CH629143A5

CH629143A5 - Pneumatique radial.

Info

Publication number: CH629143A5
Application number: CH324979A
Authority: CH
Inventors: Leon Joseph Hitzky
Original assignee: Goodyear Tire & Rubber
Priority date: 1978-04-21
Filing date: 1979-04-06
Publication date: 1982-04-15
Also published as: DE2912608C2; FR2423354B1; GB2021494B; AT362667B; FR2423354A1; IT1192711B; IT7922033A0; DE2912608A1; GB2021494A; SE7903403L; SE460409B; LU79499A1; ATA223679A

Description

L'invention concerne un pneumatique radial à ceinture de sommet, destiné aux roulages en toutes saisons, y compris en hiver sur des routes enneigées ou verglacées.

On sait que les différents états de route (revêtement sec, mouillé, verglacé, enneigé) posent des exigences contradictoires en ce qui concerne le dessin optimal de la bande de roulement de pneumatiques.

La présence, sur la bande de roulement, de blocs ou pavés profilés à relativement grande surface unitaire, séparés les uns des autres par des rainures longitudinales et transversales, favorise par exemple la bonne tenue et la traction d'un véhicule sur la neige, mais est susceptible d'influencer négativement l'adhérence sur route lisse mouillée.

Or, en particulier dans les zones à climat tempéré, les conditions routières peuvent changer rapidement d'un moment à l'autre de sorte que, en hiver, on peut rencontrer dans un parcours donné des routes sèches, mouillées, couvertes de glace ou de neige.

D'autre part, on sait que, si la présence de rainures larges et profondes est favorable à l'adhérence sur neige, il faut éviter que ces rainures ne puissent se boucher par l'effet des particules de neige et de glace qui entrent sous l'aire de contact du pneumatique. Il est connu que l'évacuation de telles particules est facilitée par des rainures traversant de bord en bord la bande de roulement du pneumatique et débouchant sur les côtés latéraux de l'empreinte de pied dudit pneumatique.

L'invention a pour objet un pneumatique adapté à la circulation hivernale, y compris dans les régions à climat tempéré, et permettant d'accroître la sécurité des usagers grâce à un ensemble de propriétés adaptées à tous les états routiers.

L'invention vise à atteindre ce but par un pneumatique qui est caractérisé en ce que les blocs en relief à grand axe transversal ont la forme d'un solide prismatique dont le contour en section transversale s'inscrit dans un losange tronqué, obtenu par retranchement d'une portion à section triangulaire à chaque extrémité du grand axe du losange, en présentant un angle rentrant correspondant à un évidement de section transversale en forme de losange à côtés alignés avec quatre côtés du losange tronqué de base, les blocs en relief des zones des épaules se différenciant des blocs en relief de la couronne annulaire du sommet par leurs plus grandes dimensions en section transversale et par le fait que leur hauteur diminue progressivement en direction des flancs du pneumatique sensiblement à partir de leur diagonale parallèle à la direction circonférentielle du pneumatique.

La présence sur les blocs de faces latérales parallèles au plan équatorial du pneumatique contribue à une bonne adhérence latérale sur neige. Chaque bloc de la couronne annulaire de sommet est donc configuré de préférence avec sept angles saillants et un angle rentrant en présentant huit faces latérales de limitation. Ces faces sont de préférence planes. En conséquence, les rainures profondes qui délimitent chaque bloc sont constituées de huit segments essentiellement rectilignes non alignés. Dans une exécution préférée afin de diminuer l'usure, les segments de rainure et donc les faces latérales de chaque bloc prismatique forment uniquement des angles obtus.

Les blocs prismatiques sont de forme allongée, en ce sens que la hauteur entre les deux faces tronquées dépasse la largeur de la diagonale orthogonale à la hauteur. Considéré au niveau du losange non tronqué, le rapport de la grande à la petite diagonale est de préférence sensiblement égal à 2. Les blocs des zones des épaules se distinguent essentiellement des blocs de la couronne annulaire de sommet, d'une part, par une plus grande taille en section transversale et, d'autre part, par le fait que la hauteur du bloc diminue progressivement en direction des flancs de l'enveloppe du pneumatique, et ce sensiblement à partir de la petite diagonale de la section transversale en forme de losange tronqué.

Par rapport à la direction circonférentielle de l'enveloppe, les blocs sont de préférence disposés en des sections successives, comportant chacune six blocs et trois tailles différentes, dont chacune est optimale pour une condition routière susceptible d'être rencontrée. Les sections se répètent circonférentiellement par exemple dans l'ordre de trois densités différentes afin de diminuer le bruit de roulement et de juxtaposer des sections à agressivité spécifique variable. Lorsqu'il y a trois sections, leurs longueurs, dans un sens circonférentiel, sont par exemple dans le rapport 5/6/7.

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D'autre part, les blocs peuvent être imbriqués deux à deux au niveau des évidements à section en forme de losange.

La disposition des blocs avec leur plus grand axe orienté dans un sens perpendiculaire au plan équatorial de l'enveloppe assure une bonne rigidité dans un sens latéral, ce qui favorise la stabilité directionnelle (tenue de cap) quelles que soient les conditions de route.

Afin de créer une possibilité de déflexion dans un sens circonfé-rentiel, favorisant l'adhérence notamment sur route lisse ou verglacée, chaque bloc pour enveloppe de pneumatiques peut comporter au moins une découpure prenant naissance au sommet de l'angle rentrant de l'évidement à section en forme de losange. Une découpure est une entaille sans épaisseur matérielle. Cette découpure principale est de préférence accompagnée d'une ou de plusieurs découpures secondaires qui débouchent avantageusement dans les rainures profondes qui délimitent chaque bloc. Les découpures sont de préférence formées par des segments parallèles chacun à l'une des faces du bloc dans lequel elles sont pratiquées. La découpure principale s'arrête à l'intérieur du bloc à une distance d'au moins 3 mm d'une face latérale. En effet, à une distance inférieure, la bonne rigidité latérale dont il est question ci-dessus ne serait plus assurée.

L'invention sera maintenant décrite en référence au dessin annexé, qui illustre de façon non limitative l'état de la technique, et des variantes de mise en œuvre de l'invention.

Sur ce dessin:

la fig. 1 montre, vu en plan, un secteur de bande de roulement, correspondant à un angle au centre de 22,5°, d'un pneumatique neige selon l'art antérieur, de dimension 175SR14;

les fig. 1A et 1B représentent des sections selon A-A et B-B de la fig. 1;

la fig. 2 montre en coupe radiale selon la ligne II-II de la fig. 1 le sommet du pneumatique selon cette fig. 1 ;

la fig. 3 représente une vue de dessus en plan d'un secteur de bande de roulement, correspondant à un angle au centre de 26,67°, d'une enveloppe de pneumatique selon l'invention, de dimension 175SR14;

les fig. 3A et 3B montrent des sections selon A-A et B-B de la fig. 3;

la fig. 4 représente, en coupe radiale selon la ligne IV-IV de la fig. 3, le sommet du pneumatique selon la fig. 3;

la fig. 5 montre une vue de dessus d'un bloc de la couronne annulaire de sommet de l'enveloppe de pneumatique selon l'invention, y compris les segments de rainure qui l'entourent;

les fig. 5A, B et C indiquent les profondeurs P des différentes découpures pratiquées sur le bloc de la fig. 5, et la fig. 6 représente, à une échelle agrandie, un bloc en section selon la ligne VI-VI de la fig. 5, au contact d'un revêtement routier, d'une part, dans le cas d'un pneumatique monté sur une voiture à l'arrêt, d'autre part, dans le cas d'un pneumatique monté sur une voiture qui se déplace dans le sens indiqué par la flèche D.

Les fig. 1 et 2 concernent un pneumatique neige de bonne qualité selon l'art antérieur et correspondent à un pneumatique témoin utilisé dans les essais comparatifs qui seront reproduits plus loin. La fig. 1 montre trois sections Lj, L2, L3 de densités différentes de la bande de roulement dudit pneumatique. Sur son pourtour, le pneumatique présente en tout 48 sections de longueurs L, = 34,7 mm, L2 = 41,7 mm et L3 = 48,7 mm. La bande de roulement comprend des blocs 1 et l'allongés, orientés sensiblement parallèlement à la direction circonférentielle du pneumatique et alignés en quatre rangées dans cette direction, la couronne annulaire du sommet comportant deux de ces rangées. Chaque bloc 1 de la couronne annulaire de sommet présente deux évidements E et possède la forme générale d'un prisme à douze faces latérales. D'autre part, chaque bloc comporte plusieurs découpures en lignes brisées d'orientation générale radiale. Les blocs de la couronne annulaire de sommet présentent chacun six découpures 3 à 8, les blocs l'des deux zones d'épaules chacun cinq découpures 9 à 13. Les blocs des zones d'épaules l'se distinguent en outre des blocs 1 des deux rangées centrales par le fait qu'ils ne comportent chacun qu'un seul évidement E, ouvert dans la direction du flanc du pneumatique et qu'ils se prolongent dans cette direction par un appendice Q d'épaisseur graduellement décroissante. Les blocs de la bande de roulement selon la fig. 1 sont entourés de segments de rainure rectilignes non alignés. On distingue les segments 2 faiblement inclinés sur la direction circonférentielle et les segments 2' d'orientation transversale. Les segments 2 forment trois rainures circonférentielles en ligne brisée, tandis que les segments 2' ne se rejoignent que par l'intermédiaire de segments 2, de sorte que chaque rainure transversale, ainsi qu'il ressort de la fig. 1, forme une ligne très fortement brisée.

On remarque que les rainures 2 débouchent vers l'avant et vers l'arrière de l'aire de contact et sur des segments 2' qui débouchent sur les bords. Ces rainures sont représentées en section transversale sur les fig. la (rainure 2) et lb (rainure 2'). La fig. 2 montre, d'autre part, noyées dans du caoutchouc, une carcasse 14, constituée de fils ou cordes orientés radialement ainsi qu'une ceinture de sommet réalisée par la superposition de deux nappes circonférentielles 15 et 16 en cordes métalliques. Pour faciliter la correspondance entre les fig. 1 et 2, le repère N indique l'emplacement d'une nervure décorative sur ces deux figures.

Les fig. 3 et 4 montrent l'exemple d'un pneumatique selon l'invention. La fig. 3 représente une portion circonférentielle d'une bande de roulement comprenant trois sections Lls L2 et L3 de longueurs L, = 41,2 mm, L2 = 49,4 mm et L3 = 57,6 mm. Sur son pourtour, le pneumatique présente un total de 41 sections formé par quinze sections Lls quatorze sections L2 et douze sections L3. On remarquera que le rapport des longueurs Lj/L2/L3 est de 5/6/7. Tous les blocs 3.1 de la bande de roulement sont orientés avec leur grand axe orthogonalement à la direction circonférentielle du pneumatique. D'autre part, les blocs 3.1 des deux rangées centrales de la couronne annulaire de sommet sont placés en quinconce. Chaque bloc 3.1 des rangées centrales est formé par un prisme solide à huit faces latérales, comportant en section transversale un angle rentrant et sept angles saillants. Plus particulièrement, la section transversale de chaque bloc a la forme d'un losange tronqué, obtenu par retranchement d'une portion triangulaire à chaque extrémité du grand axe du losange. Le retranchement est perpendiculaire au grand axe du losange. Chaque bloc comporte, d'autre part, un évidement E qui correspond à l'enlèvement du bloc tronqué de base, d'un prisme solide à section transversale en losange. On remarquera que les angles formés par les faces latérales des blocs 3.1 de la couronne annulaire de sommet sont tous obtus, ce qui diminue fortement l'usure des arêtes des blocs. Les blocs 3.1' des deux zones d'épaule, disposées de part et d'autre des deux rangées centrales de blocs 3.1, se différencient desdits blocs 3.1 par leur plus grande surface et par le fait que leur épaisseur diminue graduellement en direction des flancs du pneumatique à partir de la petite diagonale, placée longitudinale-ment, du losange tronqué. Comme il ressort de la fig. 3, chaque bloc 3.1 ou 3.1' comporte plusieurs découpures en ligne brisée. Toutes les découpures, au nombre de quatre (3.3, 3.4, 3.5, 3.6) ou de trois (3.7, 3.8, 3.9) débouchent dans les segments de rainures 3.2 ou 3.2' qui entourent chaque bloc. Dans chaque bloc, la découpure 3.4 ou 3.8 débouche au sommet de l'angle rentrant correspondant à l'évidement E, ce qui assure un allongement optimal de l'empreinte de chaque bloc pendant le roulage avec une configuration en marches d'escalier au contact du sol, comme on le verra plus loin (fig. 6b).

La fig. 3 montre enfin que les segments rectilignes de rainure 3.2 à extension longitudinale et 3.2' à extension oblique forment un réseau de rainures obliques ou transversales interconnectées dans lequel chaque rainure traverse de part en part la bande de roulement pour déboucher par les deux bords de ladite bande de roulement sur les côtés latéraux de l'aire de contact du pneumatique. Si, au niveau des sections Lj, L2, L3, les repères O^ 02, 03 désignent les ouvertures latérales de droite, O'j, 0'2, 0'3 des ouvertures latérales de gauche, on remarquera que Ot est relié à 0't par une rainure transversale à ligne brisée à l'intérieur de la section Lt et à 0'3 par une deuxième rainure plus oblique. La distance verticale entre Oi et 0'3 est

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d'environ 100 mm, ce qui place ces ouvertures sur les côtés latéraux de l'empreinte de pied dont la longueur est d'environ 190 mm. Au niveau du passage le plus étroit, les ouvertures latérales sont de préférence élargies à la base de façon que la section de passage de chaque ouverture s'approche des sections des segments de rainures qui y aboutissent (voir fig. 3B). En outre, également dans le but de favoriser l'écoulement latéral des eaux, les faces F des blocs 3.1, tournées vers les orifices 0lf 02,..., sont inclinées sur le fond des rainures 3.2'. La correspondance entre la coupe radiale selon la fig. 4 et la vue en plan selon la fig. 3 est facilitée par le repère N qui indique une nervure décorative. La fig. 4 montre, d'autre part, les fils de la carcasse radiale 3.14, les cordes des nappes de sommet 3.15 et 3.16 des coupes à travers des rainures 3.2 et à travers des découpures 3.4 et 3.9.

La fig. 5 montre, en vue du dessus, un bloc 1 entouré de segments de rainure des types 2 (orientation longitudinale) et 2' (orientation oblique), comportant trois découpures 3,4,6. La profondeur d'incision P des découpures est indiquée aux fig. 5A, 5B, 5C.

La fig. 6 représente, à échelle agrandie pour les besoins de la clarté, le bloc 1 en coupe selon VI-VI de la fig. 5 au contact du revêtement routier R. La position a correspond au stationnement, la position b montre la déflexion longitudinale du bloc lorsque la voiture sur laquelle est monté le pneumatique se déplace dans la direction de la flèche D. Comme on peut le voir, l'élongation A du bloc est due surtout à la déflexion au niveau de la découpure 4 qui débouche au sommet de l'angle rentrant du bloc et qui est à profondeur maximale sur la plus grande partie de sa longueur (voir fig. 5B). A chaque rotation de roue, chaque bloc de la bande de roulement s'allonge donc au contact du sol pour se redresser après avoir quitté le sol. Ce mouvement coopère avec les déformations, également périodiques, du pneumatique au contact du sol et assure ainsi l'évacuation latérale des bouchons de neige éventuellement bloqués dans les rainures.

On remarque, d'autre part, que la face du bloc au contact de la route prend, sous l'effet de la traction, une configuration présentant plusieurs marches d'escalier m. Il s'est avéré que cette configuration compense l'effet défavorable des gros blocs quant au confort de roulage sur route sèche, et surtout qu'elle favorise fortement l'adhérence sur route mouillée et verglacée, ainsi qu'il ressort des essais comparatifs dont les résultats sont donnés ci-après.

Lors de ces essais, on a comparé le comportement de deux séries A et B de pneumatiques de dimensions 175SR14, de même carcasse radiale, de même ceinture au sommet et confectionnés à l'aide d'un même mélange de caoutchouc. Les deux séries se distinguaient uniquement par le dessin de leurs bandes de roulement. En effet, les pneumatiques verts des deux séries étaient identiques et présentaient, après vulcanisation dans le moule, le même volume de caoutchouc dans la bande de roulement et le même rapport de surface nette/brute dans l'empreinte de pied. Dans le cas de la série A, la bande de roulement était conforme au dessin de la fig. 1 selon l'art antérieur. La série B présentait un dessin de bande de roulement conforme à la fig. 3 selon l'invention. En moyenne de plusieurs essais de longue durée, faisant intervenir l'ensemble des pneumatiques des séries A et B, on a obtenu les résultats suivants qui montrent une nette supériorité des pneumatiques de la série B selon l'invention:

Sur neige et sur glace Amélioration (%)

traction sur route enneigée ascendante (1,8 km) 7

tenue latérale sur route enneigée 14

tenue de cap sur route enneigée 14 distance plus courte de freinage sur glace lisse

(de 20 à 5 km/h) 17 accélération sur glace lisse (de 7 à 15 km/h) 8 vitesse en circuit fermé sur glace naturelle 2

Sur route mouillée:

distance plus courte de glissement sur asphalte

(de 50 km/h à 10 km/h) 1

idem (de 60 km/h à 40 km/h) 6

distance plus courte de glissement sur béton

(de 50 km/h à 10 km/h) 2

idem (de 80 km/h à 40 km/h) 10 vitesse en boucle circulaire sur asphalte

(0 - 55 mm) 3

Sur route sèche tenue de cap 5

tenue latérale en dépassement 3

couple d'auto-alignement après virage 13

Usure totale réduction d'usure sur la couronne annulaire de sommet 5

réduction d'usure dans la zone des épaules 8

On voit que, grâce à la configuration, la disposition et la structure particulière des éléments en relief et en creux qui caractérisent sa bande de roulement, le pneumatique selon l'invention convient non seulement en vue d'une utilisation hivernale, mais qu'il apporte également un progrès réel pour la sécurité et l'économie de circulation toutes saisons, notamment dans les régions à climat tempéré.

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REVENDICATIONS

1. Pneumatique radial à ceinture de sommet, dont la bande de roulement comporte des blocs allongés en relief munis d'une ou de plusieurs découpures et délimités par des segments de rainure rectilignes, non alignés, qui communiquent entre eux en formant un réseau croisé de rainures d'orientation transversale et oblique par rapport à la direction circonférentielle du pneumatique en traversant de part en part la bande de roulement pour déboucher dans la zone des épaules sur les côtés latéraux, caractérisé en ce que les blocs en relief à grand axe transversal ont la forme d'un solide prismatique dont le contour en section transversale s'inscrit dans un losange tronqué, obtenu par retranchement d'une portion à section triangulaire à chaque extrémité du grand axe du losange, en présentant un angle rentrant correspondant à un évidement de section transversale en forme de losange à côtés alignés avec quatre côtés du losange tronqué de base, les blocs en relief des zones des épaules se différenciant des blocs en relief de la couronne annulaire du sommet par leurs plus grandes dimensions en section transversale et par le fait que leur hauteur diminue progressivement en direction des flancs du pneumatique sensiblement à partir de leur diagonale parallèle à la direction circonférentielle du pneumatique.
2. Pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que toutes les faces latérales des blocs prismatiques de la couronne annulaire de sommet sont planes.
3. Pneumatique selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les blocs de la couronne annulaire de sommet sont des solides prismatiques à huit faces latérales, ces huit faces formant sept angles saillants et un angle rentrant.
4. Pneumatique selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que tous les angles formés par deux faces latérales adjacentes sont obtus.
5. Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que sa couronne annulaire de sommet est constituée de deux rangées circonférentielles de blocs placés en quinconce.
6. Pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque bloc est imbriqué avec un autre bloc au niveau des évide-ments respectifs, les blocs des zones des épaules ayant leurs évidements tournés dans la direction du plan équatorial du pneumatique.
7. Pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sommet de l'angle rentrant de chaque bloc est le point de départ d'une découpure en ligne brisée.
8. Pneumatique selon la revendication 7, caractérisé en ce que la découpure s'arrête à l'intérieur du bloc à une distance d'au moins

3 mm de la face latérale la plus proche du bloc.
9. Pneumatique selon la revendication 7, caractérisé en ce que la ligne brisée est formée par des segments rectilignes.
10. Pneumatique selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque segment rectiligne est parallèle à l'une des faces latérales du bloc dans lequel il se trouve.
11. Pneumatique selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que la profondeur de la découpure, sur la plus grande partie de sa longueur, est sensiblement égale à la hauteur du bloc.
12. Pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les losanges circonscrivant des blocs de la couronne annulaire de sommet présentent un rapport grand axe/petit axe sensiblement égal à 2.