Brevet FR2666053A1 — publié le 19920228

- L'invention se rapporte à un procédé de détermination de la division de la circonférence d'une bande de roulement d'un pneumatique de véhicule automobile Sa bande profilée de roulement se compose5 d'éléments en forme de flèche qui sont orientés en diagonale et formés de rainures obliques à extrémité coudée. L'objet de l'invention réside dans la subdivision de cette bande de roulement dans la direction de la circonférence en prenant en considération certaines caractéristiques déterminées du pneumatique telles que par exemple l'adhérence au sol lorsque celui-ci est mouillé, le drainage, la tenue générale au braquage, l'usure par frottement et les précautions concernant le15 dégagement de bruit. L'invention consiste à déterminer la subdivision de la bande de roulement en sections de division qui sont déterminées, mais sélectionnables et qui ont des longueurs différentes de division en fonction20 de considérations caractéristiques du profilage pour toutes dimensions du pneumatique. Selon une particularité essentielle de l'invention, la bande de roulement est subdivisée en modules de division TM en V qui comprennent des éléments25 du milieu de la bande de roulement (P) et des éléments latéraux d'épaulement (P 1, P 2), la largeur du plus étroit de ces derniers éléments dans la direction de la circonférence se déterminant d'après la formule BKPU= 4 '1 dans laquelle RAD = diamètre extérieur du pneumatique en mm, Pl = nombre des éléments de division P 1, P 2 de même35 largeur, -2- Vi = rapport des largeurs de division, m = nombre des largeurs différentes de division, et l'angle d'orientation de l'élément du module P du milieu de la bande de roulement se déterminant d'après la5 formule cx sarc sin BR n k BKPU dans laquelle J = angle de l'orientation de l'élément P du module, c'est à dire de la nervure du milieu de la bande de roulement, mesuré entre le bord du module et la ligne de symétrie x-x du pneumatique, BR = largeur d'une nervure du profilage de la zone du.15 milieu de la bande de roulement -> 13 mm, n = nombre des divisions de l'élément latéral d'épaulement P 1, P 2, k = fraction positive du profilage dans la zone du milieu de la bande de roulement.20 Chacun des modules de division TM en V, qui se succèdent dans la direction de la circonférence selon la subdivision de la bande de roulement, consiste en un élément gauche et un élément droit P de division du milieu de la bande de roulement et de préférence en plusieurs éléments de division latéraux d'épaulement PI, Pu Une rainure oblique principale de chacune des moitiés droite et gauche du pneumatique ainsi que la nervure correspondante du profilage de chacune de ces moitiés ainsi que plusieurs rainures auxiliaires, dont la30 forme et le nombre sont variables, et les rainures auxiliaires correspondantes de chacune des zones d'épaulement forment ensemble un module de division TM. Différentes variantes de modules de division, par exemple des nombres différentes de rainures auxiliaires, donnent des dessins de profilage se déterminant de manière arbitraire et alignés les uns à la suite des autres à la -.3- circonférence du pneumatique Il est d'une importance majeure, pour le dessin-modèle de modules de division, qu'il existe toujours entre les différents modules les mêmes lieux de jonction qui en forment les limites.5 Ainsi, ces modules de division déterminent un dessin du profilage selon le système de construction par blocs. La délimitation des modules de division est prévue le long de la direction d'orientation de la rainure et de la nervure du profilage en diagonale afin10 d'éviter que le processus de division ne crée des variations angulaires et des coudes dans chaque rainure et chaque nervure. Il existe ainsi une subdivision de la bande de roulement dans la zone des épaulements de laquelle les bords du profilage ont une orientation radiale et un nombre élevé de division peut être prévu afin d'abaisser le niveau de bruit, tandis que dans la zone du milieu de la bande de roulement, la direction d'orientation du profilage est prévue de manière que l'angle qu'il forme20 soit aussi aigu que possible afin d'obtenir une bonne adhérence sur sol mouillé et une forte réduction du niveau de bruit. Le profilage en diagonale de la zone du milieu de la bande de roulement comprend des rainures et des nervures qui inscrivent des angles aigus et qui se coudent dans la zone des épaulements pour prendre une orientation plus radiale Une nervure du profilage qui, pour avoir la rigidité requise, doit avoir au moins 13 mm de largeur, deviendrait large et massive de manière30 surproportionnelle dans la zone des épaulements, au lieu de coudage Pour cette raison, les zones des épaulements sont subdivisées en compartiments Donc, un grand nombre de nervures du profilage des zones des épaulements sont en face d'un nombre moindre de nervures de la zone du35 milieu de la bande de roulement. -4- Ce compartimentage fractionne la zone des épaulements de chaque module individuel de division en éléments individuels Pl, P Chaque élément de division comprend une portion formée d'une nervure ainsi qu'une rainure auxiliaire ou une partie de la rainure principale Des variantes des modules de division sont ainsi réalisées également par la combinaison d'éléments de division de différentes largeurs Lorsque la largeur de division est la seule à varier, le nombre des10 variantes possibles du module de division est A=m N, relation dans laquelle m = nombre des différentes largeurs de division et N = nombre des divisions des épaulements dans chaque module de division Ce nombre correspond au nombre des rainures auxiliaires + 1. Pour la zone des épaulements, le compartimentage de l'ensemble relativement large des nervures par des rainures auxiliaires représente une précaution avantageuse Ainsi, le nombre de nervures courtes de la zone des épaulements représente un multiple20 du petit nombre de nervures de la zone médiane de la bande de roulement en face desquelles elles se trouvent. Les rainures auxiliaires peuvent avoir une extrémité aveugle dans la zone des épaulements ou elles sont reliées à une rainure principale La largeur des rainures25 auxiliaires peut différer de celles des rainures principales Il est nécessaire que la largeur des nervures de la zone des épaulements soit au moins de 14 mm pour qu'elles aient une rigidité suffisante et pour l'adhérence à un sol mouillé, la tenue générale au30 braquage et l'usure par frottement. Lorsque la zone des épaulements d'un module de division TM se compose de plusieurs rainures et nervures, celles-ci se rejoignent dans la zone du profilage principal en une nervure et une rainure principale35 voisine de cette dernière Les éléments de division P 1, P 2 de la zone d'un épaulement convergent en un -5- élément de division P de la zone du milieu de la bande de roulement Le module de division TM a dans cette dernière zone un rapport de largeurs qui a été établi par formation de la moyenne des rapports de largeurs des5 éléments de division P 1, P 2, P 3 Toute séquence arbitraire de division se détermine dans la zone des épaulements par alignement de différentes variantes du module de division TM Mais il faut optimiser la séquence de division du point de vue du10 bruit pour en restreindre l'émission Lorsque la division d'un profilage de la bande de roulement est constante, c'est à dire lorsque les éléments de division P 1, P 2 ayant des largeurs différentes font l'objet d'un partage précis, la largeur des rainures auxiliaires peut être15 égale à celle de la rainure principale lorsque tous les éléments de division ont un rapport de division = 1 dans la zone des épaulements avec le module de division TM le plus étroit. Il faut que la largeur de la nervure soit au minimum de 14 mm La division, l'angle d'orientation en diagonale des éléments de division Pl, P 2,et la largeur de la nervure de l'élément d'épaulement se déterminent d'après la formule B Rsch = BKPU cos @_ks 2 14 mm, dans laquelle BR Sch = largeur de la nervure dans la zone des épaulements, /3 = angle de l'obliquité de l'orientation des éléments P 1, P 2 du module ou des nervures des épaulements, mesuré par rapport à une parallèle à l'axe, BKPU = largeur du plus petit élément de division P 1, P 2 dans la direction de la circonférence,35 ks = fraction positive du profilage dans la zone des épaulements. -6 - Les formules précitées permettent d'obtenir une subdivision de la bande de roulement en modules de division dans laquelle la zone des épaulements, dont les bords des éléments du profilage sont orientés radialement5 ou inscrivent un angle d'obliquité, peut avoir un nombre relativement élevé de division pour permettre d'obtenir un dégagement de bruit qui soit favorable Les nervures et les rainures doivent être rectilignes et inscrivent un angle relativement aigu dans la zone médiane de la bande1 o de roulement pour être orientées à partir du coude dans la zone des épaulements sous un angle favorable d'obliquité de l'orientation qui se rapproche d'une orientation radiale. Il est possible ainsi d'obtenir de relativement bonnes caractéristiques de roulement sur voie mouillée et d'émission de bruit La répartition entre parties positives et parties négatives du profilage est symétrique sur la largeur de la bande de roulement et régulière sur la circonférence en raison du bruit et de20 l'usure. Il est possible d'améliorer encore, du point de vue du dégagement du bruit, un profilage d'une bande de roulement se composant de nervures et de rainures en diagonale en faisant en sorte que les bords des rainures25 des zones droite et gauche des épaulements ne débutent ou n'aboutissent pas au même niveau dans la surface de contact au sol Ainsi, selon une autre particularité avantageuse de l'invention, un perfectionnement consiste à décaler l'une par rapport à l'autre, dans la direction de la circonférence, les zones des épaulements de chaque élément de division TM en V et donc les nervures et les rainures dont se composent les éléments de division Les zones des épaulements des modules individuels de division sont décalées l'une par rapport à l'autre dans la35 direction de la circonférence de manière qu'il en résulte un décalage moyen V de la division. 7 - Ce décalage de la division se détermine d'après la formule V = BKPU (v 1 + vm) / 4 dans laquelle v 1 = minimum du rapport de largeurs de division,5 v = maximum du rapport de largeurs de division. L'invention va être expliquée plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: la Figure 1 est une représentation schématique d'un pneumatique de véhicule automobile qui comporte des modules de division qui en subdivisent la bande de roulement, la Figure 2 illustre en détail un module de division. Sur la Figure 1, la bande de roulement L est partagée en de multiples modules de division TM qui se succèdent à la circonférence Ce partage prend en compte des considérations qui concernent certaines caractéristiques du pneumatique telles que l'adhérence au20 sol mouillé, le drainage, la tenue générale au braquage, l'usure par frottement et le dégagement de bruit Un module de division TM comprend un élément gauche et un élément droit P qui se trouvent dans la zone du milieu de la bande de roulement, ainsi que, pour chacun des éléments précités, plusieurs éléments de division P 1, P 2, P 3 qui se trouvent dans les zones des épaulements Chaque module de division a une forme en V et présente un décalage V des zones de la bande de roulement sur lequel on reviendra plus en détail au cours de la description de30 la Figure 2. La Figure 2 représente en détail un module de la division TM L'axe de symétrie de la bande de roulement du pneumatique est désigné par x-x La zone du milieu de la bande de roulement, c'est à dire la zone du35 profilage principal, porte la référence HP et les deux zones des épaulements, la référence Sh Les limites du -8- module de division TM sont représentées en traits mixtes. La direction de la diagonale, c'est à dire la direction de l'obliquité de l'orientation dans la zone du profilage principal est caractérisée par l'angle i et l'autre5 direction de la diagonale, c'est à dire la direction de l'obliquité dans la zone des épaulements, est caractérisée par l'angle /3 Le module de division TM comprend un élément gauche et un élément droit P du milieu de la bande de roulement et, pour chacun de ceux-ci, trois éléments latériaux d'épaulement P 1, P 2 et P 3 Le décalage entre les zones des épaulemets est désigné par V. La largeur du plus étroit des éléments de division P 1, P 2 ou P 3 dans la direction de la circonférence est BKPU et se détermine par la formule B RRD KPU - dans laquelle RAD = diamètre extérieur du pneumatique en mm, Pl = nombre des éléments de division P 1, P 2, P 3 ayant la même largeur, Vi = rapport des largeurs de division et k = fraction positive de la zone du profilage principal.25 La zone d'un épaulement est subdivisée en éléments individuels, dans le cas particulier en P 1, P 2, P 3 Chacun de ces éléments de division comprend une section formée d'une nervure R, ainsi qu'une rainure K, K pouvant être une nervure auxiliaire dont l'extrémité est30 aveugle ou une partie de la rainure principale Le nombre des variantes possibles de division se détermine d'après la formule A = m n dans laquelle m = nombre des différentes largeurs de division, -9- n = nombre des divisions d'un épaulement (des éléments de division) par module de division, ce nombre correspondant à celui des rainures auxiliaires + 1. Lorsqu'une division est prévue en deux largeurs différentes, par exemple 1: 1,4 et qu'un épaulement est divisé en trois éléments, huit variantes sont possibles. Pour une division 1 et une autre division 1,4, on obtient la division par deux 1/1,4: m = 2. Pour une division de l'épaulement telle qu'indiquée ci-dessus, il existe deux rainures auxiliaires. Le module de division TM présente dans la zone du profilage principal un rapport de largeurs qui représente la moyenne des rapports de largeurs des15 éléments de division Pl, P 2, P 3 de la zone de chaque épaulement; par exemple P 1, P 2, P 3 = 1 donnent P = 1; Pl P 2 = 1, P 3 = 1,4 donnent P = 1,13; Pl P 2, P 3 = 1,4 donnent P = 1,4. Pour obtenir une rigidité et une stabilité à la flexion qui soient suffisantes, il faut que la nervure D de la zone du profilage principal HP:> 13 mm et que la nervure R de la zone des épaulements Sh D 14 mm. Les profilages en diagonale pour dimensions quelconques, dans lesquels le nombre et la forme des rainures auxiliaires sont constants, se déterminent d'après la formule précitée de BKPU = largeur de l'élément le plus étroit de division dans la direction de la cirdonférence et d'après la formule de l'angle de30 l'obliquité de l'orientation BR k arc sin m k BKPU On admettra un profilé en diagonale à trois nervures R dans la zone des épaulements: rapport de division 1/1,4 avec 60 divisions, dont 30 étroites et 30 - larges, pour lesquelles Pl = P 2 = 30, v 1 = 1 et v 2 = 1,4. Pour une dimension d'un pneumatique de véhicule de 205/50 VR 15, le diamètre extérieur du pneumatique est de 590,6 mm Le rapport positif/négatif doit être de 61 % Le rapport positif/négatif k de la zone principale HP doit être de 58 %; donc k = 0,58. D'après ceci, le calcul de B KPU donne une valeur de 25,77 mm et celui de l'angle do, une valeur de 16,853 . La largeur de la nervure R dans la zone d'un épaulement se calcule d'après la formule RSCH BKPU cos/P ks, 14 mm. Pour l'exemple précité, ceci donne dans la zone des épaulements un angle de l'obliquité de l'orientation 1 de 20 , la fraction positive du profilage k 5 dans la zone des épaulements étant de 61,2 % et la largeur des nervures des épaulements correspond à une valeur de 14,8 mm Il a été admis pour point de départ un rapport global de répartition positif/négatif de 61 % avec une distribution symétrique. La rainure du profilage principal porte la référence L et sa longueur le long de la diagonale est désignée par 1 La rainure L et la nervure D sont parallèles aux lignes de démarcation du module de25 division TM. Le décalage V dans la direction de la circonférence entre les zones des épaulements Sh qui se trouvent à gauche et à droite de la partie médiane de la bande de roulement est une moyenne du décalage de la30 division Il est donné par la moyenne du décalage hypothétique du plus petit rapport de largeurs de la division v 1 = 1 et du plus grand rapport de largeurs vm; par exemple vm = 1,4. Ce décalage de division se calcule d'après la formule BKPU (V 1 + vm V = 11 - Il en résulte pour l'exemple précité de réalisation V = 0,6 B Kp U = 15,462 mm. 12 - REVENDICATIONS 1 Procédé de détermination de la division de la circonférence d'une bande de roulement d'un pneumatique de véhicule automobile pour un profilage se5 composant d'éléments orientés en diagonale en forme de flèche et formés de rainures obliques à extrémité coudée, caractérisé par un module de division TM dans la direction de la circonférence, qui a une forme en V et qui comprend les éléments (P) dans le milieu de la bande10 de roulement et des éléments latéraux d'épaulement (P 1, P 2,), dont la largeur B Kp U de l'élément le plus étroit de la division se détermine d'après la formule 8 KPU = 7 V C j et l'angle o L de l'obliquité de l'orientation de la zone du milieu de la bande de roulement se détermine d'après la formule îÄ arc sin BR n-k-B KPU dans lesquelles BKPU = largeur de l'élément le plus étroit de la division,25 RAD = diamètre extérieur du pneumatique en mm, Pi= nombre des éléments de la division ayant une même largeur, vi = rapport des largeurs de division, m = nombre des différentes largeurs de division,30 o = angle d'orientation de l'élément P d'un module du milieu de la bande de roulement ou de sa nervure, mesuré par rapport à l'axe de symétrie x-x, BR = largeur d'une nervure du profilage dans la zone du milieu de la bande de roulement S 13 mm, n = nombre des divisions de l'élément latéral d'épaulement P 1, P 2, P 3 k = fraction positive du profilage dans la zone du milieu de la bande de roulement. 2 Procédé de détermination d'une division d'une circonférence selon la revendication 1, caractérisé en ce que la largeur de la nervure de la zone d'un épaulement se détermine d'après la formule B Rsch = B Kpu Cos 0/ k S > 14 mm, dans laquelle B Rsch = largeur de la nervure dans la zone d'un épaulement, /3 = angle de l'obliquité de l'orientation de l'élément de module Pl, P 2, P 3 ou de sa nervure de l'épaulement, mesuré par rapport à une parallèle à l'axe, ks = fraction positive du profilage dans la zone de l'épaulement. 3 Procédé de détermination d'une division d'une circonférence selon l'une des revendication 1 et 2, caractérisé en ce que le module de division TM dans la zone du prof ilage a un rapport de largeurs qui est la moyenne des rapports de largeurs des éléments de division (P 1, P 2) de la zone des épaulements. 4 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les zones Sh des épaulements d'un module de division présentent un décalage qui se détermine d'après la formule BKPU (vl vm) V = Procédé selon l'une quelconque des revendication 1 à 4, caractérisé en ce que des variantes du module de division se déterminent à partir de la combinaison d'éléments de division existant en différentes largeurs.