Brevet FR3050402A1 — publié le 20171027

BANDE DE ROULEMENT DE PNEU COMPRENANT DES DECOUPURES DE DIFFERENTES PROFONDEURS. DOMAINE DE L'INVENTION [0001] La présente invention concerne les pneus pour engins de travaux de génie civil et notamment les dessins de sculpture dont sont pourvues les 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 complexes. 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 dans une bande de roulement des découpures larges (dites « rainures ») et des découpures étroites (dites « incisions »). Une incision a une largeur appropriée pour que les parois en vis-à-vis la délimitant puissent venir au moins partiellement en contact l'une contre l'autre lors du passage dans la zone de contact du pneu 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 3050402 2 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] Pour certains usages, il est habituel de placer des pneus neufs en position avant sur un véhicule puis, dès lors que l'usure a atteint une limite fixée au préalable, de 5 monter ces mêmes pneus usés sur un essieu arrière. Ainsi des pneus identiques peuvent être employés sur les essieux d'un même véhicule. [0006] Définitions : [0007] 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 10 l'épaisseur de la bande de roulement). [0008] Par direction transversale ou axiale, on entend une direction parallèle à l'axe de rotation du pneu. [0009] 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 15 direction axiale et à une direction radiale. [0010] 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. Pour une bande de roulement ce plan divise la bande dans sa largeur en deux moitiés d'égales largeurs. [0011] Un bloc est un élément en relief formé sur la bande de roulement qui est délimité 20 par des creux ou rainures et comprenant des parois latérales et une face de contact destinée à venir en contact avec la chaussée. [0012] 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"). 25 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 normales de roulage. 3050402 3 [0013] 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 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 5 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. [0014] Par axialement vers l'extérieur, on entend une direction qui est orientée vers l'extérieur de la cavité interne du pneu. 10 BREF EXPOSE DE L'INVENTION [0015] La présente invention vise à améliorer les performances d'adhérence des bandes de roulement ayant de fortes épaisseurs quel que soit leur niveau d'usure tout en limitant l'augmentation de la température de fonctionnement dans les régions du pneu les plus chaudes. 15 [0016] À cet effet, l'invention a pour objet une bande de roulement pour pneu destiné à l'équipement d'un véhicule hors la route, cette bande de roulement ayant une surface dite surface de roulement - qui est destinée à venir en contact avec un sol lors du roulage du pneu. [0017] Cette bande de roulement a une largeur totale W et une épaisseur totale de 20 matière à user au moins égale à 60 mm et comprend sur sa surface de roulement un dessin de sculpture généré par une pluralité de découpures d'orientation générale transversale ou oblique et de découpures d'orientation générale circonférentielle. Ces découpures d'orientation générale circonférentielle délimitent des régions de bande de roulement. 25 [0018] On définit une région centrale sur le plan médian équatorial de largeur au plus égale à 30% de W largeur totale de la bande. [0019] On définit des régions de bord délimitant axialement la bande de roulement. [0020] On définit des régions intermédiaires situées entre des régions de bord et la région centrale. 3050402 4 [0021] Chaque région intermédiaire a une largeur au moins égale à 15% et au plus égale à 35 % de la largeur totale W de la bande. [0022] Sur chaque région intermédiaire, il est formé une pluralité de découpures obliques ou transversales, c'est à dire dont l'orientation moyenne fait un angle au plus 5 égal à 60 degrés avec la direction axiale. [0023] Cette bande est caractérisée en ce que les découpures obliques ou transversales d'une même région intermédiaire comprennent au moins un premier groupe de découpures de profondeur P1 et au moins un deuxième groupe de découpures de profondeur P2, les découpures de ces groupes étant disposées de façon séquentielle au 10 tour du pneu. [0024] Par séquentielle, il faut comprendre que les découpures de ces groupes sont disposées de façon alternée et répétée, c'est à dire que N découpures de profondeur P1 sont suivies de M découpures de profondeur P2, N et M pouvant prendre chacun une valeur entière à partir de l'unité et cela un nombre de fois approprié pour faire le tour du 15 pneu. [0025] Préférentiellement, la séquence choisie permet de disposer au moins une découpure de chaque groupe dans la région de contact du pneu avec le sol dans les conditions d'utilisation préconisées. [0026] Avantageusement, les régions formées sur la bande de roulement sont délimitées 20 par des rainures circonférentielles. [0027] Dans une variante, les régions intermédiaires sont pourvues d'au moins deux groupes de découpures de profondeurs P1 et P2, P2 étant inférieure à Pl. [0028] Avantageusement, la région centrale est délimitée par deux découpures circonférentielles et est aussi, pourvue d'au moins deux groupes de découpures de 25 profondeurs différentes disposées de façon séquentielle dans la direction circonférentielle. La séquence utilisée dans la région centrale peut être identique ou différente de la séquence employée sur les régions intermédiaires. [0029] Préférentiellement, sur chaque région intermédiaire les découpures obliques ou transversales, font un angle moyen au plus égal à 45 degrés avec la direction axiale. 3050402 5 [0030] Avantageusement, les découpures formées sur les régions intermédiaires ont des largeurs appropriées pour que leurs parois en vis-à-vis viennent au moins partiellement en contact les unes avec les autres lors du passage dans le contact avec le sol. [0031] De façon avantageuse, il est préférable que l'écart entre les profondeurs à neuf 5 des rainures des différents groupes de rainures soit au moins égal à 30% et au plus égal à 85% de la profondeur maximale des rainures. Ainsi dans une première période d'usage de pneus selon l'invention (entre l'état neuf et une usure au plus égale à 50% de l'épaisseur à user), la bande de roulement comprend un grand nombre d'arêtes formées par l'ensemble des rainures ce qui est à la fois bénéfique pour l'adhérence et la 10 ventilation thermique de la bande. Dans une seconde période d'usage, ce même pneu est placé sur un essieu arrière pour lequel le besoin n'est plus le même : la réduction du nombre d'arêtes est alors bénéfique sur le plan de l'endurance et de la résistance aux agressions liées à la présence de corps pouvant blesser la bande de roulement lors du roulage. 15 [0032] Avantageusement, la disposition séquentielle des rainures sur au moins une région intermédiaire peut être combinée avec la présence de matériaux appropriés. Notamment, il peut être intéressant de former la bande de roulement par superposition d'un premier et d'un deuxième matériaux de manière à ce que dans un premier temps ce soit le premier matériau qui est en contact avec le sol et que ce soit le deuxième matériau 20 qui vienne en contact avec le sol après une usure partielle suffisante pour faire disparaitre les rainures de plus faible profondeur. Dans ce cas le premier matériau peut être choisi pour être bon en usure tandis que le deuxième matériau peut être choisi pour être plus résistant aux agressions. [0033] Dans une variante de l'invention, les parties de bord sont pourvues de creux 25 transversaux afin d'améliorer une diffusion thermique. Ces creux transversaux sont préférentiellement des rainures dont les parois ne se touchent dans les conditions d'usage préconisées. [0034] 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. 3050402 6 BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [0035] La figure 1 représente une vue partielle de la surface d'une bande de roulement selon une première variante de l'invention ; 5 [0036] La figure 2 représente une vue en coupe selon un plan perpendiculaire au plan de la figure 1 et dont la trace est montrée avec la ligne II-II ; [0037] La figure 3 montre une vue partielle de la surface d'une bande de roulement selon la première variante de l'invention après une usure partielle ; [0038] La figure 4 montre une vue partielle de la surface d'une bande de roulement 10 selon une deuxième variante de l'invention ; [0039] La figure 5 montre une vue partielle de la surface d'une bande de roulement selon une troisième variante de l'invention ; [0040] La figure 6 montre une vue partielle de la surface d'une bande de roulement selon une quatrième variante de l'invention. 15 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. 20 [0042] La figure 1 représente une vue partielle de la surface de roulement 10 à neuf d'une bande de roulement selon une première variante de l'invention. Cette bande de roulement, destinée à un pneu de diamètre 40 pouces, a une épaisseur de matière à user égale à 100 mm. [0043] Selon cette variante d'une bande de roulement d'un pneu destiné à équiper dans 25 un premier temps l'essieu avant d'un véhicule pour usage hors la route, il est formé sur la surface de roulement 10 de la bande destinée à venir en contact avec le sol deux rainures 2 circonférentielles délimitant des nervures de bord 5 limitant axialement la bande et une troisième rainure 3 circonférentielle dans le plan médian XX', cette troisième rainure 3 délimitant avec chacune des deux autres rainures 2 circonférentielles 3050402 7 deux nervures intermédiaires 4. Ces rainures ont des profondeurs au moins égales à la profondeur de matière à user. [0044] Les quatre nervures 4, 5 formées ont sensiblement une même largeur, égale à un peu moins de 25% de la largeur totale W de la bande de roulement. 5 [0045] Chaque nervure intermédiaire 4 comprend une pluralité de découpures 41 de faible largeur, c'est à dire dont la largeur est telle que chacune de ces découpures est apte à se fermer au passage dans le contact avec le sol de façon à générer des pressions de contact entre les parois en vis-à-vis délimitant lesdites découpures. Ces découpures 41 sont orientées transversalement c'est à dire selon la direction axiale YY' du pneu et donc 10 perpendiculaire à la direction circonférentielle ; ces découpures 41 s'ouvrent à leurs extrémités dans les rainures circonférentielles 2, 3. [0046] Ces découpures 41 comprennent un premier groupe de découpures 411 ayant une profondeur P1 égale à la profondeur des rainures circonférentielles 2, 3. Un deuxième groupe de découpures 412 est formé avec des découpures 412 ayant une profondeur P2 15 égale à 50% de la profondeur P1 des découpures 411 du premier groupe. Sur le dessin on a dessiné en trait plein et continu les découpures 411 de profondeur P1 alors que les autres découpures 412 sont dessinées en traits pointillés. [0047] Sur chaque nervure intermédiaire 4 les découpures transversales 41 sont réparties selon la séquence suivante : une découpure 411 du premier groupe est suivie et précédée 20 d'une découpure 412 du deuxième groupe. Cette séquence se répète sur tout le tour du pneu. [0048] Ainsi, après une usure partielle voisine de 50% de la profondeur des rainures circonférentielles 2, 3, les découpures 412 du deuxième groupe de profondeur P2 ont totalement disparu et il ne reste que les découpures 411 du premier groupe. À ce stade, le 25 pneu peut être démonté de l'essieu avant du véhicule pour être monté sur un essieu arrière du même véhicule ou d'un autre véhicule. Dans cette configuration, la présence d'un nombre réduit de découpures en position arrière est favorable sur le plan de la résistance aux agressions sous couple moteur causées par des corps étrangers présents sur le sol et sur lesquels roule le pneu. 3050402 8 [0049] La figure 2 représente une vue en coupe selon un plan perpendiculaire au plan de la figure 1 et dont la trace est montrée avec la ligne II-II. [0050] Sur cette vue, on peut voir la répartition séquentielle choisie pour cette variante consistant en une alternance de découpures 411, 412 du premier et du deuxième groupes, 5 les découpures 411 du premier groupe ayant une profondeur P1 deux fois plus profonde que la profondeur P2 des découpures 412 du deuxième groupe. [0051] En outre, cette figure 2 montre que la bande de roulement est formée de deux matériaux superposés l'un sur l'autre. Un premier matériau M1 ayant des propriétés particulièrement bonnes en usure est mis à l'extérieur de la bande de façon à être en 10 contact avec le sol lorsque le pneu est neuf et que les découpures 411 et 412 sont présentes. Un second matériau M2, ayant de bonnes performances en résistance aux agressions résultant de la présence de corps divers sur le sol, est mis à l'intérieur de la bande sous le premier matériau afin de venir en contact avec le sol dès que les découpures 412 ont disparu. 15 [0052] La figure 3 montre une vue partielle de la surface de roulement 10 d'une bande de roulement selon la première variante de l'invention après une usure partielle c'est à dire après que les deuxièmes découpures 412 ont disparu en totalité. Ne sont plus présentes que les découpures 411 du premier groupe. [0053] Dans une variante non représentée, il est possible d'avoir une découpure de 20 profondeur P1 encadrée dans la direction circonférentielle par deux, trois (voire davantage) découpures de profondeur P2 plus petite que Pl. [0054] La figure 4 montre une vue partielle de la surface de roulement 10 d'une bande de roulement selon une deuxième variante de l'invention. [0055] Dans cette variante, il est formé deux rainures circonférentielles 2 axialement à 25 l'extérieur, ces rainures délimitant des nervures de bord 5, et deux rainures intermédiaires 3, 3'. Ces rainures 2, 3, 3' délimitent, outre les nervures de bord 5, trois nervures dont une nervure centrale 6 et deux nervures intermédiaires 4. [0056] La nervure centrale 6 une largeur égale à 15% de la largeur W de la bande de roulement. Cette nervure centrale 6 est pourvue d'une pluralité de découpures obliques 3050402 9 faisant un angle de 30 degrés avec la direction axiale. Parmi ces découpures il est formé une pluralité de découpures 611 de profondeur P1 et une pluralité de découpures 612 de profondeur P2, cette dernière étant inférieure à Pl. [0057] Les nervures intermédiaires 4 ont une largeur égale à 20% de la largeur totale W 5 de la bande de roulement. [0058] Chaque nervure intermédiaire 4 comprend un premier groupe de découpures 411 obliques et un deuxième groupe de découpures 412, ces découpures 411, 412 étant orientées de façon oblique c'est à dire selon une même orientation égale à 30 degrés avec l'axe de rotation du pneu (direction parallèle à l'axe YY' sur la figure). Les 10 découpures 411, 412 des nervures intermédiaires 4 ont toutes la même orientation alors que les découpures 611, 612 de la nervure centrale sont disposées de manière symétrique par rapport à l'axe de rotation. Les découpures 411 ont une profondeur P1 égale la profondeur des découpures 611 de la nervure centrale et les découpures 612 de profondeur P2 identique à la profondeur des découpures 612 de la nervure centrale. 15 [0059] La séquence de répartition des découpures 411, 412, 611, 612 sur les nervures intermédiaires 4 et sur la nervure centrale 6 est la suivante : une découpure 411, 611 du premier groupe de profondeur P1 est encadrée par une découpure 412, 612 du deuxième groupe de profondeur P2. Il est ainsi formé de chaque côté de chaque découpure 411 une découpure 412 de moindre profondeur. 20 [0060] Dans cette variante, on retrouve la même séquence pour les découpures 611, 612 de la partie centrale 6. Ainsi après usure partielle comprise entre 30% et 70% de la profondeur P1 la plus grande, les découpures 412, 612 de plus petite profondeur P2 ont disparu ce qui autorise le montage du pneu sur l'essieu arrière d'un véhicule permettant ainsi une meilleure endurance sous couple moteur. 25 [0061] Dans la présente variante la nervure centrale 6 présente la même particularité que les nervures intermédiaires 4, mais il est tout à fait possible de distinguer la nervure centrale des nervures intermédiaires notamment en ne formant sur cette nervure centrale que des découpures d'une même profondeur soit égale à la plus grande des profondeurs des découpures sur les nervures intermédiaires soit à la plus petite des profondeurs des 30 découpures sur les nervures intermédiaires. 3050402 - 10- [0062] La figure 5 montre une vue partielle de la surface de roulement 10 d'une bande de roulement selon une troisième variante de l'invention. Selon cette variante, proche de la première variante montrée avec la figure 1, chaque nervure intermédiaire 4 comprend une pluralité de découpures 411 d'un premier groupe de profondeur Pl, et une pluralité 5 de découpures 412 d'un deuxième groupe de profondeur P2 et une pluralité de découpures 413 d'un troisième groupe de profondeur P3, la profondeur P1 étant plus grande que la profondeur P2 elle-même plus grande que la profondeur P3. La séquence de trois découpures 411, 412, 413 se répète au tour de roue sur chaque nervure intermédiaire 4. Il est en outre prévu un décalage circonférentiel entre les découpures 10 d'une nervure intermédiaire et celles de l'autre nervure intermédiaire afin qu'elles ne rentrent pas en même temps dans le contact avec la route. [0063] Sur les bords 5 de la bande de roulement il est formé des rainures 7 larges orientées transversalement, ces rainures 7 participant à la fois à une réduction des températures de fonctionnement des bords 5 et à une amélioration de la performance de 15 motricité. Ces rainures transversales 7 sur les bords 5 ont une profondeur dans le cas présent égale à la profondeur des rainures circonférentielles. [0064] La figure 6 montre une vue partielle de la surface de roulement 10 d'une bande de roulement selon une quatrième variante de l'invention. Selon cette variante, proche de la deuxième variante montrée avec la figure 4, la partie centrale 6 comprend un premier 20 groupe de découpures 611 profondeur P1 orientées de la même façon que les découpures 411, 412 des nervures intermédiaires 4 et d'un second groupe de découpures 612 de profondeur P2 orientées de manières symétriques par rapport à la direction transversale YY'. Ces découpures 612 se raccordent par leurs extrémités aux extrémités des découpures 611 du premier groupe. Par ailleurs, les bords 5 sont, à 25 l'image de la variante montrée avec la figure 5, pourvus de rainures 7 transversales. [0065] L'invention qui a été ici décrite avec ces exemples ne saurait être limitée à ces 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 30 géométries curvilignes et non rectilignes comme montrées avec les figures 1 à 3. REVENDICATIONS1- Bande de roulement pour pneu destiné à l'équipement d'un véhicule hors la route, cette bande de roulement ayant une surface (10) - dite surface de roulement - qui est destinée à venir en contact avec un sol lors du roulage du pneu, cette bande de roulement ayant une largeur totale W et une épaisseur totale de matière à user au moins égale à 60 mm et comprenant au moins trois rainures (2, 3) d'orientation générale circonférentielle, cette bande étant divisée dans sa largeur en une région centrale, des régions de bord (5) délimitant axialement la bande et des régions intermédiaires (4) situées axialement entre la région centrale et les bord, la région centrale étant centrée sur le plan médian équatorial et ayant une largeur au plus égale à 30 % de la largeur totale W de la bande, chaque région intermédiaire (4) ayant une largeur au moins égale à 15% et au plus égale à 35 % de la largeur totale W de la bande, chaque région intermédiaire (4) étant pourvue d'une pluralité de découpures (411, 412) obliques ou transversales, c'est à dire dont l'orientation moyenne fait un angle au plus égal à 60 degrés avec la direction axiale YY', cette bande étant caractérisée en ce que les découpures (411, 412) d'une même région intermédiaire (4) comprennent au moins un premier groupe de découpures (411) de profondeur P1 et au moins un deuxième groupe de découpures (412) de profondeur P2 différente de la profondeur Pl, les découpures (411, 412) de ces groupes étant disposées de façon séquentielle au tour du pneu. 2- Bande de roulement selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'au moins une découpure (411, 412) de chaque groupe se trouve dans l'aire de contact du pneu avec le sol dans les conditions d'usage. 3- Bande de roulement selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisée en ce que les régions intermédiaires (4) sont pourvues chacune d'au moins deux groupes de découpures (411, 412) de profondeurs Pl et P2. 3050402 - 12 - 4- Bande de roulement selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que sur chaque région intermédiaire (4) les découpures obliques ou transversales (411, 412), font un angle moyen au plus égal à 45 degrés avec la direction axiale YY'. 5- Bande de roulement selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que l'écart entre les profondeurs Pl, P2 à neuf des découpures (411, 412) des différents groupes de rainures est au moins égal à 30% et au plus égal à 85% de la profondeur des rainures (2, 3). 10 6- Bande de roulement selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisée en ce que sur au moins une région intermédiaire (4) il est superposé un premier et d'un deuxième matériaux de manière à ce que dans un premier temps ce soit le premier matériau qui soit en contact avec le sol et que dans un deuxième temps ce soit le deuxième matériau qui vienne en contact avec le sol après une usure partielle suffisante pour faire disparaitre les 15 découpures de plus faible profondeur, le premier matériau étant choisi pour avoir une bonne performance en usure tandis que le deuxième matériau est choisi pour être résistant aux agressions. 7- Bande de roulement selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisée en ce que les 20 découpures (411, 412) formées sur les régions intermédiaires (4) ont des largeurs appropriées pour que leurs parois en vis-à-vis viennent au moins partiellement en contact les unes avec les autres lors du passage dans le contact avec le sol.