Brevet FR2964601A1 — publié le 20120316

DOMAINE DE L'INVENTION [01] La présente invention concerne une bande de roulement pour pneumatique ayant une sculpture asymétrique. L'invention est notamment relative aux bandes de roulement pour roulages hivernaux destinées à équiper des véhicules automobiles de tourisme. DEFINITIONS [02] Par « pneumatique », on entend tous les types de bandages élastiques soumis au cours d'un roulage à une pression interne ou non. [3] Par « bande de roulement d'un pneumatique », on entend une quantité de composition caoutchouteuse délimitée par des surfaces latérales et par deux surfaces principales dont une est destinée à entrer en contact avec un sol lorsque le pneumatique roule. [4] Par « surface de roulement », on entend la surface formée par les points de la bande de roulement du pneumatique qui entrent en contact avec le sol lorsque le pneumatique roule. [5] Par « bande de roulement asymétrique », on entend une bande de 20 roulement présentant une sculpture non symétrique par rapport à un plan médian du pneumatique. [6] Par «motif de base », on entend un groupement particulier d'éléments en relief. Les motifs de base de la bande de roulement dérivent d'un même motif élémentaire à un rapport d'échelle près. 25 [07] Par « pas d'un motif de base », on entend la longueur dudit motif de base selon une direction circonférentielle X. [08] Par « rainure » (« groove » en anglais), on entend une découpure (« cut-out » en anglais) dont les faces de matière ne se touchent pas dans les conditions 1 usuelles de roulage. Généralement, la largeur d'une rainure est supérieure ou égale à 1 mm. [9] Par « incision » (« sipe » en anglais), on entend une découpure dont les faces de matière se touchent dans les conditions usuelles de roulage. Généralement, la largeur d'une incision est inférieure à 1 mm et la profondeur de l'incision dans la bande de roulement est supérieure ou égale à 3 mm. [10] Par « tirage latéral » (« lateral pull » en anglais), on entend la tendance qu'un véhicule peut avoir à dévier d'une trajectoire rectiligne en dehors de toute action sur le volant par le conducteur. Le tirage latéral est notamment présent lorsque le conducteur transmet un couple freineur ou moteur au pneumatique. [11] Par « direction circonférentielle », on entend une direction tangente à un cercle dont le centre est sur l'axe de rotation du pneumatique. [12] Par « direction transversale », on entend une direction parallèle à l'axe de rotation dudit pneumatique. [13] Par « direction radiale », on entend toute direction perpendiculaire à l'axe de rotation du pneumatique. ETAT DE LA TECHNIQUE [14] Afin de garantir une bonne adhérence sur un sol enneigé, il est connu 20 de pourvoir les bandes de roulement avec des incisions. [15] Il est également connu d'incliner ces incisons sur la surface de roulement par rapport à la direction transversale afin de garantir l'adhérence sur le sol enneigé dans les virages. [16] Cependant sur un sol sec, la présence d'incisions inclinées peut créer 25 un problème de tirage latéral, perturbant alors la conduite du véhicule. [17] C'est donc un but de la présente invention de fournir une bande de roulement pour roulages hivernaux ayant une bonne adhérence sur un sol enneigé tout en limitant les problèmes de tirage latéral sur un sol sec. RESUME DE L'INVENTION [18] L'invention concerne une bande de roulement asymétrique pour un pneumatique destiné à équiper un véhicule automobile. La bande de roulement comporte une surface de roulement destinée à être en contact avec un sol au cours du roulage du pneumatique. La bande de roulement comporte une séquence de motifs de base agencés selon la direction circonférentielle, chaque motif de base s'étendant sur au moins 80% de la largeur de la bande de roulement. Chaque motif de base comporte une pluralité d'éléments en relief pourvus d'incisions débouchant sur la surface de roulement, chaque incision ayant une largeur inférieure à 1 mm et une profondeur d'au moins 3 mm. Pour chaque motif de base, on définit une densité d'incisions li correspondant à avec i le nombre d'incisions dans le motif, li la longueur de la P*Wm ième incision sur la surface de roulement, P le pas du motif de base et Wm la largeur du motif de base. On définit également un niveau d'orientation des incisions correspondant *r1i à avec ai l'angle positif ou négatif formé sur la surface de roulement par la P*Wm ième incision avec la direction transversale et ai 25 efforts transversaux résiduels qui peuvent se transmettre au dispositif de direction du véhicule. 3 [20] En choisissant l'orientation et la longueur des incisions de la bande de roulement selon les critères de l'invention, on s'assure que les effets de tirage latéral liés aux incisions se compensent, au moins en partie, au niveau de chaque motif de base du pneumatique. De cette manière, on limite le tirage latéral global du pneumatique au cours d'un roulage sur un sol sec tout en améliorant l'adhérence de ce pneumatique sur un sol enneigé. [21] Préférentiellement, le critère de tirage est inférieur à 0,1. [22] On limite davantage le tirage latéral global du véhicule au cours d'un 10 roulage sur un sol sec. [23] Préférentiellement, le critère de tirage est inférieur à 0,05. [24] On limite encore plus le tirage latéral global du véhicule au cours d'un roulage sur un sol sec. [25] En variante, ladite bande de roulement comprend une demi-bande de roulement interne et une demi-bande de roulement externe, le niveau d'orientation des incisions appartenant à la demi-bande de roulement interne étant supérieur à 2 degrés/mm. 20 [26] On s'assure ainsi que le pneumatique a une bonne adhérence en virage sur un sol enneigé tout en limitant un tirage latéral global sur un sol sec. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS 25 [27] 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 partielle d'une bande de roulement d'un pneumatique conforme à l'invention ; 15 - la figure 2 illustre comment le bord axial d'une bande de roulement est déterminé selon une première méthode de détermination ; - la figure 3 illustre comment le bord axial d'une bande de roulement est déterminé selon une seconde méthode de détermination ; - la figure 4 représente plus particulièrement un motif de base de la bande de roulement de la figure 1. [28] Dans la description qui va suivre, des éléments identiques ou similaires seront désignés par des références identiques. [29] La figure 1 présente partiellement la surface de roulement d'une bande de roulement 1. [30] La bande de roulement 1 comprend une séquence de n motifs de base 3, 5 agencés selon la direction circonférentielle X, avec n un entier naturel supérieur ou égal à 1. Pour faciliter la compréhension de la figure 1, on a représenté seulement un premier motif de base 3 et un second motif de base 5. [31] Chaque motif de base 3, 5 s'étend selon la direction circonférentielle X selon un pas P déterminé. [32] Le pas du premier motif de base 3 est ici identique au pas du second motif de base 5. En variante, les pas des motifs de base sont différents. [33] Chaque motif de base 3, 5 s'étend sur au moins 80% de la largeur W de la bande de roulement. Dans l'exemple de la figure 1, la largeur Wm du motif de base 3, 5 est ici sensiblement identique à la largeur W de la bande de roulement. [34] La largeur W de la bande de roulement correspond à la distance entre un premier bord axial 7 et un second bord axial 9 de la bande de roulement. [35] La manière dont on détermine la largeur W d'une bande de roulement est illustrée aux figures 2 et 3 qui montrent chacune le profil partiel d'une bande de roulement 1 et la partie d'un flanc 8 qui lui est adjacente. Dans certaines architectures de pneumatique, la transition de la bande de roulement vers les flancs est très nette, comme dans le cas représenté à la figure 2, et la détermination du premier bord axial 7 et du second bord axial (non représenté) est intuitive. [36] Il existe cependant des architectures de pneumatique où la transition entre la bande de roulement et les flancs est continue. Un exemple est représenté à la 5 figure 3. [37] Sur cette figure 3, on détermine le premier bord axial 7 et le second bord axial de la bande de roulement comme suit. On trace, dans une coupe radiale du pneumatique, la tangente à la surface de roulement en tout point de ladite surface de roulement dans la zone de transition vers le flanc. Le premier bord axial 7 est le point 10 dans lequel l'angle [3 (béta) entre ladite tangente et une direction axiale est égal à 30°. Lorsqu'il existe plusieurs points pour lesquels l'angle [3 entre ladite tangente et une direction axiale est égal à 30°, on retient le point radialement le plus à l'extérieur. On procédera de la même manière pour déterminer le second bord axial de la bande de roulement. 15 [38] La figure 4 présente plus particulièrement le premier motif de base 3 de la figure 1. [39] Le premier motif de base 3 comprend ici 11 éléments en relief, dénommés respectivement premier élément en relief l la, second élément en relief 1 lb, 20 troisième élément en relief 11 c, quatrième élément en relief 11 d, cinquième élément en relief 11 e, sixième élément en relief 1 1f, septième élément en relief 11g, huitième élément en relief 11h, neuvième élément en relief Ili, dixième élément en relief 11j, onzième élément en relief l lk. [40] Le premier motif de base 3 est pourvu de i incisions 13i débouchant 25 sur la surface de roulement, avec i un entier naturel supérieur à 1. [41] Les i incisions sont réparties sur les différents éléments en relief 11a-11 k. [42] Pour chaque incision 13i, il est possible de déterminer une longueur d'incision li correspondant à la longueur de la trace de ladite incision sur la surface de 30 roulement. [43] On détermine également pour chaque incision 13i un angle ai (alpha i), avec ai 10 transversale Y si la rotation qui amène ladite direction transversale Y à la trace de l'incision sur la surface de roulement se fait dans le sens trigonométrique inverse, c'est-à-dire dans le sens horaire. [47] Ainsi, le premier élément 1 la et le second élément 1 lb ont des incisions formant un angle globalement nul avec la direction transversale Y. 15 [48] De la même manière, le troisième élément l l c, le quatrième élément l l d, le cinquième élément 1 1 e, le sixième élément l l f , le huitième élément 1 1 h et le dixième élément 11j ont des incisions formant un angle positif avec la direction transversale Y. [49] Enfin, le septième élément l lg, le neuvième élément Ili et le onzième 20 élément l lk ont des incisions formant un angle négatif avec la direction transversale Y. [50] On définit également pour le motif de base 3 une densité d'incisions D, un niveau d'orientation des incisions NO et un critère de tirage CT. li [51] La densité d'incisions D correspond à l'équation . Pour rappel, P*Wm i est le nombre d'incisions dans le motif de base, li est la longueur de la ième incision 25 sur la surface de roulement, P est le pas du motif de base et Wm est la largeur du motif de base. [52] Le niveau d'orientation NO des incisions correspond à Ili *OEil l'équation . Pour rappel, ai est l'angle positif ou négatif formé sur la surface P*Wm de roulement par la ième incision avec la direction transversale Y et on a ai [53] Le critère de tirage CT du motif de base correspond à l'équation Eli *ai [54] Le nombre d'incisions 13i dans le motif des base 3, la longueur des incisions et l'angle des incisions sont déterminés de sorte que la densité d'incision est supérieure à 60 µm/mm', le niveau d'orientation des incisions est supérieur à 1,5 degrés/mm et le critère de tirage du motif est inférieur à 0,2. [55] De cette manière, on garantit un faible tirage latéral du pneumatique au cours d'un roulage sur un sol sec tout en conservant une bonne adhérence de ce pneumatique sur un sol enneigé. [56] Avantageusement, le critère de tirage du motif est inférieur à 0,1. [57] Dans une autre variante, le critère de tirage du motif est inférieur à 0,05. [58] A titre d'exemple, on a répertorié dans le tableau ci-dessous les caractéristiques des incisions présentes dans les différents éléments en relief de la figure 4. Dans ce tableau, la première ligne référence les différents éléments en relief du motif de base 3, la seconde ligne détaille les angles des incisions associées aux différents éléments en relief et la troisième ligne détaille la longueur totale des incisions présentes dans les différents éléments en relief.25 Eléments en lla llb llc lld 11e 11f 11g 11h lli llj 11k relief angle des 0 0 4,5 4,5 12 20 -30 35 -30 18 -30 incisions en degrés Longueur 50 50 50 50 250 245 170 70 90 160 220 totale des incisions (mm) [59] En prenant un pas de motif de base de l'ordre de 50 mm et une largeur de motif Wm de 230 mm, on calcule une densité d'incisions D de l'ordre de 122 µm/mm2, un niveau d'orientation NO de 2,44 degrés/mm et un critère de tirage CT de 0,025. [60] On notera ici que la forme des éléments en relief 11 a-11 k et leur agencement sur la bande de roulement sont déterminés de sorte que la sculpture ainsi formée soit asymétrique. Le pneumatique a donc un sens de montage prédéterminé de sorte qu'un flanc du pneumatique se trouve toujours à l'extérieur du véhicule et ceci quelque soit sa position de montage (droite ou gauche) par rapport au véhicule. Ces pneumatiques sont en général pourvus d'un marquage (« outside » ou « inside ») indiquant à l'utilisateur quel flanc du pneumatique doit être tourné vers l'extérieur du véhicule, ci-après dénommé flanc externe, et quel flanc du véhicule doit être tourné vers l'intérieur du véhicule, ci-après dénommé flanc interne. En fonction du marquage du pneumatique, il est possible de déterminer sur la figure 4 une demi-bande de roulement interne 17 et une demi-bande de roulement externe 15. En effet, la demi-bande de roulement interne est la demi-bande de roulement adjacente au flanc interne et la demi-bande de roulement externe est la demi-bande de roulement adjacente au flanc externe. On notera qu'un plan médian 19 sépare la demi-bande de roulement interne 17 et la demi-bande de roulement externe 15. [61] Sur la figure 4, la demi-bande de roulement interne comprend le septième élément 11g, le huitième élément 11h, le neuvième élément Ili, le dixième élément 11j, le onzième élément 11 k. De la même manière, la demi-bande de roulement externe comprend le premier élément lla, le second élément 1 lb, le troisième élément 11c, le quatrième élément 11d, le cinquième élément 11 e et le sixième élément 1 1 f . [62] On notera que la demi-bande de roulement interne a un rôle important dans le fonctionnement du pneumatique puisque c'est la partie de la bande de roulement qui est la plus sollicitée pour assurer l'adhérence sur un sol enneigé, et plus particulièrement lors de prises de virages. Ainsi, afin d'améliorer cette adhérence en virage, on donne aux incisions de la demi-bande de roulement interne une plus forte inclinaison par rapport à la direction transversale. On s'arrange notamment pour que le niveau d'orientation NO des incisions disposées sur les éléments en relief 11g-11k soit supérieur à 2 degrés/mm. Dans l'exemple du tableau décrit ci-dessus et en prenant une largeur de demi-bande de roulement interne égale à Wm/2, on détermine ainsi un niveau d'orientation de ces incisions de l'ordre de 3,43 degrés/mm. [63] L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, et 15 diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. [64] Par exemple, il est possible d'avoir des incisions d'orientation différente dans un même élément en relief du motif de base. [65] Dans une autre variante, le plan médian ne partage pas la bande de roulement en deux portions de même largeur axiale, le terme demi-bande ne désigne 20 donc pas nécessairement la moitié de la bande de roulement. REVENDICATIONS1 - Bande de roulement asymétrique pour un pneumatique destiné à équiper un véhicule 5 automobile, - ladite bande de roulement (1) comportant une surface de roulement destinée à être en contact avec un sol au cours du roulage du pneumatique ; - ladite bande de roulement (1) comportant une séquence de motifs de base (3, 5) agencés selon la direction circonférentielle (X), chaque motif de base s'étendant sur au 10 moins 80% de la largeur (W) de la bande de roulement (1) ; - chaque motif de base (3, 5) comportant une pluralité d'éléments en relief (lla-llk) pourvus d'incisions (13i) débouchant sur la surface de roulement, chaque incision ayant une largeur inférieure à 1 mm et une profondeur d'au moins 3 mm ; - ladite bande de roulement étant caractérisée en ce que : 15 pour chaque motif de base (3, 5), on définit : E li - une densité d'incisions (D) correspondant à avec i le nombre d'incisions P*Wm dans le motif, li la longueur de la ième incision sur la surface de roulement, P le pas du motif de base et Wm la largeur du motif de base ; *r1i - un niveau d'orientation des incisions (NO) correspondant à avec ai l'angle P*Wm 20 positif ou négatif formé sur la surface de roulement par la ième incision avec la direction transversale et ai 2 - Bande de roulement selon la revendication 1 caractérisée en ce que le critère de tirage (CT) est inférieur à 0,1. 3 - Bande de roulement selon l'un quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisée en ce que le critère de tirage (CT) est inférieur à 0,05. 4 - Bande de roulement selon l'un quelconque des revendications 1 à 3, ladite bande de roulement comprenant une demi-bande de roulement interne (17) et une demi-bande de roulement externe (15), caractérisée en ce que le niveau d'orientation des incisions (NO) appartenant à la demi-bande de roulement interne est supérieur à 2 degrés/mm. 15