Brevet FR2931727A1 — publié le 20091204

DOMAINE DE L'INVENTION [0001] La présente invention concerne les crampons pour pneumatiques, en particulier pour pneumatiques spécialement conçus pour les conditions hivernales. Elle concerne également des pneumatiques destinés à recevoir de tels crampons et les ensembles formés par de tels pneumatiques et des crampons. ARRIERE-PLAN [0002] Les pneumatiques à crampons possèdent des avantages indéniables en terme de comportement dans des conditions de roulage hivernales, comme par exemple le roulage sur un revêtement glacé. Le contact avec la glace, et plus particulièrement la pénétration du crampon dans la glace permet de compenser la diminution d'adhérence constatée au niveau des éléments de sculpture de la bande de roulement du pneumatique. [0003] Malheureusement, les pneumatiques équipés de crampons possèdent en contrepartie certains inconvénients qui perdurent au fil des nouvelles générations de produits. D'une part, les opérations de cloutage des pneumatiques sont fastidieuses et délicates à mettre en oeuvre, d'autre part, en roulage, les crampons sont souvent expulsés de leur logement ou cavité. Dans certains cas, les pertes de crampons sont non négligeables et entraînent la perte d'efficacité des pneumatiques. RESUME DE L'INVENTION [0004] Un des objectifs de la présente invention est de prévoir des crampons ayant une meilleure tenue dans la bande de roulement et une meilleure résistance à l'arrachement. [0005] Cet objectif est atteint par un crampon pour pneumatique, le pneumatique comportant une bande de roulement en mélange caoutchouteux, le crampon ayant deux extrémités axiales et comportant : une première partie destinée à entrer en contact avec le sol lorsque le crampon est monté sur le pneumatique et le pneumatique roule sur le sol, cette première partie étant disposée à l'une des extrémités axiales du crampon ; une tête destinée à ancrer le crampon dans la bande de roulement du 2931727 -2 pneumatique, la tête étant disposée à l'autre des extrémités axiales du crampon ; et un corps reliant ladite première partie et la tête du crampon, le diamètre moyen du corps étant inférieur au diamètre moyen de la tête du crampon, ces diamètres étant mesurés perpendiculairement à l'axe du crampon. La tête du crampon comporte au moins un 5 évidement débouchant sur la surface de la tête, l'évidement étant destiné à être rempli de mélange caoutchouteux de la bande de roulement, de manière à former un ancrage supplémentaire du crampon dans la bande de roulement. [0006] Lorsqu'un tel crampon est inséré dans un pneumatique comportant une bande de roulement en mélange caoutchouteux, la partie de la bande de roulement qui 10 enveloppe la tête du crampon se déforme et remplit ainsi l'évidement de la tête du crampon, ce qui permet de renforcer l'ancrage du crampon dans la bande de roulement. La portion de mélange caoutchouteux qui remplit l'évidement contribue par la suite à tenir le crampon dans sa position idéale et à le faire revenir dans cette position si les efforts agissant sur le crampon en conséquence du roulage induisent 15 momentanément une position du crampon qui s'éloigne de sa position de repos. [0007] Signalons que l'évidemment dans le crampon permet également de faire baisser la masse de celui-ci, ce qui a pour avantage une diminution du bruit et de l'usure des routes. [0008] Préférentiellement, la profondeur axiale moyenne de l'évidement est 20 supérieure ou égale à 0.5 mm. Si la profondeur axiale moyenne de l'évidement est inférieure à 0.5 mm, l'effet d'ancrage devient faible. [0009] Pour la même raison, il est préférable de prévoir que la section de l'évidement à la surface de la tête est supérieure ou égale à 10 % de la section maximale de la tête perpendiculairement à l'axe du crampon. 25 [0010] Selon un mode de réalisation avantageux, le crampon comporte une pluralité d'évidements et la surface cumulée des sections des évidements à la surface de la tête est supérieure ou égale à 15 % de la section maximale de la tête perpendiculairement à l'axe du crampon. Ainsi on obtient un ancrage très efficace. 2931727 -3 [0011] Préférentiellement, la surface cumulée des sections des évidements à la surface de la tête est inférieure ou égale à 35 % de la section maximale de la tête perpendiculairement à l'axe du crampon. Cette limite supérieure s'applique aussi au cas où la tête ne comporte qu'un seul évidement. Lorsque la section de l'évidement ou 5 la surface cumulée des sections dépasse 35 % de la section maximale de la tête perpendiculairement à l'axe du crampon, la tenue de la tête peut être insuffisante. [0012] Selon un premier mode de réalisation préférentiel, la tête comporte une surface plane à l'opposé de ladite première partie et au moins un évidement est disposé dans cette surface de la tête. Lorsque le crampon est monté dans la bande de 10 roulement, cette surface est la surface le plus à l'intérieur de la bande de roulement, c'est-à-dire la surface la plus éloignée de la surface de roulement. Cet emplacement est avantageux dans la mesure où la zone sous la tête du crampon est la zone où les pressions sont les plus fortes. C'est également la zone la plus éloignée du lieu de pénétration du crampon dans la glace. En disposant l'évidement à cet endroit, on 15 maximise le bras de levier et, par conséquent, le couple d'anti-basculement. Enfin c'est la zone qui va s'user en dernier ; en y plaçant l'évidement, on permet au mécanisme de perdurer plus longtemps. [0013] Selon une variante avantageuse de ce mode de réalisation, au moins un évidement disposé dans la surface plane à l'opposé de ladite première partie du 20 crampon est radialement excentrique par rapport à l'axe du crampon. Ainsi, lorsque le crampon est monté dans la bande de roulement et l'évidement est rempli de mélange caoutchouteux, le mélange caoutchouteux compris dans l'évidement s'oppose à un mouvement de rotation du crampon autour de son axe. [0014] Selon un deuxième mode de réalisation préférentiel, qui peut être 25 avantageusement combiné avec le premier mode de réalisation préférentiel, la tête comporte une surface servant de portée anti-arrachement et au moins un évidement est disposé dans cette surface servant de portée anti-arrachement. [0015] Selon un troisième mode de réalisation préférentiel, qui peut être avantageusement combiné avec le premier mode de réalisation préférentiel et/ou le deuxième mode de réalisation préférentiel, la tête comporte une surface latérale et au moins un évidement est disposé dans cette surface latérale. 2931727 -4 [0016] De préférence, la profondeur radiale moyenne d'un tel l'évidement est supérieure ou égale à 0.5 mm. [0017] Un évidement peut avoir une géométrie parallélépipédique, prismatique, pyramidale, hémisphérique, cylindrique ou ellipsoïdale. 5 [0018] L'invention concerne également un pneumatique comportant une bande de roulement en mélange caoutchouteux, la bande de roulement comportant au moins une alvéole comportant une portion cylindrique ouverte sur l'extérieur de la bande de roulement, l'alvéole étant adaptée pour recevoir un crampon selon l'invention, la bande de roulement comportant une partie saillante à l'intérieur de l'alvéole, cette partie 10 saillant étant configurée pour remplir l'évidement du crampon lorsque le crampon est inséré dans l'alvéole. L'utilisation d'un tel pneumatique garantit le remplissage de l'évidement du crampon par du mélange caoutchouteux et permet d'améliorer le phénomène � d'auto-positionnement � car il y a comme un effet de clipsage lorsque le crampon se situe dans la position souhaitée par rapport à l'alvéole. 15 [0019] L'invention concerne enfin un ensemble formé par un pneumatique et au moins un crampon selon l'invention, en particulier un ensemble formé par un pneumatique selon l'invention et un crampon selon l'invention. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS [0020] La figure 1 représente un pneumatique selon l'art antérieur pourvu de 20 crampons. [0021] La figure 2 représente un crampon selon l'art antérieur. [0022] La figure 3 représente une alvéole selon l'art antérieur. [0023] La figure 4 représente un crampon inséré dans une alvéole, selon l'art antérieur. 25 [0024] Les figures 5 à 9 représentent une partie du corps et la tête d'un crampon selon l'invention. 2931727 -5 [0025] Les figures 10 à 12 représentent une partie du corps et la tête d'un crampon selon l'invention inséré dans une alvéole. [0026] La figure 13 représente plusieurs géométries d'évidements selon l'invention. [0027] Les figures 14 à 16 représentent le fond d'une alvéole selon l'invention. 5 [0028] La figure 17 représente une partie du corps et la tête d'un crampon selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION [0029] L� [0041] Les pneumatiques à crampons tels que celui représenté à la figure 1 possèdent des avantages indéniables en terme de comportement dans des conditions 5 de roulage hivernales, comme par exemple le roulage sur un revêtement glacé. Le contact avec la glace, et plus particulièrement la pénétration du crampon dans la glace permet de compenser la diminution d'adhérence constatée au niveau des éléments de sculpture de la bande de roulement du pneumatique. [0042] Malheureusement, ces pneumatiques possèdent en contrepartie certains 10 inconvénients qui perdurent au fil des nouvelles générations de produits. D'une part, les opérations de cloutage des pneumatiques sont fastidieuses et délicates à mettre en oeuvre, d'autre part, en roulage, les crampons sont souvent expulsés de leur logement ou cavité. Dans certains cas, les pertes de crampons sont non négligeables et entraînent la perte d'efficacité des pneumatiques. 15 [0043] Ces problèmes sont réduits par l'utilisation de crampons selon l'invention, dont les figures 5 à 9 représentent une partie du corps et la tête. [0044] La figure 5 représente schématiquement la tête 70 et une partie du corps 80 d'un crampon selon l'invention. La tête 70 comporte une surface plane 71 à l'opposé de la première partie (non représentée) et quatre évidements 100 débouchant sur la 20 surface de la tête sont disposés dans cette surface 71 de la tête 70. Ces évidements 100 ont une géométrie parallélépipédique. Les évidements 100 sont destinés à être rempli de mélange caoutchouteux de la bande de roulement, de manière à former un ancrage supplémentaire du crampon dans la bande de roulement. [0045] La section de chacun des évidements 100 à la surface 71 de la tête est égale 25 à 3 % de la section maximale de la tête perpendiculairement à l'axe du crampon. Par conséquent, la surface cumulée des sections des évidements à la surface de la tête est égale à 12 % de la section maximale de la tête perpendiculairement à l'axe du crampon. [0046] La figure 6 représente schématiquement une deuxième tête 70 d'un 30 crampon 30 selon l'invention. Les deux évidements 100 représentés ont une géométrie prismatique en � mortaise � et une profondeur axiale moyenne de 2 mm chacun. 2931727 -8 [0047] La figure 7 représente schématiquement une troisième tête 70 d'un crampon 30 selon l'invention. Les deux évidements 100 représentés ont une géométrie hémisphérique et une profondeur axiale moyenne de 1 mm chacun. [0048] Les figures 5 à 7 représentent des têtes 70 comportant une surface plane 71 à 5 l'opposé de la première partie et ayant des évidements 100 disposés dans cette surface plane 71. Un crampon selon l'invention peut également comporter des évidements disposés sur d'autres parties de sa tête, comme le montrent les figures 8 et 9. [0049] La figure 8 représente schématiquement une quatrième tête 70 d'un 10 crampon 30 selon l'invention. La tête 70 comporte une surface 72 servant de portée � anti-arrachement �, c'est-à-dire une surface qui subira des contraintes lorsque une force de traction (ou de centrifugation) est appliquée au crampon. Quatre évidements 100 (dont seulement deux sont visibles dans la coupe représentée) sont disposés dans cette surface servant de portée anti-arrachement. Les deux 15 évidements 100 représentés ont une géométrie cylindrique et une profondeur axiale moyenne De de 1.5 mm chacun. [0050] La figure 8 représente schématiquement une cinquième tête 70 d'un crampon 30 selon l'invention. La tête 70 comporte une surface latérale 73 et deux évidements 100 sont disposés dans cette surface latérale 73. Par � surface latérale � 20 on entend ici une surface comportant une direction parallèle à l'axe du crampon. La profondeur radiale Dr moyenne de l'évidement est ici égale à 1 mm. [0051] Bien évidemment, il est possible et même avantageux de prévoir qu'une tête qui comporte deux, voire même tous, de ces types de surfaces, chacun comportant des évidements. 25 [0052] La figure 10 représente une partie du corps et la tête 70 d'un crampon 30 selon l'invention, après son insertion dans une alvéole. Une partie de la bande de roulement 20 qui enveloppe la tête du crampon se déforme et remplit ainsi l'évidement 100 de la tête du crampon. Cette partie contribue par la suite à tenir le crampon 30 dans sa position idéale et à le faire revenir dans cette position si les efforts agissant sur le 30 crampon en conséquence du roulage induisent momentanément une position du crampon 30 qui s'éloigne de sa position de repos. [0053] Le pied 70 d'un crampon selon l'invention peut avoir des géométries très variées. La figure 11 représente une partie du corps et la tête 70 d'un crampon 30 qui 2931727 -9 ne possède pas de surface plane opposée à la première partie (non représentée) du crampon, ni de surface latérale proprement dite. Il est néanmoins possible de définir dans un tel crampon, du fait de l'élargissement de la tête 70, une surface 71 (courbée) à l'opposé de la première partie ainsi qu'une une surface 72 servant de portée � anti- 5 arrachement �. La surface � à l'opposé de la première partie � correspond à la partie de la surface de la tête qui a une distance axiale par rapport à la première partie supérieure à la distance axiale par rapport à la première partie de la position axiale où la tête a sa section maximale, indiquée ici par le trait 110. La surface 72 servant de portée � anti-arrachement � correspond à la à la partie de la surface de la tête qui a 10 une distance axiale par rapport à la première partie inférieure à la distance axiale par rapport à la première partie de la position axiale où la tête a sa section maximale (trait 110). Le crampon de la figure 11 comporte donc des évidements dans la surface 71 � à l'opposé de la première partie � seulement, le crampon de la figure 12 uniquement dans la surface 72 servant de portée � anti-arrachement �. Bien entendu, il 15 est possible de prévoir des évidements dans les deux portions de la surface de la tête 70 d'un crampon 30 selon l'invention. [0054] La figure 13 représente quelques géométries d'évidement possibles. A titre d'exemple, l'évidement peut avoir une géométrie pyramidale à base rectangulaire (variante (a)), une géométrie à dôme géodésique et à base rectangulaire (variante (b)), 20 une géométrie prismatique en � mortaise � (variante (c)), une géométrie pyramidale à base circulaire (variante (d)), une géométrie hémisphérique (variante (e)) et une géométrie ellipsoïdale tronquée (variante (f)). Les variantes (c) et (f) comportent l'avantage que la portion de mélange caoutchouteux qui pénètre dans l'évidement a une section maximale plus grande que la section de l'évidement qui sur la surface de la 25 tête, ce qui augmente l'effet d'ancrage dans la direction perpendiculaire à la section de l'évidement sur la surface de la tête. [0055] Bien entendu, l'orifice par lequel l'évidement débouche sur la surface de la tête n'est pas nécessairement rectangulaire ou sphérique ; une multitude d'autres géométries d'orifices sont possibles. 30 [0056] Les figures 14 à 16 représentent chacune le fond d'une alvéole 90 d'un pneumatique selon l'invention, destinée à coopérer avec un crampon 30 selon l'invention. Chaque alvéole 90 comporte une portion cylindrique 91 ouverte sur l'extérieur de la bande de roulement 20 et une portion 92 adaptée pour recevoir un crampon selon l'invention. La bande de roulement 20 comporte des parties 2931727 - 10 - saillantes 21 situées à l'intérieur de l'alvéole et étant configurées pour remplir l'évidement du crampon lorsque le crampon est inséré dans l'alvéole. La présence de ces parties saillantes 21 favorise le remplissage de l'évidement du crampon par du mélange caoutchouteux et permet d'améliorer le phénomène � d'auto- 5 positionnement � car il y a comme un effet de clipsage lorsque le crampon se situe dans la position souhaitée par rapport à l'alvéole. [0057] La figure 17 représente schématiquement une dernière variante d'un crampon selon l'invention. La tête 70 du crampon 30 comporte une surface plane 71 à l'opposé de la première partie (non représentée) et un évidement 100 débouchant sur la surface 10 de la tête sont disposés dans cette surface 71 de la tête 70. L'évidement 100 a une géométrie de rainure circulaire. Il est destiné à être rempli de mélange caoutchouteux de la bande de roulement, de manière à former un ancrage supplémentaire du crampon dans la bande de roulement. [0058] La section de l'évidement 100 à la surface 71 de la tête est égale à 10 % de la 15 section maximale de la tête perpendiculairement à l'axe du crampon. REVENDICATIONS1. Crampon (30) pour pneumatique (10), le pneumatique comportant une bande de roulement (20) en mélange caoutchouteux, le crampon ayant un axe (A-A) et deux extrémités axiales et comportant : une première partie (60) destinée à entrer en contact avec le sol lorsque le crampon est monté sur le pneumatique et le pneumatique roule sur le sol, cette première partie étant disposée à l'une des extrémités axiales du crampon ; une tête (70) destinée à ancrer le crampon dans la bande de roulement du pneumatique, la tête étant disposée à l'autre extrémité axiale du crampon ; et un corps (80) reliant ladite première partie et la tête du crampon, le diamètre moyen du corps étant inférieur au diamètre moyen de la tête du crampon, ces diamètres étant mesurés perpendiculairement à l'axe du crampon ; le crampon étant caractérisé en ce que la tête comporte au moins un évidement (100) débouchant sur la surface de la tête, l'évidement étant destiné à être rempli de mélange caoutchouteux de la bande de roulement, de manière à former un ancrage supplémentaire du crampon dans la bande de roulement. 2. Crampon selon la revendication 1, dans lequel la profondeur axiale moyenne de l'évidement (100) est supérieure ou égale à 0.5 mm. 3. Crampon selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel la section de l'évidement (100) à la surface de la tête est supérieure ou égale à 10 % de la section maximale de la tête (70) perpendiculairement à l'axe (A-A) du crampon. 4. Crampon selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le crampon comporte une pluralité d'évidements (100) et dans lequel la surface cumulée des sections des évidements à la surface de la tête (70) est supérieure ou égale à 15 % de la section maximale de la tête perpendiculairement à l'axe (A-A) du crampon 5. Crampon selon la revendication 4, dans lequel la surface cumulée des sections des évidements (100) à la surface de la tête (70) est inférieure ou égale à 35 % de la section maximale de la tête perpendiculairement à l'axe (A-A) du crampon. 2931727 - 12 - 6. Crampon selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la tête (70) comporte une surface plane (71) à l'opposé de ladite première partie et au moins un évidement (100) est disposé dans cette surface de la tête. 7. Crampon selon la revendication 6, dans lequel au moins un évidement (100) 5 disposé dans la surface plane (71) à l'opposé de ladite première partie (60) du crampon est radialement excentrique par rapport à l'axe (A-A) du crampon. 8. Crampon selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la tête comporte une surface (72) servant de portée anti-arrachement et au moins évidement (100) est disposé dans cette surface servant de portée anti-arrachement. 10 9. Crampon selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel la tête comporte une surface latérale (73) et au moins un évidement (100) est disposé dans cette surface latérale. 10. Crampon selon la revendication 9, dans lequel la profondeur radiale moyenne de l'évidement (100) est supérieure ou égale à 0.5 mm. 15 11. Crampon selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel au moins un évidement (100) a une géométrie parallélépipédique, prismatique, pyramidale, hémisphérique, cylindrique ou ellipsoïdale. 12. Pneumatique (10) comportant une bande de roulement (20) en mélange caoutchouteux, la bande de roulement comportant au moins une alvéole (90) 20 comportant une portion cylindrique ouverte sur l'extérieur de la bande de roulement, l'alvéole étant adaptée pour recevoir un crampon (30) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la bande de roulement comporte une partie saillante (21) située à l'intérieur de l'alvéole et étant configurée pour remplir l'évidement (100) du crampon lorsque le crampon est inséré dans l'alvéole. 25 13. Ensemble formé par un pneumatique (10) et au moins un crampon (30) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11.. Ensemble selon la revendication 13, dans lequel le pneumatique (10) est un pneumatique selon la revendication 12.