Brevet FR2924981A1 — publié le 20090619

Arrière-plan de l'invention Domaine [0001] La présente invention concerne les bandes de roulement pour pneumatiques, en particulier pour pneumatiques destinés à être utilisés sur sol enneigé. Elle concerne également des pneumatiques équipés de telles bandes de roulement. Description de l'état de l'art [0002] Il est connu de pourvoir les sculptures de pneumatique d'entailles (ou incisions) de différentes tailles pour évacuer de l'eau qui se trouve entre la chaussée et la bande de roulement, afin de rétablir l'adhérence du pneumatique sur sol mouillé. Selon la largeur de ces entailles, on distingue les sillons (qui sont le plus souvent orientés circonférentiellement et ont une largeur située typiquement entre 8 et 10 mm pour un pneumatique de tourisme), les rainures (largeur entre 2 et 7 mm) et les lamelles (largeur entre 0.3 et 1 mm typiquement). Ces entailles, et en particulier les lamelles, ont également une grande importance pour l'adhérence du pneumatique sur un sol enneigé. [0003] Les sculptures destinées à être utilisées sur sol enneigé doivent faire face à la difficulté que la neige à tendance à se loger dans les entailles et à les obstruer. Si la neige remplit les entailles, ce n'est plus l'adhérence gomme-neige qui détermine le comportement du pneumatique, mais l'adhérence neige-neige. Bien évidemment, la neige aura tendance à remplir plus vite les lamelles et les rainures de petite largeur que les rainures larges et les sillons, car la capacité de ces dernières à stocker de la neige est plus importante. [0004] Face à cette difficulté, il a été proposé de pourvoir les incisions de petite largeur de zones élargies, de sorte à améliorer la capacité de ces incisions à stocker de la neige. Le terme � incision � étant souvent utilisé pour désigner des entailles relativement étroites, nous utiliserons le terme plus général de � découpure �. Par � découpure �, il faut entendre un espace creux d'une bande de roulement, délimité, en vis-à-vis, par des parois de mélange caoutchouteux ou de tout autre matériau formant la bande de roulement et débouchant sur la surface de roulement en formant deux arêtes en vis-à-vis. [0005] Le document EP 0 847 878 cherche à améliorer la traction d'un pneumatique pour sol enneigé. II décrit une bande de roulement pour pneumatique comportant une découpure débouchant sur la surface de roulement et ayant une profondeur inférieure à l'épaisseur de la bande de roulement, cette découpure formant, sur la surface de roulement du pneumatique à l'état neuf, deux arêtes en vis-à-vis, ces arêtes délimitant une pluralité de portions étroites et au moins une portion large, ces portions larges et étroites étant disposées en alternance et s'étendant sur toute la profondeur de la découpure. Les portions larges ont une largeur progressivement décroissante en allant vers l'intérieur de la bande de roulement. [0006] Le document EP 1 190 871 traite un autre problème, à savoir la fermeture des incisions de petite largeur au moment où le pneumatique subit une accélération ou un freinage. Ce problème est résolu avec une sculpture structurellement proche de l'invention. Le document prévoit de réduire localement la largeur des incisions. Le document divulgue une bande de roulement comportant au moins une découpure débouchant sur la surface de roulement et ayant une profondeur inférieure à l'épaisseur de la bande de roulement, cette découpure formant, sur la surface de roulement du pneumatique, deux arêtes en vis-à-vis, ces arêtes délimitant une pluralité de portions étroites, et une pluralité de portions larges, les portions larges et étroites étant disposées en alternance, la portion étroite (30) s'étendant sur toute la profondeur P de la découpure, la portion large (40) s'étendant dans la profondeur de la bande de roulement sur au moins 30 % de la profondeur de la découpure. Les portions larges s'étendent jusqu'à la profondeur de la découpure. 2924981 -3 [0007] Les parois des découpures ainsi formées ne se ferment pas complètement lorsque le pneumatique subit une accélération, car les portions plus larges restent ouvertes et peuvent continuer à emmagasiner de la neige. [0008] Les sculptures proposées par l'art antérieur cité comportent plusieurs 5 inconvénients. En particulier, la structure du fond de la découpure comporte le risque de faire naître des fissures et de compromettre ainsi l'endurance du pneumatique. Résumé de l'invention [0009] L'invention cherche à proposer une bande de roulement pour 10 pneumatiques destinés à être utilisé dans des conditions hivernales qui permet une bonne adhésion du pneumatique sur la neige tout en ayant une bonne endurance. [0010] Cet objectif est atteint par une bande de roulement pour pneumatique, d'épaisseur E, comportant : 15 une surface de roulement destinée à entrer en contact avec le sol ; au moins une découpure débouchant sur la surface de roulement et ayant une profondeur P inférieure à l'épaisseur E de la bande de roulement. Bien entendu, la bande de roulement peut comporter d'autres entailles. [0011] La découpure forme, sur la surface de roulement du pneumatique à 20 l'état neuf, deux arêtes en vis-à-vis, ces arêtes délimitant au moins une portion étroite de la découpure, c'est-à-dire de largeur moyenne LE inférieure ou égale à 1 mm, et au moins une portion large de la découpure, c'est-à-dire de largeur moyenne LL supérieure à 1 mm. [0012] Les portions larges et étroites sont disposées en alternance. La portion 25 étroite s'étend sur toute la profondeur P de la découpure, la portion large s'étendant dans la profondeur de la bande de roulement sur au moins 30 % de la profondeur de la découpure. 2924981 -4 [0013] La bande de roulement selon l'invention est caractérisée en ce que la portion large s'étend dans la profondeur jusqu'à une profondeur F inférieure à la profondeur P de la découpure. Ainsi le fond de la découpure a une géométrie particulièrement simple. Il ne comporte que des portions étroites et ne comporte 5 aucune zone de transition entre portions étroites et portions larges, ce qui réduit le risque d'amorces de fissures et augmente l'endurance du pneumatique équipé de la bande de roulement. [0014] Selon un mode de réalisation préférentiel, chaque portion large est prolongée jusqu'à une profondeur supérieure à la profondeur F par une partie 10 de prolongement ayant une largeur moyenne inférieure ou égale à 1 mm. La portion large est donc prolongée par une partie ayant une largeur sensiblement identique à celle de la portion étroite, ce qui réduit encore le risque de voir naître des fissures dans la zone de transition entre les portions étroites et les portions larges à la profondeur F. 15 [0015] Encore plus préférentiellement, la partie de prolongement s'étend jusqu'à la profondeur P. Ainsi le fond de la découpure est formé par une seule et unique portion étroite, ce qui constitue le cas le plus favorable pour empêcher la naissance de fissures en fond de découpure. [0016] Il est possible de prévoir une transition abrupte entre la portion large et 20 la partie de prolongement. II est cependant préférable que la portion large comporte une partie de raccordement destinée à la raccorder à la partie de prolongement, la largeur de la portion large diminuant, dans cette partie de raccordement, de façon continue et progressive pour atteindre la largeur de la partie de prolongement, car la présence de transitions abruptes peut donner lieu 25 à des zones d'amorce de fissures. En outre, une telle transition continue et progressive entre la portion large et la partie de prolongement dans la profondeur de la découpure garantit la continuité des performances de la bande de roulement lorsque l'usure atteint la zone de transition. [0017] De préférence, la largeur moyenne LE de la portion étroite est supérieure à 0.2 mm et inférieure à 0.8 mm car une portion étroite plus fine ou plus large n'aurait plus guère l'effet d'une lamelle favorisant l'adhérence sur sol enneigé. [0018] Selon un mode de réalisation avantageux, la différence D entre la profondeur P de la découpure et la profondeur F de la portion large est supérieure ou égale à 1 mm. En effet, lorsque la distance D est ramenée à des valeurs inférieures à 1 mm, le fond de la découpure n'est pas suffisamment éloigné des zones où des fissures peuvent naître. [0019] Avantageusement, la largeur moyenne LL de la portion large est inférieure ou égale à 2.5 mm ; une largeur plus grande dégrade la rigidité de la 10 zone de la bande de roulement environnante et peut en outre provoquer de l'usure irrégulière. [0020] Selon un mode de réalisation avantageux, pour au moins une découpure, sur la surface de roulement à l'état non usé, le ratio R entre : ù la somme des longueurs des portions larges de la découpure et 15 ù la somme des longueurs des portions étroites de la découpure, est supérieur ou égal à 0.2 et inférieur ou égal à 5. Encore plus préférentiellement, le ratio R est compris entre 0.8 et 1.5. A ces valeurs, un compromis particulièrement intéressant entre le fonctionnement de la découpure en tant que lamelle et sa capacité à � mordre � la neige est atteint. 20 [0021] Selon un mode de réalisation avantageux, la largeur moyenne LL de la portion large est constante sur au moins 30 %, et de préférence 50 %, de la profondeur P de la découpure, en partant de la surface de roulement. Ainsi, le volume disponible se trouve agrandi par rapport à une évolution de la largeur de la portion large telle que enseignée par le document EP 0 847 878. 25 [0022] Selon un autre mode de réalisation avantageux, toutes les portions étroites de la découpure ont sensiblement la même longueur LoE et toutes les portions larges de la découpure ont sensiblement la même longueur LoL. Ces longueurs sont mesurées selon la direction de la plus grande dimension de la découpure sur la surface de roulement. Ce mode de réalisation permet une grande homogénéité de la bande de roulement. [0023] L'invention concerne également un pneumatique comportant une bande de roulement selon l'invention. Brève description des dessins [0024] L'invention sera mieux comprise grâce à la description des dessins selon lesquels : ù la figure 1 représente, schématiquement, un vue en perspective d'un pain d'une bande de roulement selon l'invention ; - la figure 2 représente, schématiquement, une autre vue en perspective du pain de la figure 1 ; - les figures 3 et 4 illustrent comment les largeurs et longueurs caractérisant une découpure selon l'invention sont mesurées ; -les figures 5 à 7 représentent, schématiquement, différentes manières d'effectuer la transition en largeur d'une portion large, dans la profondeur d'une découpure ; - les figures 8 à 12 représentent plusieurs variantes de la trace d'une découpure selon l'invention sur la surface de roulement, à l'état non usé. Description détaillée de l'invention [0025] La figure 1 représente, schématiquement, un vue en perspective d'un pain 11 d'une bande de roulement 10 selon l'invention. La bande de roulement 10 a une épaisseur E et comporte une surface de roulement 12 destinée à entrer en contact avec le sol. Par � surface de roulement � on entend ici l'ensemble des points de la surface de la bande de roulement qui sont destinés à entrer en contact avec le sol. La figure 1 ne montre qu'une partie de la surface de roulement, à savoir la partie qui se trouve sur le pain 11. Le pain 11 comporte en outre deux découpures 20 débouchant sur la surface de roulement 12 et ayant une profondeur P inférieure à l'épaisseur E de la bande de roulement. Par � découpure �, il faut entendre un espace creux d'une bande de roulement, délimité, en vis-à-vis, par des parois de mélange caoutchouteux ou de tout autre matériau formant la bande de roulement et débouchant sur la surface de roulement en formant deux arêtes en vis-à-vis. [0026] Les découpures 20 sont disposées à une distance S de 4.5 mm. Chacune forme, sur la surface de roulement du pneumatique à l'état neuf, deux arêtes 21 et 22 en vis-à-vis, ces arêtes délimitant une pluralité de portions étroites 30 de la découpure, c'est-à-dire des portions de largeur moyenne LE inférieure ou égale à 1 mm. Chaque découpure 20 comporte également une pluralité de portions larges 40, c'est-à-dire de largeur moyenne LL supérieure à 1 mm. En l'occurrence, la largeur des portions larges est constante. Les portions larges 40 et étroites 30 sont disposées en alternance. [0027] Comme cela apparaît à la figure 2, qui représente un détail de la bande de roulement 10 de la figure 1, les portions étroites 30 s'étendent sur toute la profondeur P de la découpure, alors que les portions larges 40 s'étendent dans la profondeur de la bande de roulement sur 60 % de la profondeur de la découpure 20. Les portions larges 40 s'étendent dans la profondeur jusqu'à une profondeur F inférieure à la profondeur P de la découpure. [0028] En l'occurrence, les portions larges sont prolongées jusqu'à la profondeur P par une partie de prolongement 50 ayant une largeur moyenne inférieure ou égale à 1 mm, de préférence identique à la largeur moyenne LE des portions étroites 30. [0029] La différence D entre la profondeur P de la découpure et la profondeur F de la portion large est égale à 3 mm. Cette distance permet d'assurer que le changement de la largeur de la découpure entre les portions larges 40 et les portions 30 ne donne pas lieu à des zones d'amorce de fissures près du fond de la découpure 20. L'endurance de la bande de roulement 10 (et, par conséquent, du pneumatique équipé de cette bande de roulement) se trouve améliorée. [0030] On notera que la largeur moyenne LL de la portion large 40 est constante sur 50 % de la profondeur P de la découpure 20 (jusqu'à la profondeur K), en partant de la surface de roulement 12. Ainsi la découpure 20 a une bonne capacité à emmagasiner de la neige. [0031] Les portions larges 40 comporte une partie de raccordement 60 destinée à raccorder la portion large 40 à la partie de prolongement 50. La largeur de la portion large 40 diminue, dans cette partie de raccordement, de façon continue et progressive pour atteindre la largeur de la partie de prolongement 50. [0032] En l'occurrence, toutes les portions étroites 30 de la découpure 20 ont la même longueur LoE et toutes les portions larges 40 de la découpure 20 ont la même longueur LoL. Comme cela a été dit plus haut, ces longueurs sont mesurées selon la direction de la plus grande dimension 100 (voir figure 1) de la découpure 20 sur la surface de roulement 12. Ce mode de réalisation préférentiel permet une grande homogénéité de la bande de roulement. [0033] Les figures 3 et 4 représentent schématiquement une partie de la surface de roulement 12 d'une bande de roulement. La direction x désigne la dimension de la plus grande dimension de la bande de roulement (dont seulement une partie est représentée). Lorsque la bande de roulement est fixée sur un pneumatique, x correspond à la direction circonférentielle. La direction y est perpendiculaire à la fois à la direction x et à la direction de l'épaisseur de la bande de roulement. Lorsque la bande de roulement est fixée sur un pneumatique, y correspond à la direction axiale. [0034] Les largeurs des portions larges 40 et étroites 30 sont mesurées perpendiculairement à l'une des arêtes 21 ou 22. Si, comme cela peut être le cas pour des géométries complexes, la largeur moyenne d'une portion, mesurée perpendiculairement à la première arête n'est pas identique à la largeur moyenne de la portion, mesurée perpendiculairement à la deuxième arête, on considère que la largeur moyenne est la moyenne des deux valeurs obtenues perpendiculairement aux deux arêtes. [0035] La figure 4 illustre par ailleurs le fait qu'une portion de découpure, qu'elle soit large ou étroite, n'a pas nécessairement une largeur constante. En l'occurrence, les trois portions larges 40 ont chacune une largeur qui varie le long de la trace moyenne 100 de la découpure. [0036] Les figures 5 à 7 représentent schématiquement différentes manières d'effectuer la transition en largeur entre une portion large 40, de largeur moyenne LL à la surface de roulement, et une partie de prolongement 50, dans la profondeur d'une découpure. Le profil de la portion étroite adjacente est suggéré par un trait tireté. [0037] Il est bien évidemment possible de prévoir une transition abrupte, en terminant abruptement la portion large à la profondeur K. La figure 5 montre une variante, où la réduction se fait en trois étapes, dans la partie de raccordement 60. L'inconvénient de cette variante est de créer plusieurs angles vifs et, par conséquent, des zones d'amorce de fissures. Ce risque est fortement réduit dans la variante représentée à la figure 6 où la largeur de la portion large 40 diminue de façon continue et progressive dans la partie de raccordement 60. Une telle transition continue et progressive entre les portions large et étroite dans la profondeur de la découpure garantit en outre la continuité des 2924981 -10- performances de la bande de roulement lorsque l'usure atteint la zone de transition. Dans la variante représentée à la figure 7, tous les angles sont arrondis, ce qui donne d'excellents résultats. En revanche, la fabrication des éléments moulants est légèrement plus délicate et coûteuse. 5 [0038] On notera aussi que la découpure de la figure 7 débouche dans une cavité 70 à la géométrie arrondie, ce qui permet de réduire à un minimum tout risque d'amorce de fissures. [0039] Les figures 8 à 12 représentent plusieurs variantes de la trace d'une découpure selon l'invention sur la surface de roulement, à l'état non usé. Pour 10 caractériser la géométrie de la découpure, on définit un ratio R entre la somme des longueurs des portions larges de la découpure et la somme des longueurs des portions étroites de la découpure. [0040] La figure 8 représente schématiquement la trace d'une découpure dont toutes les portions étroites 30 ont une largeur constante de 0.6 mm et toutes les 15 portions larges ont une largeur constante de 3 mm. Contrairement aux découpures représentées aux figures précédentes, les portions larges élargissent les portions étroites de manière symétrique par rapport à un � plan médian � qui comprend à la fois la direction de la plus grande dimension de la découpure et la direction de l'épaisseur et qui se situe à mi-chemin entre les 20 arêtes. Le ratio R est de 0.66. La découpure s'étend entre un point de départ A et un point final B. Signalons qu'il n'est pas nécessaire que la découpure commence et se termine par une partie étroite ; il est parfaitement possible de prévoir une découpure qui commence et/ou se termine par une portion large (voir, par exemple, la figure 12). 25 [0041] La variante de la figure 9 se distingue de la variante représentée à la figure 8 en ce que la symétrie est rompue. Les portions larges 40 successives se situent en alternance de part et d'autre du plan médian défini plus haut. Leur largeur est constante (2 mm), tout comme celle des portions étroites 30 (0.5 mm). Le ratio R est légèrement supérieur à 1. 2924981 -11- [0042] La figure 10 montre une variante dans laquelle les portions étroites 30 ont une largeur constante de 0.4 mm, les portions larges 40 une largeur constante de 1.5 mm. Le ratio R est de 3. [0043] La figure 11 représente une autre découpure où les portions étroites 30 5 ne sont pas alignées dans la direction de la plus grande dimension de la découpure. Ici, le ratio R atteint la valeur de 5. [0044] Enfin, la figure 12 représente une découpure où la largeur des portions larges 40 varie sur la surface de roulement. Le ratio R est de 1. Revendications 1. Bande de roulement (10) pour pneumatique, d'épaisseur E, comportant : une surface de roulement (12) destinée à entrer en contact avec le sol ; au moins une découpure (20) débouchant sur la surface de roulement et ayant une profondeur P inférieure à l'épaisseur E de la bande de roulement, cette découpure formant, sur la surface de roulement du pneumatique à l'état neuf, deux arêtes en vis-à-vis, ces arêtes délimitant au moins une portion étroite (30) de la découpure, c'est-à-dire de largeur moyenne LE inférieure ou égale à 1 mm, et au moins une portion large (40) de la découpure, c'est-à-dire de largeur moyenne LL supérieure à 1 mm, ces portions large et étroite étant disposées en alternance, la portion étroite (30) s'étendant sur toute la profondeur P de la découpure, la portion large (40) s'étendant dans la profondeur de la bande de roulement sur au moins 30 % de la profondeur de la découpure, caractérisée en ce que la portion large (40) s'étend dans la profondeur jusqu'à une profondeur F inférieure à la profondeur P de la découpure. 2. Bande de roulement selon la revendication 1, dans laquelle chaque portion large est prolongée jusqu'à une profondeur supérieure à la profondeur F par une partie de prolongement (50) ayant une largeur moyenne inférieure ou égale à 1 mm. 3. Bande de roulement selon la revendication 2, dans laquelle la partie de prolongement s'étend jusqu'à la profondeur P. 4. Bande de roulement selon la revendication 2 ou 3, dans laquelle la portion large (40) comporte une partie de raccordement (60) destinée à raccorder la portion large à la partie de prolongement (50), la largeur de la portion large diminuant, dans cette partie de raccordement, de façon continue et progressive pour atteindre la largeur de la partie de prolongement.- 13 - 5. Bande de roulement selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle la largeur moyenne LE de la portion étroite est supérieure à 0.2 mm et inférieure à 0.8 mm. 6. Bande de roulement selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle la différence D entre la profondeur P de la découpure et la profondeur F de la portion large est supérieure ou égale à 1 mm. 7. Bande de roulement selon l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle la largeur moyenne LL de la portion large est inférieure ou égale à 2.5 mm. 8. Bande de roulement selon l'une des revendications 1 à 7, dans laquelle, pour au moins une découpure, sur la surface de roulement à l'état non usé, le ratio R entre ù la somme des longueurs des portions larges de la découpure et ù la somme des longueurs des portions étroites de la découpure, est supérieur ou égal à 0.2 et inférieur ou égal à 5. 9. Bande de roulement selon la revendication 8, dans laquelle le ratio R est compris entre 0.8 et 1.5. 10. Bande de roulement selon l'une des revendications 1 à 9, dans laquelle la largeur moyenne LL de la portion large est constante sur au moins 30 % de la profondeur P de la découpure, en partant de la surface de roulement. 11. Bande de roulement selon l'une des revendications 1 à 10, dans laquelle toutes les portions étroites de la découpure ont sensiblement la même longueur (LoE) et toutes les portions larges de la découpure ont sensiblement la même longueur (LoL). 12. Pneumatique comportant une bande de roulement selon l'une quelconque des revendications précédentes.