace- ment et lors d'un freinage, et facilitant grandement le dé- marrage. Les objectifs indiqués précédemment de la présen- te invention sont atteints grâce à un pneumatique, caracté- risé en ce qu'un matériau fibreux constitué par des fibres végétales, des fibres animales, des fibres synthétiques ou analogues est entassé et rigidifié de manière à former un cer- tain nombre de petits éléments antidérapants possédant une forme en coupe prédéterminée, ces petits éléments étant enchâssés dans la bande de roulement du pneuma- tique de sorte que la surface en coupe du matériau fibreux soitdirigée vers l'extérieur. Conformément à cet agencement, un certain nombre de petits éléments formes par rigidification du matériau fi- breux, sont enchâssés dans la surface du pneumatique, qui con- tacte le sol. C'est pourquoi, la surface en coupe du matériau fibreux est à nu et contacte le sol en absorbant l'eau de ma- nière à empêcher le pneumatique de glisser et à l'amener à adhérer à la route gelée, et l'eau située entre la surface3 du pneumatique, qui contacte le sol, et la route est retenue par adhérence entre le pneumatique et la route de manière à empêcher un dérapage du pneumatique. Les petits éléments antidérapants logés dans des renfoncements du pneumatique conforme à la présente invention correspondent à des pointes de clous d'un pneumatique clouté classique, mais ne pénètrent pas dans la surface de la route et ont au contraire une propriété différente consistant à ab- sorber l'eau et à adhérer à une surface recouverte de neige gelée. Le matériau possédant une telle propriété est un ma- tériau fibreux, qui contient différents types de tissu tissé et de non tissé ou de papier formé à la fois par des fibres naturelles et des fibres synthétiques. Cependantle matériau fibreux utilisé de préférence est constitué par un tissu de fibres végétales présentant de préférence une capacité d'ab- sorption de l'eau comme par exemple un tissu en toile, en lin ou en coton. On peut utiliser de la pulpe, des copeaux de bois ou de la paille. La présente invention est mise en oeuvre par in- sertion d'un certain nombre de petits éléments réalisés en un matériau fibreux rigidifié par du caoutchouc ou un agent de liaison, selon une disposition en couches multiples dans la bande de roulement d'une carcasse de pneumatique, une mise à nu de la surface en coupe du matériau fibreux comme par exem- ple de la toile, et mise en contact avec le sol de telle sor- te qu'il absorbe l'eau afin d'amener le pneumatique à glis- ser principalement par effet capillaire de manière que le pneu- matique colle ou adhère à la surface de la route recouverte de neige gelée, à une température inférieure à la température de formation de la glace. Etant donné que les petits éléments sont imprégnés d'eau lorsque la surface de la route est mouil- lée par l'eau, même si de l'eau est présente sur la surface recouverte de neige gelée, une pellicule d'eau se forme dif- ficilement entre la surface du pneumatique en déplacement, qui contacte le sol, et la surface de la route, la surface recouverte de neige gelée est aisément rendue liquide par le pneumatique en déplacement, avec pour effet que l'eau impré- gnant les petits éléments se refroidit rapidement en adhérant au pneumatique. C'est pourquoi dans tous les cas, le pneuma- tique est empêché de glisser. Plus la température de la route diminue, plus l'action de collage à la surface de la route est accélérée, ce qui fait intervenir une force intense fai- sant adhérer le pneumatique à la route. La présente invention fournit les avantages sui- vants: 1) Etant donné que la bande de roulement de la carcasse du pneumatique ne comporte à l'origine aucune capacité d'absorption de l'eau, présente une capacité d'ab- sorption de l'eau par suite de la présence d'un certain nom- bre de petits éléments antidérapants présentant cette carac- téristique, l'eau située entre le pneumatique et la surface de la route est absorbée par ses petits éléments, ce qui em- pêche le pneumatique de glisser. 2) Le pneumatique glisse à peine sous l'effet de la force de collage agissant entre l'eau imprégnant les pe- tits éléments et la surface recouverte de neige gelée, en rai- son du fait quel'eaugle par suite de la chute de température, et le pneumatique peut aisément redémarrer sur la route, après s'être arrêté. 3) Etant donné qu'un certain nombre de petits éléments constitués d'un matériau différent du caout- chouc du pneumatique sont insérés dans la bande de roulement du pneumatique, la caractéristique de cette bande de roule- ment devient irrégulière, ce qui améliore la résistance par frottement entre le pneumatique et la route. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention ressortiront de la description donnée ci- après en référence aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une vue en perspective d'une pre- mière forme de réalisation d'un dispositif antidérapant con- forme à la présente invention; - la figure 2 est une vue en perspective d'une seconde forme de réalisation du dispositif antidérapant conforme à la présente invention; - la figure 3 est une vue en perspective d'un pneu- matique; - les figures 4, 5 et 6 sont des vues partielle- ment développées en projection horizontale, de deux exemples d'une configuration d'une bande de roulement; - la figure 7 est une vue en perspective d'une troisième forme de réalisation d'un dispositif antidérapant conforme à la présente invention; - les figures 8 et 9 sont des vues en élévation latérale en coupe de deux exemples d'un petit élément anti- dérapant; - les figures 10 et 11 sont des vues en coupe de deux formes de réalisation de la structure de mise en place d'un petit élément antidérapant; - la figure 12 est une vue partielle développée en projection horizontale d'un exemple d'une configuration d'une bande de roulement; - les figures 13 et 14 sont des vues en coupe pri- ses suivant les lignes XIII-XII et XIV-XIV sur la figure 12;et - la figure 15 est une vue en perspective d'un pneumatique conforme à l'invention. On va décrire ci-après de façon détaillée des formes de réalisation d'un pneumatique antidérapant conforme à l'invention, en se référant aux dessins annexés. La référence 1 désigne un matériau fibreux et la référence 2 de petits éléments formés par entassement et ri- gidification du matériau. La figure 1 montre un petit élé- ment latéral 2A en forme de bloc allongé, la figure 2 repré- sente un petit élément 2B en forme de tige cylindrique et la figure 6 représente un petit élément 2C en forme de barre cy- lindrique de section carrée. La référence 3 désigne un pneu- matique et les références 5A, 5B et 5C désignent des rainures servant à l'insertion des petits éléments 2A, 2B et 2C et for- mées dans la bande de roulement 4 du pneumatique. La longue rainure rectangulaire 5A possède une partie rétrécie 6 en son centre et le trou cylindrique 5B et le trou 5C munie d'une section carrée possèdent des dimensions inférieures au pe- tit élément 2B. Les petits éléments 2A et 2B sont formés par tassement de fibres végétales, de fibres animales, d'une ré- sine synthétique, d'un métal ou d'une fibre minérale et mou- lage sous l'une quelconque des formes décrite ci-dessus. De façon plus spécifique, le petit élément 2A est formé par col- lage d'un certain nombre d'éléments de toile avec un agent de liaison (ou du caoutchouc) et découpage des éléments de toile liés entre eux, à des dimensions appropriées, et les petits éléments 2B et 2C sont réalisés par réunion de fibres en forme de fils ou de fibres courtes sous la forme d'une ti- ge de section circulaire ou sous la forme d'une tige de sec- tion carrée, enduction du pourtour de l'ensemble par du caout- chouc ou un agent de liaison, puis durcissement sous la forme prédéterminée. Ces petits éléments présentent la capacité d'ab- sorption de l'eau des fibres elles-mêmes avec un effet capil- laire entre les fibres. La référence 7 désigne un élément saillant de la bande de roulement à c6tés trapézoidaux, la référence 8 une petite paroi servant à empêcher que la neige s'échappe à l'ex- térieur et la référence 9 un évidement prévu de manière à em- pêcher de façon similaire un échappement ou une solididifica- tion de la neige. Comme décrit ci-dessus, les petits éléments 2 sont insérés ou enchâssés dans les parties saillantes 7 de la bande de roulement. En-dehors du procédé mentionné plus haut consistant à insérer les petits éléments après avoir for- mé les rainures ou trous 5, on peut insérer les petits élé- ments au moment du moulage du pneumatique. Dans ce cas il est possible d'améliorer l'ensemble en ajoutant des moyens per- mettant d'empêcher un enlèvement des petits éléments. La ré- férence 10 désigne les surfaces périphériques obliques de la bande de roulement. La forme de la partie saillante 7 peut être une forme rectangulaire (sur les figurs 4 et 5) ou une forme rétrécie (sur la figure 6) indiquée à titre d'exemple, mais l'invention n'est pas limité à ces exemples. Les figures 7 à 15 montrent d'autres exemples des petits éléments. Un petit élément 21 possédant une capacité d'absorption de l'eau possède une structure constituée par un stratifié formé par un empilage alterné d'éléments de toi- les 22 et de couche de caoutchouc 23. Le petit élément repré- senté sur la figure 7 est réalisé avec la forme d'un bloc la- téral allongé. Cependant on peut également donner au petit élément une forme quelconque comme par exemple la forme d'une tige cylindrique ou une forme trapézoïdale. Le petit élément 21 réalisé à la manière d'un bloc en forme de cube peut être obtenu par découpage d'un morceau de matière de volume impor- tant, sous la forme de petits éléments possédant des dimen- sions prédéterminées, et la surface de la toile 22 à nu au niveau de la coupe suivant la direction de l'épaisseur de la toile 22 est utilisée en tant que surface 24 contactant le sol, et les petits éléments sont insérés selon une configura- tion prédéterminée dans la bande de roulement 26 de la car- casse du pneumatique 25. La figure 8 montre un stratifié, dans lequel les éléments de toile22 et les couches de caoutchouc sont superposées en alternance. La figure 9 montre un exemple d'un stratifié, dans lequel des plaques de caoutchouc 23 sont insérées entre les éléments de toile 22 et contribuent de façon important à fournir la capacité d'absorption de l'eau au niveau de la surface en coupe du faisceau de fibres de la toile. Un procédé de mise en place des petits éléments 21 in- clut les phases opératoires consistant à former un certain nombre de rainures d'insertion 27 possédant une zone d'étran- glement 27a essentiellement en leur centre, au moment de la fabrication du pneumatique, à insérer et à fixer les petits éléments 21 dans les rainures 27, ou bien la phase opératoire consistant à mouler simultanément d'un seul tenant les petits éléments 21 lors de la fabrication du pneumatique. On peut utiliser de préférence n'importe quel procédé. Les figures et 11 montrent des exemples des relations entre le petit élément 21 et la rainure d'insertion 27, ces exemples concer- nant tous le type à insertion à force. Le petit élément de la figure 10 comporte un fond arrondi 21a et la rainure d'in- sertion 27 de la figure 11 possède un élément saillant 27b au niveau de sa base. Ces deux configurations empêchent que le petit élément ne sorte, grâce à la fixation stable des pe- tits éléments dans le fond de la rainure. La référence 27C désigne une rainure essentiellement en forme de T permettant à l'air de s'échapper autour du petit élément au moment du contact du pneumatique avec le sol et à absorber les vibra- tions sur les deux côtés. Ci-après on va décrire un procédé de fabrication du petit élément. Ce procédé inclut les phases opératoires consistant à apposer une couche d'impression sur une toile (correspondant au N 6 dans les normes JIS (normes industriel- les au Japon), à la faire sécher, puis à coller du caoutchouc d'une épaisseur de 0,2 mm pour obtenir une structure à 6 cou- ches, à la placer dans une presse pouvant exercer une charge maximale de 100 tonnes, à actionner la presse de manière à comprimer la structure, puis à la vulcaniser avec une vapeur située à une pression de 7 à 8.10 Pa pendant 15 minutes, ce qui permet d'obtenir le matériau pour fabriquer les petites pièces. On a réalisé ces opérations pour une toile (corres- pondant aux N 1 à 11 spécifiés dans JIS L-3102rin matériau fibreux en forme de papier, on a modifié l'épaisseur du caout- chouc comme cela s'avérait nécessaire, on l'a repliée entre 3 et 10 fois et l'on a fabriqué plusieurs couches de maté- riaux, puis on a réalisé - des petits éléments possédant des dimensions latérale et longitudinale allant de quelques mm à 30 mm et plus, et possédant une épaisseur allant de quel- ques mm à 10 mm. On a placé ces petits éléments en contact avec un morceau deglace,on les a comprimés de manière à les y faire adhérer pendant 1 à plusieurs secondes, puis on les a soulevés de manière à tester la force d'adhérence à bas- se température. Le petit élément formé de la toile N 6 a pu résister à une force de 69 N. La bande de roulement 26 de la carcasse 25 du pneu- matique comprend une bande de roulement 32 munie d'un groupe de parties saillantes 28, 29, 30, 31 disposées de manière à entourer partiellement la bande de roulement lorsqu'elles sont placées sur l'ensemble de sa surface périphérique, avec des parties saillantes 8 et 9 de droite et de gauche s'étendant suivant la direction latérale du pneumatique, des petites par- ties saillantes 30 et 32 disposées vers l'avant et vers l'ar- rière entre les parties saillantes 8 et 9, et de fines par- ties saillantes 12 faisant saillie en partie de manière à en- tourer les petites parties saillantes 30, 31. La bande de rou- lement comporte également un espace entouré par un groupe de parties saillantes 28', 29', 30', 31' sur ses deux côtés. Les formes des parties saillantes 28 à 31 et 28' à 31' et 32 sont telles que désignées sur les vues en plan et en coupe, mais ne sont pas limitées aux exemples particuliers représentés. Comme décrit ci-dessus, le matériau fibreux absorbe l'eau et est apte à adhérer à la route grâce à l'action de l'eau ou de la neige tombée gelée sur la route et s'use au fur et à mesure que le caoutchouc du pneumatique s'use. REVENDICATIONS 1. Pneumatique, caractérisé en ce qu'un matériau fibreux (1) constitué par des fibres végétales, des fibres animales, des fibres synthétiques ou analogues, est tassé et rigidifié sous la forme d'un certain nombre de petits élé- ments antidérapants (2; 21) possédant une forme en coupe pré- déterminée, ces petits éléments étant enchassés dans la bande de roulement du pneumatique de telle sorte que la surface en coupe du matériau fibreux soit dirigée vers l'extérieur. 2. Pneumatique, caractérisé en ce qu'un matériau fibreux (1) est moulé avec du caoutchouc ou un agent de liaison, enceque de petits éléments (21) présentant une capacité d'ab- sorption de l'eau et des surfaces à nu constituées par les surfaces en coupe du matériau sont formés dans au moins une surface par traitement du matériau moulé, et en ce que les petits éléments sont insérés dans un certain nombre de renfoncements (5,6; 27) formés dans la bande de roulement (4) de la carcas- se du pneumatique de sorte que les petits éléments font légè- rement saillie hors des surfaces à nu. 3. Pneumatique selon la revendication 2, caracté- risé en ce que le matériau fibreux (1) est constitué par des fibres naturelles ou synthétiques se présentant sous laforme d'une toile (22) ou d'un autre tissu tissé rigide, non tissé rigide ou papier rigide. 4. Pneumatique selon la revendication 2, carac- térisé en ce que la bande de roulement (4) de la carcasse du pneumatique comporte un groupe de parties saillantes (28-31, et 32,28'-31') disposées de manière à entourer partielle- ment la bande de roulement du pneumatique,eten ce que des renfon- ments (27,27') servant à l'insertion des petits éléments sont ménagés dans ces parties saillantes.