Brevet FR2611450A1 — publié le 19880909

Perfectionnement aux semelles à crampons et surfaces analogues. La présente invention concerne les semelles des chaussures destinées notamment à la marche ou à la course sur des surfaces ayant une couche de surface relativement plastique telles que les sols sableux, graveleux ou boueux ou sur des surfaces recouvertes d'un film d'eau. L'invention peut également trouver une application donnant des résultats techniques similaires intéressants dans le cas des bandes de roulement des pneumatiques, notamment des pneumatiques toutterrain. Il est connu de munir les semelles des chaussures, desti nées à des terrains ayant une couche de surface plastique, de crampons et il en est de même des pneumatiques toutterrain. Ces crampons ont les formes les plus diverses mais leur efficacité contre le glissement relatif entre la surface d'appui et la semelle ou le pneumatique est conditionnée essentiellement par la rigidité mécanique du crampon qui ne doit pas fléchir ou se rompre sous la force de cisaillement exercée entre son flanc en appui sur la couche pénétrée du sol plastique et la surface de base des crampons et par la profondeur de pénétration du crampon qui est d'autant plus grande que la pression Unitaire superficielle est plus élevée, donc la surface globale d'appui des crampons plus faible.Les crampons doivent de ce fait présenter un développement des flancs perpendiculaires aux forces de glissement les plus probables s'exerçant sur la semelle, ou transversaux dans le cas des pneumatiques, aussi grand que possible. Dans la pratique on est conduit à réaliser ces crampons sous forme de pavés séparés par des gorges dont les tracés sont également de préférence perpendiculaires aux forces de glissement les plus probables, ces gorges occupant une fraction importante de la surface totale. Dans le cas d'une semelle de chaussure, ces gorges ont, de préférence et sur la partie la plus importante de leur développement, un tracé qui, conformément à l'invention, est en chevron ouvert vers l'arrière pour assurer à la traction deux faces d'appui en V créant simultanément des réactions longitudinale et latérale et ces gorges sont recoupées par des gorges sensiblement perpendiculaires pour réduire la surface unitaire des pavés ou crampons sur lesquels s'effectue réellement l'appui. Cette morphologie de la surface d' appui de la semelle qui comporte des pavés en relief de forme relativement rigide séparés par des gorges relativement étroites, présente toutefois l'inconvénient que les éléments durs non fortement enrobés du sol, tels que les gravillons, se trouvent enfoncés à force dans les gorges et coincés fortement entre les flancs en vis-å-vis des crampons et les composants plastiques du sol se moulent en se prenant en masse dans les gorges d'où ils ne peuvent, en raison de la rigidité des parois latérales des crampons bordant lesdites gorges, être extraits que par engagement, dans chaque gorge de la surface, d'un poin çon ou organe d'extraction analogue. Ce-bourrage des gorges rend la surface d'appui unie et supprime l'effícacité des crampons.L'inconvénient ci-dessus se révèle encore plus fréquemment avec la disposition des gorges conforme à l'invention. En outre la surface d'appui relativement grande de chaque crampon unitaire favorise sous cette surface et sur sol mouillé, la formation d'un film d'eau d'où résulte un risque de glissement. On a constaté qu'en fractionnant cette surface, la présente invention diminuait ce risque. Pour remédier aux inconvénients ci-dessus exposés et conformément à l'invention, au moins une partie représentant une fraction importante de la surface latérale périphérique du crampon est séparée de la partie centrale ou noyau du cram pon par une gorge étroite dont la largeur est du même ordre que l'épaisseur de la paroi périphérique qu'elle sépare du noyau et dont la profondeur est comprise entre cette même largeur et la hauteur totale du crampon. De préférence la paroi périphérique est unique, c'est-àdire forme la totalité de la surface latérale périphérique du crampon pour que les déformations d'une partie de celle-ci soient transmises élastiquement aux autres parties mais il serait évidemment possible, en acceptant un fonctionnement moins bon, de la subdiviser en lamelles par des saignées ou de la limiter à certaines parties de la périphérie du crampon. Du fait de la présence de cette gorge et malgré la rigidité relative liée à la nature du matériau élastomère constituant la semelle, la surface périphérique du crampon qu'elle constitue, de préférence la totalité de cette surface, présente une souplesse ou aptitude à la déformation élevée et la paroi périphérique se trouve effectivement déformée, avec une amplitude de déformation égale à la largeur de la gorge étroite, sous l'effet des efforts développés pendant la marche ou la course.Les éléments durs, tels que les graviers, qui s' engagent dans les espaces entre crampons n'y sont pas coincés fortement, la masse plastique molle qui pé neutre dans lesdits espaces se trouve malaxée et dégagée des surfaces des crampons par les déformations alternées de la paroi périphérique et elle entraîne avec elle lesdits gra viers ou corps durs analogues qui ne sont que faiblement coincés. Malgré cela l'effet d'accrochage du crampon par enfoncement dans un sol plastique ne se trouve pas réduit car la flexion de ladite paroi périphérique est limitée par la butée sur le noyau de sorte que la surface d'appui du crampon contre la couche de sol enfoncée est conservée. Sur un sol peu plastique, la flexion de la paroi périphérique donne naissance à un doublement de l'arête periphérique du crampon,à savoir l'arête du noyau et l'arête de la paroi périphérique, ce qui améliore le coefficient de frottement surface contre surface. Enfin, sur sol mouillé, les déformations de la paroi périphérique provoquent tout à la fois des variations de volume des différentes parties de la gorge étroite avec alternativement une aspiration et un refoulement de l'eau engagée dans la gorge et un balayage de la surface entourant le crampon par les glissements de l'arête de la paroi périphérique, ce qui rompt le film d'eau. L'épaisseur de la paroi périphérique peut évidemment varier notamment avec la profondeur de la gorge, cette épaisseur pouvant être d'autant plus grande que la profondeur est plus grande mais l'invention n' est pas limitée à des rapports précis, une gorge de profondeur réduite, associée à une plus grande épaisseur de la-paroi périphérique, donnant des résultats évidemment moins satisfaisants. La largeur de la gorge étroite est maintenue faible pour éviter son colmatage par les sables de faible granulométrie. A titre d'exemple sur un crampon garnissant une semelle en caoutchouc naturel ou synthétique ayant une saillie de 5mm, la paroi périphérique a une épaisseur de lmm et la gorge une largeur de lmm et une profondeur de 2,5mm. La forme du crampon peut être géométrique telle que circulaire, triangulaire, carrée, rectangulaire, trapézoïdale mais elle est en général en quadrilatère irrégulier ou en chevron. Le noyau est de préférence compact mais il pourrait éventuellement comporter dans sa surface des cavités, éventuellement des gorges ou rainures superficielles débouchant dans la gorge périphérique, ces rainures de cloisonnement de la surface d'appui du crampon étant de préférence moins profondes que la gorge périphérique pour réduire au minimum la ri gidité d'ensemble du crampon. On décrira ci-après un exemple de réalisation de l'invention avec référence au dessin ci-annexé dans lequel La figure 1 est une vue par dessous de la partie avant d'une semelle munie de crampons conformes à l'invention ; la figure 2 est une vue de détail en coupe à plus grande échelle à travers deux cram pons juxtaposés ; la figure 3 illustre la déforma tion théorique des crampons de fig. 2 lors de l'en foncement dans un sol plastique; la figure 4 illus tre l'action des parois se faisant face pour chas ser la matière ayant pénétré entre les crampons et la figure 5 illustre l'action du crampon sur sol humide. Dans le dessin, la référence I désigne le patin de la semelle proprement dite, la référence 2 un élément en saillie dans son ensemble, cet élément constituant un crampon et la référence 3 les gorges séparant les crampons. Comme schématisé par les traits en tiretés 4, les gorges 3 ont autant que possible un tracé général en chevron et ces chevrons sont subdivisés par des gorges transversales comme schématisé par les lignes en traits mixtes 5. Dans chaque crampon est réalisée une gorge périphérique 6 qui sépare, sur une partie de la hauteur du crampon, une paroi périphérique 7 du noyau central 8 du crampon. On obtient ainsi une surface périphérique 9 qui est élastiquement déformable malgré la rigidité relative de la matière constituant la semelle. Comme illustré dans la figure 3, si la semelle est mise en appui sur un sol en matériau relativement plastique 10 en étant soumise à une force dirigée dans le sens de la flèche F,le matériau du sol qui est chassé en 11 dans les gorges et sur lequel la semelle s'appuie sous l'effet de la force F va déformer la surface périphérique 9 contre laquelle il prend appui comme illustré en 12. Si un corps dur tel qu'un gravier 13 s'engage dans une gorge 3, il déforme élastiquement les deux parois 7 se faisant vis-à-vis de la gorge mais la force de coincement du gravier sera limitée du fait de la souplesse élastique des parois 7. Lorsque, comme illustré à la figure 4, la semelle est soulevée selon la flèche S les parois périphériques 7 qui ont été déformées tendent à reprendre élastiquement leur forme et expulsent le matériau 11 ou les corps durs 13. La figure 5 illustre le cas d'une semelle conforme à l'invention mise en appui en étant soumise à une force F' sur un sol dur 14 revêtu par un film d'eau 15. Dans ce cas les parois périphériques 7 se déforment en raclant le film d'eau autour de la surface d'appui du noyau 8 du crampon et les gorges 6 ont un volume accru lorsque la paroi 7 s'écarte vers l'extérieur et réduit lorsqu'au contraire la paroi 7 est courbée vers le noyau. Les lamelles constituant les parois périphériques 7 lorsqu'elles se déforment, avec un écrasement simultané, même très faible, du noyau 8 du crampon, prennent appui sur la surface du sol 14 par une arête 16 qui rompt le film d'eau. I1 en résulte une réduction au phénomène dit d'aquaplaning. Revendications 1. Crampon pour semelle de chaussures à crampons ou surface analogue, caractérisé en ce qu au moins une partie représentant une fraction importante de la surface latéralepériphérique du crampon (2) est séparée de la partie centrale ou noyau (8) du crampon par une gorge étroite (6) dont la largeur est du même ordre que l'épaisseur de la paroi périphérique (7) qu'elle sépare du noyau et dont la profondeur est comprise entre cette même largeur et la hauteur totale du crampon (2). 2. Crampon selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi périphérique (7) est unique, c'est-à-dire forme la totalité de la surface latérale périphé- rique (9) du crampon (2) pour que les déformations d'une partie e celle-ci soient transmises élastiquement aux autres parties. 3. Crampon selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi périphérique (7) est subdivisée en lamelles par des saignées ou limitée à certaines parties de la périphérie du crampon (2). 4. Crampon selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, carcatérisé en ce que l'épaisseur de la paroi périphérique (7) varie avec la profondeur de la gorge (6), cette épais seur étant d'autant plus grande que la profondeur est plus grande. 5. Crampon selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le noyau (8) comporte dans sa surface des cavités, éventuellement des gorges ou rainures superficielles débouchant dans la gorge périphérique, ces rainures de cloisonnement de la surface d'appui du crampon étant de préférence moins profondes que la gorge périphérique pour réduire au minimum la rigidité d'ensemble du crampon. 6. Semelle pour chaussure comportant des crampons selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les gorges (3) séparant les crampons (2) ont sur la partie la plus importante de leur développement, un tracé (4) en chevron ouvert vers l'arrière pour assurer à la traction deux faces d appui en V créant simultanément des réactions longitudinale et latérale et ces gorges sont recoupées par des gorges (5) sensiblement perpendiculaires pour réduire la surface unitaire des pavés ou crampons (2) sur lesquels s'effectue réellement l'appui.