Brevet FR3027255A1 — publié le 20160422

P10-3445 FR - DISPOSITIF INDICATEUR DE L'USURE D'UN PNEU. DOMAINE DE L'INVENTION [0001] La présente invention concerne les bandes de roulement de pneu et plus particulièrement un dispositif de suivi du niveau d'usure de telles bandes de roulement. ÉTAT DE LA TECHNIQUE [0002] Les pneus poids lourd sont pourvus d'une bande de roulement comportant une sculpture formée d'un ensemble d'éléments en relief délimités par des découpures. Parmi ces découpures, on distingue les rainures destinées notamment à permettre un drainage efficace de l'eau éventuellement présente sur la chaussée par temps de pluie. [0003] Lors du roulage la bande de roulement s'use jusqu'à atteindre une limite d'usure indiquant au conducteur qu'il doit procéder à soit un remplacement de ce pneu par un pneu neuf soit un rechapage, c'est-à-dire à une pose d'une nouvelle bande de roulement sur la même enveloppe. Cette limite d'usure est en règle générale fixée par les législations nationales lesquelles imposent une profondeur minimale de creux pour des raisons de sécurité. [0004] L'usager a besoin d'un indicateur ou témoin d'usure lui indiquant de façon aisée si ses pneus ont ou non atteint cette limite d'usure réglementaire. [0005] Il est d'usage de pourvoir le fond de certaines rainures de reliefs de gomme, ces reliefs ayant une hauteur déterminée par rapport au fond de la rainure pour indiquer de façon précise cette limite d'usure. Ces reliefs (formant des petites plates-formes) sont moulés pendant l'opération de moulage de la bande de roulement du pneu. Dès lors que l'ensemble des rainures s'ouvrent sur la surface de roulement à l'état neuf, ces indicateurs d'usure sont visibles dès le départ. Ceci n'est plus nécessairement le cas aujourd'hui puisqu'il se trouve que des pneus destinés à équiper des véhicules poids lourd ont évolué et adoptent des dessins de sculpture sensiblement différents de ce qui se faisait antérieurement. [0006] Notamment, les bandes de roulement sont pourvues de cavités qui ne sont destinées à s'ouvrir sur la surface de roulement qu'après une usure partielle de la bande de roulement pour former de nouvelles rainures. De cette manière, il est possible de - 2 - conserver une rigidité plus élevée à une bande de roulement à l'état neuf tout en ayant le juste nécessaire en terme de rainures ou creux ouverts sur la surface de roulement pour servir de capacité de drainage et d'écoulement d'eau éventuellement présente sur la chaussée. [0007] On connaît notamment la demande WO 2010/030276 Al qui décrit un pneu dont la bande de roulement comprend de telles cavités internes s'ouvrant sur la surface de roulement de la bande de roulement après une usure partielle prédéterminée. On connaît également la demande WO 2011/039194 Al qui décrit une nouvelle forme de rainure ondulant entre un niveau supérieur et un niveau inférieur (par inférieur il faut entendre plus dans l'épaisseur de la bande de roulement que le niveau supérieur). Ce type de rainure présente des parties pouvant s'ouvrir sur la surface de roulement avant d'autres parties, ces dernières restant cachées pour l'usager jusqu'à leur ouverture sur la surface de roulement après une certaine usure. [0008] Pour ces types de nouvelles sculptures de bande de roulement, il existe le besoin d'un dispositif permettant de satisfaire aux réglementations imposant la présence d'un moyen de contrôle et de suivi de l'usure d'une bande de roulement, cette bande pouvant comporter des cavités internes destinées à apparaître après une usure partielle de ladite bande de roulement. [0009] Définitions : [0010] Le taux de creux d'une sculpture est égal au rapport entre la surface des creux (rainures) délimités par les blocs et la surface totale (surface de contact des blocs et surface des creux). Un taux de creux faible indique une grande surface de contact des blocs et une faible surface de creux entre les blocs. [0011] Le taux de creux surfacique d'une sculpture est égal au rapport entre la surface des creux (essentiellement formés par des rainures) délimités par les éléments de relief (blocs, nervures) et la surface totale (surface de contact des éléments de relief et surface des creux). Un taux de creux faible indique une grande surface de contact de la bande de roulement et une faible surface de creux entre les éléments de relief. [0012] Le taux de creux volumique d'une sculpture d'une bande de roulement à l'état neuf est égal au rapport entre le volume des creux (formés notamment par des rainures, des - 3 - cavités) délimités par les éléments de relief (blocs, nervures) et le volume total de la bande de roulement comprenant le volume de matière à user et le volume des creux. Un taux de creux volumique faible indique un faible volume de creux relativement au volume de la bande de roulement. Pour chaque niveau d'usure, on peut également définir un volume de creux. [0013] Plan médian équatorial : c'est un plan perpendiculaire à l'axe de rotation et passant par les points du pneu radialement les plus éloignés dudit axe. [0014] 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 1() 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. [0015] 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 15 destinée à venir en contact avec la chaussée pendant le roulage. [0016] Par direction radiale, on entend dans le présent document une 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). [0017] Par direction transversale ou axiale, on entend une direction parallèle à l'axe de 20 rotation du pneu. [0018] 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. [0019] Une bande de roulement a une épaisseur maximale à l'intérieur de laquelle 25 peuvent être moulées toutes sortes de cavités s'ouvrant à un moment ou à un autre sur la surface de roulement de la bande de roulement. Cette même bande a une épaisseur limite de matière à user en roulage. Cette épaisseur limite de matière à user correspond à une limite au-delà de laquelle il est recommandé de ne plus rouler car les volumes de creux s'ouvrant sur la surface de roulement ont atteint une limite à ne pas dépasser. Il est alors - 4 - nécessaire de changer le pneu ou à tout le moins de rechaper ce pneu avec une nouvelle bande de roulement. Certains règlements nationaux imposent la présence d'indicateurs permettant à l'usager de connaître cette limite d'usure. [0020] Une découpure désigne de manière générique soit une rainure soit une incision et 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 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. [0021] Par cavité interne, on entend dans le présent document un volume de creux formé à l'intérieur d'une bande de roulement à l'état neuf, ce volume de creux étant destiné à s'ouvrir sur la surface de roulement de la bande après une usure partielle prédéterminée pour former une nouvelle rainure et de nouvelles arêtes. [0022] Par creux, on désigne de manière générique soit une rainure soit une cavité interne. BREF EXPOSÉ DE L 'INVENTION [0023] La présente invention vise à fournir un moyen de contrôle et de suivi de l'usure de 20 bandes de roulement de pneu, ces bandes de roulement comportant des cavités internes à l'état neuf [0024] À cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de suivi de l'usure d'une bande de roulement de pneu, cette bande de roulement comprenant au moins une cavité interne destinée à former un creux s'ouvrant sur une surface de roulement après une usure 25 partielle prédéfinie de la bande. [0025] On définit sur cette bande de roulement une limite d'usure : cette limite d'usure correspond à une épaisseur maximale de matière à user au-delà de laquelle les règlements nationaux imposent de changer le pneu ou de renouveler sa bande de roulement. -5- 100261 On définit sur cette bande de roulement une profondeur maximale des creux : cette profondeur maximale correspond à la distance du fond des rainures et/ou cavités internes le plus à l'intérieur de la bande, cette distance étant mesurée à l'état neuf entre la surface de roulement et ledit fond. Cette profondeur maximale est plus grande que la limite d'usure afin de conserver un volume de drainage suffisant (ces deux valeurs étant mesurées par rapport à la surface de roulement de la bande de roulement à l'état neuf). [0027] Le dispositif de contrôle et de suivi de l'usure en roulage formé sur la bande de roulement selon l'invention comprend un premier et un second puits de mesure s'ouvrant en permanence sur la surface de roulement de la bande de roulement, le premier puits ayant un fond situé à une distance Dl égale à la limite d'usure et le second puits ayant un fond situé à une distance D2 égale à la profondeur maximale des cavités internes de la bande de roulement, la distance D2 étant supérieure à la distance Dl. [0028] Préférentiellement, le premier et le second puits de mesure sont disposés de façon à être à proximité l'un de l'autre, c'est-à-dire séparés par une épaisseur de matière au plus égale à 30 mm. Pour assurer une pérennité au dispositif en roulage il est avantageux que l'épaisseur minimale de matière entre les premier et second puits soit au moins égale à 5 mm. [0029] Pour faciliter la localisation de chaque dispositif sur la bande à l'état neuf, il est avantageux de prévoir qu'une surépaisseur soit formée sur la surface de roulement de la bande de roulement à l'état neuf et que dans cette surépaisseur s'ouvrent les premier et second puits de mesure du dispositif. [0030] Selon une autre variante et pour faciliter la localisation de chaque dispositif sur la bande à l'état neuf, il est intéressant de prévoir qu'une partie en dépression est formée sur la surface de roulement de la bande de roulement à l'état neuf et que dans cette partie en dépression s'ouvrent les premier et second puits de mesure du dispositif Dans cette variante, et contrairement à la variante précédente comportant une surépaisseur, l'incidence sur le roulage est quasi nulle à l'état neuf. [0031] Préférentiellement, les puits de mesure sont orientés radialement c'est-à-dire en direction de l'axe de rotation du pneu pourvu de la bande de roulement selon l'invention. -6- 100321 Dans une autre variante de l'invention, le premier puits de mesure et le second puits de mesure s'ouvrent à l'intérieur de la bande de roulement dans une cavité interne, cette cavité interne ayant un fond situé à une distance de la surface de roulement à l'état neuf de la bande de roulement égale à la profondeur maximale. Sur le fond de cette cavité interne est en outre moulé un relief dont la hauteur - mesurée par rapport au fond de la cavité interne - est telle que sa surface supérieure correspond au niveau de la limite d'usure légale. Avantageusement, le premier puits de mesure arrive sur la surface du relief tandis que le second puits de mesure arrive sur le fond de la cavité interne. [0033] Dans une autre variante de l'invention, les premier et second puits de mesure du dispositif de contrôle de l'usure d'une bande de roulement ne s'ouvrent pas dans une cavité interne destinée à former une rainure. [0034] L'invention concerne également un instrument de mesure approprié pour la mesure des deux profondeurs en une même opération et cela quel que soit le niveau de l'usure de la bande de roulement. Selon cette invention, l'instrument de mesure comprend deux moyens de mesure distincts, un premier moyen mesurant à partir de la surface de roulement d'une bande de roulement une première profondeur correspondant à la limite en usure et un second moyen mesurant à partir de la surface de roulement d'une bande de roulement une seconde profondeur correspondant à la profondeur du fond de la cavité la plus à l'intérieur. Cet instrument de mesure comprend en outre des moyens d'affichage des première et seconde profondeurs. [0035] Cet instrument de mesure peut être construit sur la base d'un profondimètre tel qu'employé de façon courante pour évaluer l'épaisseur de matière restant à user sur une bande de roulement de pneu. Un tel instrument selon l'invention comporte deux tiges mobiles et aptes à atteindre le fond du puits de mesure et à détecter les deux parties formant le fond dudit puits. Des moyens complètent le dispositif pour donner les profondeurs respectives des deux parties de fond. [0036] Pour faciliter le repérage de chaque dispositif de suivi de l'usure, il est possible de pourvoir la bande de roulement avec des repères localisant chaque dispositif -7- 100371 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 [0038] La figure 1 représente une vue en perspective d'une partie d'une bande de roulement selon l'invention ; [0039] La figure 2 représente une vue en coupe de la bande de roulement montrée avec la figure 1, le plan de coupe étant repéré sur la figure 1 par son intersection sur la surface de roulement par la ligne II-II; [0040] La figure 3 représente une vue en coupe de la bande de roulement montrée avec la figure 1, le plan de coupe étant repéré sur la figure 1 par son intersection sur la surface de roulement par la ligne DESCRIPTION DES FIGURES [0041] Pour faciliter la lecture des figures, des mêmes signes de référence sont employés pour la description de variantes de l'invention dès lors que ces signes de référence renvoient à des éléments d'une même nature qu'elle soit structurelle ou bien fonctionnelle. [0042] La figure 1 représente une vue en perspective d'une partie d'une bande de roulement selon l'invention. [0043] La bande de roulement 1 de pneu pour véhicule poids lourd montrée sur cette figure 1 comprend une surface de roulement 10 à l'état neuf sur laquelle s'ouvrent deux rainures 2 d'orientation générale circonférentielle. Ces deux rainures 2 ont une même profondeur Pl. [0044] En outre, cette bande de roulement 1 comprend trois cavités internes 3 d'orientation générale circonférentielle et destinées à s'ouvrir sur la surface de roulement après une usure prédéterminée de la bande. Ces trois cavités internes 3 sont prolongées vers la surface de roulement par des incisions 4. L'usure prédéterminée P2 à partir de laquelle se forment de nouvelles rainures est telle que ces nouvelles rainures sont formées avant que les deux rainures présentes à l'état neuf aient disparu (P2 est donc inférieur à Pl). Une telle sculpture de bande de roulement associe à la fois un volume approprié de - 8 - drainage de l'eau présente sur la chaussée notamment par temps de pluie et un niveau de rigidité approprié quel que soit l'état d'usure de la bande de roulement. [0045] Sur cet exemple de bande de roulement, on a représenté deux variantes possibles d'un dispositif indicateur de l'usure de la bande de roulement. [0046] Un premier dispositif 100 est localisé de manière à être moulé au droit d'une cavité interne 3 et comprend un premier puits 101 et un second puits 102 séparés l'un de l'autre par une épaisseur de matière. Ce premier dispositif 100 est disposé sur l'incision 4 prolongeant la cavité interne 3. [0047] Un deuxième dispositif 200 indicateur de l'usure est localisé sur l'un des bords axialement à l'extérieur de la bande de roulement de manière à être moulé dans la matière de la bande de roulement sans toutefois s'ouvrir à l'intérieur dans une cavité interne. [0048] Le premier dispositif 100 indicateur de limite d'usure est montré en coupe à la figure 2, le plan de coupe étant repéré sur la figure 1 par son intersection sur la surface de roulement par la ligne II-II. Sur cette figure 2 on voit la cavité interne 3 et s'ouvrant dans cette cavité interne 3 le premier puits de mesure 101 et le second puits de mesure 102 du dispositif indicateur de limite d'usure. La cavité interne 3 comprend des parois latérales reliées entre elles par un fond 31 sur lequel est moulée une surépaisseur 32 dont la hauteur H mesurée entre sa surface supérieure 320 et le fond 31 de la cavité interne est égale au minimum de profondeur de rainure tel que fixé par les législations des pays dans lesquels sont destinés à rouler les pneus. [0049] Dans le cas présent, le premier puits de mesure 101 est dirigé depuis la surface de roulement 10 à l'état neuf vers la surépaisseur 32 tandis que le second puits de mesure 102 est dirigé depuis la surface de roulement 10 vers le fond 31 de la cavité. [0050] La surface supérieure 320 de la surépaisseur 32 correspond au niveau de la limite d'usure légale. Le premier puits de mesure 101 pointe sur la surface 320 du relief 32 tandis que le second puits 102 de mesure pointe sur le fond 31 de la cavité interne 3. [0051] Les puits de mesure 101, 102 ont une forme tronconique dont les sections sont plus grandes sur la surface de roulement à l'état neuf pour faciliter la vision de la limite d'usure. Les sections transversales des puits de mesure sont appropriées pour perturber le - 9 - moins possible le fonctionnement mécanique de contact de la bande de roulement avec la chaussée tout en permettant de voir la limite d'usure. [0052] De manière aisée, il est possible de s'assurer de l'écart de profondeur des premier et second puits de mesure en employant un instrument de mesure selon l'invention, cet instrument étant pourvu de deux moyens distincts pour effectuer simultanément la mesure des deux profondeurs et cela quel que soit le niveau de l'usure de la bande de roulement. Les moyens distincts sont schématisés sur la figure 2 par les deux flèches partant d'un même niveau et mesurant des distances Dl et D2, la différence entre ces deux distances étant précisément égale à la limite d'usure H. Bien entendu, cet instrument de mesure comprend des moyens d'affichage des première et seconde profondeurs. [0053] La figure 3 représente en coupe le deuxième dispositif 200 indicateur de l'usure, celui-ci étant localisé de manière à être moulé dans la matière de la bande de roulement sans toutefois s'ouvrir à l'intérieur dans une cavité interne. [0054] Cette coupe de la bande de roulement montrée avec la figure 1 est repérée sur la figure 1 par son intersection sur la surface de roulement par la ligne [0055] Sur cette figure 3, on voit qu'il est formé localement une dépression 5 sur la surface de roulement 10 à l'état neuf, cette dépression ayant une profondeur égale à 0.5 mm. À l'intérieur de cette dépression 5 s'ouvre un premier puits de mesure 201 du dispositif indicateur d'usure limite dont la profondeur correspond précisément à la limite d'usure de la bande de roulement et un second puits de mesure 202 dont la profondeur correspond à profondeur maximale de la cavité interne la plus profonde. [0056] Cette cavité interne correspond à l'une des cavités internes montrées avec la figure 1; une ligne pointillée 6 sur la figure 3 indique le niveau à partir duquel cette cavité interne s'ouvre sur la surface de roulement pour former une nouvelle rainure. le premier puits de mesure 201 a un fond 2010 situé à une distance Dl égale à la limite d'usure et le second puits de mesure 202 a un fond 2020 situé à une distance D2 égale à la profondeur maximale des cavités internes 3 de la bande de roulement, la distance D2 étant supérieure à la distance Dl. L'écart de profondeur entre la mesure Dl et la mesure D2 est égal à la limite d'usure H. - 10 - [0057] Grâce à ce deuxième dispositif indicateur de limite d'usure, il n'est pas nécessaire de faire déboucher dans une cavité interne les puits de mesure : il est donc possible de positionner au mieux ce dispositif sur la bande de roulement afin de limiter toute interaction avec le dessin même de la sculpture de la bande. [0058] Que ce soit dans la première variante de l'invention ou la deuxième variante, il est en outre possible de former, sur le fond destiné à la mesure de la limite d'usure de la bande de roulement à l'état neuf, un puits de recreusage destiné de manière usuelle à indiquer la profondeur de recreusage de la bande de roulement. Cette opération de recreusage consistant, à l'aide d'outils appropriés, à former de nouvelles rainures par enlèvement de matière. La profondeur maximale d'enlèvement de matière correspondant à la profondeur maximale des puits de recreusage. [0059] Dans le cas de la présence d'un redent sur le fond d'une cavité interne, ce redent étant destiné à empêcher les cailloux de venir agresser le fond de cette cavité interne après que cette dernière s'est ouverte sur la surface de roulement, il est judicieux que ce redent soit interrompu afin de permettre à un puits de mesure d'atteindre le fond de la cavité interne. [0060] Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés et diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre défini par les revendications.20 REVENDICATIONS1- Dispositif (200) de suivi de l'usure d'une bande de roulement de pneu, cette bande de roulement (1) comprenant au moins une cavité interne (3) destinée à former un creux s'ouvrant sur une surface de roulement après une usure partielle prédéfinie de la bande de roulement, cette bande de roulement (1) comprenant une limite d'usure correspondant à une épaisseur maximale de matière à user, cette bande de roulement (1) comprenant en outre une profondeur maximale des creux plus grande que la limite d'usure afin de conserver un volume de drainage suffisant, ce dispositif (200) de suivi de l'usure en roulage formé dans la bande de roulement (1) étant caractérisé en ce qu'il comprend un premier puits de mesure (201) et un second puits de mesure (202) s'ouvrant en permanence sur la surface de roulement de la bande de roulement, le premier puits de mesure (201) ayant un fond (2010) situé à une distance Dl égale à la limite d'usure et le second puits de mesure (202) ayant un fond (2020) situé à une distance D2 égale à la profondeur maximale des cavités internes (3) de la bande de roulement, la distance D2 étant supérieure à la distance Dl. 2- Dispositif (200) de suivi de l'usure d'une bande de roulement de pneu selon la revendication 1 caractérisé en ce que le premier puits de mesure (201) et le second puits de mesure (202) sont disposés de façon à être à proximité l'un de l'autre, c'est-à-dire séparés par une épaisseur de matière au plus égale à 30 mm. 3- Dispositif (200) de suivi de l'usure d'une bande de roulement de pneu selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que l'épaisseur minimale de 25 matière entre les premier et second puits de mesure est au moins égale à 5 mm. 4- Dispositif (200) de suivi de l'usure d'une bande de roulement de pneu selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'une surépaisseur est formée sur la surface de roulement de la bande de roulement à l'état neuf et que dans cette surépaisseur s'ouvrent 30 les premier et second puits de mesure du dispositif.- 12 - 5- Dispositif (200) de suivi de l'usure d'une bande de roulement de pneu selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'une partie en dépression (5) est formée sur la surface de roulement (10) de la bande de roulement à l'état neuf et que dans cette partie en dépression (5) s'ouvrent les premier et second puits de mesure du dispositif. 6- Dispositif (200) de suivi de l'usure d'une bande de roulement de pneu selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que les puits de mesure sont orientés radialement c'est-à-dire en direction de l'axe de rotation du pneu. 7- Dispositif (100) de suivi de l'usure d'une bande de roulement de pneu selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le premier puits de mesure (101) et le second puits de mesure (102) s'ouvrent à l'intérieur de la bande de roulement dans une cavité interne (3), cette cavité interne ayant un fond (31) situé à une distance de la surface de roulement à l'état neuf de la bande de roulement égale à la profondeur maximale, sur le fond (31) de cette cavité interne (3) est en outre moulé un relief (32) dont la hauteur H - mesurée par rapport au fond (31) de la cavité interne - est telle que sa surface supérieure (320) correspond au niveau de la limite d'usure légale, le premier puits de mesure (101) arrivant sur la surface (320) du relief (32) tandis que le second puits (102) de mesure arrive sur le fond (31) de la cavité interne (3). 8- Dispositif de suivi de l'usure d'une bande de roulement de pneu selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que les premier et second puits de mesure du dispositif de contrôle de l'usure d'une bande de roulement ne s'ouvrent pas dans une cavité interne.25