Brevet FR2928866A1 — publié le 20090925

(0001) L'invention concerne la bande de roulement de pneu pour véhicule portant de lourdes charges comme des véhicules poids lourd, et plus particulièrement de disposition permettant d'améliorer l'uniformité de l'usure de cette bande. (0002) De manière connue, une bande de roulement pour pneu d'un véhicule poids lourd comprend des rainures d'orientation générale circonférentielle ou longitudinale (par orientation générale on entend ici que ces rainures s'étendent dans la direction circonférentielle mais qu'elles peuvent être rectiligne ou zigzag). Il est d'usage de différencier les dessins de sculpture de la bande de roulement selon l'essieu sur lequel le pneu est monté. En usage sur essieu moteur, la bande de roulement de pneu pour poids lourd est pourvue en outre avec une pluralité de rainures d'orientation générale transversale (par orientation générale transversale, on entend ici que la direction moyenne de ces rainures peut être parallèle avec la direction de l'axe de rotation du pneu ou faire un angle différent de zéro avec ledit axe). (0003) Les rainures d'orientation circonférentielle et transversale d'une telle bande délimitent au moins dans la partie médiane de la bande de roulement au moins une rangée dite "rangée intermédiaire" formée d'une succession d'éléments de relief sous la forme de blocs de matériau caoutchouc, ces blocs ayant des hauteurs moyennes égales à la profondeur des rainures les délimitant. (0004) Chaque bloc comprend une face de contact destinée à venir en contact avec la chaussée en cours de roulage et des faces latérales coupant ladite face de contact pour former des arêtes. L'arête rentrant la première en contact avec la chaussée en roulage correspond à l'arête dite "arête d'attaque" et est formée par l'intersection de la face de contact avec une face latérale dite "face d'attaque" du bloc, l'arête sortant en dernier du contact étant dite "arête de fuite" formée par l'intersection de la face de contact et d'une face latérale dite "face de fuite". (0005) Il est par ailleurs connu que dans certaines conditions de roulage, les arêtes de fuite des blocs des rangées intermédiaires sont soumises à une usure plus prononcée que les arêtes d'attaque des mêmes blocs (conduisant à un mécanisme d'usure irrégulière dite en "dent de scie"). (0006) Des solutions à ce problème ont été proposées par le passé, parmi lesquelles on trouve celle qui est décrite dans le brevet US 5127455. Ce document préconise d'incliner la face d'attaque selon un angle plus grand que l'angle d'inclinaison de la face de P10-2096 -2- fuite et en limitant l'angle entre la face d'attaque et la face de fuite à au moins 15° et au plus 25°. Dans ce qui précède l'angle d'une face est mesuré, dans un plan de coupe perpendiculaire à l'axe de rotation, par rapport à une perpendiculaire à la surface de roulement ; les faces d'attaque et de fuite sont inclinées de manière à augmenter la largeur du bloc avec la profondeur (ainsi la largeur de la rainure entre deux blocs est réduite au fur et à mesure de l'usure de la bande). La disposition préconisée par US 5127455 confere à cette bande de roulement un sens de roulage unique qui est matérialisé sur la bande de roulement elle-même ou le pneu pourvu de la bande de roulement avec un moyen visible indiquant ledit sens de roulage et assurant ainsi un montage dans le bon sens sur le véhicule permettant de bénéficier au mieux de cette inclinaison différentielle. (0007) Par ailleurs, pour atteindre une meilleure adhérence sur chaussée mouillée, chaque bloc peut être pourvu avec au moins une incision (c'est-à-dire une découpure dont les faces en vis-à-vis sont à une distance moyenne l'une de l'autre inférieure à 1 mm. Sur chaque bloc pourvu d'une incision, il est créé deux arêtes supplémentaires utiles pour couper le film d'eau présent sur la chaussée par temps de pluie. (0008) On a toutefois constaté que la combinaison d'au moins une incision avec les blocs tels que proposés dans US 5127455 pouvait affecter de façon sensible l'usure des blocs des rangées intermédiaires d'une bande de roulement au point qu'une partie des gains pressentis pouvait être perdu par la mise en place d'incisions dans les blocs de ces rangées. (0009) L'objet de l'invention est précisément de proposer une bande de roulement pour poids lourd destiné à être montés sur un essieu moteur dudit véhicule et qui permette d'atteindre une performance satisfaisante en adhérence tout en ayant une usure la plus régulière possible des blocs des rangées intermédiaires (c'est-à-dire une usure uniformément répartie sur la face de contact de chaque bloc des rangées intermédiaires). (0010) Selon l'invention, il est proposé une bande de roulement pour pneu PL destiné à équiper un essieu moteur d'un véhicule PL, comprenant un dispositif visible indiquant le sens de roulage de ce pneu, cette bande de roulement comprenant au moins deux rainures d'orientation générale circonférentielle et une pluralité de rainures d'orientation générale transversale délimitant au moins une rangée intermédiaire de blocs et des rangées bord délimitant transversalement la bande. (0011) Chaque bloc des rangées intermédiaires comporte des faces latérales, une face de contact coupant les faces latérales pour former des arêtes, l'arête rentrant la -3-première en contact avec la chaussée en roulage correspondant à l'arête d'attaque formée par l'intersection de la face de contact avec une face latérale dite face d'attaque du bloc, l'arête sortant en dernier du contact étant dite l'arête de fuite, cette dernière étant formée par l'intersection de la face de contact et d'une face latérale dite face de fuite. (0012) La face d'attaque fait, avec une perpendiculaire à la face de contact et passant par l'arête d'attaque, un angle moyen aA qui est supérieur à 0 degré, la face de fuite faisant, avec une perpendiculaire à la face de contact et passant par l'arête de fuite, un angle moyen aF qui est supérieur à 0 degré, sur les blocs des rangées intermédiaires, l'angle de la face d'attaque étant plus grand que l'angle de la face de fuite, les faces d'attaque et de fuite d'un même bloc étant orientées de manière à s'écarter l'une de l'autre en allant de la surface de roulement vers l'intérieur de la bande. (0013) Chaque bloc d'au moins une rangée intermédiaire comprend une incision s'étendant dans l'épaisseur du bloc sur au moins une profondeur égale à la profondeur des rainures transversales délimitant ledit bloc, cette incision étant délimitée par des faces en vis-à-vis pourvues de moyens de blocage des mouvements relatifs d'une desdites faces par rapport à l'autre face dans au moins une direction, cette incision coupant la face de contact du bloc en deux parties d'aires sensiblement égales (par sensiblement égales, on entend ici que ces aires sont égales ou ne different au plus que de 1%). (0014) Cette bande de roulement est caractérisée en ce que : (0015) - l'incision est inclinée d'un angle moyen P, mesuré par rapport à la perpendiculaire à la face de contact, de même sens que l'angle aA de la face d'attaque et en ce que, (0016) - le volume de matière compris entre la face d'attaque et l'incision est inférieur au volume de matière compris entre la face de fuite et la même incision, l'écart entre ces deux volumes étant au plus égal à 15% du volume le plus grand. (0017) Grâce à cette combinaison de moyens, le passage dans le contact avec la chaussée en cours de roulage permet, de manière surprenante, d'atteindre une répartition d'efforts entre la partie avant des blocs (partie du bloc entre la face d'attaque et l'incision) et la partie arrière (partie du bloc entre l'incision et la face de fuite) favorisant une répartition homogène et régulière de l'usure sur la totalité de la face de contact tout en ayant des arêtes additionnelles bénéfiques pour l'adhérence. -4- (0018) Pour chaque incision d'un élément de relief (bloc ou nervure), on définit un plan moyen dont l'intersection avec la face de contact de l'élément définit une trace. Le plan moyen d'une incision est obtenu par un traitement numérique consistant, après avoir relevé la position géométrique des points sur une paroi de matière délimitant cette incision, à faire une régression linéaire dans deux directions, à savoir dans la direction de l'épaisseur de la bande de roulement et dans une direction perpendiculaire à la direction de l'épaisseur. (0019) Préférentiellement, l'angle (3 (angle de l'incision) est plus grand que 0° et plus petit que 30°. L'angle de la face d'attaque aA est inférieur à 45°. (0020) 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. (0021) La figure 1 montre une vue de la surface de roulement d'une partie d'une bande de roulement selon l'invention ; (0022) La figure 2 montre une vue de détail d'une partie d'une rangée de blocs de la bande de roulement telle que montrée à la figure 1 (0023) La figure 3 montre une autre variante de bande de roulement selon l'invention ; (0024) La figure 4 montre une coupe transversale de la variante montrée à la figure 3. (0025) Dans toutes les figures de la présente demande, les mêmes signes de référence sont employés afin de désigner des éléments de structure identiques dans les différentes variantes représentées. (0026) La figure 1 montre une vue de la surface de roulement d'une bande de roulement 1 selon l'invention ; cette bande de roulement comprend un moyen apparent indiquant de façon claire le sens de roulement préconisé pour atteindre les résultats escomptés (ce sens de roulement est indiqué sur la figure par une flèche R). Cette bande de roulement est pourvue de quatre rainures 2 rectilignes orientées circonférentiellement et partageant cette bande en deux parties de bord 51 situées axialement à l'extérieur de la bande et une partie intermédiaire 4. La partie intermédiaire 4 comprend trois rangées de blocs 6 délimités par à la fois les rainures circonférentielles et des rainures transversales 3 -5- parallèles à la direction axiale (c'est-à-dire la direction de l'axe de rotation repérée par XX' sur la figure). (0027) Les parties de bord 51 et 52 sont des nervures circonférentielles dépourvues d'incisions. (0028) Chaque bloc 6 comprend des faces latérales et une face de contact 60, cette dernière étant sensiblement parallèle au plan de la figure 1. L'ensemble des faces de contact des éléments de relief de la bande forme la surface de roulement 10 de la bande de roulement 1 destinée à venir en contact avec la chaussée pendant le roulage. (0029) La face de contact 60 de chaque bloc 6 est délimitée par quatre arêtes. Ces arêtes sont les intersections de la face de contact 60 avec chacune des faces latérales. L'arête d'un bloc rentrant la première dans le contact pendant le roulage (selon le sens de roulement donné par la flèche R) est dite arête d'attaque A tandis que l'arête du même bloc quittant la dernière le contact est dite arête de fuite F. (0030) La face latérale coupant la face de contact 60 selon l'arête d'attaque A correspond à la face d'attaque 61 dont l'intersection avec un plan perpendiculaire à l'axe de rotation est montrée à la figure 2. La face latérale coupant la face de contact 60 selon l'arête de fuite F correspond à la face de fuite 62 dont l'intersection avec un plan perpendiculaire à l'axe de rotation est montrée à la figure 2. (0031) Sur la figure 2, montrant une vue en coupe dans un plan perpendiculaire à l'axe transversal XX' d'un bloc d'une rangée intermédiaire de la bande de roulement montrée à la figure 1 (suivant la ligne II-II sur la figure 1), on distingue les intersections des faces d'attaque 61 et de fuite 62 délimitant des rainures d'orientation sensiblement parallèle à l'axe XX'. L'intersection de la face de contact 60 du bloc 6 se termine par l'intersection de l'arête d'attaque A et l'intersection de l'arête de fuite F : la direction de roulage (indiquée par la flèche R) est donnée par la direction allant de l'arête de fuite vers l'arête d'attaque. (0032) La face d'attaque 61 coupe le plan de la figure 2 selon une droite TA ; cette droite TA fait un angle aA avec une perpendiculaire Pl à la face de contact 60 passant par le point d'intersection de l'arête d'attaque A avec le plan de coupe de la figure 2. La face de fuite 62 coupe le plan de la figure 2 selon une droite TF ; cette droite TF fait un angle aF avec une perpendiculaire P2 à la face de contact 60 passant par le point d'intersection de l'arête de fuite F avec le plan de coupe de la figure 2. Les angles aA et aF sont tels que la largeur moyenne d'une rainure transversale décroît avec la profondeur -6- (les faces d'attaque et de fuite ont tendance à converger vers une perpendiculaire PO passant par le milieu de la rainure sur la surface de roulement (la face d'attaque convergeant plus rapidement que la face de fuite). (0033) L'angle aA est dans le cas présent égal à 12 degrés. (0034) L'angle aF vaut dans le cas présent 5 degrés. (0035) Les rainures transversales ont une profondeur moyenne H. (0036) Chaque bloc des rangées de blocs de la partie intermédiaire 4 de la bande de roulement est pourvu d'une incision unique 7 coupant la face de contact 60 selon une trace moyenne 70 visible sur la figure 1 ; cette trace moyenne 70 est, dans le cas présent, rectiligne sur la bande à l'état neuf et est parallèle à l'axe XX'. Cette trace moyenne 70 coupe la face de contact de manière à diviser cette face en deux parties d'aires égales. (0037) Par ailleurs, l'incision 7 est inclinée dans la profondeur du bloc d'un angle moyen [3, mesuré par rapport à la perpendiculaire à la surface de roulement, de même sens que l'angle aA de la face d'attaque. Par de même sens, on entend ici que les points de l'incision 7 les plus à l'intérieur de la bande de roulement ont tendance à s'éloigner des points de la face de fuite. (0038) L'inclinaison de l'incision 7 (dans le présent exemple égale à 10 degrés) et celle de la face d'attaque (dans le présent exemple égale à 12 degrés) sont déterminées de manière à délimiter entre elle un volume de matière VA qui est inférieur au volume VF que cette même incision délimite avec la face de fuite du même bloc. L'écart (VF-VA) entre ces deux volumes est ici égal à 6.5% du volume le plus grand. (0039) Dans le cas présent, ces volumes VF, VA sont mesurés entre la face de contact (limitée par la surface courbe S tangente à la face de contact 60 du bloc et une surface courbe S' sensiblement parallèle à la surface S et passant par le fond de l'incision 7. (0040) Dans la variante de réalisation d'une bande de roulement selon l'invention montrée avec les figures 3 et 4, la bande comprend une partie intermédiaire formée de quatre rangées de blocs de forme non rectangulaire (six arêtes d'orientation différentes délimitent la face de contact de chaque bloc). Ces blocs sont délimités par des rainures circonférentielles non rectilignes (ici en zigzag) et des rainures transversales obliques c'est-à-dire faisant un angle 5 différent de zéro avec la direction transversale (égal dans le -7- cas présent à 11°). Dans d'autres variantes non montrées ici, cet angle S peut être choisi différent des angles des arêtes d'attaque et de fuite. (0041) La figure 3 montre une vue de la surface de roulement d'une bande de roulement 1 ayant un sens de roulage imposé et indiqué sur la bande de roulement par un moyen visible (ce sens de roulage est indiqué sur la figure 3 par une flèche R). (0042) Cette bande de roulement est pourvue de cinq rainures 2 rectilignes orientées circonférentiellement et partageant cette bande en deux parties de bord 51, 52 situées axialement à l'extérieur de la bande et une partie intermédiaire 4. La partie intermédiaire 4 comprend quatre rangées de blocs 6 délimités par à la fois les rainures circonférentielles et des rainures transversales 3 faisant un angle S avec la direction axiale (représentée par la direction YY'), cet angle S étant ici égal à 11 degrés. La configuration générale du dessin de la bande de roulement est ici orientée, c'est-à-dire que l'angle S des rainures transversales d'une moitié de la partie intermédiaire 4 est opposée en signe à l'angle S des rainures transversales de l'autre moitié de la même partie intermédiaire 4. (0043) Chaque bloc 6 comprend des faces latérales et une face de contact 60, cette dernière étant seule visible sur cette figure 1. L'ensemble des faces de contact des éléments de relief de la bande forme la surface de roulement 10 de la bande de roulement 1 destinée à venir en contact avec la chaussée pendant le roulage. (0044) La face de contact 60 de chaque bloc 6 de toutes les rangées de la bande de roulement à l'exception des rangées des parties de bord est divisée en deux parties d'aires égales par une incision débouchant sur cette face. La trace moyenne 70 de l'incision sur la face de contact suit un profil moyen qui est sensiblement parallèle aux arêtes d'attaque et de fuite ; cette trace 70 fait donc un angle de 11 degrés égal à l'angle S avec la direction axiale YY'. (0045) Préférentiellement, la direction de la trace de l'incision sur la face de contact d'un bloc est parallèle à la bissectrice de l'angle formé par les directions moyennes des rainures transversales délimitant ce bloc. (0046) Sur la figure 4, montrant une vue partielle de deux blocs 6 d'une rangée de la partie intermédiaire, on voit que les faces d'attaque 61 et de fuite 62 sont inclinées respectivement d'un angle aA égal à 10 degrés et d'un angle aF égal à 2 degrés par rapport à des plans perpendiculaires à la face de contact passant par les arêtes d'attaque et de fuite respectivement. Les angles aA et aF sont tels que les faces délimitant une même -8- rainure transversale 3 convergent toutes les deux vers une position centrale en allant dans la profondeur de la bande de roulement. (0047) Chaque bloc 6 des rangées de la partie intermédiaire 4 est pourvu d'une incision unique 7 qui est inclinée dans la profondeur d'un angle moyen par rapport à un plan perpendiculaire à la face de contact passant par la trace moyenne 70 de l'incision sur la face de contact 60 ; cette incision 7 est orientée de manière à ce que les points de l'incision les plus à l'intérieur de la bande de roulement aient tendance à s'éloigner de plus en plus des points de la face de fuite de manière à délimiter avec la face d'attaque 61 un volume de bloc qui est inférieur au volume que cette même incision 7 délimite avec la face de fuite 62. (0048) L'incision 7 est globalement plane et coupe les faces latérales de chaque bloc selon une trace T (la trace de l'incision correspond à l'intersection du plan moyen de l'incision avec la face de contact du bloc) faisant un angle moyen f3 avec plan P3 perpendiculaire à la face de contact et suivant l'intersection de l'incision avec la face de contact. Cet angle vaut dans le cas présent 6 degrés. Cette même incision est délimitée par des parois de matière en vis-à-vis distantes d'environ 0.4 mm. (0049) Les parois délimitant l'incision 7 sont pourvues de moyens de blocage 71 interagissant entre eux pour réduire voire annuler tout déplacement relatif d'une paroi par rapport à l'autre lors du passage dans le contact avec la chaussée en roulage ; par déplacement relatif, on entend ici que les moyens de blocage sont efficaces pour réaliser un blocage d'un déplacement quelconque d'une paroi par rapport à l'autre dans deux directions différentes, à savoir dans la direction de l'épaisseur de la bande et dans une direction perpendiculaire à la direction selon l'épaisseur, cette direction perpendiculaire étant contenu dans le plan moyen de l'incision. (0050) L'incision centrée sur la face de contact d'un bloc est telle qu'en combinaison avec l'inclinaison de la face d'attaque elle délimite un volume VA qui est inférieur au volume VF délimité par la même incision et la face de fuite. Dans le cas présent, ces volumes sont mesurés entre la face de contact (limitée par la surface courbe S) et une surface courbe S' parallèle à la surface S et passant par le fond de l'incision. (0051) Dans cette variante, l'incision 7 est en outre prolongée sur toute sa longueur par une partie 72 qui est de largeur supérieure à la largeur moyenne de l'incision. Dans le cas présent, cette partie élargie 72 débouche de part et d'autre du bloc 6 et est de section sensiblement oblongue de largeur moyenne égale à 4 mm et de longueur moyenne égale à -9- 8 mm (cette partie n'intervient pas dans l'évaluation des volumes VA et VF). Le volume VA est ici égal à 98% du volume VF. (0052) Comme représentée avec cette variante, les blocs des parties de bord 51, 52 de la bande de roulement sont totalement dépourvues d'incisions. (0053) L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés et diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 û Bande de roulement (1) pour pneumatique comportant au moins deux rainures (2) d'orientation générale circonférentielle et une pluralité de rainures (3) d'orientation générale transversale délimitant au moins une rangée intermédiaire (4) de blocs (6) et des rangées bord (51) délimitant transversalement la bande, cette bande comprenant un moyen pour indiquer la direction de roulage (R), chaque bloc (6) des rangées intermédiaires (4) comportant des faces latérales, une face de contact (60) coupant les faces latérales pour former des arêtes, l'arête rentrant la première en contact avec la chaussée en roulage correspondant à l'arête d'attaque formée par l'intersection de la face de contact (60) avec une face latérale dite face d'attaque (61) du bloc, l'arête sortant en dernier du contact étant dite l'arête de fuite formée par l'intersection de la face de contact (60) et d'une face latérale dite face de fuite (62), la face d'attaque (61) faisant, avec une perpendiculaire à la face de contact (60) et passant par l'arête d'attaque, un angle moyen aA qui est supérieur à 0 degré, la face de fuite (62) faisant, avec une perpendiculaire à la face de contact (60) et passant par l'arête de fuite, un angle moyen aF qui est supérieur à 0 degré, sur les blocs des rangées intermédiaires (4) l'angle aA de la face d'attaque (61) est plus grand que l'angle aF de la face de fuite, les faces d'attaque et de fuite d'un même bloc étant orientées de manière à s'écarter l'une de l'autre en allant de la surface de roulement vers l'intérieur de la bande, chaque bloc (6) d'au moins une rangée intermédiaire (4) comprend une incision (7) s'étendant dans l'épaisseur du bloc sur au moins une profondeur égale à la profondeur (H) des rainures transversales (3) délimitant ledit bloc, cette incision (7) étant délimitée par des faces en vis-à-vis pourvues de moyens de blocage (72) des mouvements relatifs d'une desdites faces par rapport à l'autre face dans au moins une direction, cette incision (7) coupant la face de contact (60) du bloc en deux parties d'aires sensiblement égales (par sensiblement égales, on entend ici que ces aires sont égales ou ne different au plus de 1%), cette bande de roulement étant caractérisée en ce que :-11- - l'incision (7) est inclinée d'un angle moyen g, mesuré par rapport à la perpendiculaire à la face de contact (60), de même sens que l'angle aA de la face d'attaque ; - le volume de matière compris entre la face d'attaque (61) et l'incision (7) est inférieur au volume de matière compris entre la face de fuite (62) et la même incision (7), l'écart entre ces 5 deux volumes étant au plus égal à 15% du volume le plus grand. 2-Bande de roulement pour pneumatique selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'écart entre le volume de matière compris entre la face d'attaque et l'incision et le volume de matière compris entre la face de fuite et la même incision est au moins égal .à 2% du volume le plus grand. 10 3- Bande de roulement pour pneumatique selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisée en ce que les incisions sont pourvues de moyens de blocage dans la direction transversale et dans la direction de l'épaisseur de la bande de roulement 4- Bande de roulement pour pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que la direction de la trace de l'incision sur la face de contact d'un bloc est 15 parallèle à la bissectrice de l'angle formé par les directions des rainures transversales délimitant ledit bloc. 5- Bande de roulement pour pneumatique selon rune quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que les éléments de sculpture des bords de la bande de roulement sont dépourvus d'in risions. 20