Brevet FR3028805A1 — publié le 20160527

P10-3464 FR - 1 - BANDE DE ROULEMENT DE PNEU DE GÉNIE CIVIL COMPRENANT DES BLOCS INCISÉS. DOMAINE DE L'INVENTION [0001] La présente invention concerne les pneus pour engins de travaux de génie civil et notamment les dessins de sculptures des bandes de roulement de ces pneus. ÉTAT DE LA TECHNIQUE [0002] Pour assurer une adhérence satisfaisante en motricité et en freinage, il est nécessaire de former sur une bande de roulement d'un pneu une sculpture, cette sculpture comprenant un ensemble de découpures et de cavités plus ou moins complexe. Ces découpures et cavités forment un dessin de sculpture à la fois sur la surface dite surface de roulement destinée à venir en contact avec le sol et dans l'épaisseur de la bande. [0003] Il est connu notamment par le document de brevet FR 1452048 de former des découpures larges (dites « rainures ») et des découpures étroites (dites « incisions »). Une incision a une largeur appropriée pour que les faces en vis-à-vis la délimitant puissent venir au moins partiellement en contact lors du passage dans la zone de contact avec la chaussée. Ainsi, il est possible de bénéficier de la présence d'arêtes formées à l'intersection des découpures avec une surface de roulement tout en conservant des rigidités suffisantes à la bande dès lors que les parois en vis-à-vis sont en contact l'une contre l'autre au moins en partie. [0004] Les bandes de roulement pour les pneus destinés aux véhicules de génie civil ont en général des épaisseurs importantes de matière à user, c'est-à-dire au moins égales à 60 mm. Dans les conditions d'utilisation préconisées, ces fortes épaisseurs peuvent générer des élévations de température résultant des déformations cycliques provoquées par le roulage. Pour obtenir de bonnes performances avec le temps il est nécessaire de réduire cette température de fonctionnement, au moins lorsque la bande de roulement est neuve, en augmentant la ventilation des régions de la bande de roulement qui sont le plus susceptibles de subir de fortes élévations de températures. [0005] Définitions : 3028805 - 2 - [0006] 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). [0007] Par direction transversale ou axiale, on entend une direction parallèle à l'axe de 5 rotation du pneu. [0008] 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. [0009] Plan médian équatorial : c'est un plan perpendiculaire à l'axe de rotation et 10 passant par les points du pneu radialement les plus éloignés dudit axe. Pour une bande de roulement ce plan divise la bande dans sa largeur en deux moitiés d'égales largeurs. [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. 15 [0011] Dans le présent document, 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 (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 20 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 normales de roulage. [0012] Une bande de roulement a une épaisseur maximale de matière à user en roulage ; une fois cette épaisseur maximale atteinte le pneu peut être remplacé par un pneu neuf 25 ou bien rechapé, c'est-à-dire pourvu d'une nouvelle bande de roulement. Le volume de matière à user correspond pour les pneus de l'invention à la quantité de matière située entre la surface de roulement à l'état neuf et une surface virtuelle parallèle à la surface de roulement à l'état neuf et passant par les points les plus à l'intérieur des découpures formées dans la bande de roulement. 3028805 - 3 - [0013] Par axialement vers l'extérieur, on entend une direction qui est orientée vers l'extérieur de la cavité interne du pneu. [0014] Les conditions usuelles de roulage du pneu ou conditions d'utilisation sont celles qui sont définies par la norme E.T.R.T.O. ; ces conditions d'utilisation précisent la 5 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". BREF EXPOSÉ DE L'INVENTION [0015] La présente invention vise à améliorer les performances d'adhérence des bandes 10 de roulement de fortes épaisseurs tout en limitant l'augmentation de la température de fonctionnement dans les régions du pneu les plus chaudes. [0016] A cet effet, l'invention a pour objet une bande de roulement pour pneu pour véhicule de génie civil, ce pneu comprenant une armature de carcasse surmontée d'une armature de sommet. La bande de roulement selon l'invention surmonte l'armature de 15 sommet et comprend une surface - dite surface de roulement - qui est destinée à venir en contact avec un sol lors du roulage du pneu. Cette bande de roulement a une épaisseur totale de matière à user au moins égale à 60 mm et comprenant sur sa surface de roulement un dessin de sculpture formé d'une pluralité de blocs de matière, chaque bloc étant délimité par des rainures transversales ou obliques - c'est-à-dire faisant un angle au 20 moins égal à 45 degrés avec la direction circonférentielle - et des rainures d'orientation générale circonférentielle. Une pluralité de blocs sont pourvus d'une incision comprenant trois branches d'incision, ces trois branches d'incision ayant en commun une extrémité formant un puits s'étendant dans l'épaisseur de la bande, une première branche étant orientée dans une direction transversale ou oblique, une deuxième branche 25 et une troisième branche s'ouvrant à l'état neuf chacune dans une rainure transversale délimitant ledit bloc. [0017] Ce pneu est tel que l'angle formé entre la première branche et la deuxième branche est au moins égal à 100 degrés et au plus égal à 125 degrés et tel que l'angle formé entre la première branche et la troisième branche est au moins égal à 100 degrés et au plus égal à 125 degrés. 3028805 - 4 - [0018] En outre, après une usure comprise entre 45% et 70% de l'épaisseur totale à user, les longueurs des trois branches d'incision mesurées sur la nouvelle surface de roulement, respectivement L1', L2', L3' sont inférieures aux longueurs, respectivement L 1, L2, L3, mesurées sur la surface de roulement à l'état neuf, et les diminutions de 5 longueurs sont au moins égales à 30% des longueurs initiales respectives. [0019] Les branches de chaque incision à trois branches ont une largeur appropriée pour pouvoir se fermer au moins en partie lors du passage dans le contact avec le sol sur lequel la bande de roulement vient en contact. Ces largeurs peuvent être raisonnablement choisies comme étant au moins égales à 8% de l'épaisseur de matière à user et au plus 10 16% de cette même épaisseur. [0020] Préférentiellement les diminutions de longueurs sont au moins égales à 30% et au plus égales à 60% des longueurs initiales respectives de chaque branche. [0021] Préférentiellement après une usure supérieure à 95% de l'épaisseur totale à user, les longueurs des trois branches mesurées sur la nouvelle surface de roulement, 15 respectivement Ll", L2", L3" sont inférieures aux longueurs initiales - respectivement Ll, L2, L3 - mesurées sur la surface de roulement à l'état neuf [0022] Préférentiellement, la première branche comporte, sur la surface de roulement à l'état neuf, deux extrémités dont une est commune avec les deux autres branches et une autre est située axialement entre l'extrémité commune et le plan médian équatorial du 20 pneu. [0023] Avantageusement, si la première branche ne s'ouvre pas dans une rainure, elle est pourvue à son extrémité non commune avec les deux autres branches avec un puits de diamètre supérieur à la largeur de la première branche afin de réduire les contraintes en cette extrémité et favoriser l'évacuation des calories produites dans la bande de 25 roulement en roulage. Ce puits s'étend en profondeur au moins jusqu'à la réduction de longueur de la première incision. [0024] Dans ce dernier cas et pour favoriser l'évacuation des calories générées dans la bande de roulement, il est avantageux de pourvoir chaque bloc avec, outre l'incision à trois branches telle que décrite précédemment, un puits de profondeur au moins égale à 3028805 - 5 - 30% de de l'épaisseur totale à user, ce puits n'étant pas connecté à l'incision à trois branches. [0025] Dans une variante intéressante de l'invention les profondeurs à partir desquelles les longueurs des deuxième et troisième incisions sont réduites sont différentes entre 5 elles ceci afin d'augmenter les mouvements d'air dans ces incisions pour augmenter l'évacuation des calories. [0026] Préférentiellement, à l'état neuf les trois branches de l'incision selon l'invention se connectent entre elles sur un puits de dimension maximale en surface au moins égal à 10% et plus égal à 20% de la longueur circonférentielle du bloc (longueur mesurée dans 10 la direction circonférentielle). Avantageusement, ce puits a une section qui diminue avec la profondeur afin de limiter la possibilité de capturer des corps étrangers susceptibles de blesser le pneu pourvu de cette bande de roulement. [0027] Pour améliorer le blocage entre les parois délimitant les branches de l'incision selon l'invention, il est judicieux de prévoir la présence d'ondulations ou de zigzags sur 15 les parois de ces branches. Préférentiellement, les deuxième et troisième branches sont pourvues d'ondulations dans deux directions tandis que la première branche est pourvue d'ondulations dans la profondeur. [0028] 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 20 limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES [0029] La figure 1 représente une vue partielle d'une bande de roulement selon l'invention ; [0030] La figure 2 représente une vue partielle d'une bande de roulement après une 25 usure partielle ; [0031] La figure 3 montre une vue d'un bloc d'une bande de roulement à l'état neuf selon une autre variante. DESCRIPTION DES FIGURES 3028805 - 6 - [0032] 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. 5 [0033] La figure 1 représente une vue partielle d'une bande de roulement d'un pneu de génie civil selon l'invention. [0034] Ce pneu comprend une armature de carcasse surmontée d'une armature de sommet cette dernière étant elle-même surmontée d'une bande de roulement dont une surface - dite surface de roulement - est destinée à venir en contact avec un sol lors du 10 roulage du pneu. [0035] Cette bande de roulement a une épaisseur de matière à user au moins égale à 60 mm. Cette épaisseur correspond à l'épaisseur de matière entre la surface de roulement à l'état neuf et un niveau correspondant à une usure maximale. Cette bande comprend sur sa surface de roulement un dessin de sculpture, ce dessin étant formé d'une pluralité 15 de blocs 1 de matière, chaque bloc 1 étant délimité par des rainures transversales 11 - c'est-à-dire faisant un angle égal à 90 degrés avec la direction circonférentielle (indiquée par la flèche X) et des rainures 12 d'orientation circonférentielle. [0036] Sur cette figure 1 sont représentés deux blocs 1 comprenant chacun une face de contact 10 formant une partie de la surface de roulement de la bande. Chaque face de 20 contact 10 de chaque bloc 1 est délimitée par des arêtes latérales et des arêtes d'attaque et de fuite. Les arêtes latérales 103, 104 bordent les rainures circonférentielles délimitant les blocs. L'arête d'attaque 101 correspond à l'arête frontale entrant la première dans le contact avec le sol tandis que l'arête de fuite 102 correspond à l'arête arrière de la face de contact entrant en dernier dans le contact. 25 Sur la face de contact 10 de chaque bloc 1 s'ouvre une incision 2 à trois branches, ces trois branches 21, 22, 23 ayant en commun une extrémité formant un puits 31 radial ayant une profondeur P correspondant à la profondeur maximale de l'incision 2. Une première branche 21 est orientée dans une direction transversale parallèle à la direction des rainures transversales 11 délimitant le bloc 1, une deuxième branche 22 et une 30 troisième branche 23 s'ouvrent à l'état neuf chacune dans une rainure transversale 3028805 - 7 - délimitant le bloc. [0037] Dans cette variante, l'angle formé entre la première branche 21 et la deuxième branche 22 de l'incision 2 est au moins égal à 100 degrés et au plus égal à 125 degrés et l'angle formé entre la première branche 21 et la troisième branche 23 est au moins égal à 5 100 degrés et au plus égal à 125 degrés. [0038] Dans cette variante, les trois branches de l'incision 2 s'ouvrent à l'état neuf dans les rainures. La première branche a une longueur Ll mesurée sur la face de contact à l'état neuf tandis que les deuxième et troisième branches ont des longueurs L2 et L3 respectivement. 10 [0039] Après une usure comprise entre 45% et 70% de l'épaisseur totale à user mesurée entre la surface de roulement à l'état neuf et une limite d'usure de la bande de roulement, et comme cela est montré avec la figure 2, l'incision 2 conserve ses trois branches qui restent connectées le long du même puits radial 31 tout en présentant des longueurs mesurées sur la nouvelle surface de roulement, respectivement L1', L2', L3' 15 qui sont inférieures aux longueurs respectivement Ll, L2, L3 mesurées sur la surface de roulement à l'état neuf. Les diminutions de longueurs sont au moins égales à 30% des longueurs initiales respectives : cela signifie par exemple que L 1 ' est inférieur à 70% de Ll. Dans le cas présenté, les variations des longueurs des trois branches sont exprimées en pourcentages identiques. Ces trois branches de l'incision restent présentes sur la 20 surface de roulement jusqu'à usure complète de la bande. [0040] Grâce à cette disposition, il est possible de trouver un équilibre de fonctionnement à la fois d'un point de vue mécanique et d'un point de vue thermique. [0041] La figure 3 montre, dans une autre variante de l'invention, un bloc 1 d'une bande de roulement à l'état neuf, ce bloc étant pourvue d'une incision 2 à trois branches. Dans 25 cette variante, le puits 31 sur lequel sont connectées les trois branches 21, 22, 23 de l'incision 2 a une section de forme circulaire de diamètre égal à trois fois la largeur moyenne de chaque branche de l'incision, cette largeur étant mesurée sur la surface de roulement à l'état neuf. Le diamètre de la section du puits 31 sur la surface de roulement à l'état neuf est compris entre 10% et 20% de la longueur circonférentielle Lc du bloc 1. 3028805 - 8 - [0042] Dans cette disposition, les trois branches 21, 22, 23 sont connectées entre elles par l'intermédiaire de ce puits 31 tout en étant légèrement désaxées par rapport au centre du cercle de la section du puits. [0043] En outre, la première branche 21 de l'incision 2 se termine à l'intérieur du bloc 1 5 par un deuxième puits radial 32 de section semblable à celle du puits 31 sur lequel sont connectées les trois branches de l'incision. En combinaison avec ces deux puits un troisième puits 33 est formé dans la partie de l'élément délimitée par les deuxième et troisième branches de l'incision et dépourvue de toute autre incision. Ce troisième puits 33 n'est pas relié à l'incision et a pour fonction d'équilibrer le bloc d'un point de 10 vue mécanique et thermique. Préférentiellement les puits 31, 32, 33 mis en oeuvre ici ont une forme tronconique c'est-à-dire une section allant en diminuant avec l'usure de la bande pour éviter de capturer des corps étrangers pouvant éventuellement blesser la bande de roulement. [0044] L'invention qui a été ici décrite avec ces exemples ne saurait être limitée à ces 15 seuls exemples et diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre défini par les revendications. Notamment les blocs peuvent être limités par des rainures ayant des géométries curvilignes et dans pareil cas les incisions peuvent prendre des géométries curvilignes et non rectilignes comme montrées avec les figures 1 à 3. REVENDICATIONS1- Bande de roulement pour pneu pour véhicule de génie civil, cette bande de roulement ayant une surface - dite surface de roulement - destinée à venir en contact avec un sol lors du roulage du pneu, cette bande de roulement ayant une épaisseur de matière à user au moins égale à 60 mm et comprenant sur sa surface de roulement un dessin de sculpture formé d'une pluralité de blocs (1) de matière, chaque bloc (1) étant délimité par des rainures transversales ou obliques (11) - c'est-à-dire faisant un angle au moins égal à 45 degrés avec la direction circonférentielle - et des rainures circonférentielles (12), cette bande de roulement étant caractérisée en ce qu'une pluralité de blocs (1) sont pourvus d'une incision (2) à trois branches d'incision (21, 22, 23), ces trois branches ayant en commun une extrémité, une première branche (21) étant orientée dans une direction transversale ou oblique, une deuxième branche (22) et une troisième branche (23) s'ouvrant à l'état neuf chacune dans une rainure transversale (11) délimitant le bloc (1), chaque incision (2) étant telle que l'angle formé entre la première branche (21) et la deuxième branche (22) est au moins égal à 100 degrés et au plus égal à 125 degrés et tel que l'angle formé entre la première branche et la troisième branche est au moins égal à 100 degrés et au plus égal à 125 degrés, cette incision (2) étant, après une usure comprise entre 45% et 70% de l'épaisseur totale à user, telle que les longueurs des trois branches (21, 22, 23) mesurées sur la nouvelle surface de roulement, respectivement L1', L2', L3' sont inférieures aux longueurs respectivement L1, L2, L3 mesurées sur la surface de roulement à l'état neuf, et les diminutions de longueurs sont au moins égales à 30% des longueurs initiales respectives. 2- Bande de roulement selon la revendication 1 caractérisée en ce que les diminutions de longueurs des branches (21, 22, 23) des incisions (2) sont au moins égales à 30% et au plus égales à 60% des longueurs initiales respectives de chaque branche. 3- Bande de roulement selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisée en ce que après une usure supérieure à 95% de l'épaisseur totale à user, les longueurs des trois branches (21, 22, 23) mesurées sur la nouvelle surface de roulement, respectivement 3028805 - 10 - Ll", L2", L3" sont inférieures aux longueurs initiales - respectivement L1, L2, L3 mesurées sur la surface de roulement à l'état neuf 4- Bande de roulement selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que la première branche (21) comporte, sur la surface de roulement à l'état neuf, deux 5 extrémités dont une est commune avec les deux autres branches et une autre est située axialement entre l'extrémité commune et le plan médian équatorial du pneu. 5- Bande de roulement selon la revendication 4 caractérisée en ce que la première branche (21) de l'incision (2) est pourvue à son extrémité non commune avec les deux autres branches avec un puits (32) de diamètre supérieur à la largeur de la première 10 branche afin de réduire les contraintes en cette extrémité et favoriser l'évacuation des calories produites dans la bande de roulement en roulage, ce puits (32) s'étendant en profondeur au moins jusqu'à la réduction de longueur de la première incision. 6- Bande de roulement selon la revendication 5 caractérisée en ce que pour favoriser l'évacuation des calories générées dans la bande de roulement, le puits (32) formé à 15 l'extrémité de la première branche (21) non commune avec les deux autres branches a une profondeur au moins égale à 30% de de l'épaisseur totale à user. 7- Bande de roulement selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisée en ce que les profondeurs à partir desquelles les longueurs des deuxième et troisième branches des incisions (2) sont réduites sont différentes entre elles ceci afin d'augmenter les 20 mouvements d'air dans ces branches et ainsi augmenter l'évacuation des calories. 8- Bande de roulement selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisée en ce qu'à l'état neuf les trois branches (21, 22, 23) de l'incision se connectent entre elles sur un puits (31) de dimension maximale en surface au moins égal à 10% et plus égal à 20% de la longueur circonférentielle du bloc 25 9- Bande de roulement selon la revendication 8 caractérisée en ce que le puits (31) sur lequel sont reliées les trois branches de l'incision a une section qui diminue avec la profondeur afin de limiter la possibilité de capturer des corps étrangers susceptibles de blesser le pneu pourvu de cette bande de roulement. 3028805 10- Bande de roulement selon l'une des revendications 1 à 9 caractérisée en ce que les deuxième et troisième branches sont pourvues d'ondulations dans deux directions tandis que la première branche est pourvue d'ondulations dans la profondeur. 5