Brevet FR2939365A1 — publié le 20100611

-1 (0001) Le domaine de l'invention concerne les bandes de roulement de pneu et plus particulièrement les sculptures de ces bandes de roulement. (0002) Pour atteindre des performances indispensables en tenue de route et en adhérence, il est connu de pourvoir une bande de roulement pour pneu avec une pluralité de rainures d'orientation générale circonférentielle (ou longitudinale). Une rainure est délimitée par des parois en vis-à-vis distantes d'une distance au moins supérieure à 2 mm, ces parois pouvant être planes ou bien ondulées ou encore en zigzag. Ces parois latérales sont réunies par une paroi de fond. Lors du roulage, une rainure est fermée par le contact avec la chaussée et il se forme deux extrémités permettant à un fluide de s'écouler à l'intérieur de ladite rainure. (0003) Il a été constaté qu'à certaines vitesses de roulage, l'écoulement de l'air dans les rainures circonférentielles pouvait générer des bruits de résonance qui augmentent le niveau sonore perçu. Il est connu de disposer dans ces rainures des sortes de clapets qui réduisent la longueur du tuyau de résonance dans le contact avec la chaussée. (0004) Si ce dispositif est efficace, il n'en demeure pas moins que ces éléments 15 peuvent perturber les écoulements de liquide dans la rainure notamment lors de roulage sur sol revêtu d'eau. (0005) Un objet de l'invention est de proposer une sculpture de bande de roulement pour pneu qui tout en réduisant de façon sensible les bruits liés aux résonances des colonnes d'air dans les rainures circonférentielles ne perturbe pas l'écoulement de liquide. 20 (0006) Dans ce but le pneu selon l'invention est pourvu d'une bande de roulement comprenant au moins deux rainures d'orientation générale circonférentielle et une pluralité de rainures auxiliaires d'orientation générale transversale, chaque rainure auxiliaire débouchant par des ouvertures dans deux rainures circonférentielles. Ces rainures circonférentielles et auxiliaires ont des sections transversales appropriées pour permettre, au cours du roulage, un 25 écoulement de liquide présent sur la chaussée (notamment par temps pluvieux). Cette bande de roulement comprend en outre une pluralité de dispositifs de fermeture localisés dans les rainures, chaque dispositif de fermeture fermant au moins en partie la section transversale d'une rainure pour délimiter, avec une extrémité d'une rainure transversale, une longueur de rainure LR comprise entre la moitié et les trois quarts de la longueur de la rainure 30 circonférentielle dans le contact de la longueur de rainure circonférentielle dans le contact (cette longueur étant mesurée sous condition nominale de charge et pression). Le pneu de l'invention est caractérisé en ce que chaque dispositif de fermeture est conçu pour fléchir et ouvrir la 2939365 -2 section de rainure dans laquelle il est placé, sous l'action d'un flux de liquide de manière à laisser s'écouler ledit fluide lors d'un roulage sur chaussée revêtue d'eau. (0007) Grâce à cette bande de roulement et à la présence de dispositifs de fermeture aptes à créer une longueur de rainure ouverte à une seule extrémité dans une rainure 5 circonférentielle, il est possible de créer une sorte de résonateur d'un quart d'onde ou de Helmholtz pour atténuer le bruit de résonance de l'air circulant dans ladite rainure circonférentielle. La longueur du résonateur quart d'onde LR est obtenue en multipliant la longueur de la rainure circonférentielle dans le contact par un coefficient au moins égal à 0.5 et au plus égal à 0.75. Cette bande de roulement conserve toutes les performances d'une bande 10 sans dispositifs de fermeture des rainures lors d'un roulage sur chaussée revêtue d'eau puisque les dispositifs de fermeture sont adaptés pour fléchir sous la pression de l'eau circulant dans les rainures, cette flexion permettant de retrouver une grande partie de la section totale des rainures. (0008) Pour obtenir une performance satisfaisante il est judicieux que chaque dispositif de fermeture occupe au moins 50% de la section transversale de la rainure dans 15 laquelle il est placé, et encore plus préférentiellement 70% de ladite section. (0009) Dans une forme préférentielle de réalisation, l'un au moins des dispositifs de fermeture est placé dans une rainure transversale de façon à délimiter, dans ladite rainure transversale, une longueur LR de rainure avec l'une des extrémités de cette rainure pour former un résonateur, cette longueur LR étant comprise entre la moitié et les trois quarts de la longueur 20 de la rainure circonférentielle dans le contact lorsque le pneu est gonflé à sa pression de gonflage nominale et portant sa charge nominale (ces valeurs étant définies notamment par le TRA ou l'ETRTO). (0010) Dans une autre forme préférentielle de réalisation, au moins deux dispositifs de fermeture sont placés dans une même rainure circonférentielle, ces deux dispositifs étant 25 situés circonférentiellement de part et d'autre d'une extrémité (ouverture) d'une rainure transversale, de façon à délimiter avec ladite rainure transversale une longueur de rainure LR entre l'un des dispositifs de fermeture et l'autre extrémité (ouverture) de ladite rainure transversale pour former un résonateur. (0011) Bien entendu la personne du métier peut combiner les deux formes 30 préférentielles énoncées aux paragraphes précédents en plaçant des dispositifs de fermeture à la fois dans des rainures transversales et dans des rainures circonférentielles. 2939365 -3 (0012) 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. (0013) La figure lA montre une vue partielle en plan d'une première variante d'une 5 bande de roulement selon l'invention ; (0014) La figure 1B montre une vue partielle en plan de la même bande de roulement que celle montrée sur la figure lA lors d'un roulage sur chaussée revêtue d'eau ; 10 (0015) La figure 2A montre une vue partielle en coupe selon la ligne II-II prise sur la figure lA ; La figure 2B montre une vue partielle en coupe selon la ligne II-II prise sur (0016) la figure 1B ; (0017) La figure 3 montre une deuxième variante de bande de roulement selon l'invention ; (0018) La figure 4 montre une troisième variante de bande de roulement selon l'invention ; (0019) La figure 5 montre une quatrième variante de bande de roulement selon l'invention ; (0020) La figure 6 montre une cinquième variante de bande de roulement selon l'invention ; (0021) La figure 7 montre une comparaison des signaux de bruit calculés pour un pneu de référence et un pneu selon l'invention ; (0022) La figure 8 montre le dessin de la bande de roulement du pneu selon l'invention pour lequel les signaux de bruit ont été calculés et montrés à la figure 7. (0023) Pour faciliter la lecture des figures et de la description associée, les mêmes 25 références sont employées dans les dessins pour désigner des éléments structurels ou fonctionnels identiques quelle que soit la variante considérée. (0024) Les figures lA et 1B montrent vue de la surface de roulement d'une partie d'une première variante de bande de roulement 1 selon l'invention destinée à équiper un pneu pour véhicule de tourisme. Ce pneu est de dimension 255/40 R 19. Sur ces vues, on distingue 30 deux rainures circonférentielles 2, 3 délimitées chacune par une nervure 4 continue circonférentiellement et une rangée de blocs 5. Les blocs 5 sont séparés circonférentiellement 2939365 -4 les uns des autres par des rainures transversales 6 obliques, c'est-à-dire faisant un angle différent de zéro avec la direction circonférentielle repérée par la direction C sur les figures. (0025) Les rainures circonférentielles 2, 3 ont une largeur moyenne de 10 mm et une profondeur de 8 mm. Les rainures transversales 6 une largeur moyenne de 3 mm et une 5 profondeur de 7 mm. (0026) Chaque rainure transversale 5 débouche dans les deux rainures circonférentielles 2, 3 par deux extrémités (ou ouvertures) respectivement 62, 63. (0027) On distingue dans chaque rainure transversale 6, une lame 7 jouant le rôle d'un dispositif de fermeture placé sensiblement près de l'extrémité 62 de ladite rainure 10 transversale débouchant dans la rainure longitudinale 2, ce dispositif ayant pour fonction de délimiter une longueur LR de rainure jusqu'à l'autre extrémité 63 de la même rainure transversale. Les rainures transversales 6 sont donc de longueur LT supérieure à la longueur LR. Dans le cas présent, la longueur LT est égale à 80 mm et la longueur LR est égale à 70 mm. 15 (0028) Sous les conditions d'usage nominales à savoir une pression de gonflage de 2.5 bars et une charge supportée de 670 daN, la longueur moyenne de rainure circonférentielle est de 120 mm. (0029) Sur la figure lA on distingue les dispositifs de fermeture dans une position relevée empêchant la circulation d'air dans les rainures transversales 6 : ce dispositif de 20 fermeture est visible sur la figure 2A qui montre en coupe, selon la ligne IIA-IIA la rainure transversale 6 au voisinage de ce dispositif Sur cette figure 2A, on voit que ce dispositif de fermeture est formé par une lame 7 de matière caoutchoutique flexible liée par sa base 71 au fond de la rainure transversale 61 et s'étendant sur une hauteur H égale dans le cas présent à 90% de la profondeur P de la rainure transversale. En outre cette lame 7 occupe sensiblement toute la largeur de la rainure transversale 6, à un jeu près permettant la flexion de cette lame 7 dans la rainure transversale comme cela est représenté à la figure 2B. Dans le cas d'espèce une lame 7 occupe près de 80% de la section transversale de la rainure 6. (0030) Dans une configuration de roulage sur sol sec, seule une circulation d'air sous faible pression existe à l'intérieur des rainures longitudinales et cette faible pression n'est pas suffisante pour faire fléchir les lames. Ainsi il est possible de créer une cavité ayant une longueur appropriée pour servir de résonateur afin d'atténuer le bruit de résonance de l'air circulant dans ladite rainure circonférentielle. La longueur LR de ce résonateur est déterminée 2939365 -5 en fonction de la longueur dans le contact de la rainure longitudinale dans laquelle ce résonateur débouche. (0031) La figure 1B montre la même partie de bande de roulement lors d'un roulage sur sol revêtu d'eau : dans cette configuration, la pression de l'eau est suffisante pour faire 5 fléchir les lames 7 dans les rainures transversales. Les flèches F indiquent le flux d'eau qui peut passer dans les rainures transversales 6. (0032) La figure 2B montre une coupe selon la ligne IIB-IIB de la même rainure transversale 6 lorsque le pneu roule sur sol revêtu d'eau (cette représentation correspond au passage dans le contact avec le sol). Dans cette configuration, la pression exercée par l'eau qui 10 s'écoule dans les rainures longitudinales 2, 3 et qui parvient dans les rainures transversales 6 est suffisante pour faire fléchir les lames 7 flexibles. La section utile de rainure pour permettre l'écoulement de l'eau augmente très sensiblement dans cette configuration (en traits pointillés on montre la lame dans sa position non fléchie). Ainsi l'eau pouvant s'écouler dans toutes les rainures y compris les rainures transversales, il est possible de maintenir des performances de 15 roulage sur sol revêtu d'eau à un niveau satisfaisant pour l'usager. Grâce à l'élasticité et à la flexibilité de la lame et de sa matière la composant, lorsque la pression est inférieure à une limite donnée (correspondant au retour à un roulage sur sol sec) les dispositifs de fermeture reprennent leur position initiale et viennent fermer les rainures transversales. (0033) Chaque lame de matière 7 est moulée avec le pneu et a une épaisseur 20 appropriée pour fléchir sous l'action de l'écoulement de l'eau en roulage sur chaussée revêtue d'eau. Par ailleurs, ces lames 7 sont fixées par leur base 71 au fond 61 des rainures transversales 6 et s'étendent vers l'extérieur en suivant de près les parois des blocs afin de fermer le plus possible la rainure transversale. Pour un pneu destiné à un véhicule de tourisme, l'épaisseur de chaque lame est comprise entre 0,1 mm et 2,0 mm, limites comprises. 25 Préférentiellement le pourcentage de fermeture d'une rainure par chaque lame est d'au moins 50% de l'aire de la section de la rainure et encore plus préférentiellement d'au moins 70%. (0034) La figure 3 montre une deuxième variante d'une bande de roulement selon l'invention selon laquelle les lames 7 formant des dispositifs de fermeture sont placées sensiblement au milieu des rainures transversales 6 obliques et faisant un angle de 45° avec la 30 direction circonférentielle C, chaque lame 7 délimitant une longueur LR de rainure avec chaque extrémité 62, 63 de la rainure transversale dans laquelle il est placé. Les rainures transversales 6 sont donc de longueur LT égale à deux fois LR. Comme dans l'exemple précédent (et pour tous les autres exemples donnés ici) la longueur LR est déterminée en fonction de la longueur de la 2939365 -6 rainure circonférentielle dans la région de contact avec le sol afin d'obtenir un effet de résonateur pour cette rainure circonférentielle. (0035) Les résonateurs ainsi créés sont actifs pour les deux rainures circonférentielles de part et d'autre des blocs. 5 (0036) La figure 4 montre une troisième variante de l'invention. Dans cette variante, une rangée de blocs 5 séparés les uns des autres dans la direction circonférentielle C par des rainures transversales 6 est bordée axialement de part et d'autre par une première rainure circonférentielle 2 et une seconde rainure circonférentielle 3. (0037) Selon cette variante chaque dispositif de fermeture pour former un 10 résonateur est composé d'une première lame 7 et d'une deuxième lame 7', ces deux lames étant placées dans une même rainure circonférentielle 2. Dans ce cas, on place la première lame 7 près de l'une des extrémités 62 d'une rainure transversale 6, cette première lame n'obstruant pas ladite rainure transversale et la deuxième lame 7' dans la même rainure circonférentielle 2 à une distance Ll de la première lame 7, cette distance Ll étant déterminée de manière que la somme 15 des longueurs Ll et de la longueur LT de la rainure transversale 6 soit égale à la longueur LR approprié du résonateur servant à atténuer le bruit de résonance de la seconde rainure circonférentielle 3 disposée axialement de l'autre côté par rapport à la rangée de blocs 5. Bien entendu, dans cette variante la dimension circonférentielle des blocs 5 doit être appropriée pour créer un espace suffisant entre les deux lames 7, 7' afin de permettre la flexion de ces lames lors 20 d'un roulage sur sol revêtu d'eau. (0038) La quatrième variante représentée à la figure 5 est sensiblement équivalente à la troisième variante de la figure 4 : la différence réside dans le fait que la longueur circonférentielle LC des blocs 5 est telle que la somme des dimensions transversale LT et circonférentielle LC d'un bloc soit égale à la longueur LR du résonateur pour une rainure 25 circonférentielle. Dans cette quatrième variante, chaque lame 7 est placée dans la rainure 2 de manière à être dans le prolongement d'une paroi limitant une rainure transversale. Une même lame 7 participe à la formation de deux résonateurs. (0039) La figure 6 montre une cinquième variante de l'invention selon laquelle pour atténuer le bruit de résonance de deux rainures circonférentielles 2, 3 situées de part et d'autre 30 d'une rangée de blocs 5 séparés les uns des autres par des rainures transversales 6, on place des lames 7 dans les rainures transversales 6 afin que lesdites lames 7 soient efficaces pour une rainure circonférentielle ou pour une autre. Une lame 72 est placée dans une rainure transversale 6 près d'une extrémité 62 de ladite rainure 6 débouchant dans la rainure circonférentielle 2. une 2939365 -7 lame 73 est placée près d'une autre extrémité 63 débouchant dans la rainure circonférentielle 3. La lame 72 placée près de l'extrémité 62 délimite une longueur LR de résonateur atténuant le bruit de résonance dans la rainure circonférentielle 3. La lame 73 placée près de l'extrémité 63 délimite une longueur LR de résonateur atténuant le bruit de résonance dans la rainure 5 circonférentielle 2. Sur cette figure 6, les lames 72 et 73 sont représentées en traits pleins dans la configuration de fermeture des rainures et en traits pointillés dans la configuration d'ouverture des rainures sous l'action de l'écoulement d'eau lors d'un roulage sur sol revêtu d'eau. (0040) La figure 7 représente une comparaison du bruit émis par un pneu de référence et un pneu selon l'invention ayant le même dessin de bande de roulement que le pneu 10 de référence et pourvu d'une pluralité de dispositifs atténuateur de bruit de résonance dans les rainures circonférentielles dont le dessin de sculpture est montré avec la figure 8. Sur cette figure 8, on distingue que la bande de roulement est pourvue de deux rainures circonférentielles 3 dans la partie médiane et d'une rainure circonférentielle 2 entre chaque rainure 3 de la partie médiane et la partie la plus à l'extérieur de la bande de roulement. Chaque 15 paire de rainures circonférentielles délimite une rangée elle même pourvue de rainures obliques 6. Les rainures circonférentielles 2 sont pourvues avec des lames 7 jouant le rôle de dispositif de fermeture des rainures circonférentielles 2 et formant avec chaque rainure oblique un résonateur pour atténuer le bruit en roulage sur chaussée sèche (la disposition des lames 7 est similaire à celle montrée avec la variante de la figure 5). On constate une réduction du bruit global émis de 20 l'ordre de 2.3 dBA entre le pneu selon l'invention (100.3 dBA) et le pneu de référence (102.6 dBA). On note sur la figure 7 montrant les enregistrements de bruit émis (en abscisse on porte la fréquence en Hz et en ordonnée le niveau de bruit en dBA) une atténuation sensible entre le pneu de référence (courbe Cl) et le pneu selon l'invention (courbe C2) des niveaux pour les fréquences supérieures à 800 Hz. 25 (0041) L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés et diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. Notamment les lames jouant le rôle de dispositif de fermeture peuvent être moulées dans une matière analogue à celle de la bande de roulement au moment du moulage de ladite bande ou dans une autre matière pouvant être rapportée sur la bande pendant ou après sa confection. 30