Brevet FR3055580A1 — publié le 20180309

PNEUMATIQUE MUNI D'ELEMENTS DE SCULPTURE ASYMÉTRIQUES ET D'AMORTISSEURS DE BRUIT DECENTRÉS DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne un pneumatique présentant une bande de roulement avec des éléments de sculpture asymétriques et au moins un amortisseur de bruit décentré pour amortir la résonance de l'air de la cavité du pneumatique. CONTEXTE Un pneumatique comprend un sommet avec une bande de roulement destinée à venir en contact avec le sol par l'intermédiaire d'une surface de roulement. De manière connue, la bande de roulement, d'un pneumatique, qu'il soit destiné à équiper un véhicule de tourisme ou un véhicule poids lourd, est pourvue d'une sculpture comprenant notamment des éléments de sculpture ou blocs élémentaires délimités par diverses rainures principales, longitudinales ou circonférentielles, transversales ou encore obliques, les blocs élémentaires pouvant en outre comporter diverses incisions ou lamelles plus fines. Les rainures constituent des canaux destinés à évacuer l'eau lors d'un roulage sur sol mouillé. De tels pneumatiques sont aussi munis d'une gomme intérieure étanche (« innerliner ») qui définit une cavité du pneumatique lorsque le pneumatique est monté sur une jante de montage. En roulage, les vibrations de l'air de la cavité génèrent des phénomènes de résonance, ci-après nommés « résonance de cavité ». Ces ondes sonores se transmettent jusqu'à l'intérieur du véhicule. Elles sont sensibles et désagréables pour les passagers du véhicule. L'introduction d'un amortisseur de bruit dans la cavité du pneumatique (souvent fixé à la gomme intérieure) est connue comme un moyen efficace pour réduire l'amplitude de ces phénomènes de résonance. Par exemple, l'intégration d'une bande de mousse pour amortir la résonance de cavité est disponible sur le marché avec une version en bande unique (comme le montre la figure 1) et une version en deux blocs centrés sous le sommet (comme le montre la figure 2). Un pneumatique 100 de la figure 1 présente une bande de roulement avec des éléments de sculpture asymétriques par rapport au plan médian Cloo du pneumatique 100. Une bande de mousse 130 est circonférentiellement disposée à l'intérieur du 3055580 pneumatique 100 avec une épaisseur E130 prédéterminée et une largeur L130 prédéterminée. La bande de mousse est positionnée pour assurer la symétrie de la mousse par rapport au plan médian C100 du pneumatique 100. Un pneumatique 200 de la figure 2 présente aussi une bande de roulement avec 5 des éléments de sculpture asymétriques par rapport au plan médian C200 du pneumatique 200. Deux bandes de mousse 230 sont circonférentiellement disposées à l'intérieur du pneumatique 200 avec des épaisseurs E230 et des largeurs L230 identiques. Un espace S entre les deux bandes de mousse 230 assure la symétrie des bandes de mousse par rapport au plan médian C200 du pneumatique 200. Dans quelques réalisations, chaque 10 bande de mousse 230 est espacé de 40mm du plan médian C200. Sur des véhicules très haut de gamme avec des indices de vitesse (Y), les constructeurs demandent des niveaux de performance très élevés. Les bandes de mousse ont la particularité d'être également des isolants thermiques qui ont pour conséquence d'augmenter la température à l'intérieur du sommet, ce qui peut engendrer une 15 performance inférieure sur des tests à haute vitesse. On cherche comment amortir la résonance de cavité de façon efficace tout en conservant une excellente performance à vitesse élevée. RÉSUMÉ 20 L'invention concerne un pneumatique destiné à un véhicule. Le pneumatique comprend un sommet présentant une bande de roulement avec des éléments de sculpture asymétriques destinés à venir en contact avec le sol, et le pneumatique est muni d'une gomme intérieure étanche qui définit une cavité du pneumatique lorsque le pneumatique est monté sur une jante de montage. Un premier amortisseur de bruit est fixé de manière 25 circonférentielle à une surface intérieure qui fait face à la cavité du pneumatique. Le premier amortisseur de bruit est positionné dans la cavité du pneumatique vers un côté extérieur du pneumatique, et il est décentré par rapport à un plan médian du pneumatique. Selon un mode de réalisation, le premier amortisseur de bruit est fixé axialement 30 extérieurement relativement au plan médian du pneumatique. Dans certains modes de réalisation, le pneumatique comprend un deuxième amortisseur de bruit qui est fixé de manière circonférentielle à la surface intérieure qui 3055580 3 fait face à la cavité du pneumatique. Le deuxième amortisseur de bruit est positionné dans la cavité du pneumatique vers un côté intérieur du pneumatique, et il est décentré par rapport à un plan médian du pneumatique. Avantageusement, le centre de gravité de l'ensemble des amortisseurs de bruit est situé du côté extérieur du pneumatique. 5 Chaque amortisseur de bruit comprend une bande de mousse qui est fixé de manière circonférentielle à la surface intérieure du pneumatique qui fait face à la cavité du pneumatique. Chaque bande de mousse comporte une longueur continue, et chaque bande de mousse comporte une largeur continue et une épaisseur continue sur toute la longueur continue de la bande de mousse. 10 Selon un mode de réalisation, la bande de roulement comprend plusieurs rainures circonférentielles, y compris des rainures primaires ayant des largeurs respectives, une rainure intérieure plus proche du côté intérieur du pneumatique, et une rainure extérieure plus proche du côté extérieur du pneumatique. La largeur de la rainure intérieure et la largeur de la rainure extérieure sont différentes l'une de l'autre et sont 15 différentes aussi des largeurs des rainures primaires de telle sorte que la bande de roulement comporte des éléments de sculpture asymétriques par rapport au plan médian du pneumatique. Selon un mode de réalisation, le premier amortisseur de bruit est disposé axialement directement en regard radialement d'une rainure primaire ainsi que de la 20 rainure extérieure. Avantageusement, le deuxième amortisseur de bruit est disposé axialement directement en regard radialement de la rainure intérieure. L'invention concerne aussi un système de réduction de bruit pour des pneumatiques, comprenant un pneumatique comme précédemment décrit. 25 BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La nature et les divers avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description détaillée qui suit, conjointement avec les dessins annexés, sur lesquels les mêmes numéros de référence désignent partout des parties identiques, et dans lesquels: 30 Les figures 1 et 2 représentent des vues en coupe méridienne des pneumatiques selon l'art antérieur et munis des amortisseurs de bruit connus. La figure 3 représente schématiquement des pneumatiques destinés à être montés 3055580 4 sur des jantes de montage de roues d'un véhicule La figure 4 représente une vue en coupe méridienne d'un mode de réalisation d'un pneumatique selon l'invention. La figure 5 représente une vue en coupe méridienne d'un autre mode de 5 réalisation d'un pneumatique selon l'invention. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES DESSINS Il va maintenant être fait référence en détail à des modes de réalisation de l'invention, dont un ou plusieurs exemples sont illustrés sur les dessins. Chaque exemple 10 est fourni à titre d'explication et non de limitation de l'invention décrite. Ainsi, il est prévu que l'invention couvre ces modifications et variantes dans la mesure où elles se situent dans la portée des revendications annexées et de leurs équivalents. Un pneumatique ayant une géométrie de révolution par rapport à un axe de rotation, la géométrie du pneumatique est généralement décrite dans un plan méridien 15 contenant l'axe de rotation du pneumatique. Pour un plan méridien donné, les directions radiale, axiale et circonférentielle désignent respectivement les directions perpendiculaire à l'axe de rotation du pneumatique, parallèle à l'axe de rotation du pneumatique et perpendiculaire au plan méridien. Tel qu'utilisé ici, le terme « pneumatique » comprend, mais sans limitation, des 20 pneumatiques utilisés pour des véhicules légers, des véhicules de tourisme, des véhicules utilitaires (y compris les poids lourds), des véhicules de loisir (y compris, mais sans limitation, les vélos, les motos, les VTT, etc.), des véhicules agricoles, des véhicules militaires, des véhicules industriels, des véhicules miniers et des engins de chantier. En se référant maintenant aux figures, sur lesquelles les mêmes numéros 25 identifient des éléments identiques, la figure 3 représente schématiquement des pneumatiques destinés à être montés sur des jantes de montage de roues d'un véhicule V et ayant un sens de montage prédéterminé sur le véhicule : un côté intérieur du pneumatique PE\IT doit correspondre à un bord axial intérieur du véhicule, et un côté extérieur du pneumatique PEXT doit correspondre au bord axial extérieur du véhicule. 30 Les figures 4 et 5 représentent deux réalisations du pneumatique 300 présentant une bande de roulement 312 avec des éléments de sculpture asymétriques et au moins un amortisseur de bruit disposé par rapport au plan médian C300 du pneumatique 300 de 3055580 5 telle sorte que le centre de gravité de l'amortisseur de bruit (ou des amortisseurs de bruit) ne soit pas au centre. Ces deux réalisations atteignent les performances requises. Dans des réalisations qui utilisent deux ou plusieurs amortisseurs de bruit, le centre de gravité de l'ensemble des amortisseurs est situé côté extérieur véhicule. Ces réalisations 5 sont particulièrement adaptées aux véhicules qui imposent aux pneumatiques des carrossages négatifs Dans l'invention, les amortisseurs de bruit sont formés des matériaux connus y compris les matériaux spongieux. Les matériaux spongieux pourraient comprendre des mousses, y compris les mousses plastiques et des résines en mousse des caoutchoucs en 10 mousse (par exemple, caoutchouc chloroprène, éthylène-propylène (EPDM), nitrile- butadiène et leurs équivalents). Une éponge qui comprend des résines en mousse à cellules ouvertes (par exemple, polyéthylène et polyuréthane) est un moyen efficace pour atténuer la résonance de cavité, pour limiter le poids du pneumatique et pour préserver la durabilité des amortisseurs. 15 En se référant à la figure 4, le pneumatique 300 comprend un sommet présentant une bande de roulement 312 avec des éléments de sculpture asymétriques (par exemple, comme montré et décrit par rapport aux figures 1 et 2). La bande de roulement 312 comprend plusieurs blocs 312a et plusieurs rainures circonférentielles, y compris des rainures primaires 318, 318' ayant des largeurs respectives L318, L318'. Les rainures 20 comprennent aussi une rainure intérieure 320 plus proche du côté intérieur du pneumatique 300 et ayant une largeur L320, et une rainure extérieure 322 plus proche du côté extérieur du pneumatique 300 et ayant une largeur L322. La largeur L320 de la rainure intérieure 320 et la largeur L322 de la rainure extérieure sont différentes l'une de l'autre et sont différentes aussi des largeurs L318, L318' des rainures primaires 318, 318'. En 25 conséquence, la bande de roulement 312 comporte des éléments de sculpture asymétriques par rapport au plan médian 0300 du pneumatique 300. Cette sculpture asymétrique représente un exemple et n'est pas limitée à quatre rainures (c.-à-d., les éléments de sculpture asymétrique pourraient comprendre plus ou moins de rainures). Les éléments de sculpture asymétriques pourraient comprendre d'autres éléments connus 30 y compris des lamelles (non représentées). Le pneumatique 300 comprend un premier amortisseur de bruit 330 pour amortir la résonance de cavité du pneumatique. L'amortisseur de bruit 330 comprend une 3055580 6 bande de mousse ayant une largeur continue L330 et une épaisseur continue E330 sur toute la longueur de la bande. L'amortisseur de bruit 330 est fixé de manière circonférentielle, par des moyens connus, à la surface intérieure 300a de la gomme intérieure qui fait face à la cavité du pneumatique 300. 5 L'amortisseur de bruit 330 est décentré par rapport au plan médian C300 du pneumatique 300 d'une distance prédéterminée D330a- Cette distance est mesurée par rapport à un bord 330a du premier amortisseur de bruit 330 qui est plus proche du plan médian C300. Dans quelques réalisations, le bord 330a coïncide avec une ligne X qui passe par le point d'intersection entre une base et une paroi de la rainure 318'. Par 10 rapport à la surface intérieure 300a, une distance prédéterminée D330b est mesurée par rapport à un bord opposé 330b du premier amortisseur 330 qui est plus proche du côté extérieur du pneumatique. Les bords 330a, 330b définissent ensemble la largeur continue L330 de telle sorte que le premier amortisseur de bruit 330 est disposé axialement directement radialement en regard de la rainure primaire 318' ainsi que de la 15 rainure extérieure 322. Ainsi, le premier amortisseur de bruit 330 est positionné vers le côté extérieur du pneumatique. En se référant à la figure 5, le pneumatique 300 comprend, en outre du premier amortisseur de bruit 330, un deuxième amortisseur de bruit 332. Le deuxième amortisseur de bruit (332) est fixé axialement extérieurement relativement au plan médian du pneumatique. 20 Le deuxième amortisseur de bruit 332 est aussi fixé de manière circonférentielle, par des moyens connus, à la surface intérieure 300a du pneumatique 300 qui fait face à la cavité du pneumatique. Le deuxième amortisseur de bruit 332 comprend aussi une bande de mousse ayant une largeur continue L332 et une épaisseur continue E332 sur toute la longueur de la bande. 25 Le deuxième amortisseur de bruit 332 est décentré par rapport au plan médian C300 du pneumatique 300 d'une distance prédéterminée D332a- Cette distance est mesurée par rapport à un bord 332a du deuxième amortisseur 332 qui est plus proche du plan médian C300. Un bord opposé 332b du deuxième amortisseur de bruit 332 est positionné plus proche du côté intérieur du pneumatique. Les bords 332a, 332b 30 définissent ensemble la largeur continue L332 de telle sorte que le deuxième amortisseur de bruit 332 est placé axialement directement en regard radialement de la rainure intérieure 320. Dans quelques réalisations, le deuxième amortisseur de bruit 332 est 3055580 7 aligné le long d'une ligne Y qui passe par le centre de gravité du deuxième amortisseur de bruit et au milieu de la largeur L320. En plaçant le deuxième amortisseur de bruit 332 en regard radialement de la rainure intérieure 320, la chaleur produite par des vitesses élevées peut être libérée à travers le fond de la rainure 320. 5 Les amortisseurs sont de préférence disposés axialement intérieurement relativement aux extrémités latérales des renforts du bloc sommet du pneumatique. Préférentiellement cette distance est supérieure à 25mm. Cette configuration limite l'augmentation de la température au bord du bloc sommet. 10 EXEMPLE : Un essai a été fait sur des pneumatiques de dimension 275/35ZR21 103Y, asymétrique, testé avec un angle de carrossage de -1,5° afin de prendre en compte les impératifs techniques d'un véhicule auquel il est spécifiquement dédié. Les pneumatiques sont destinés à être montés sur des jantes de montage de roues ayant la 15 taille 9.5J21. Les pneumatiques correspondent aux réalisations comme décrites : 20 Réf. 1 : Le pneumatique sans mousse (« référence »). Réf. 2 : Le pneumatique de la Figure 1 avec une bande de mousse circonférentielle ayant une largeur de 180mm et une épaisseur de 30mm. Réf. 3 : Le pneumatique de la Figure 2 avec deux bandes de mousse circonférentielles avec chaque bande de mousse ayant une largeur de 80mm et une épaisseur de 30mm. Réf. 4 : Le pneumatique de la Figure 4 avec une bande de mousse 25 circonférentielle ayant une largeur de 100mm et une épaisseur de 30mm. Réf. 5 : Le pneumatique de la Figure 4 avec une bande de mousse circonférentielle ayant une largeur de 100mm et une épaisseur de 50mm. 30 Réf. 6 : Le pneumatique de la Figure 5 avec deux bandes de mousse circonférentielles y compris une première bande de mousse ayant une largeur de 100mm et une épaisseur de 30mm et une deuxième 3055580 bande de mousse ayant une largeur de 50mm et une épaisseur de 30mm. Pour les pneumatiques qui utilisent des bandes de mousse, la mousse choisie est 5 une mousse de polyuréthanne à cellules ouvertes. Un exemple commercial d'une telle mousse est la mousse Metzonor 023 de Metzeler Schaum GmbH. Sa densité est de 23 kg/m3. A une température ambiante de 25°C, le test consiste en un roulage sur un volant métallique de 8,5m de circonférence, à une pression de 3,2 bars et une charge de 598 daN régulée. Le pneumatique roule en paliers de vitesses croissantes, d'une durée de 20 10 minutes chacun, l'incrément en vitesse est de 10 km/h. Les pneumatiques sont classés en fonction de la vitesse maximale atteinte et de la durée de roulage pendant le dernier palier de vitesse atteint. Les résultats des essais figurent au tableau 1. REF. 1 REF. 2 REF. 3 REF. 4 REF. 5 REF. 6 Nombre de pièces de mousse 0 1 2 1 1 2 Nombre de pièces de mousse asymétrique 0 0 0 1 1 2 Temps de roulage : 10':330 8,8':300 0,3':330 18':340 4,8':340 9,5':350 vitesse (km/h) 20':340 1,7':310 1,4':330 Validation OK NOT OK NOT OK OK OK OK 15 TABLEAU 1 Ce résultat démontre l'élévation de performance en endurance à très haute vitesse induite par la présence de mousse décentrée associée à une sculpture asymétrique lors de tests sous carrossage négatif. 20 Ce résultat est obtenu en conservant une bonne performance de limitation de résonance de cavité. Par le pneumatique décrit, on entend des pneumatiques tels qu'un sens de montage sur le véhicule est prédéterminé par le fabricant. Ils comportent un bord axial extérieur et un bord axial intérieur, le bord axial intérieur étant le bord destiné à être 3055580 9 monté du côté de la caisse du véhicule lorsque le pneumatique est monté sur le véhicule selon ledit sens de montage prédéterminé et inversement pour le bord axial extérieur. Le rajout dans des pneumatiques décrits entraine des différences de vitesse limite de ces pneumatiques en fonction du sens de montage sur le véhicule. Il convient donc de 5 donner les moyens aux acteurs de ne pas se tromper de sens de pose de la mousse, et de sens de montage sur jante, puis de vérifier que le sens de montage imposé sur jante a bien été respecté. Dans le document, « côté extérieur du véhicule » désigne le bord axial extérieur. Bien que les amortisseurs soient représentés avec une section transversale 10 généralement rectangulaire, d'autres géométries de section transversale peuvent être employées. Par exemple, les géométries ayant une base largeur supérieure à une largeur supérieure peuvent être utilisées, comme des trapèzes et des triangles. Alors qu'un pneumatique peut bénéficier d'une seule bande de mousse comme décrite, un autre pneumatique peut bénéficier des deux, trois ou plusieurs bandes de 15 mousse qui fonctionnent comme les amortisseurs de bruit. Les deux réalisations du pneumatique sont influencées par l'ensemble de la sculpture de la bande de roulement asymétrique et au moins un amortisseur de bruit décentré dans la cavité du pneumatique. Bien que des modes de réalisation particuliers de l'invention révélé aient été 20 illustrés et décrits; on comprendra que divers changements, additions et modifications peuvent être pratiqués sans s'écarter de l'esprit ni de la portée du présent exposé. Par conséquent, aucune limitation ne devrait être imposée sur la portée de l'invention décrite à l'exception de celles exposées dans les revendications annexées. REVENDICATIONS1. Pneumatique (300) destiné à un véhicule, comprenant un sommet présentant une bande de roulement (312) avec des éléments de sculpture asymétriques destinés à venir en contact avec le sol, et le pneumatique (300) étant muni d'une gomme intérieure étanche qui définit une cavité du pneumatique lorsque le pneumatique est monté sur une jante de montage, dans lequel un premier amortisseur de bruit (330) est fixé de manière circonférentielle à une surface intérieure (300a) qui fait face à la cavité du pneumatique (300), le premier amortisseur de bruit (330) étant positionné dans la cavité du pneumatique (300) vers un côté extérieur du pneumatique (300) et étant décentré par rapport à un plan médian (C300) du pneumatique (300). 2. Pneumatique (300) selon la revendication 1, dans lequel le premier amortisseur de bruit (330) est fixé axialement extérieurement relativement au plan médian du pneumatique. 3. Pneumatique (300) selon la revendication 1 ou la revendication 2, comprenant en outre un deuxième amortisseur de bruit (332) qui est fixé de manière circonférentielle à la surface intérieure (300a) qui fait face à la cavité du pneumatique (300), le deuxième amortisseur de bruit (332) étant positionné dans la cavité du pneumatique (300) vers un côté intérieur du pneumatique (300) et étant décentré par rapport à un plan médian (C300) du pneumatique (300). 4. Pneumatique selon la revendication 3, dans lequel le deuxième amortisseur de bruit (332) est fixé axialement extérieurement relativement au plan médian du 25 pneumatique. 5. Pneumatique (300) selon la revendication 4, dans lequel le centre de gravité de l'ensemble des amortisseurs de bruit (330, 332) est situé du côté extérieur du pneumatique. 30 6. Pneumatique (300) selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel chaque amortisseur de bruit (330, 332) comprend une bande de mousse qui est 3055580 11 fixé de manière circonférentielle à la surface intérieure (300a) du pneumatique (300) qui fait face à la cavité du pneumatique (300), et chaque bande de mousse comporte une longueur continue, et chaque bande de mousse comporte une largeur continue (L330, L332) et une épaisseur continue (E330, E332) sur toute la longueur continue de la bande de 5 mousse. 7. Pneumatique (400) selon la revendication 6, dans lequel : la bande de roulement (312) comprend plusieurs rainures circonférentielles, y compris des rainures primaires (318, 318') ayant des largeurs respectives (L318, L318'), 10 une rainure intérieure (320) plus proche du côté intérieur du pneumatique 300 et ayant une largeur (L320), et une rainure extérieure (322) plus proche du côté extérieur du pneumatique (300) ayant une largeur (L322) ; et la largeur (L320) de la rainure intérieure (320) et la largeur (L322) de la rainure extérieure (322) sont différentes l'une de l'autre et sont différentes aussi des largeurs 15 (L318, L318') des rainures primaires (318, 318') de telle sorte que la bande de roulement (312) comporte des éléments de sculpture asymétriques par rapport au plan médian (C300) du pneumatique (300). 8. Pneumatique (300) selon la revendication 7, dans lequel : 20 le premier amortisseur de bruit (330) est disposé axialement directement en regard radialement de la rainure primaire (318') ainsi que de la rainure extérieure (322) ; et le deuxième amortisseur de bruit (332) est disposé axialement directement en regard radialement de la rainure intérieure (320). 9. Pneumatique selon la revendication 8, dans lequel le bord (330a) axialement intérieur du premier amortisseur (330) coïncide avec une ligne (X) qui passe par un point d'intersection entre une base et une paroi de la rainure primaire (318'). 10. Pneumatique selon la revendication 8 ou la revendication 9, dans lequel le deuxième amortisseur de bruit (332) est aligné le long d'une ligne (Y) qui passe par le centre de gravité du deuxième amortisseur de bruit (332) et au milieu de la largeur (L320) 3055580 12 de la rainure intérieure (320). 11. Pneumatique (300) selon l'une quelconque des revendications 3 à 10, dans lequel les amortisseurs de bruit (330, 332) sont de préférence disposés axialement 5 intérieurement relativement aux extrémités latérales des renforts du bloc sommet du pneumatique. 12. Pneumatique (300) selon la revendication 11, dans lequel la distance entre les bords des amortisseurs de bruit (330, 332) et les extrémités latérales des renforts du bloc 10 sommet est supérieure à 25mm.