Brevet FR3007692A1 — publié le 20150102

- 1 - [0001] L'invention a pour objet un pneumatique pour véhicule à deux roues et, plus particulièrement, pour vélo. [0002] Bien que non limitée à cette application, l'invention sera décrite dans le cas d'un pneumatique pour vélo tout terrain, destiné à rouler sur tout type de sol, en 5 particulier accidenté et boueux. [0003] Il est connu que les pneumatiques équipant des vélos tout terrain, en particulier à usage sportif sur des parcours très accidentés, ont une bande de roulement comprenant des crampons. Les crampons sont des éléments de la bande de roulement, en relief par rapport à une surface de fond, constituant la sculpture de la bande de 10 roulement. La bande de roulement et, en particulier les crampons, sont généralement en matériau élastomérique. Ces crampons, en s'enfonçant dans un sol mou ou boueux, garantissent l'adhérence du pneumatique. Ils sont efficaces à la fois pour l'adhérence en descente et pour la motricité en montée. [0004] Il est également connu qu'un crampon peut comprendre une première 15 portion de hauteur h1 s'étendant radialement entre la surface de fond de la bande de roulement et une deuxième portion de hauteur h2. En d'autres termes, un crampon peut comprendre au moins deux portions superposées, en contact l'une avec l'autre par une surface de contact. Les faces respectivement radialement extérieure de la première portion et radialement intérieure de la deuxième portion ont généralement des surfaces 20 différentes, entraînant un décrochement entre les première et deuxième portions. La face radialement extérieure de la première portion a le plus souvent mais pas nécessairement la plus grande surface. Par « radialement intérieur» et « radialement extérieur » on entend respectivement « plus proche, selon la direction radiale, de l'axe de rotation du pneumatique» et « plus éloigné, selon la direction radiale, de l'axe de rotation du 25 pneumatique » où la direction radiale désigne la direction perpendiculaire à l'axe de rotation du pneumatique. Les directions axiale et circonférentielle désignent respectivement les directions parallèle à l'axe de rotation du pneumatique et tangente à la circonférence de roulement du pneumatique. [0005] Une pratique usuelle des utilisateurs avertis de vélos tout terrain de type 30 « descente et enduro » est de tailler les crampons, c'est-à-dire de diminuer leur hauteur en les coupant partiellement à l'aide d'un outil de coupe tel que des ciseaux ou un - 2 - cutter. Cette pratique a pour objectif de modifier la hauteur et la forme des crampons en vue d'adapter aux mieux la sculpture de la bande de roulement aux terrains rencontrés. Ainsi un pneumatique à usage boue, comprenant initialement des crampons d'une hauteur donnée, peut être transformé, après taillage des crampons, en un pneumatique pouvant être utilisé sur un sol accidenté mixte à non boueux. [0006] Le taillage, généralement pratiqué manuellement, est une opération délicate et dépendante de la dextérité de l'opérateur. C'est donc une opération difficilement reproductible au niveau de chaque crampon concerné et aboutissant généralement à une non uniformité de la sculpture de la bande de roulement du pneumatique. Ceci peut entraîner des problèmes de performances et, en particulier, de vibrations et donc de confort du pneumatique. De plus, un taillage trop bas des crampons peut entraîner un freinage moins efficace et des problèmes de tenue ou de stabilité en courbe ou en dévers. [0007] Les inventeurs se sont donnés pour objectif de concevoir des crampons de bande de roulement d'un pneumatique pour véhicule à deux roues, pour lesquels une opération de taillage manuel est facile, rapide et reproductible, afin d'obtenir une sculpture de bande de roulement uniforme optimisant les performances du pneumatique par rapport au terrain, une fois l'opération de taillage réalisée. [0008] Cet objectif a été atteint par un pneumatique pour véhicule à deux roues, comprenant: - une bande de roulement en matériau élastomérique, destinée à entrer en contact avec un sol, comprenant des crampons en matériau élastomérique, - les crampons, destinés à s'enfoncer dans un sol mou, s'étendant radialement à partir d'une surface de fond, - au moins un crampon comprenant une première portion de hauteur h1 s'étendant radialement entre la surface de fond et une deuxième portion de hauteur hz, - la première portion comprenant une face radialement extérieure de surface S1 et la deuxième portion comprenant une face radialement intérieure de surface Sz, - la face radialement extérieure de la première portion et la face radialement intérieure 30 de la deuxième portion étant en contact entre elles par une surface de contact, - 3 - la surface de contact entre la face radialement extérieure de la première portion et la face radialement intérieure de la deuxième portion étant au plus égale à 0.6 fois la surface de la face radialement extérieure de la première portion. [0009] Selon l'invention, dans le cas de crampons comprenant une première portion de hauteur h1 s'étendant radialement entre la surface de fond et une deuxième portion de hauteur h2 tels que la face radialement extérieure de la première portion et la face radialement intérieure de la deuxième portion sont en contact entre elles par une surface de contact, la surface de contact ne doit pas être trop grande par rapport à la surface de la face radialement extérieure de la première portion. [0010] La différence entre la surface de la face radialement extérieure de la première portion et la surface de contact garantit, lors d'un taillage manuel par un outil de coupe à lame de type cutter ou ciseaux, un bon appui de la lame de l'outil de coupe sur la surface libre de la face radialement extérieure de la première portion, selon une direction sensiblement radiale. La surface libre de la face radialement extérieure de la première portion est la portion de surface qui n'est pas en contact avec la face radialement intérieure de la deuxième portion. Par direction sensiblement radiale, on entend une direction perpendiculaire à l'axe de rotation du pneumatique ou formant avec la direction radiale un angle au plus égal à 45°. Ainsi, lors du taillage, la lame est guidée selon cette direction sensiblement radiale, ce qui contribue à la qualité de coupe. [0011] De plus, la différence entre la surface de la face radialement extérieure de la première portion et la surface de contact, c'est-à-dire la surface libre de la face radialement extérieure de la première portion, constitue un repère visuel pour l'opérateur pour positionner la lame de son outil de coupe. [0012] Les inventeurs ont mis en évidence que la surface de contact doit être idéalement au plus égale à 0.6 fois la fois la surface de la face radialement extérieure de la première portion, c'est-à-dire que la surface libre destinée à l'appui de la lame doit être au moins égale à 0.4 fois la surface de la face radialement extérieure de la première portion. [0013] Même si la surface totale de la face radialement extérieure de la première portion est le plus souvent supérieure à la surface totale de la face radialement intérieure de la deuxième portion, il n'est pas exclu que la surface totale de la face radialement - 4 - extérieure de la première portion soit inférieure à la surface totale de la face radialement intérieure de la deuxième portion. [0014] Selon un premier mode de réalisation préféré, la surface de contact entre la face radialement extérieure de la première portion et la face radialement intérieure de la 5 deuxième portion est égale à la surface de la face radialement intérieure de la deuxième portion. Ceci correspond au cas le plus fréquent où la surface totale de la face radialement extérieure de la première portion est supérieure à la surface totale de la face radialement intérieure de la deuxième portion. En d'autres termes, la deuxième portion repose intégralement sur la première portion. Cette configuration correspond au 10 fonctionnement mécanique classique, dans lequel la deuxième portion la plus étroite pénètre en premier dans le sol mou avant la deuxième portion la plus large, d'où un enfoncement progressif du crampon dans le sol mou. [0015] Selon un deuxième mode de réalisation préféré, la hauteur de la deuxième portion est au moins égale à 0.25 fois la hauteur de la première portion. Une hauteur de 15 deuxième portion suffisamment grande par rapport à une hauteur de première portion garantit un bon appui de la lame de l'outil de coupe selon la direction axiale, parallèle à l'axe de rotation du pneumatique. Ainsi, lors du taillage, la lame est guidée selon la direction axiale, ce qui contribue également à la qualité de coupe. [0016] Avantageusement la surface de contact entre la face radialement extérieure 20 de la première portion et la face radialement intérieure de la deuxième portion est au moins égale à 0.3 fois la surface de la face radialement extérieure de la première portion, c'est-à-dire que la surface libre destinée à l'appui de la lame doit être au plus égale à 0.7 fois la surface de la face radialement extérieure de la première portion. Une surface de contact suffisamment grande par rapport à la surface de la face radialement 25 extérieure de la première portion limite la différence de rigidités de flexion entre les première et deuxième portions. Une deuxième portion suffisamment rigide par rapport à la première portion peut ainsi contribuer efficacement aux efforts de motricité et de freinage du crampon et résiste mieux à l'usure et aux arrachements. [0017] Egalement avantageusement la différence entre la surface de la face 30 radialement extérieure de la première portion et la surface de contact est au moins égale à 25 mm2. Cette valeur minimale de la différence entre la surface de la face radialement - 5 - extérieure de la première portion et la surface de contact, c'est-à-dire de la surface libre de la face radialement extérieure de la première portion, permet d'assurer le taillage du crampon dans de bonnes conditions, grâce à une surface d'appui minimale de la lame de l'outil de coupe. [0018] Il est encore avantageux que la hauteur de la deuxième portion soit au plus à 0.25 fois la hauteur de la première portion. Une hauteur de deuxième portion pas trop grande par rapport à une hauteur de première portion limite la différence de rigidités de flexion entre les première et deuxième portions. Une deuxième portion suffisamment rigide par rapport à la première portion peut ainsi contribuer efficacement aux efforts de motricité et de freinage du crampon et résiste mieux à l'usure et aux arrachements. [0019] Sur un plan géométrique, les première et deuxième portions d'un crampon peuvent être inscrites respectivement dans des premier et deuxième cylindres ayant des axes de révolution respectifs. Selon un mode réalisation particulier, les axes de révolution respectifs des premier et deuxième cylindres sont disjoints. Ceci traduit le fait que les première et deuxième portions du crampon sont axialement décalées, c'est-à-dire que les faces respectivement radialement extérieure de la première portion et radialement intérieure de la deuxième portion ne sont pas centrées l'une par rapport à l'autre. Ce peut être la configuration d'un crampon de bord de bande de roulement pour lequel la face axialement extérieure de la deuxième portion est positionnée dans le prolongement de la face axialement extérieure de la première portion, en bord de bande de roulement, de façon à éviter tout décrochement potentiellement défavorable en usure. [0020] Selon un mode de réalisation préféré, les première et deuxième portions sont des hexaèdres ayant respectivement quatre faces latérales sensiblement perpendiculaires à la surface de fond. Ce sont les formes volumiques à faces planes fréquemment 25 rencontrées pour les crampons de pneumatique de vélo tout terrain. [0021] Selon une variante du mode de réalisation préféré précédent, au moins une face latérale de l'hexaèdre constituant la première portion forme avec au moins une face latérale de l'hexaèdre constituant la deuxième portion un angle non nul. Ceci implique que la deuxième portion est décalée en rotation par rapport à première portion, ce qui est 30 caractéristique d'un crampon dit « twisté ». Un tel type de crampon « twisté » facilite l'évacuation de la boue, lorsque ce crampon sort de l'aire de contact. - 6 - [0022] Il est enfin avantageux que la face radialement extérieure de la première portion forme un angle par rapport à la surface de fond, selon la direction circonférentielle. Il en résulte que la surface de contact est inclinée, selon la direction circonférentielle, soit dans le sens de roulement soit dans le sens contraire de roulement du pneumatique, ce qui améliore le freinage ou la motricité du crampon. Par ailleurs, une surface de contact inclinée est aisée à couper. [0023] Les caractéristiques et autres avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide des figures schématiques et non représentées à l'échelle, en annexe: - figure 1: une coupe tridimensionnelle de pneumatique pour vélo tout terrain 10 comprenant une bande de roulement avec crampons, - figures 2A et 2B: vues de côté et de dessous d'un crampon, - figures 3A et 3F: vues de différents modes de réalisation de crampons. [0024] La figure 1 présente un pneumatique 1 pour vélo tout terrain, comprenant une bande de roulement 2 comprenant des crampons 3 en matériau élastomérique. Les 15 crampons 3 s'étendent radialement à partir d'une surface de fond 4. Chaque crampon 3 comprend une première portion 31 s'étendant radialement entre la surface de fond 4 et une deuxième portion 32. La première portion 31 comprend une face radialement extérieure 311 et la deuxième portion 32 comprenant une face radialement intérieure 321. 20 [0025] Les figures 2A et 2B sont respectivement une vue de côté et une vue de dessus d'un crampon 3, constituée d'une première portion 31 de hauteur hi, ayant une face radialement extérieure 311 de surface Si, et d'une deuxième portion 32 de hauteur h2, ayant une face radialement intérieure 321 de surface S2. La face radialement extérieure 311 de la première portion 31 et la face radialement intérieure 321 de la 25 deuxième portion 32 sont en contact entre elles par une surface de contact S12. Dans le mode de réalisation préféré représenté, la surface S2 de la face radialement intérieure 321 de la deuxième portion 32 est égale à la surface de contact S12, ce qui implique que la deuxième portion 32 repose intégralement sur la première portion 31 [0026] Les figures 3A à 3F sont des vues de différents modes de réalisation de 30 crampons. - 7 - [0027] La figure 3A est une vue de dessus d'un crampon dit « twisté » dans lequel la deuxième portion hexagonale 32 est décalée en rotation, autour d'un axe radial Z (non représenté) perpendiculaire au plan XY, d'un angle A par rapport à la première portion hexagonale 31. [0028] La figure 3B est une vue de dessus d'un crampon dit « twisté » dans lequel la deuxième portion hexagonale 32 est décalée en rotation d'un angle A par rapport à la première portion hexagonale 31 et dans lequel la surface de la face radialement intérieure de la deuxième portion 32 est supérieure à la surface de la face radialement extérieure de la première portion 31. En d'autres termes, dans ce cas, la deuxième portion 32 est débordante par rapport à la première portion 31. [0029] La figure 3C est une vue de dessus d'un crampon dans lequel la deuxième portion hexagonale 32 est axialement décalée, selon la direction axiale Y, par rapport à la première portion hexagonale 31, de telle sorte que les première et deuxième portions sont alignées au niveau d'une face latérale. [0030] La figure 3D est une vue de dessus d'un crampon dit « twisté » dans lequel la deuxième portion hexagonale 32 est décalée en rotation d'un angle A par rapport à la première portion hexagonale 31 et dans lequel les première et deuxième portions sont alignées au moins en partie au niveau de deux faces latérales. [0031] La figure 3E est une vue de côté d'un crampon 3 s'étendant à partir de la surface de fond 4 radialement vers l'extérieur et comprenant une première portion 31 ayant une face radialement extérieure 311 et une deuxième portion 32 ayant une face radialement intérieure 321. Les faces latérales des premières et deuxième portions (31, 32) sont sensiblement radiales, alors que la surface de contact est parallèle à la surface de fond 4. [0032] La figure 3F diffère de la figure 3E par une surface de contact entre les première et deuxième portions (31, 32) formant un angle B par rapport à la surface de fond 4. [0033] L'invention a été plus particulièrement étudiée pour un pneumatique de dimension 27.5*2.25 destiné à équiper un vélo tout terrain, pour lequel la bande de 30 roulement est du type de celle représentée sur la figure 1. Une telle bande de roulement - 8 - comprend un premier type de crampons au centre de la bande de roulement et un deuxième type de crampons sur les bords de la bande de roulement. [0034] Les crampons du premier type sont des crampons « twistés » de forme hexagonale, tels que représentés sur la figure 3A. Un crampon du premier type 5 comprend une première portion de hauteur 5 mm, ayant une face radialement extérieure de surface 112 mm2 et une deuxième portion de hauteur 2 mm, ayant une face radialement intérieure de surface 45 mm2 égale à la surface de contact. Par conséquent la surface de contact est égale à 0.4 fois la surface de la face radialement extérieure de la première portion, donc au plus égale à 0.6 fois la surface de la face radialement 10 extérieure de la première portion. [0035] Les crampons du deuxième type sont des crampons « décalés » de forme hexagonale, tels que représentés sur la figure 3C. Un crampon du deuxième type comprend une première portion de hauteur 6.5 mm, ayant une face radialement extérieure de surface 67 mm2 et une deuxième portion de hauteur 2 mm, ayant une face 15 radialement intérieure de surface 35 mm2 égale à la surface de contact. Par conséquent la surface de contact est égale à 0.52 fois la surface de la face radialement extérieure de la première portion, donc au plus égale à 0.6 fois la surface de la face radialement extérieure de la première portion. [0036] L'invention peut s'appliquer à l'ensemble des crampons de la bande de 20 roulement ou seulement aux crampons d'une ou plusieurs zones de la bande de roulement, par exemple le centre de la bande de roulement. Bien que décrite pour un pneumatique pour vélo, l'invention peut également s'appliquer à tout pneumatique comprenant des crampons, tel que, par exemple, un pneumatique pour moto tout terrain. REVENDICATIONS1. Pneumatique (1) pour véhicule à deux roues, comprenant : - une bande de roulement (2) en matériau élastomérique, destinée à entrer en contact 5 avec un sol, comprenant des crampons (3) en matériau élastomérique, - les crampons (3), destinés à s'enfoncer dans un sol mou, s'étendant radialement à partir d'une surface de fond (4), - au moins un crampon (3) comprenant une première portion (31) de hauteur hi s'étendant radialement entre la surface de fond (4) et une deuxième portion (32) de 10 hauteur hz, - la première portion (31) comprenant une face radialement extérieure (311) de surface Si et la deuxième portion (32) comprenant une face radialement intérieure (321) de surface Sz, - la face radialement extérieure (311) de la première portion (31) et la face radialement 15 intérieure (321) de la deuxième portion (32) étant en contact entre elles par une surface de contact Siz, caractérisé en ce que la surface de contact S12 entre la face radialement extérieure (311) de la première portion (31) et la face radialement intérieure (321) de la deuxième portion (32) est au plus égale à 0.6 fois la surface Si de la face radialement extérieure 20 (311) de la première portion (31). 2. Pneumatique (1) selon la revendication 1 dans lequel la surface de contact S12 entre la face radialement extérieure (311) de la première portion (31) et la face radialement intérieure (321) de la deuxième portion (32) est égale à la surface S2 de la face 25 radialement intérieure (321) de la deuxième portion (32). 3. Pneumatique (1) selon l'une des revendications 1 ou 2 dans lequel la hauteur h2 de la deuxième portion (32) est au moins égale à 0.25 fois la hauteur hi de la première portion (31). 30 4. Pneumatique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel la surface de contact S12 entre la face radialement extérieure (311) de la première portion- 10 - (31) et la face radialement intérieure (321) de la deuxième portion (32) est au moins égale à 0.3 fois la surface Si de la face radialement extérieure (311) de la première portion (31). 5. Pneumatique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel la différence entre la surface Si de la face radialement extérieure (311) de la première portion (31) et la surface de contact S12 est au moins égale à 25 mm2. 6. Pneumatique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel la 10 hauteur h2 de la deuxième portion (32) est au plus à 0.25 fois la hauteur hi de la première portion (31). 7. Pneumatique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, les première et deuxième portions (31, 32) étant respectivement inscrites dans des premier et deuxième 15 cylindres (C1, C2) ayant des axes de révolution respectifs (Di, D2) dans lequel les axes de révolution respectifs (D1, D2) des premier et deuxième cylindres (C1, C2) sont disjoints. 8. Pneumatique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 dans lequel les 20 première et deuxième portions (31, 32) sont des hexaèdres (H1, H2) ayant respectivement 4 faces latérales sensiblement perpendiculaires à la surface de fond (4). 9. Pneumatique (1) selon la revendication 8 dans lequel au moins une face latérale de l'hexaèdre (Hi) constituant la première portion (31) forme avec au moins une face 25 latérale de l'hexaèdre (H2) constituant la deuxième portion (32) un angle (A) non nul. 10. Pneumatique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 dans lequel la face radialement extérieure (311) de la première portion (31) forme un angle (B) par rapport à la surface de fond (4), selon la direction circonférentielle du pneumatique. 30