Brevet FR2933335A1 — publié le 20100108

-1ùDescription (0001) La présente invention concerne les bandes de roulement de pneu et plus particulièrement les bandes de roulement comprenant des éléments de relief pourvus d'incisions. (0002) Une bande de roulement pour pneumatique comprend une surface de roulement formée d'une pluralité de faces de contact d'éléments de reliefs délimités par des rainures. Ces rainures sont utiles notamment pour permettre un drainage efficace de l'eau présente sur la chaussée pendant le roulage d'un pneu pourvu de cette bande de roulement. (0003) Pour améliorer la performance d'une bande de roulement sur chaussée revêtue d'eau, il est connu de pourvoir cette bande de roulement avec une pluralité d'incisions. Une incision est un espace délimité par deux parois de matière situées en vis-à-vis et suffisamment proches l'une de l'autre pour permettre éventuellement un contact ou passage dans le contact. En règle générale, les incisions ont une largeur inférieure ou égale à 2 mm et préférentiellement inférieure à lmm. Ces incisions s'étendent dans la direction de l'épaisseur de la bande. (0004) Les incisions présentent l'intérêt de créer des arêtes additionnelles sur la surface de roulement afin de couper le film d'eau présent sur la chaussée et ainsi obtenir un contact entre la bande de roulement et la chaussée, ce qui est bénéfique en terme de performance. (0005) Il est en outre connu de former des incisions avec des parois en vis-à-vis pouvant interagir l'une avec l'autre afin de limiter la réduction de rigidité liée à la présence même des incisions. Il est notamment connu de former sur chacune des parois en vis-à-vis des reliefs pouvant coopérer entre eux de manière à limiter les mouvements d'une paroi par rapport à l'autre. (0006) En fonctionnement usuel sur un véhicule, le pneu et donc sa bande de roulement est soumis à des forces qui sont : soit de nature motrice (permettant de faire avancer un véhicule), soit de nature freineuse (pour réduire la vitesse d'un véhicule). Afin d'adapter au mieux la bande de roulement à ces efforts, il est connu d'incliner les incisions selon une direction préférentielle par rapport à la direction de roulage du pneu. Cette inclinaison préférentielle des incisions conduit à avoir une bande de roulement dont le sens de rotation est prédéterminé (un moyen visible sur la bande de roulement ou sur le pneu pourvu de ladite bande de roulement permet à l'utilisateur de repérer le sens de montage impératif sur son véhicule afin d'obtenir l'amélioration souhaitée). 2933335 -2 (0007) Le document WO94/21478 montre des incisions globalement non inclinées comportant chacune une succession de tronçons faisant respectivement un angle a et un angle 13 avec une perpendiculaire à la surface de roulement (ces angles étant de signes opposés et de valeurs absolues différentes). 5 (0008) Il est par ailleurs connu, US 5127455, d'incliner les incisions selon un angle au moins égal à 5 degrés et au plus égal à 45 degrés avec une direction perpendiculaire à la surface de roulement ; l'inclinaison est telle que la paroi de l'incision coupant la surface de roulement suivant l'arête de fuite (arête arrivant dans le contact après l'arête d'attaque située en vis-à-vis) est telle que l'angle que cette paroi fait avec la surface de roulement est inférieur à 10 90 degrés. (0009) L'usage montre que dans les premiers kilomètres d'utilisation (avant le 1/3 d'usure de la bande de roulement), il pouvait se produire lors de manoeuvre de freinage sur chaussée sèche un phénomène d'usure localisée sur l'arête de fuite due en partie à un mécanisme de retournement de cette arête de fuite qui génère une usure prononcée sur ladite arête. Cette 15 usure localisée a pour conséquence une réduction de la performance en freinage dans les premiers kilomètres d'utilisation. (0010) La présente invention s'attache à décrire une solution apte à résoudre cet inconvénient apparaissant dans les premiers kilomètres de roulage ; selon l'invention il est proposé une bande de roulement directionnelle de pneu, c'est-à-dire ayant un sens de rotation 20 prédéterminé et visualisé par exemple à l'aide d'un moyen visuel indiquant le sens de rotation. Cette bande a une surface de roulement destinée à être en contact avec la chaussée pendant le roulage et cette bande est pourvue d'une pluralité d'incisions délimitées par des parois situées en vis-à-vis, chacune desdites parois débouchant sur la surface de roulement pour former une arête dite arête d'attaque d'un élément de matière, correspondant à l'arête rentrant la première dans le 25 contact, et une arête dite arête de fuite du même élément de matière, correspondant à l'arête rentrant dans le contact après l'arête d'attaque. (0011) Lorsque la bande de roulement est en rotation dans le sens trigonométrique direct, chaque incision comprend au moins un tronçon délimité par des parois en vis-à-vis faisant, avec une direction perpendiculaire à la surface de roulement passant par l'intersection de 30 l'incision avec la surface de roulement, un angle moyen a négatif inférieur en valeur absolue à 55 degrés. 2933335 -3 (0012) Cette bande de roulement est caractérisée en ce que ce tronçon d'angle a négatif débouche sur la surface de roulement par une portion terminale délimitée par une première et une seconde faces en vis-à-vis l'une de l'autre, la première face de la portion terminale faisant un angle moyen A positif ou nul et inférieur en valeur à 55 degrés, la seconde 5 face de la portion terminale faisant un angle moyen F positif et supérieur en valeur à 10 degrés. (0013) Grâce à cette disposition sur la partie de l'incision qui débouche sur la surface de roulement, il est possible de contrôler la répartition des pressions de contact en manoeuvre de freinage sur sol sec et ainsi éviter tout retournement et basculement de l'arête de fuite. 10 (0014) L'angle F permet de maîtriser la répartition des pressions de contact sur le bord de fuite lors des manoeuvres de freinage ; cet angle permet en outre d'empêcher ou au moins limiter le retournement de l'arête de fuite. En condition de sollicitation sous couple moteur, c'est l'arête d'attaque qui est sollicitée. (0015) Préférentiellement, l'angle A de l'arête d'attaque doit être, en valeur absolue, 15 inférieur à 20 degrés pour que cette arête puisse rester efficace sur sol enneigé. (0016) De cette manière, il est tout à la fois possible de maîtriser les répartitions des pressions entre la bande de roulement et la chaussée que la bande soit sollicitée en régime moteur (sous effort moteur) ou en régime freineur (sous effort freineur) grâce à une incision offrant, outre la possibilité d'un blocage approprié selon le régime de sollicitation, celle d'une 20 performance optimale en évitant l'usure localisée sur l'arête de fuite. (0017) Préférentiellement la partie terminale des incisions s'étend sur une hauteur He mesurée perpendiculairement à la surface de roulement, cette hauteur He étant comprise entre 5% et 20% de la profondeur H de l'incision. (0018) Par ailleurs, pour limiter l'usure différentielle entre l'arête d'attaque et 25 l'arête de fuite et donc obtenir une usure homogène sur toute la surface de roulement, la différence (F-A) doit être supérieure ou égale à 0 degré. Encore plus préférentiellement, cette différence (F-A) est supérieure à 10 degrés et inférieure à 45 degrés. (0019) Cette disposition d'élargissement en extrémité d'incision est particulièrement adaptée au cas où ladite incision comprend une succession alternée de portions inclinées d'un 30 angle moyen négatif a et de portions inclinées d'un angle moyen positif R. Ces angles a et 13 pouvant être égaux en valeur absolue. Dans le cas où ces angles sont différents en valeur 2933335 -4- absolue, il est avantageux que l'angle a soit compris entre 5 degrés et 45 degrés et que l'angle 13 soit compris entre 45 degrés et 90 degrés. (0020) Dans le cas de cette dernière incision et afin de bénéficier à plusieurs niveaux d'usure de la bande de roulement de l'effet anti retournement de l'arête de fuite, il est 5 avantageux que l'angle F soit égal en valeur à l'angle (3. (0021) D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. (0022) - les figures lA et 1B explicitent les conventions de signes adoptées dans la 10 présente description ; (0023) - la figure 2 montre une première variante d'une incision selon l'invention, cette incision étant incliné d'un angle a ; (0024) - la figure 3 montre une deuxième variante d'incision selon l'invention comprenant des tronçons inclinés d'un angle a et des tronçons inclinés d'un angle 13 ; 15 (0025) - la figure 4 montre une troisième variante d'incision selon l'invention. (0026) Par convention, il a été choisi de conserver pour toutes les figures les mêmes signes de référence pour désigner des éléments identiques, quelle que soit la variante considérée. (0027) Règle de signes sur les angles : on définit dans la présente description la 20 manière dont sont définis les angles des incisions : la surface de roulement étant positionnée au bas d'un dessin et la direction de déplacement du pneu se faisant de la droite vers la gauche du dessin, une direction est dite d'angle positif par rapport à une perpendiculaire à cette surface de roulement si la rotation qui amène la perpendiculaire sur cette direction se fait dans le sens trigonométrique direct (comme le montre la figure 1A). 25 (0028) A contrario une direction fait un angle négatif si la rotation qui amène la perpendiculaire sur cette direction se fait dans le sens trigonométrique inverse, c'est-à-dire dans le sens horaire (voir la figure 1B). (0029) La figure 2 montre, en coupe selon un plan de coupe perpendiculaire à la surface de roulement et contenant la direction de roulage, une incision 1 formée dans une bande 30 de roulement selon l'invention. 2933335 -5 (0030) Sur cette figure 2, on distingue, vu en coupe, un bloc de gomme 3 délimité par des rainures 31, ce bloc 3 ayant une surface de roulement 30 à l'état initial (c'est-à-dire sur la bande de roulement neuve) sur laquelle débouche une incision 1 inclinée d'un angle moyen a avec une perpendiculaire à la surface de roulement. Cet angle est ici négatif et égal en valeur 5 absolue à 20 degrés. (0031) L'incision 1 est délimitée par deux parois planes 11 et 12 en vis-à-vis espacées d'une distance moyenne égale à 0,4 mm, ces parois 11 et 12 étant sensiblement parallèles entre elles. (0032) La direction de roulage est indiquée par une flèche V (dirigée de la droite 10 vers la gauche du dessin) et celle de rotation du pneumatique par une flèche R (direction dans le sens trigonométrique direct). (0033) L'inclinaison a des parois de l'incision est telle que la partie la plus à l'extérieure de l'incision (c'est-à-dire la plus proche de la surface de roulement) est en avant par rapport à l'extrémité radialement à l'intérieur de la dite incision (en avant dans le sens du 15 déplacement indiqué par la flèche V). (0034) Cette incision 1, de profondeur H (mesurée perpendiculaire à la surface de roulement), comprend deux extrémités, une première extrémité radialement à l'intérieur, tandis qu'une deuxième extrémité radialement à l'extérieur est formée par un élargissement 2 de l'incision. 20 (0035) Cet élargissement 2 de hauteur He (mesurée perpendiculairement à la surface de roulement 30) est délimité par une première paroi 21 et une seconde paroi 22, les dites deux parois ayant dans le plan de la coupe des inclinaisons de signes opposés par rapport à l'inclinaison a de l'incision 1. (0036) La première paroi 21 de l'élargissement 2 prolonge la paroi 11 de l'incision 25 et coupe la surface de roulement 30 selon une arête dite arête d'attaque (Aa). La seconde paroi 22 de l'élargissement 2 prolonge la paroi 12 de l'incision et coupe la surface de roulement 30 selon une arête dite arête de fuite (Af). (0037) L' angle A que fait la première paroi 21 avec une perpendiculaire à la surface de roulement 30 est positif et inférieur à 90 degrés ; dans l'exemple présenté cet angle A est égal 30 à 10 degrés. 2933335 -6 (0038) L'angle F que fait la deuxième paroi 22 avec une perpendiculaire à la surface de roulement 30 est positif et égal à 30 degrés. (0039) La différence entre les angles A et F est égale à 20 degrés. (0040) La figure 3 montre une autre variante de l'invention selon laquelle des 5 incisions 1 pourvues d'un élargissement 2 débouchant sur la surface de roulement 30 d'un même bloc 3 d'une bande de roulement sont chacune formée par une succession de tronçons d'incision 101 inclinés d'un angle a et de tronçons d'incision 102 inclinés d'un angle R. Ces angles a et 13 sont de signes opposés (dans le cas présent, l'angle a est négatif et l'angle 13 est positif). Les incisions ont une largeur moyenne sensiblement constante sur tous les tronçons 101 10 et 102. Pour réduire les concentrations de contrainte en extrémité, chaque incision se termine à l'intérieur de la bande de roulement par une partie circulaire de diamètre supérieur à la largeur moyenne de l'incision. (0041) Les incisions représentées isolent un élément de gomme 33 ayant une face latérale (dite face d'attaque) 331 coupant la surface de roulement 30 selon une arête 15 d'attaque Aa et une face latérale (dite face de fuite) 332 coupant la surface de roulement 30 selon une arête de fuite Af. (0042) Vues en coupe dans le plan de la figure 3, ces deux faces latérales 331 et 332 ont des profils identiques formés d'une succession de segments inclinés d'un angle a (-25 degrés) et de segments inclinés d'un angle 13 (+80 degrés). 20 (0043) Ces profils se distinguent l'un de l'autre en ce que la face d'attaque 331 se termine, vers l'extérieur de la bande de roulement, par une partie 21 coupant le plan de la figure selon un segment incliné d'un angle A positif (20 degrés), tandis que la face de fuite 332 se termine par une partie 22 coupant le plan de la figure selon un segment incliné d'un angle F positif supérieur en valeur absolue à celui de la face en vis-à-vis de manière à la fois à créer une 25 pointe de gomme 330 avec la surface de roulement 30 et un élargissement 2 de l'incision près de la surface de roulement à l'état neuf. Cette pointe de gomme est particulièrement efficace en accélération. Chaque incision 1 se termine à l'intérieur de la bande de roulement par une partie élargie 120 évitant les concentrations de contraintes en extrémité. (0044) Dans une troisième variante d'incision selon l'invention, montrée avec la 30 figure 4, l'incision 1 comprend plusieurs tronçons d'incision 101 d'inclinaison a, le tronçon 101 le plus proche de la surface de roulement 30 à l'état neuf se terminant par une portion terminale élargie 2 délimitée par une paroi 21 faisant un angle A et en vis-à-vis par une paroi 22 faisant un 2933335 -7 angle F. Entre deux tronçons 101 d'inclinaison a, il est disposé une partie intermédiaire 103 reproduisant sensiblement la forme de la portion terminale 2. Chaque partie intermédiaire est délimitée par une face faisant un angle 131 et une face en vis-à-vis faisant un angle 132. L'angle 131 est positif et inférieur à 20 degrés (dans le cas montré, de façon non limitative, cet angle est 5 sensiblement égal à l'angle A). L'angle 132 est positif et supérieur à l'angle 131 (dans le cas montré, de façon non limitative, cet angle est sensiblement égal à l'angle F). L'avantage d'une telle incision est de retrouver la configuration de l'état initial à différents niveaux d'usure de la bande de roulement. Dans cette variante, la direction d'avancement est indiquée sur la figure 4 par la flèche V et la direction de rotation par la flèche R. 10 (0045) Dans une variante non représentée, l'incision selon l'invention comprend des moyens de blocage des déplacements des parois les unes par rapport aux autres (notamment sur les portions d'inclinaison moyenne a). Ces moyens de blocage peuvent par exemple être formés d'une pluralité d'ondulations de faible amplitude autour de cette direction moyenne. (0046) Ayant montré et décrit certaines des variantes de l'invention, il n'est pas dans 15 l'intention du déposant de limiter l'invention à ces seules variantes et par exemple si toutes les variantes décrites mettent en oeuvre des parois délimitant l'élargissement qui sont de géométrie plane, rien n'empêche la personne du métier d'adapter une forme non plane pour ces parois de l'élargissement.