Brevet FR2973286A1 — publié le 20121005

MOTIF DE PNEUMATIQUE A FORT CONTRASTE DOMAINE DE L'INVENTION [01] La présente invention concerne un pneumatique pour véhicule automobile comportant un motif à fort contraste ainsi qu'un moule pour le moulage et la vulcanisation dudit pneumatique. ETAT DE LA TECHNIQUE [02] Les flancs des pneumatiques présentent une grande quantité de motifs, également appelés marquages. Ces motifs sont destinés d'une part à donner des informations techniques et légales, et d'autre part à permettre aux consommateurs de distinguer l'origine du produit. [3] Il est constant d'essayer d'améliorer la visibilité et la lisibilité de ces 15 motifs sur les flancs des pneumatiques. [4] Le document WO2007/045425 décrit un motif à fort contraste comportant une pluralité de brins dont la section diminue en allant de la base de chaque brin vers l'extrémité dudit brin. La section moyenne de chaque brin est comprise entre 0,003 et 0,06 mm2 et la densité des brins du motif est au moins égale à cinq brins par 20 unité de surface du motif exprimée en millimètre carré (mm2). [5] L'effet de ces brins est de « piéger » les rayons lumineux incidents qui rencontrent la surface du motif. Ceci permet de donner un aspect plus noir au motif par rapport au reste du flanc du pneumatique. Les brins permettent d'obtenir également un toucher particulièrement agréable, de type « velours ». 25 [06] Cependant, un motif comportant de tels brins peut être moins résistant à certaines agressions mécaniques que peut subir le pneumatique au cours de son utilisation. [07] Pour améliorer la résistance mécanique du motif, il a été proposé d'utiliser des nervures à la place des brins. Les nervures sont des brins allongés présentant une longueur au moins égale à deux fois leur hauteur. Ces nervures sont moulées par des stries formées dans un moule destiné à mouler et à vulcaniser le pneumatique comportant le motif. La réalisation de stries dans un moule prend globalement plus de temps que la réalisation de trous pour mouler des brins. En vue d'améliorer le temps de réalisation de ces stries, il a été envisagé de diminuer le nombre de nervures dans le motif et d'augmenter l'espacement entre ces nervures. Le motif présente alors des surfaces résiduelles entre les bases des nervures. Ces surfaces résiduelles présentent un état de surface lisse et brillant comparable à l'état de surface du flanc du pneumatique. Si les surfaces résiduelles ont des dimensions trop importantes, des rayons lumineux incidents rencontrant ces surfaces résiduelles peuvent être directement renvoyés à l'extérieur du motif vers un observateur sans être piégés par le motif. En fonction de la direction des rayons lumineux renvoyés par les surfaces résiduelles et de la position de l'observateur vis-à-vis du pneumatique, le motif peut alors présenter des différences de contraste avec le reste du flanc du pneumatique et donc présenter dans certains cas une moins bonne visibilité. [8] L'invention propose d'appliquer des règles de conception particulières pour la réalisation d'un motif à fort contraste comportant des nervures, permettant ainsi d'optimiser le temps d'usinage d'un moule moulant ledit motif, tout en conservant une grande qualité de contraste du motif avec le reste de la surface d'un flanc d'un pneumatique et ceci quelle que soit la position de l'observateur vis-à-vis de ce pneumatique. DEFINITIONS [9] Par matériau caoutchoutique, on entend un élastomère diénique, c'est- à-dire de manière connue un élastomère issu d'au moins en partie (c'est-à-dire homopolymère ou un copolymère) de monomères diènes (monomères porteurs de deux doubles liaisons carbone-carbone, conjuguées ou non). [10] Par pneumatique, on entend tous les types de bandages élastiques soumis à une pression interne ou non. [11] Par moule, on entend un ensemble d'éléments séparés qui, par rapprochement relatif, permettent de délimiter un espace de moulage toroïdal. [12] Par surface de moulage d'un moule, on entend la surface interne du moule délimitant l'espace de moulage toroïdal. Cette surface interne comprend un fond et des parties faisant saillie sur ledit fond en formant des cordons. Le fond de la surface interne est destiné à mouler la surface de roulement du pneumatique et les cordons sont destinés à mouler des rainures dans la bande de roulement. [13] Par rayon lumineux incident, on entend un rayon lumineux arrivant sur une surface. [14] Par rayon lumineux réfléchi, on entend un rayon lumineux renvoyé par une surface. [15] Par direction radiale, on entend toute direction perpendiculaire à l'axe de rotation du pneumatique. RESUME DE L'INVENTION [16] L'invention concerne un pneumatique en matériau caoutchoutique comprenant une surface ayant sur au moins une partie de cette surface un motif comportant une pluralité de nervures disposées sensiblement parallèlement les unes aux autres, chaque nervure de la pluralité de nervures comportant un sommet distant de la surface du pneumatique et une base venue de matière avec ledit pneumatique. Chaque nervure de la pluralité de nervures comporte deux parois inclinées s'étendant de part et d'autre du sommet de la nervure vers la base de ladite nervure, l'angle d'inclinaison de chacune desdites parois inclinées étant inférieur ou égal en valeur absolue à 25° par rapport à une direction perpendiculaire à la surface du pneumatique. Les bases des nervures ne sont pas en contact entre elles de sorte que les bases de deux nervures adjacentes délimitent une surface résiduelle entre lesdites nervures. La largeur de la surface résiduelle correspondant à une distance entre les bases des deux nervures adjacentes est inférieure ou égale à la moitié de la hauteur desdites nervures adjacentes, ladite hauteur étant comprise entre 0,1 mm et 0,8 mm. [17] Les nervures ont ainsi une hauteur bien supérieure à la largeur des surfaces résiduelles. Ces nervures ont alors une grande capacité à dévier les rayons lumineux incidents avant que ceux-ci ne viennent toucher des surfaces résiduelles du motif, et plus particulièrement à dévier les rayons lumineux présentant un angle d'incidence supérieur à 20° avec une direction perpendiculaire à une surface du pneumatique comportant le motif. On limite ainsi la quantité de lumière reçue par les surfaces résiduelles du motif. [18] A chaque fois qu'un rayon lumineux incident rencontre une nervure au niveau d'une paroi de cette nervure, celui-ci est réfléchi par ladite paroi. La direction de réflexion du rayon lumineux dépend de la direction du rayon lumineux incident et de l'angle d'inclinaison de la paroi. Ainsi, en fonction de la direction du rayon lumineux incident et de l'angle d'inclinaison de la paroi, le rayon lumineux peut être renvoyé vers une paroi d'une nervure adjacente ou le rayon lumineux peut être renvoyé à l'extérieur du motif directement vers un observateur. Dans le premier cas, le rayon lumineux « se perd » dans le motif et il ne sera plus perceptible par l'oeil d'un observateur. Dans le second cas, l'observateur peut percevoir le rayon lumineux et le motif peut apparaître alors comme étant plus clair. L'inclinaison des parois telle qu'elle est définie dans l'invention permet ainsi de garantir qu'une grande partie des rayons lumineux rencontrant une paroi d'une nervure est renvoyée vers au moins une autre paroi d'une nervure adjacente. [19] Grâce à l'invention, on améliore le contraste du motif avec le reste de la surface du flanc du pneumatique et ceci quelle que soit la position de l'observateur vis-à-vis du pneumatique. [20] Dans une variante de réalisation, la largeur de la surface résiduelle est inférieure ou égale au tiers de la hauteur des nervures adjacentes. [21] On améliore ainsi davantage la capacité des nervures à dévier les rayons lumineux incidents avant que ceux-ci ne viennent toucher des surfaces résiduelles du motif, et plus particulièrement à dévier les rayons lumineux présentant un angle d'incidence supérieur à 10° avec une direction perpendiculaire à la surface du pneumatique comportant le motif. [22] Dans une variante de réalisation, la rugosité moyenne de la surface 5 résiduelle est comprise entre 5 µm et 30 µm. [23] Avec une telle rugosité, lorsqu'un rayon lumineux incident atteint la surface résiduelle, celui-ci est dévié d'une manière aléatoire et peut être ainsi renvoyé plus facilement vers une paroi d'une nervure pour se « perdre » dans le motif. Ainsi, dans le cas où un rayon lumineux présente un angle d'incidence proche de 0 °C avec la 10 surface du pneumatique comportant le motif, la probabilité que ce rayon lumineux soit renvoyé directement selon cette direction perpendiculaire est faible. On limite ainsi la capacité de la surface résiduelle à renvoyer directement des rayons lumineux incidents. [24] Dans une variante de réalisation, le sommet de chaque nervure a une 15 forme arrondie présentant, selon une vue en coupe, un rayon moyen compris entre 0,005 mm et 0,05 mm. [25] On améliore ainsi la résistance mécanique du sommet de la nervure tout en limitant la capacité du sommet à renvoyer directement des rayons lumineux incidents. [26] Dans une variante de réalisation, le sommet de chaque nervure comporte une pluralité de crêtes et de creux dans la longueur de ladite nervure. [27] Le sommet de la nervure présente ainsi un aspect irrégulier dans la longueur de la nervure. On rend alors encore plus arbitraire la réflexion des rayons 25 lumineux incidents par le sommet de la nervure. [28] Dans une variante de réalisation, les sommets des nervures sont prolongés en hauteur par des brins venus de matière avec lesdites nervures, chaque brin ayant une section moyenne comprise entre 0,003 et 0,06 mm2 et la densité des brins 20 dans le motif est au moins égale à cinq brins par unité de surface exprimée en millimètre carré (mm2). [29] On associe ainsi de manière avantageuse le toucher particulièrement agréable des brins avec la résistance mécanique des nervures. [30] Dans une variante de réalisation, le motif est présent sur un flanc du pneumatique et les nervures dudit motif sont orientées selon une direction radiale sur ledit flanc. [31] Avec une telle orientation des nervures, on s'assure que le motif sera 10 plus résistant à certaines agressions mécaniques, telles que des agressions causées par des frottements avec des trottoirs. [32] Dans une variante de réalisation, la surface résiduelle est bombée. [33] On favorise ainsi la réflexion des rayons lumineux incidents vers des 15 parois inclinées des nervures du motif. [34] Un autre objet de l'invention concerne un moule comportant des stries pour le moulage de nervures d'un motif tel que décrit ci-dessus. 20 BREVE DESCRIPTION DES DESSINS [35] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée à titre d'exemple, sans caractère limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente schématiquement une vue en perspective d'un motif 25 comportant des nervures conformément à un premier mode de réalisation de l'invention ;5 - la figure 2 illustre le mode de calcul de la rugosité moyenne utilisée pour déterminer la rugosité du fond d'une rainure séparant deux nervures de la figure 1; - la figure 3 représente schématiquement une vue en perspective d'un motif 5 comportant des nervures et des brins conformément à un second mode de réalisation de l'invention ; - la figure 4 représente schématiquement une vue en perspective d'un motif comportant des nervures conformément à un troisième mode de réalisation de l'invention. [36] Dans la description qui va suivre, des éléments sensiblement identiques ou similaires seront désignés par des références identiques. [37] La figure 1 représente schématiquement une vue en perspective d'un 15 motif 1 conformément à l'invention. [38] Le motif 1 comprend des nervures 3 séparées par des rainures 4. [39] Chaque nervure peut être ici divisée est trois couches : une couche sommet, une couche de base et une couche intermédiaire disposée entre la couche sommet et la couche de base. 20 [40] La couche sommet est délimitée par une surface courbe de rayon moyen r compris entre 0,005 mm et 0,05 mm. Le sommet 7 de la nervure correspond à l'ensemble des points les plus hauts de la couche sommet pris dans la longueur de la nervure. [41] La couche intermédiaire est délimitée par deux parois inclinées 25 rectilignes qui s'étendent dans la longueur de la nervure. L'angle d'inclinaison a des parois inclinées est ici inférieur ou égal en valeur absolue à 25° par rapport à une direction Z perpendiculaire à la surface 2 du pneumatique comportant le motif 1. [42] La couche de base est délimitée par deux surfaces curvilignes assurant la jonction entre les parois inclinées de la couche intermédiaire et une surface résiduelle 10 S présente entre deux nervures adjacentes. La surface résiduelle est ici globalement plane et est située au même niveau que la surface 2 du pneumatique. En variante, la surface résiduelle peut être plus haute ou plus basse que cette surface 2. [43] La base 5 de la nervure correspond à la partie basse de la couche de base, c'est-à-dire à l'ensemble de points de la couche de base situés au même niveau que les lignes de jonction entre les surfaces curvilignes de la couche de base et la surface résiduelle, ces lignes de jonction s'étendant dans la longueur de la nervure. [44] Il est possible de déterminer une hauteur H de la nervure. Cette hauteur H correspond à la distance entre le sommet 7 de la nervure et la base 5 de la 10 nervure et est comprise ici entre 0,1 mm et 0,8 mm. [45] La surface résiduelle entre les deux nervures adjacentes constitue le fond de la rainure 4. La largeur de cette surface résiduelle, c'est-à-dire la distance d entre les bases des deux nervures adjacentes est ici inférieure ou égale à la moitié de la hauteur H des nervures. 15 [46] En variante, la distance d est inférieure ou égale au tiers de la hauteur des nervures adjacentes. [47] On notera que dans le cas où les nervures adjacentes ont des hauteurs différentes, on sélectionne la hauteur la plus faible pour déterminer la distance d. [48] Les nervures sont ici disposées sensiblement parallèlement les unes 20 aux autres. Par «nervures parallèles», on entend qu'il peut exister un faible angle entre deux nervures du motif, par exemple un angle compris entre 0 et 5°. [49] Avec cet agencement de nervures 3, tout rayon lumineux incident venant en contact avec une paroi inclinée va être réfléchi vers une autre paroi inclinée du motif et va ainsi « se perdre » dans le motif. En effet, à chaque fois qu'un rayon 25 lumineux entre en contact avec une paroi, il perd en intensité. On estime qu'après deux contacts avec des parois du motif, le rayon lumineux n'est plus perceptible par l'oeil d'un observateur. Ainsi par « se perdre dans le motif », on entend que le rayon lumineux peut être renvoyé vers l'extérieur du motif mais que son intensité lumineuse sera si faible qu'il ne pourra pas être perçu par l'oeil d'un observateur. De cette manière, on favorise l'obtention d'un motif noir et mat contrastant avec la surface 2 du pneumatique qui est lisse et brillante. [50] La surface résiduelle a ici un état de surface irrégulier conformément au médaillon situé dans la partie inférieure de la figure 1. Plus particulièrement, la surface résiduelle a une rugosité moyenne Rz comprise entre 5 µm et 30 µm. De cette manière, une grande partie des rayons lumineux incidents arrivant sur la surface résiduelle sera renvoyée vers une paroi inclinée d'une nervure. [51] Pour déterminer la rugosité moyenne Rz de la surface résiduelle, on découpe une longueur donnée de cette surface dite longueur d'évaluation Ln, en n longueurs de bases Lz de longueurs identiques, comme cela est illustré à la figure 2. Sur chacune des longueurs de base, on détermine une hauteur individuelle de profil Rzi qui est la somme de la plus grande des hauteurs de saillie et de la plus grande des profondeurs de creux du profil de la surface résiduelle à l'intérieur de la longueur de base Lzi. La hauteur moyenne Rz est la moyenne arithmétique des valeurs individuelles Rzi sur l'ensemble des longueurs de base considérées (norme DIN 4768 ; 1990), et s'exprime par la formule suivante : 1 i=n [52] Rz = - Z=i RzZ . n [53] Dans une variante de réalisation, il est possible que les parois des nervures et/ou les sommets des nervures présentent également une rugosité Rz comprise 20 entre 5 µm et 30 µm. [54] La figure 3 présente une variante de réalisation dans laquelle le motif 1 comprend des nervures 3 et des brins 13. Les brins 13 présentent une section qui diminue en allant de la base du brin vers l'extrémité du brin. 25 [55] Plus particulièrement, dans le mode de réalisation de la figure 3, les brins 13 sont venus de matière avec les sommets des nervures 3, c'est-à-dire que les brins prolongent en hauteur le motif. De cette manière, on améliore la capacité d'absorption de la lumière par le motif par rapport à un motif ne comportant que des brins comme dans l'art antérieur, car les brins du motif de la figure 3 sont surélevés par rapport à la surface du pneumatique. [56] Les brins ont ici une section moyenne comprise entre 0,003 et 0,06 mm2 et leur hauteur est comprise également entre 0,1 mm et 0,8 mm. [57] La figure 4 présente une autre variante de réalisation, dans laquelle le sommet de chaque nervure comporte une pluralité de crêtes 15 et de creux 17 dans la longueur L de la nervure. Le sommet de la nervure présente ainsi un aspect irrégulier. Dans le cas particulier présenté dans cette figure 4, la hauteur de la nervure correspond ici à une moyenne des hauteurs des crêtes et des creux déterminés dans la longueur de la nervure. [58] Le motif de l'invention peut être formé sur le flanc d'un pneumatique. Dans ce cas, il est préférable d'orienter les nervures selon une direction radiale de sorte à limiter les effets des frottements lorsque le pneumatique entre en contact avec le bord d'un trottoir. Dans une variante de réalisation, il est possible de former le motif sur la bande de roulement du pneumatique. [59] L'invention concerne également un moule pour le moulage et la vulcanisation d'un pneumatique comportant un motif conforme à l'invention. Le moule comprend sur une partie de sa surface interne une pluralité de cavités ayant la forme de stries. Ces stries permettent de mouler les nervures du motif. De la même manière, le moule peut comporter une pluralité de trous pour mouler les brins de la figure 3. [60] Les stries sont réalisées ici à l'aide d'un laser par passes successives, chaque passe ayant pour effet d'éroder le métal du moule sur une surface et une profondeur donnée. A titre d'exemple, on utilise un laser à impulsions de la marque IPG ayant une puissance de 50 W pour former les stries dans le moule. [61] L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés et diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. [62] En particulier, la figure 1 présente une surface résiduelle S globalement plane. En variante, il est possible de prévoir des surfaces résiduelles bombées favorisant la réflexion des rayons lumineux incidents vers des parois inclinées des nervures du motif. REVENDICATIONS1. Pneumatique en matériau caoutchoutique comprenant une surface (2) ayant sur au moins une partie de cette surface un motif (1) comportant une pluralité de nervures (3) disposées sensiblement parallèlement les unes aux autres, chaque nervure de la pluralité de nervures comportant un sommet (7) distant de la surface du pneumatique et une base (5) venue de matière avec ledit pneumatique caractérisé en ce que chaque nervure de la pluralité de nervures comporte deux parois inclinées (9, 11) s'étendant de part et d'autre du sommet (7) de la nervure vers la base (5) de ladite nervure, l'angle d'inclinaison (a) de chacune desdites parois inclinées étant inférieur ou égal en valeur absolue à 25° par rapport à une direction (Z) perpendiculaire à la surface (2) du pneumatique et en ce que les bases des nervures ne sont pas en contact entre elles de sorte que les bases de deux nervures adjacentes délimitent une surface résiduelle (S) entre lesdites nervures et en ce que la largeur de la surface résiduelle correspondant à une distance (d) entre les bases des deux nervures adjacentes est inférieure ou égale à la moitié de la hauteur desdites nervures adjacentes, ladite hauteur étant comprise entre 0,1 mm et 0,8 mm. 2. Pneumatique selon la revendication 1 caractérisé en ce que la largeur de la surface résiduelle est inférieure ou égale au tiers de la hauteur des nervures adjacentes. 3. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 2 caractérisé en ce que la rugosité moyenne de la surface résiduelle est comprise entre 5 µm et 30 µm. 4. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le sommet de chaque nervure a une forme arrondie présentant, selon une vue en coupe, un rayon moyen compris entre 0,005 mm et 0,05 mm.25 5. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le sommet de chaque nervure comporte une pluralité de crêtes et de creux dans la longueur de ladite nervure. 6. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que le motif est prolongé en hauteur par des brins venus de matière avec lesdites nervures, chaque brin ayant une section moyenne comprise entre 0,003 et 0,06 mm2 et en ce que la densité des brins dans le motif est au moins égale à cinq brins par unité de surface exprimée en millimètre carré (mm2). 7. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le motif est présent sur un flanc du pneumatique et en ce que les nervures dudit motif sont orientées selon une direction radiale sur ledit flanc. 8. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que la surface résiduelle (S) est bombée. 9. Moule pour le moulage et la vulcanisation d'un pneumatique caractérisé en ce que le moule comprend des stries pour le moulage de nervures appartenant à un motif d'un 20 pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.