Brevet FR3013260A1 — publié le 20150522

- 1 - DISPOSITIF ANTI BRUIT AMÉLIORÉ POUR PNEU. DOMAINE DE L'INVENTION 100011 La présente invention concerne les bandes de roulement de pneu et plus particulièrement les bandes de roulement comprenant des rainures ces dernières étant pourvues de dispositifs de fermeture pour réduire le bruit généré par la mise en résonance de l'air dans ces rainures lors du roulage. ÉTAT DE LA TECHNIQUE [0002] Il est connu que le passage dans le contact d'un pneu en roulage sur une chaussée 1() génère une circulation d'air dans chaque rainure notamment les rainures d'orientation générale circonférentielle. Avec la chaussée chaque rainure forme un tuyau ayant deux extrémités ouvertes. [0003] L'air dans ce tuyau forme une colonne d'air en vibration dont la fréquence de résonance dépend de la longueur séparant les deux extrémités du tuyau et en conséquence 15 de la longueur de rainure affectée par le contact avec la chaussée. [0004] Cette résonance de l'air dans les rainures a comme conséquence de générer, dans un véhicule équipé avec ces pneus, un bruit à l'intérieur du véhicule et un bruit à l'extérieur du véhicule. Ces bruits intérieur et extérieur correspondent le plus souvent à une fréquence voisine de ou égale à 11(1-1z correspondant à une fréquence 20 particulièrement sensible à l'oreille humaine. [0005] Afin de réduire un tel bruit de résonance, il est connu de disposer (voir par exemple le document de brevet FR2715891), dans chaque rainure d'orientation circonférentielle ou globalement circonférentielle, une pluralité de membranes ou lames flexibles relativement peu épaisses en mélange de caoutchouc, chaque membrane ou lame 25 flexible occupant toute la section de la rainure ou à tout le moins une grande partie de cette section pour former un dispositif de fermeture. [0006] Chaque lame flexible peut s'étendre à partir du fond de la rainure ou être fixée à l'une au moins des parois délimitant ladite rainure. Par relativement peu épaisse, on entend que chaque lame flexible est apte à fléchir pour ouvrir au moins partiellement la - 2 - section de la rainure sous l'effet d'un flux de liquide notamment lors d'un roulage par temps de pluie. Ces mêmes lames restent en position de fermeture de la rainure lors de roulage par temps sec. [0007] Grâce à ces lames flexibles, la longueur de la colonne d'air dans chaque rainure circonférentielle est réduite par rapport à la longueur totale de la rainure dans le contact, ce qui conduit à un changement de la fréquence de résonance. Le déplacement de fréquence se fait vers des valeurs de fréquences de résonance moins sensibles à l'oreille humaine. [0008] Bien entendu, pour conserver la fonction de drainage de l'eau nécessaire en cas de roulage sur chaussée revêtue d'eau par temps de pluie notamment, il est indispensable que cette membrane puisse fléchir d'une façon appropriée sous l'action de la pression de l'eau et ainsi ouvrir au moins partiellement la section de la rainure pour permettre la circulation d'un flux de liquide suffisant. [0009] Définitions : [0010] Un bloc est un élément en relief formé sur la bande de roulement qui est délimité par des creux ou rainures et comprenant des parois latérales et une face de contact destinée à venir en contact avec la chaussée. Cette face de contact a un centre géométrique défini comme le barycentre ou centre de gravité de la face. [0011] Une nervure est un élément en relief formé sur une bande de roulement, cet élément s'étendant dans la direction circonférentielle et faisant le tour du pneu. Une nervure comprend deux parois latérales et une face de contact, cette dernière étant destinée à venir en contact avec la chaussée pendant le roulage. [0012] Par direction radiale, on entend dans le présent document toute direction qui est perpendiculaire à l'axe de rotation du pneu (cette direction correspond à la direction de l'épaisseur de la bande de roulement). [0013] Par direction transversale ou axiale, on entend une direction parallèle à l'axe de rotation du pneu. -3- 100141 Par direction circonférentielle, on entend une direction qui est tangente à tout cercle centré sur l'axe de rotation. Cette direction est perpendiculaire à la fois à la direction axiale et à une direction radiale. [0015] Par axialement vers l'extérieur, on entend une direction qui est orientée vers l'extérieur de la cavité interne du pneu. [0016] Plan équatorial : plan perpendiculaire à l'axe de rotation et passant par les points du pneu axialement les plus à l'extérieur, ce plan équatorial divisant le pneu en deux moitiés sensiblement égales. [0017] Les conditions usuelles de roulage du pneu ou conditions d'utilisation sont celles 1() qui sont définies par la norme E.T.R.T.O. ; ces conditions d'utilisation précisent la pression de gonflage de référence correspondant à la capacité de charge du pneu indiquée par son indice de charge et son code vitesse. Ces conditions d'utilisation peuvent aussi être dites "conditions nominales" ou "conditions d'usage". [0018] Une découpure désigne de manière générique soit une rainure soit une incision et 15 correspond à l'espace délimité par des parois de matière se faisant face et distantes l'une de l'autre d'une distance non nulle (dite "largeur de la découpure"). Ce qui différencie une incision d'une rainure c'est précisément cette distance ; dans le cas d'une incision, cette distance est appropriée pour permettre la mise en contact au moins partielle des parois opposées délimitant ladite incision au moins lors du passage dans le contact avec la 20 chaussée. Dans le cas d'une rainure, les parois de cette rainure ne peuvent venir en contact l'une contre l'autre dans les conditions usuelles de roulage. [0019] La surface de roulement d'une bande de roulement correspond à la surface de la bande venant en contact avec un sol lors du roulage d'un pneu pourvu d'une telle bande. [0020] Comme cela a été rappelé plus haut, les dispositifs formés de lames flexibles 25 décrits dans l'art antérieur - de par la nécessité de pouvoir fléchir sous un flux de liquide - sont reliés soit au fond d'une rainure soit à l'une des parois latérales délimitant une rainure. Toutefois, il reste un espace soit entre les parois et chaque lame soit entre le fond et chaque lame, ce qui réduit la performance attendue sur la réduction du bruit de résonance. -4- 100211 Pour résoudre ce problème, il a été proposé dans une demande de brevet antérieure, non encore publiée à la date de dépôt de la présente demande, de former des petites saignées ou rainures sur le fond d'une rainure et sur les parois délimitant cette rainure afin de permettre l'insertion d'une lame dans ces petites saignées et d'obtenir ainsi une fermeture totale de la rainure. Si cette solution est efficace car elle permet une fermeture totale de la rainure, elle n'en demeure pas moins coûteuse à mettre en oeuvre. [0022] Le besoin s'est fait sentir d'obtenir un dispositif réducteur de bruit de résonance dans les rainures qui soit plus facile à mettre en oeuvre et plus économique. [0023] L'expression "paroi portant une lame" s'interprète dans le présent document comme désignant l'une ou l'autre des parois latérales délimitant une rainure, la lame formant le dispositif anti bruit étant solidaire de chaque paroi latérale ainsi que du fond de la rainure. BREF EXPOSÉ DE L'INVENTION [0024] La présente invention est un perfectionnement des dispositifs anti bruit de résonance et vise à la fois à obtenir un moulage et un démoulage aisé des lames flexibles formant le dispositif de fermeture des rainures et une fermeture complète de la section de chaque rainure dans laquelle sont formées ces lames flexibles. [0025] À cet effet, l'invention a pour objet une bande de roulement pour pneu, cette bande de roulement ayant une surface de roulement destinée à venir en contact avec une chaussée et comprenant au moins une rainure de largeur W et de profondeur P délimitée par deux parois latérales se faisant face, ces parois latérales étant reliées entre elles par un fond de rainure, au moins une rainure comportant une pluralité de dispositifs de fermeture, chaque dispositif de fermeture étant composé d'au moins une lame flexible pour fermer cette rainure dans la position de repos selon un taux de fermeture au moins égal à 90%, chaque lame ayant une épaisseur E appropriée pour permettre sa déformation sous l'effet d'une circulation de liquide dans la rainure. [0026] Cette bande de roulement est caractérisée en ce que cette au moins une lame est solidaire des parois latérales délimitant la rainure ainsi que du fond de cette rainure et en ce que chaque lame flexible est appropriée dimensionnellement pour pouvoir, sous - 5 - l'action d'un flux de liquide, se déformer dans la rainure et vers le fond de ladite rainure tout en réduisant alors son taux de fermeture de la section de cette rainure à au plus 40%. [0027] Une lame flexible est dite solidaire d'une paroi ou du fond d'une rainure dès lors qu'elle est liée de manière fixe à cette paroi. [0028] Par taux de fermeture d'une lame flexible on entend ici la part exprimée en pourcentage de la section transversale de la rainure pourvue d'une telle lame flexible. Un taux de fermeture égal à 100% signifie que la section est en totalité fermée par la lame flexible. [0029] L'obtention d'un taux de fermeture au plus égal à 40% quand la lame flexible est soumise à l'action d'un flux de liquide signifie que 60% de la section est ouverte et permet la circulation de ce liquide. Ce pourcentage est mesuré lorsque le pneu est neuf, ce qui correspond bien à l'état dans lequel la génération de bruit par résonance est la plus forte. [0030] Préférentiellement le taux de fermeture lorsque la lame est déformée sous l'action d'un flux de liquide est au plus 30% et encore plus préférentiellement 20%. [0031] Avantageusement, lorsque la lame flexible est déformée, le taux de fermeture est le plus réduit possible - c'est-à-dire au plus proche de 0% -, afin que la performance en roulage sur chaussée revêtue d'eau soit maintenue jusqu'au terme de l'usure du pneu correspondant à la limite d'usure telle que réglementée. [0032] En considérant la longueur L(h) de lame flexible entre deux points de liaison de cette lame flexible avec les parois délimitant une rainure, ces deux points étant situés à une même hauteur h mesurée par rapport au fond de la rainure (si le fond est courbe alors la hauteur h est prise par rapport au point le plus à l'intérieur du fond vu en coupe transversale), il est avantageux que cette longueur L, et cela quelle que soit la hauteur h, soit déterminée pour que la lame flexible - sous l'effet d'un flux de fluide - puisse se déployer dans la rainure et vers le fond de cette rainure afin de réduire le taux de fermeture au plus à 40% et encore plus préférentiellement au plus 30% voire 10%, voire encore 0%. -6- 100331 Préférentiellement, la lame flexible selon l'invention a une longueur L(h) pour une hauteur h qui est choisie de façon à satisfaire la relation suivante : 1.5 * (W + h* 3.14) > L(h) > 0.8 * (W + h* 3.14) [0034] Encore plus préférentiellement, la longueur L(h) de la lame flexible entre deux points de liaison de cette lame flexible avec les parois délimitant une rainure, ces deux points étant situés à une même hauteur h mesurée par rapport au fond de la rainure, et cela quelle que soit la hauteur h, satisfait la relation : 1.2 * (W + h* 3.14) > L(h) > 0.9 * (W + h* 3.14). [0035] Préférentiellement, la lame flexible du dispositif anti bruit est perpendiculaire à la direction principale de la rainure (cette direction correspond à la direction d'écoulement de l'eau lors du roulage par temps de pluie. [0036] On note H la hauteur totale d'une lame flexible : cette hauteur H correspond à la longueur mesurée entre le fond de la rainure et les points de liaison avec les parois latérales les plus éloignés du fond de rainure. [0037] Ce dispositif réducteur de bruit peut bien entendu être mis en oeuvre avec tout type de rainure, que ce soit une rainure d'orientation circonférentielle, ou transversale ou oblique. [0038] Dans une variante de l'invention, un dispositif réducteur de bruit comprend une lame formée d'une partie centrale et de part et d'autre de cette partie centrale des parties de liaison avec les parois latérales délimitant la rainure, chaque partie de liaison comprenant au moins un pli. [0039] Dans une autre variante, toute ligne tracée sur une lame flexible et reliant tous les points situés à une même hauteur h par rapport au fond de la rainure a une forme générique comprenant au moins deux ondulations. Par ondulation, on entend ici une forme s'éloignant de la ligne droite reliant les deux points de liaison de la lame avec les parois délimitant la rainure à la hauteur h. Cette ondulation peut prendre la forme d'une succession de segments formant une ligne brisée. -7- 100401 La nature élastique du matériau de chaque lame flexible assure en outre des efforts de rappel élastiques pour assurer le retour de la lame dans sa position de fermeture de la rainure lorsqu'il n'y a plus de flux de liquide dans ladite rainure. [0041] L'invention concerne en outre tout pneu pourvu d'une bande de roulement comportant un dispositif anti bruit formé d'une lame flexible pour fermer cette rainure dans la position de repos selon un taux de fermeture au moins égal à 90%, chaque lame ayant une épaisseur E appropriée pour permettre sa déformation sous l'effet d'une circulation de liquide dans la rainure. [0042] 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. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES [0043] La figure 1 montre une variante selon l'invention d'un dispositif anti bruit à l'état fermé pour empêcher la circulation d'air ; [0044] La figure 2 montre la variante de la figure 1 dans une position d'ouverture partielle pour permettre l'écoulement d'un liquide ; [0045] La figure 3 montre en coupe transversale la rainure obturée par le dispositif de fermeture selon la variante montrée avec la figure 1 ; [0046] La figure 4 montre en coupe transversale la rainure partiellement ouverte sous l'effet d'un écoulement de liquide comme montré avec la figure 2; [0047] La figure 5 montre en surface une deuxième variante selon l'invention d'un dispositif de fermeture, ce dispositif étant formé d'une partie centrale plane et de parties de liaison avec les parois latérales délimitant la rainure formant des replis ; [0048] La figure 6 montre en vue de surface la deuxième variante selon l'invention dans une position déployée pour ouvrir la section de la rainure. DESCRIPTION DES FIGURES -8- 100491 Pour les figures accompagnant cette description, des mêmes signes de référence peuvent être employés pour décrire des variantes de l'invention dès lors que ces signes de référence renvoient à des éléments d'une même nature, que cette nature soit structurelle ou bien fonctionnelle. [0050] La figure 1 montre une variante selon l'invention d'un dispositif anti bruit à l'état fermé pour empêcher la circulation d'air. [0051] Sur cette figure 1 on montre une rainure 2 d'orientation générale circonférentielle formée sur une bande de roulement 1 d'un pneu. Cette rainure de largeur W est délimitée par des parois latérales 21, 22 d'éléments de relief, ces parois latérales en vis-à-vis étant reliées par un fond de rainure 20. Cette rainure 2 a une profondeur P à l'état neuf, c'est-à- dire avant tout roulage et donc toute usure. La bande de roulement comporte une surface de roulement 10 destinée à venir en contact avec la chaussée lors du roulage. [0052] Dans cette rainure 2 on a formé une pluralité de dispositifs anti bruit de résonance, chaque dispositif étant constitué par une lame 3 de caoutchouc flexible de même nature que le matériau constituant les éléments de relief de la bande de roulement. Cette lame flexible 3 est solidaire des parois latérales 21, 22 délimitant la rainure ainsi que du fond 20 de la rainure. Par ailleurs, chaque lame flexible 3 ferme en position de repos et à l'état neuf toute la rainure afin d'empêcher toute circulation d'air lors du roulage. Par position de repos on entend ici un état du pneu non sollicité en roulage. [0053] Dans cette variante, la lame flexible 3 est dimensionnée pour pouvoir fléchir sous l'action d'une pression générée par un flux de liquide notamment lors d'un roulage sur chaussée revêtue d'eau. [0054] La figure 2 montre la variante de la figure 1 dans une position d'ouverture partielle pour permettre l'écoulement d'un liquide schématisé par une flèche F. Dans cette position, et à l'état neuf, la section de la rainure 2 est partiellement ouverte (ici au moins 60% de la section de la rainure est ouverte) afin de permettre une circulation de liquide lors d'un roulage sur chaussée revêtue d'eau. [0055] Il est bien entendu préférable que la lame flexible 3 dans sa position d'ouverture pour permettre la circulation de liquide ne ferme le moins possible la section transversale de la rainure 2 dans laquelle elle est placée. -9- 100561 La figure 3 montre une vue en coupe transversale de la rainure 2 obturée par le dispositif de fermeture selon la variante montrée avec la figure 1. [0057] On voit que la lame flexible 3 dans sa position de fermeture est reliée à chaque paroi latérale 21, 22 délimitant la rainure et au fond 20 de cette rainure. La lame flexible 3 a une hauteur totale H qui est dans le cas présent égale à la profondeur P de la rainure à l'état neuf. Cette lame flexible a une épaisseur moyenne égale à 2 millimètres. [0058] Afin de permettre à la lame 3 de fléchir dans la rainure et ainsi ouvrir la section de cette rainure, les longueurs L(h1), L(h2) et L(H) satisfont chacune à la relation suivante : [0059] 1.5 * (W + h* 3.14) > L(h) > 0.8 * (W + h* 3.14) [0060] La figure 4 montre une vue en coupe transversale de la rainure 2 montrée à la figure 3 lors d'un écoulement de liquide dans cette rainure. Sous l'action de la pression du liquide circulant dans la rainure, la lame flexible 3 se développe dans la rainure pour ouvrir la section de la rainure. [0061] La figure 5 montre une vue de surface d'une autre variante selon l'invention d'un dispositif de fermeture d'une rainure 2 délimitée par des parois latérales 21, 22 coupant la surface de roulement par des arêtes et un fond 20 de rainure reliant lesdites parois latérales. Ce dispositif de fermeture est formé d'une lame flexible 3 comprenant une partie centrale 31 plane reliée au fond 20 de la rainure et de part et d'autre de cette partie centrale 31 de deux parties de liaison 32 reliant solidairement la lame flexible avec les parois latérales délimitant la rainure. [0062] Chaque partie de liaison 32 forme deux plis 321, 322 sensiblement parallèles aux parois latérales 21, 22. Les longueurs développées de ces parties de liaison combinées à la longueur de la partie centrale sont adaptées pour permettre une ouverture au moins partielle de la rainure sous l'effet d'un écoulement de liquide. [0063] Il est tout à fait possible de ne former qu'un pli ou plus de deux plis pour chaque partie de liaison dès lors qu'est satisfaite la condition sur la longueur L(h) mesurée entre deux points de liaison de cette lame flexible avec les parois délimitant une rainure, ces deux points étant situés à une même hauteur h mesurée par rapport au fond de la rainure, et cela quelle que soit la hauteur h, soit choisie de façon à satisfaire la relation suivante : - 10 - 1.5 * (W + h* 3.14) > L(h) > 0.8 * (W + h* 3.14) , [0064] W correspondant à la largeur de la rainure sur la surface de roulement à l'état neuf [0065] La figure 6 montre une vue de surface de la bande de roulement représentée avec la figure 5 dans une configuration où la lame flexible est déployée dans la rainure pour ouvrir la section de cette rainure et permettre la circulation de liquide. Dans cette configuration les plis sont dépliés afin que la lame 3 puisse se déployer dans la rainure et ouvrir au moins partiellement la section. [0066] L'invention ayant été décrite de manière générale et au moyen de quelques variantes, il doit être compris que cette invention n'est pas limitée à ces seules variantes décrites et représentées. Notamment lorsque les parois latérales délimitant une rainure font un angle différent de 90 degrés avec la surface de roulement à l'état neuf, il est aisé à la personne du métier d'adapter les longueurs L(h) de chaque lame pour permettre une ouverture de la section de la rainure. Par ailleurs, les variantes décrites ici peuvent être combinées entre elles par la personne du métier en fonction de l'objectif poursuivi sans sortir de son cadre tel que défini par les revendications. REVENDICATIONS1- Bande de roulement (1) pour pneu, cette bande de roulement ayant une surface de roulement (10) destinée à venir en contact avec une chaussée et comprenant au moins une rainure (2) de largeur W et de profondeur P délimitée par deux parois latérales (21, 22) se faisant face, ces parois latérales étant reliées entre elles par un fond (20) de rainure, au moins une rainure (2) comportant une pluralité de dispositifs de fermeture, chaque dispositif de fermeture étant composé d'au moins une lame flexible (3) pour fermer cette rainure dans une position de repos selon un taux de fermeture au moins égal à 90%, chaque lame flexible (3) ayant une épaisseur appropriée pour permettre sa déformation sous l'effet d'une circulation de liquide dans la rainure, cette au moins une lame flexible (3) étant solidaire des parois latérales délimitant la rainure ainsi que du fond de cette rainure, cette bande de roulement étant caractérisée en ce que chaque lame flexible (3) est appropriée dimensionnellement pour pouvoir, sous l'action d'un flux de liquide, se déformer dans la rainure en réduisant ainsi son taux de fermeture de la section de cette rainure à au plus 40%, le taux de fermeture représentant la part de la section transversale de la rainure fermée à la circulation de liquide. 2- Bande de roulement (1) pour pneu selon la revendication 1 caractérisée en ce que le taux de fermeture lors d'un écoulement de liquide est au plus 30% et encore plus préférentiellement au plus 20%. 3- Bande de roulement (1) pour pneu selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisée en ce que la longueur L(h) de lame flexible (3) entre deux points de liaison de cette lame flexible avec les parois délimitant une rainure, ces deux points étant situés à une même hauteur h mesurée par rapport au fond de la rainure, et cela quelle que soit la hauteur h, soit appropriée pour que la lame flexible - sous l'effet d'un flux de fluide - puisse se déployer dans la rainure et vers le fond de cette rainure afin de réduire le taux de fermeture, la longueur L(h) satisfaisant la relation suivante : 1.5 * (W + h* 3.14) > L(h) > 0.8 * (W + h* 3.14).- 12 - 4- Bande de roulement (1) pour pneu selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que la longueur L(h) de lame flexible (3) entre deux points de liaison de cette lame flexible avec les parois délimitant une rainure, ces deux points étant situés à une même hauteur h mesurée par rapport au fond de la rainure, et cela quelle que soit la hauteur h, satisfait la relation : 1.2 * (W + h* 3.14) > L(h) > 0.9 * (W + h* 3.14). 5- Bande de roulement (1) pour pneu selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que toute ligne tracée sur la lame flexible (3) et reliant tous les points situés à une 10 même hauteur h par rapport au fond (20) de la rainure a une forme générique comprenant au moins deux ondulations. 6- Bande de roulement (1) pour pneu selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que toute ligne tracée sur la lame flexible (3) et reliant tous les points situés à une 15 même hauteur h par rapport au fond de la rainure a une forme générique comprenant au moins un pli. 7- Bande de roulement (1) pour pneu selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisée en ce qu'au moins une lame flexible (3) comprend une partie centrale plane (31) et des 20 parties de liaison (32) reliant de part et d'autre cette partie centrale aux parois latérales délimitant la rainure, chaque partie latérale formant au moins un pli (321, 322) sensiblement parallèle auxdites parois latérales.