Brevet FR2659275A1 — publié le 19910913

La présente invention concerne un pneumatique de véhicule du type à structure radiale, comportant une carcasse radiale et une bande de roulement profilée et renforcée par ceinture, pneumatique dans lequel le profil de la surface de roulement se compose d'éléments de profil séparés l'un de l'autre par des rainures. Les éléments du profil sont disposés avec un angle d'orientation O de profil. Une disposition des éléments de profil dans la surface de roulement en modifiant leurs répartitions circonférentielles est réalisée également dans le but de réduire les bruits produits par le pneumatique. Un pneumatique de véhicule produit, lors du roulage sur une surface de contact, par exemple une route, un bruit plus ou moins nettement perceptible D'une part il produit un bruit de percussion lorsque le bord d'un élément du profil vient buter contre une surface de contact et d'autre part du bruit est engendré par des vibrations qui sont produites lorsqu'un bord d'un élément de profil quitte à nouveau la surface de contact. En outre, des bruits sont engendrés par des vibrations des éléments du profil sur la carcasse tendue comme une membrane ainsi que par des courants d'air s'écoulant dans les rainures du profil du pneumatique. Le bruit à la sortie de l'élément de profil est généralement plus fort que le bruit à l'entrée. La fréquence des vibrations est différente entre ces deux sources de bruits. Pour réduire globalement le niveau de bruit d'un pneumatique de véhicule, il est connu d'élargir la bande de fréquences de bruit au moyen de séquences de répartition circonférentielle qui sont déterminées mais cependant sélectionnables, l'uniformité étant perturbée de façon connue par des longueurs de séquences de grandeurs différentes Des moyens de répartition circonférentielle sont décrits par exemple dans les brevets allemands n O 29 05 051 et 36 09 488. L'invention a pour but de réduire encore le niveau de bruit pour des pneumatiques de véhicules du type défini ci-dessus. L'objet de l'invention consiste à disposer et agencer les encoches prévues dans les éléments de profil de telle sorte qu'il se produise des résonances additionnelles de vibrations à l'aide desquelles le niveau total de bruit du pneumatique est encore abaissé. Conformément à l'invention, ce problème est résolu en ce que les encoches formées dans les éléments du profil qui se suivent dans la répartition circonféren- tielle sont réalisées avec des longueurs différentes, et en ce que des encoches de longueurs différentes sont réparties de façon irrégulière en considérant la périphérie, mais cependant en fonction de la séquence de pas circonférentiels. La longueur d'encoche RL la plus longue à cet égard peut être égale à 1,0 fois la longueur de bloc R et la longueur d'encoche RK la plus courte peut être égale à 0,1 fois la longueur de bloc R, mesurée à partir d'un des deux bords extrêmes respectivement existants du bloc. L'encoche estide préférence réalisée en forme de rainure. Il est avantageux d'avoir des longueurs d'enco- ches comprises entre environ 0,3 et 0,5 fois la longueur d'élément de profil. Par une telle formation d'encoches de longueurs différentes dans les éléments de profil, on crée, en addition à la différence de pas circonférentiels, une perturbation intentionnelle qui se manifeste de façon non uniforme sur une zone circonférentielle dans laquelle une résonance d' activation et de vibration du profil de la surface de roulement est engendrée à l'endroit correspondant à un élément de profil d'épaulement Cette perturbation peut se présenter sous la forme d'encoches alternativement longues et courtes, ou bien sous la forme de paires d'encoches alternativement longues et courtes ou bien sous la forme d'encoches longues et courtes et en partie droites et en partie coudées, mais elle peut cependant également se présenter sous la forme de courtes encoches situées dans une zone par- tielle en correspondance au pas circonférentiel et sui- vies par des encoches de longueurs différentes. L'encoche qui intervient à cet égard a une profondeur h comprise entre 1/5 et 4/5 de la profondeur normale H du profil -La largeur de l'encoche est variable et peut être comprise entre 0,2 et 2,5 fois la profondeur d'encoche. Avec des encoches disposées et agencées de cette manière dans les éléments de profil de la zone d'épaulement, d'une part la fréquence propre de vibra- tions de l'élément de profil d'épaulement est modifiée et d'autre part la fréquence d'excitation de l'élément de profil est influencée intentionnellement dans la surface d'appui. Ce moyen réduit l'amplitude de la résonance propre de l'infrastructure du pneumatique en chaque endroit o se trouve un élément du profil et ainsi le bruit total de roulage du profil de pneumatique est diminué à un niveau comparativement bas La tendance consiste à obtenir au total un simple bruissement comme bruit de roulage. Additionnellement l'encoche prévue dans l'élé- ment de profil peut être créée en combinaison avec une fine encoche de type connu, qui est également appelée lamelle La fine encoche peut être reliée à l'encoche principale et/ou elle peut pénétrer dans celle-ci, auquel cas la fine encoche est alors formée dans le fond de l'encoche principale Par ces autres mesures, on modifie encore les fréquences de vibrations des éléments du profil et on agit additionnellement sur l'intensité d'excitation des vibrations dans la surface d'appui correspondante. Les encoches formées dans les éléments du profil qui ont des bords de délimitation qui sont rectili- gnes sont également rectilignes et orientées parallèlement aux bords précités Les encoches formées dans les éléments du profil qui ont des bords de délimitation coudés sont partiellement rectilignes et parallèles et elles sont orientées au moins parallèlement à un de ces bords de délimitation Pour des éléments du profil ayant des bords de délimitation incurvés, les encoches sont également incurvées dans l'essentiel et orientées parallè- lement aux bords de délimitation de l'élément de profil. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente une vue (partielle) d'un profil de surface de roulement comportant des éléments de profil d'épaulement qui comportent des encoches en partie longues et en partie courtes, la figure 2 est une vue en coupe faite selon la ligne A-A de la figure 1, la figure 3 montre un détail d'un élément de profil d'épaulement comportant une encoche en forme de rainure, dont l'ouverture est située du côté du milieu du pneuma- tique, la figure 4 montre un détail d'un élément de profil d'épaulement comportant une encoche en forme de rainure dont l'ouverture est située du côté de l'épaulement et à laquelle est reliée une encoche fine vers le milieu du pneumatique, la figure 5 montre un détail d'un élément de profil d'épaulement comportant une encoche en forme de rainure et une fine encoche disposée différemment, la figure 6 montre un détail d'un élément de profil d'épaulement réalisé avec une forme anguleuse et compor- tant une encoche en forme de rainure et de profil coudé, la figure 7 montre un détail d'un élément de profil d'épaulement de forme incurvée, comportant une encoche en forme de rainure, réalisée également avec une forme incurvée et associée à une fine encoche, la figure 8 représente un détail d'un autre élément de profil d'épaulement comportant une encoche dont la forme et l'agencement sont modifiés, la figure 9 représente un groupe d'éléments de profil d'épaulement répartis avec un pas circonférentiel et qui comportent chacun des encoches de longueurs différen- tes. Le profil 1 de surface de roulement de la figure 1, qui est représenté en vue partielle, se compose dans l'essentiel d'une nervure circonférentielle centrale 2, qui comporte des évidements latéraux 3 servant à réduire le bruit, ainsi qu'une pluralité d'éléments de profil 4, qui sont disposés dans les zones d'épaule- ments et qui ont été représentés sous forme de blocs rectangulaires pour des raisons de simplification de représentation et d'explication Ces éléments de profil forment chacun une moitié HL, HR de la surface de roule- ment des deux côtés du plan médian x-x du pneumatique. Ces éléments de profil sont séparés de la nervure centrale 2 par des rainures circonférentielles 51 et 5 r et s'éten- dent en oblique par rapport au plan médian x-x, selon un angle O précité peut être compris entre 45 et 90 '. A la place d'une nervure, il peut également être prévu plusieurs nervures circonférentielles ou bien une ou plusieurs rangées de blocs. Dans chaque moitié de la surface de roulement, les éléments de profil sont espacés les uns des autres dans la direction circonférentielle et sont délimités respectivement par une rainure transversale 6 Les éléments de profil sont répartis avec des pas circonféren- tiels t déterminés mais cependant sélectionnables, les espacements tl, t 2 d'un élément de profil par rapport à un autre pouvant être différents En outre, les largeurs b des éléments de profil sont différentes Avec une telle disposition de base des éléments du profil, il y a déjà création d'une bande de fréquences de bruit qui produit, du fait des longueurs de pas t différentes, une diminution du niveau de bruit par rapport à celui obtenu avec des éléments de profil ayant des longueurs de pas égales. Pour élargir la bande de fréquences des énergies acoustiques du profil qui sont produites lors du roulage d'un pneumatique de véhicule, on donne additionnellement des longueurs différentes aux encoches en forme de rainures qui se trouvent dans des éléments de profil, notamment dans les zones d'épaulements. Le profil 1 de surface de roulement met en évidence ce principe de façon simplifiée au moyen de plusieurs rainures 7 qui sont respectivement longue, moyennement longue et courte, la rainure longue étant désignée par Ri, la rainure de longueur moyenne étant désignée par Rml et la rainure courte étant désignée par Rk Au moyen de telles encoches de longueurs diffé- rentes formées dans les éléments du profil, des résonances de vibrations produites par les différents pas circonfé- rentiels sont additionnellement perturbées Grâce aux encoches, les amplitudes des résonances propres des éléments de profil sont modifiées et, dans les éléments du profil, le pas circonférentiel est intentionnellement divisé en fréquences rentrant dans une gamme basse et une gamme haute Les amplitudes des résonances propres de l'infrastructure supportant les éléments de profil sont ainsi également modifiées Des encoches longues sont réalisées avec une longueur de 1,0 ou 0,9 fois la longueur de l'élément de profil et des encoches courtes sont réalisées avec une longueur de 0,1 fois la longueur de l'élément de profil, les longueurs intermé- diaires des encoches étant variables entre les deux valeurs limites précitées. Les éléments du profil qui se trouvent, dans la direction circonférentielle, dans des rangées trans- versales correspondantes, comportent, dans la moitié de gauche HL du profil et dans l'élément de profil 41 ' par exemple une encoche 7 ayant une longueur égale à 75 % de la longueur de l'élément de profil Le bloc 42 intervenant à la suite dans la direction circonféren- tielle comporte une courte encoche d'une longueur égale à 15 % de la longueur de l'élément de profil Ce bloc ne comporte aucune encoche dans la surface d'appui sur la largeur A, cf la vue en coupe de la figure 2 à cet égard, de sorte que la courte longueur d'encoche n'intervient que dans la zone des épaulements L'autre bloc 43, dans la direction circonférentielle, comporte une encoche ayant la longueur R égale à 85 % de la longueur de l'élément de profil et l'autre bloc 44 intervenant à la suite a une longueur d'encoche de 17 % Le bloc 4 intervenant à la suite a une longueur d'encoche Rml de 65 %, le bloc suivant 46 a une longueur d'encoche de 45 % et le bloc suivant 47 a une longueur d'encoche de 85 %. L'élément du profil disposé transversalement dans la direction circonférentielle comporte, dans la moitié de droite HR du profil, des éléments 411 à 417 qui sont pourvus d'encoches comparables 7 mais qui ont cependant des longueurs différentes à celles des éléments de profil disposés en regard. Par une détermination des amplitudes pour des longueurs fixées de répartition circonférentielle, il est possible de déterminer l'agencement et la disposi- tion des encoches de manière à obtenir à chaque fois une large bande de fréquences plus basses, avec pour objectif une génération d'un bruit de roulage correspon- dant seulement à un bruissement légèrement perceptible. Les autres mesures ont été représentées sur les figures 3 à 9 et vont être expliquées en correspondan- ce Conformément à la figure 3, un élément de profil 83 est pourvu d'une encoche 7 ' dont l'ouverture est située du côté du milieu x-x du pneumatique et qui s'étend en direction de l'épaulement S, en se terminant cependant de façon borgne avant l'extrémité de l'élément de profil Conformément à la figure 4, l'élément de profil 84 comporte une encoche 7 dont l'ouverture est située du côté de l'épaulement et qui se termine de façon borgne au milieu de l'élément de profil, ce dernier comportant cependant dans ce cas une autre encoche se présentant sous la forme d'une fine encoche 9 de type connu A cet égard, l'encoche 7 est réalisée comme une rainure de largeur s, qui est suivie par une fine encoche plus étroite et de section plus petite, cette fine encoche ayant la largeur ss et représentant de cette façon une zone perturbatrice correspondant à deux fréquences différentes. Avantageusement les encoches sont réalisées approximativement avec la moitié de la profondeur normale du profil dans les rainures circonférentielles principales et les rainures transversales existant entre les éléments du profil,ou bien elles sont réalisées de façon que leur profondeur décroisse légèrement jusqu'à 1/5 de la profondeur du profil depuis le milieu du pneumatique jusqu'à la zone d'épaulement La largeur S de l'encoche peut s'élever à 0,1 fois cette profondeur d'encoche et elle peut varier jusqu'à 300 %, de telle sorte que, en fonction de la largeur de l'élément de profil, il puisse également exister une large rainure ayant une profondeur pouvant atteindre 2,5 fois la profondeur d'encoche Des largeurs avantageuses sont comprises entre 1,5 et 4 mm. Sur la figure 5 est représentée une forme modifiée d'une encoche normale et d'une fine encoche. L'ouverture de la fine encoche est située du côté de l'épaulement et cette fine encoche se termine de façon borgne dans l'élément de profil La fine encoche prévue additionnellement est formée au fond de l'encoche princi- pale et s'étend par sa partie terminale dans l'élément de profil. Sur la figure 6 est représenté un élément de profil 8 réalisé avec une forme anguleuse ou coudée et dont l'encoche 10 a également une forme coudée. L'encoche peut cependant se terminer dans la zone du coude. Conformément à la figure 7, celle-ci représente un élément de profil 87 qui comporte une fine encoche qui commence au milieu de l'encoche principale et se termine dans l'élément de profil. La fine encoche est réalisée en partie dans le fond de l'encoche principale et elle pénètre dans l'élément de profil en se terminant également de façon borgne dans ce cas. Sur la figure 8 est représenté un élément de profil 88, qui a une forme anguleuse et dans lequel l'encoche a également une forme anguleuse. La figure 9 représente un groupe d'éléments de profil 89 de forme incurvée, avec dans chaque élément de profil une encoche de longueur différente Par exemple l'encoche prévue dans l'élément inférieur du profil s'étend à peu près jusqu'à l'endroit o se trouve la surface d'appui du pneumatique La surface F 1 est par conséquent exempte de tout bord d'encoche Dans l'autre élément du profil, la surface d'appui F 2 est pourvue de bords additionnels en correspondance à l'encoche disposée au milieu et située dans cette surface Dans l'autre élément du profil, la surface F 3 est divisée dans son ensemble par une encoche s'étendant sur toute la longueur de l'élément Dans l'autre élément de profil représenté à la suite, également la surface F 4 est divisée dans la zone d'appui du pneumatique par les bords de l'encoche. Ces quatre encoches différentes produisent différentes fréquences propres et définissent, en les considérant ensemble, une partie d'une bande de fréquences de bruit dans laquelle les fréquences propres se succèdent à courts intervalles et dont les pointes de fréquences sont faibles. Grâce aux encoches principales réalisées avec des longueurs différentes comme décrit ci-dessus et/ou en combinaison avec de fines encoches associées, il est possible de produire de façon intentionnelle dans chaque élément de profil une gamme déterminée de fréquences dans la bande de fréquences et d'agir de cette manière sur le bruit produit par le profil. il REVENDICATIONS 1 Pneumatique de véhicule du type à structure radiale, comportant une carcasse radiale et une bande de roulement profilée et renforcée par ceinture, pneumati- que dans lequel le profil de la surface de roulement se compose de rainures longitudinales et transversales ou en oblique qui sont séparées l'une de l'autre et qui sont disposées dans la zone de la surface de roulement selon un angle d'orientation a de 45 à 90 par rapport au plan médian x-x du pneumatique et qui sont réparties avec des pas circonférentiels (t) déterminés mais cepen- dant sélectionnables, les éléments du profil comportant chacun au moins une encoche, pneumatique caractérisé en ce que les encoches ( 7, 7 ') sont réalisées avec des longueurs différentes dans les éléments de profil ( 41 42) se succédant conformément au pas circonféren- tiels (t), et il est prévu des encoches de longueurs différentes réparties de façon irrégulière sur le pourtour du pneumatique, la plus grande longueur d'encoche RL étant égale à 1,0 fois la longueur R d'élément de profil et la longueur la plus courte d'encoche RK étant égale à 0,1 fois la longueur R d'élément de profil, les mesures étant faites à partir d'un des deux bords extrêmes de l'élément de profil, et en ce que les encoches ( 7,7 ') sont réalisées en forme de rainures. 2 Pneumatique de véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'encoche ( 7, 7 ') a une profon- deur (h) comprise entre 4/5 et 1/5 de la profondeur de profil (H) et une largeur (s) comprise entre 0,2 h et 2,5 h. 3 Pneumatique de véhicule selon une des revendi- cations 1 ou 2, caractérisé en ce que l'encoche princi- pale ( 7, 7 ') est prévue en combinaison avec une fine encoche ( 9), cette fine encoche étant formée et disposée à la suite de l'encoche principale et/ou s'étendant dans celle-ci, ladite fine encoche étant alors formée dans le fond de l'encoche principale. 4 Pneumatique de véhicule selon une des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que les encoches ( 7, 7 ') prévues dans les éléments de profil de la zone d'épaulement ( 83 à 85) avec des bords rectilignes de délimitation,sont réalisées avec des orientations recti- lignes et parallèles alors que, les encoches prévues dans les éléments de profil ( 86, 88 > comportant des bords coudés de délimitation, sont réalisées rectilignes et parallèles, en étant orientées cependant au moins parallèlement à un des bords de délimitation tandis que, dans les éléments de profil ( 87, 89) comportant des bords de forme incurvée, elles sont réalisées sensi- blement incurvées et orientées parallèlement aux bords précités.