Brevet FR2669273A1 — publié le 19920522

- BANDE DE ROULEMENT D'ENVELOPPE DE PNEUMATIQUE POUR VEHICULES POIDS LOURDS La présente invention est relative aux bandes de roulement d'enveloppes de pneumatiques à carcasse radiale destinées aux véhicules poids lourds et plus particulièrement aux autocars. En raison des conditions très draconiennes d'utilisation d'enveloppes de pneumatiques munies de clous afin d'éviter la détérioration des routes ou même l'interdiction totale d'utiliser des enveloppes cloutées, il est apparu nécessaire d'avoir des enveloppes de pneumatiques destinées à des véhicules poids lourds et en particulier des autocars qui soient excellents en tous temps, sur toutes les positions du véhicule et notamment sur les essieux moteurs Il est bien connu que la bande de roulement de pneus à carcasse radiale pour véhicules poids lourds tous temps est généralement constituée de blocs individuels disposés en plusieurs rangées circonférentielles de façon à posséder une excellente traction Cependant une telle bande de roulement conduit rapidement à des usures anormales pouvant être à l'origine du retrait prématuré des pneus en raison du bruit produit au cours du roulage. Pour remédier à cet inconvénient, il a été proposé dans le brevet US 4 676 290 une bande de roulement constituée de blocs individuels, comportant des évidements sur chacun de leurs bords circonférentiels, séparés dans le sens circonférentiel par d'étroites rainures d'orientation générale transversale de profondeur réduite par rapport à celles des rainures circonférentielles et formant des plates-formes entre les blocs dans le sens circonférentiel. Ces plates-formes identiques sont présentes dans toutes les rangées de blocs à l'exception des blocs latéraux de la bande de roulement Une telle solution présente l'inconvénient de 2 - n'offrir qu'une faible motricité sur sol enneigé. Il est en outre connu de la demande de brevet anglais n O 2 120 183 d'améliorer l'adhérence sur sol humide de véhicules poids lourds lorsqu'ils sont faiblement chargés en utilisant une bande de roulement constituée de plusieurs rangées de blocs individuels présents dans la zone médiane séparés les uns des autres dans le sens circonférentiel par des plates-formes disposées dans d'étroites rainures transversales, les plates-formes disposées au voisinage de l'axe médian de la bande de roulement possédant en totalité ou au moins sur la partie voisine de l'axe médian la hauteur la plus faible et une hauteur supérieure pour la partie orientée vers les bords de la bande de roulement Cette solution pas plus que la précédente est satisfaisante du point de vue de l'adhérence sur sol enneigé. Dans la demande de brevet européen 355 636 est décrite une bande de roulement de pneu poids lourd conservant les propiétés de freinage initiales même après mi-usure qui possède dans la zone médiane de ladite bande de roulement de fines incisions ayant une profondeur plus grande que celles présentes dans les zones latérales et une densité inférieure à la densité d'incisions présentes dans les zones latérales. La présente invention vise à obtenir une bande de roulement excellente en tous temps et particulièrement adaptée pour assurer une adhérence élevée, à la fois sur sol humide et sur sol enneigé, et qui ne présente pas d'usures irrégulières ni de craquelures de la gomme. La bande de roulement selon l'invention comportant une pluralité de rainures d'orientation générale circonférentielle et une pluralité de rainures d'orientation générale transversale délimitant une pluralité de rangées de blocs individuels, dont au moins une partie sont munis de fines incisions, reliés entre eux dans le sens circonférentiel par des plates-formes est caractérisée en ce que du centre de la bande de roulement vers ses bords et d'une rangée de blocs à l'autre les platesformes ont une hauteur croissante, les incisions ménagées dans les blocs ont une profondeur décroissante et leur densité est maximale dans la zone centrale constituée par la ou les rangée(s) de blocs situé(s) sur l'axe médian ou de part et d'autre de celui-ci. Si l'on considère une bande de roulement formée de blocs de gomme délimités par une pluralité de rainures circonférentielles et transversales, ces dernières possédant des plates-formes de gomme disposées entre les blocs de gomme les reliant dans le sens circonférentiel, et que l'on désigne en allant de l'axe médian vers chacun des deux bords de la bande de roulement, par Hn la hauteur des blocs de rang n considéré des rangées circonférentielles successives de blocs par rapport au fond des rainures, par h la hauteur des n plates- formes présentes dans les rangées circonférentielles de rang N considéré, par Sn la superficie des parois des blocs adjacentes aux plates-formes des rangées circonférentielles de rang N considéré, par sn la superficie des parois des plates-formes adjacentes aux parois des blocs délimitant les rainures transversales des rangées circonférentielles de rang N considéré, par Pn la profondeur des incisions ménagées dans les blocs de rangées circonférentielles successives de rang N considéré, par An la superficie totale dans chacun des blocs de l'ensemble des incisions présentes dans un bloc d'une rangée circonférentielle de rang N considéré lorsqu'il y a plus d'une incision présente, des formes d'exécution de bandes de roulement conformes à l'invention sont obtenues si les différents paramètres relatifs aux plates-formes et aux incisions outre leur densité dans chacune des rangées circonférentielles répondent simultanément à l'ensemble des conditions suivantes étant précisé que les paramètres des 4 - rangées circonférentielles de blocs ne doivent être pris en considération qu'en fonction du nombre effectif et peu importe qu'il soit pair ou impair de rangées circonférentielles de blocs présents: dans le cas de bandes de roulement possédant de cinq à six rangées circonférentielles de blocs = 0 à 50 % Hi = 45 à 75 % H 2 = 70 à 100 % H 3 (h 3/H 3) (h 2/H 2) k 20 % avec (h 2/H 2) (hl/Hl) z 10 % = O à 35 % 51 = 20 à 55 % 52 = 40 à 100 % 53 (s 3/53) (s 2/52) 2 20 % - avec (s 2/52) (sl/Sl) 10 % = 40 à 100 % Hi = 20 à 55 % H 2 = O à 35 % H 3 (P 2/H 2) (P 3/H 3) 10 % avec - d) A 1 = 40 à 100 % 51 A 2 = 20 à 55 % 52 A 3 = O à 35 % 53 (A 2/H 2) (A 3/H 3) 10 % avec (Al/Hl) (A 2/H 2) 10 % dans le cas de bandes de roulement possédant sept ou huit rangées circonférentielles de blocs: a) hi = O à 50 % Hi h 2 = 30 à 60 % H 2 avec h 3 = 50 à 80 % H 3 - h 4 = 70 à 100 % H 4 b) sl = O à 30 % Sl s 2 = 10 à 40 % 52 avec s 3 = 20 à 50 % 53 s 4 = 40 à 100 % 54 (h 4/H 4) (h 3/H 3) (h 2/H 2) (s 4/54) (s 3/53) (h 3/H 3) (h 2/H 2) (hl/Hl) (s 3/53) (s 2/52) (s 2/52) (sl/Sl) 5 % a) hl h 2 h 3 b) sl s 2 s 3 c) pl p 2 p 3 2 20 - c) Pl = 45 à 100 % H 1 P 2 = 30 à 80 % H 2 avec (p 3/H 3) (p 4/H 4) 2 10 % P 3 = 15 à 55 % H 3 (p 2/H 2) (p 3/H 3) 5 % P 4 = 0 à 30 % H 4 d) A 1 = 45 à 100 % Si (A 3/53) (A 4/54) 2 10 % A 2 = 30 à 80 % 52 avec (A 2/52) (A 3/53) 2 10 % A 3 = 15 à 55 % 53 (Al/Sl) (A 2/52) 2 5 % A 4 = O à 30 % 54 Une forme d'exécution préférentielle consiste à satisfaire pour les deux catégories de cas décrits ci-dessus à la condition supplémentaire suivante: 0,85 H n de plate-forme. Les incisions ménagées dans les blocs peuvent avoir une inclinaison par rapport à la normale à la surface de la bande de roulement et une forme quelconque, notamment le fond des incisions peut ou non être rectiligne Dans le cas d'incisions à formes irrégulières, pour déterminer la profondeur P de l'incision on prend la demi-somme du point de profondeur minimale P' et du point de profondeur maximale P", 6 - P = (P' + P")/2 Les incisions ménagées dans les blocs doivent s'étendre d'un des bords des blocs sur au moins les trois quart de la largeur des blocs et préférentiellement débouchent des deux côtés dans les rainures circonférentielles ou les bords de la bande de roulement La largeur des incisions doit être inférieure à 2 mm et préférentiellement ne pas dépasser 1 mm Les incisions doivent avoir une orientation générale transversale et selon une forme d'exécution préférentielle sont rectilignes, débouchent perpendiculairement sur les deux bords des blocs et ne sont pas inclinées par rapport à la normale à la surface de la bande de roulement. La densité des incisions doit être la plus importante dans la rangée médiane ou dans les rangées situées de part et d'autre et adjacentes de l'axe médian de la bande de roulement Le nombre drincisions peut être variable et selon une forme d'exécution les rangées circonférentielles délimitant les bords de la bande de roulement peuvent être dépourvues d'incisions. Les rainures d'orientation générale transversale peuvent être en ligne droite ou en ligne brisée. De manière inattendue, il a été constaté que les bandes de roulement conformes à l'invention, grâce à la combinaison de mesures contradictoires consistant d'une part à coupler les blocs les uns aux autres circonférentiellement au moyen de plates-formes de hauteurs croissantes du centre vers les bords de la bande de roulement et d'autre part à accroître la mobilité de la gomme des blocs au moyen d'incisions appropriées en superficie et en densité, permet d'obtenir avec un pneu poids lourd à carcasse radiale, une rigidité longitudinale décroissant progressivement des bords vers le centre de la bande de roulement et de conduire à des pneus pour véhicules poids lourd excellents pour les quatre saisons, c'est-à-dire ayant à la fois une excellente motricité sur routes enneigées et une bonne adhérence sur sol humide tout en présentant une usure régulière de l'ensemble de la bande de roulement et ce quelqu'en soit le niveau d'usure. L'invention est illustrée, à titre non limitatif, par l'exemple décrit. La figure 1 représente en plan une portion de bande de roulement suivant l'invention et la figure ibis une autre variante d'exécution. La figure 2 représente en coupe suivant la ligne II-II une portion de la bande de roulement conforme à l'invention. La figure 3 représente une coupe suivant la ligne III-III, une portion de la bande de roulement conforme à l'invention. La figure 4 représente en coupe une forme d'exécution d'une incision n'ayant pas de fond rectiligne. La bande de roulement représentée sur la figure 1 possède cinq rainures circonférentielles 10 en ligne brisée et des rainures d'orientation générale transversale 12 en ligne brisée délimitant six rangées circonférentielles de blocs individuels 13. Les deux rangées situées de part et d'autre et au voisinage de l'axe médian de rang 1 constituent la zone centrale Z de la bande de roulement tandis que les autres rangées s'étendant vers les bords de la bande de roulement sont les rangées de rang 2 et 3. Dans les rainures transversales 12, les blocs sont reliés entre eux au moyen de plates-formes de gomme 14 Les blocs 8 - sont pourvus d'incisions 15 d'orientation générale transversale reliant les rainures circonférentielles 10. La figure 1 bis représente une forme d'exécution dans laquelle la bande de roulement possède quatre rainures circonférentielles délimitant cinq rangées de blocs et la rangée de blocs situées au centre de la bande de roulement constitue la rangée de rang 1 qui représente la zone centrale Z. La figure 2 représente en coupe, selon la figure 1 bis, une section de plates-formes disposées dans les rainures transversales 12 dans chacune des rangées circonférentielles de blocs de rang N = 1, N = 2 et N = 3. La figure 3 représente en coupe, selon la figure ibis, des formes d'exécution d'incisions 15 présentes dans les rangées de blocs tandis que la figure 4 représente une autre forme d'exécution possible d'une incision 15. Un essai comparatif est effectué avec des pneus gonflés et chargés aux conditions nominales Un pneu de dimension 295/80 R 22,5 ayant une bande de roulement conforme à l'invention a été comparé à un pneu témoin ayant la même constitution à l'exception de la bande de roulement qui diffère de celle conforme à l'invention par l'absence des plates-formes et des incisions Les pneus ont été montés sur l'essieu moteur d'un autocar et soumis à un roulage sur autoroute pour 80 % du kilométrage parcouru et sur routes humides ou enneigées de montagne pour 20 % du kilométrage parcouru. Après 50 000 km, le pneu témoin présentait une usure maximale sur les bords de la bande de roulement et en outre une usure en dents de scie généralisée sur l'ensemble de la bande de roulement préjudiciable au confort tandis que le pneu 9 - conforme à l'invention ne présentait pas ces deux types d'usure après 85 000 km, tout en possédant une adhérence nettement améliorée à la fois sur sol humide et enneigé. - REVENDICATIONS 1) Bande de roulement de pneumatique pour véhicule poids lourd comportant une pluralité de rainures d'orientation générale circonférentielle ( 10) et une pluralité de rainures d'orientation générale transversale ( 12) délimitant une pluralité de rangées circonférentielles de blocs individuels ( 13) reliés entre eux dans le sens circonférentiel par des plates-formes ( 14) et dont au moins une partie est munie d'incisions ( 15), caractérisée en ce que du centre de la bande de roulement vers les bords, la hauteur des plate-formes est croissante, la profondeur des incisions est décroissante et la densité des incisions est maximale dans la zone centrale (Z) de la bande de roulement. 2) Bande de roulement selon la revendication 1, caractérisée en ce que la hauteur et la superficie des plates-formes ( 14), la profondeur et la superficie totale des incisions ( 15) présentes dans les blocs ( 13) satisfont relations suivantes lorsqu'elle possède circonférentielles: à l'ensemble des de 4 à 5 rainures hl = O à 50 h 2 = 45 à 75 h 3 = 70 à 100 % H 1 % H 2 % H 3 (h 3/H 3) (h 2/H 2) 2 20 % avec (h 2/H 2) (hl/Hl) 2 10 % sl = O à 35 s 2 = 20 à 55 s 3 = 40 à 100 % 51 % 52 % 53 (s 3/53) (s 2/52) k 20 % avec (s 2/52) (sl/Sl) 2 10 % pl = 40 à 100 p 2 = 20 à 55 p 3 = O à 35 % H 1 % H 2 % H 3 (P 2/H 2) (P 3/H 3) 2 10 % avec il - A 1 = 40 à 100 % 51 (A 2/H 2) (A 3/H 3) 2 10 % A 2 = 20 à 55 % 52 avec A 3 = O à 35 % 53 (A 1/H 1) (A 2/H 2) 2 10 % dans lesquelles hl, h 2, h 3 représentent les hauteurs respectives des plates-formes présentes dans les rangées circonférentielles de blocs de rang considéré, en allant de l'axe médian de la bande de roulement vers ses bords, Hi, H 2, H 3 représentent les hauteurs des blocs de gomme de la bande de roulement de rangée considéré. si, S 2, S 3 représentent les superficies des parois des plates-formes adjacentes aux parois des blocs délimitant les rainures transversales des rangées circonférentielles de rang considéré. Si, 52, 53 représentent la superficie des parois des blocs délimitant les rainures transversales des rangées circonférentielles de rang considéré. P 1, P 2, P 3 représentent la profondeur de chacune des incisions présentes dans chacun des blocs des rangées circonférentielles de rang considéré. A 1, A 2, A 3 représentent la superficie totale dans chacun des blocs de l'ensemble des incisions présentes dans les blocs des rangées circonférentielles de rang considéré. 3) Bande de roulement selon la revendication 1, caractérisée en ce que la hauteur et la superficie des plates-formes ( 14), la profondeur et la superficie totale des incisions ( 15) présentes dans les blocs ( 13) satisfont à l'ensemble des relations suivantes lorsqu'elle possède 6 ou 7 rainures circonférentielles hi = O à 50 % H 1 (h 4/H 4) (h 3/H 3) 20 % h 2 = 30 à 60 % H 2 avec (h 3/H 3) (h 2/H 2) 2 10 % h 3 = 50 à 80 % H 3 (h 2/H 2) (hl/H 1) 5 % h 4 = 70 à 100 % H 4 sl = s 2 = s 3 = s 4 = Pl = 45 P 2 = 30 P 3 = 15 P 4 = O A 1 = A 2 = A 3 = A 4 = dans 0 à 30 à 40 à 50 à 100 à 100 à 80 à 55 à 30 à 100 à 80 à 55 O à 30 lesquelle % Si % 52 avec % 53 % 54 %H 1 % H 2 avec %H 3 %H 4 % 51 % 52 avec % 53 % 54 (s 4/54) (s 3/53) (s 3/53) (s 2/52) (s 2/52) (sl/Sl) 2 5 % (p 3/H 3) (p 2/H 2) (A 3/53) (A 2/52) (Al/Sl) (p 4/H 4) (p 3/H 3) (A 4/54) (A 3/53) (A 2/52) h, H, s, S, P, A ont les mêmes significations que dans la revendication 2, en fonction du rang considéré des rangées circonférentielles de blocs. 4 Bande de roulement selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisée en ce que les profondeurs des incisions ( 15) et les hauteurs des plates-formes ( 14) de rang considéré satisfont pour chacune des rangées circonférentielles de blocs ( 13) à la relation: 0,85 Hn qu'aux revendications 2 et 3 pour le rang considéré. ;Bande de roulement selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisée en ce que les incisions ( 15) relient et déeouchent sur les rainures circonférentielles ( 10) ou les bords de la bande de roulement. 6 Enveloppe de pneumatique munie d'une bande de roulement 2 20 % 2 10 % % 2 5 % % 2 10 % 2 5 % 13 - comportant une pluralité de rainures d'orientation générale circonférentielle ( 10) et une pluralité de rainures d'orientation générale transversale ( 12) délimitant une pluralité de rangées circonférentielles de blocs individuels ( 13) reliés entre eux dans le sens circonférentiel par des plates-formes ( 14) et dont au moins une partie est munie d'incisions ( 15), caractérisée en ce que du centre de la bande de roulement vers les bords, la hauteur des plate-formes ( 14) est croissante, la profondeur des incisions ( 15) est décroissante et la densité des incisions ( 15) est maximale dans la zone centrale de la bande de roulement. 7 Enveloppe de pneumatique selon la revendication 6, caractérisée en ce que la hauteur et la superficie des plates-formes ( 14), la profondeur et la superficie totale des incisions ( 15) présentes dans les blocs satisfont à l'ensemble des relations suivantes lorsqu'elle possède de 4 à rainures circonférentielles: hi = O à h 2 = 45 à h 3 = 70 à % Hi % H 2 % H 3 (h 3/H 3) - (h 2/H 2) 2 20 % avec (h 2/H 2) - (hl/H 1) 2 10 % sl = O à s 2 = 20 à s 3 = 40 à % Si % 52 % 53 (s 3/53) - (s 2/52) avec (s 2/52) (sl/51) pl = 40 à p 2 = 20 à p 3 = O à % H 1 % H 2 % H 3 (P 2/H 2) - avec Ai = 40 à 100 A 2 = 20 à 55 A 3 = O à 35 % 51 % 52 % 53 (A 2/H 2) (A 3/H 3) 2 10 % avec (A 1/H 1) (A 2/H 2) 2 10 % % 2 10 % (P 3/H 3) % 14 - dans lesquelles hl, h 2, h 3 représentent les hauteurs respectives des plates-formes présentes dans les rangées circonférentielles de blocs de rang considéré, en allant de l'axe médian de la bande de roulement vers ses bords, H 1, H 2, H 3 représentent les hauteurs des blocs de gomme de la bande de roulement de rangée considéré. sl, S 2, S 3 représentent les superficies des parois des plates-formes adjacentes aux parois des blocs délimitant les rainures transversales des rangées circonférentielles de rang considéré. 51, 52, 53 représentent la superficie des parois des blocs délimitant les rainures transversales des rangées circonférentielles de rang considéré. P 1, P 2, P 3 représentent la profondeur de chacune des incisions présentes dans chacun des blocs des rangées circonférentielles de rang considéré. Ai, A 2, A 3 représentent la superficie totale dans chacun des blocs de l'ensemble des incisions présentes dans les blocs des rangées circonférentielles de rang considéré. 8 Enveloppe de pneumatique selon la revendication 7, caractérisée en ce que la hauteur et la superficie des plates-formes ( 14), la profondeur et la superficie totale des incisions ( 15) présentes dans les blocs ( 13) satisfont à l'ensemble des relations suivantes lorsqu'elle possède 6 ou 7 rainures circonférentielles hi = O à 50 % Hi (h 4/H 4) (h 3/H 3) 2 20 % h 2 = 30 à 60 % H 2 avec (h 3/H 3) (h 2/H 2) 2 10 % h 3 = 50 à 80 % H 3 (h 2/H 2) (hl/Hl) 5 % h 4 = 70 à 100 % H 4 (s 4/54) (s 3/53) 2 20 % si = O à 30 % Si - à 40 à 50 à 100 % 52 % 53 % 54 avec (s 3/53) (s 2/52) 2 10 % (s 2/52) (sl/Sl) = 45 à 100 = 30 à 80 = 15 à 55 = O à 30 = 45 à 100 = 30 à 80 = 15 à 55 : O à 30 % H 1 % H 2 % H 3 % H 4 % 51 % 52 % 53 % 54 avec (p 3/H 3) (p 2/H 2) (A 3/53) avec (A 2/52) (Al/Sl) (p 4/H 4) (p 3/H 3) (A 4/54) (A 3/53) (A 2/52) dans lesquelles h, H, s, S, P, A ont les mêmes significations que dans la revendication 2, en fonction du rang considéré des rangées circonférentielles de blocs. 9 Enveloppe de pneumatique selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisée en ce que les profondeurs de incisions ( 15) et les hauteurs des plates-formes ( 14) de rang considéré satisfont pour chacune des rangées circonférentielles de blocs ( 13) aux relations: 0,85 Hn revendications 2 et 3 pour le rang considéré. Enveloppe de pneumatique, selon l'une quelconque des revendication 7, 8 et 9, caractérisée en ce que les incisions ( 15) relient et débouchent sur les rainures circonférentielles ( 10) ou les bords de la bande de roulement. s 2 = s 3 = s 4 = 2 5 % Pl P 2 P 3 P 4 A 1 A 2 A 3 A 4 2 10 -2 5 2 10 2 10 2 5