EP4399104A1 - Pneumatique pour bus urbain comprenant une bande de roulement a adherence amelioree - Google Patents

Pneumatique pour bus urbain comprenant une bande de roulement a adherence amelioree

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EP4399104A1
EP4399104A1 EP22783362.1A EP22783362A EP4399104A1 EP 4399104 A1 EP4399104 A1 EP 4399104A1 EP 22783362 A EP22783362 A EP 22783362A EP 4399104 A1 EP4399104 A1 EP 4399104A1
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EP
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tire
tread
equal
zigzag
groove
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Pending
Application number
EP22783362.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Frédéric DOMPROBST
Paul LACOSTE
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Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Original Assignee
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
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Publication date
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    • B60C2200/06—Tyres specially adapted for particular applications for heavy duty vehicles

Definitions

  • the subject of the present invention is a tire for a heavy vehicle for urban use, such as an urban bus, and relates more particularly to its tread.
  • a tread consisting of at least one rubber-based material, is the wearing and adherent part of the tire, positioned at its periphery and intended to be worn when it comes into contact with the ground via of a rolling surface and to guarantee the grip of the tire in its contact with the ground which may be dry or wet.
  • the tread generally comprises a sculpture which is a combination of cutouts, or hollows, and elements in relief, of the block type or of the rib type.
  • the proportion of cutouts in a tread is usually quantified by a volume indentation rate, defined as the ratio between the volume of cutouts and the total volume of the tread assumed without cutouts, corresponding to the volume geometry bounded by the running surface and a surface tangent to the deepest cutout and parallel to the running surface.
  • the volume indentation rate of the tread can reach a low value, typically less than 10%.
  • Such a level of volume indentation is possible because, given the low speed of an urban bus, the evacuation of water, possibly present on the ground, by the cutouts of the tread does not require a volume high cutouts.
  • the cutouts can be of two types: grooves and incisions.
  • the grooves are wide cutouts, essentially allowing the storage and evacuation of any water present on the floor.
  • a cutout is said to be wide when it has a thickness such that the walls of material facing it delimiting it do not come into contact with each other, during the passage of the tread in the surface. contact, the tire being subject to recommended inflation and load conditions as defined, for example, by the European standards of the "European Tire and Rim Technical Organization” or “ETRTO” in its “Standards Manual 2020 - Commercial Vehicle Tyres”.
  • the incisions are narrow cutouts whose intersections with the running surface or ridges contribute to grip on wet ground, thanks to a ridge effect in contact with the ground which makes it possible to break the film of water present on the floor.
  • a cutout is said to be narrow when it has a thickness such that the walls of material facing it delimiting it come into contact at least partially with each other, when the tread passes through the contact surface.
  • the cutouts can have different directions and are usually classified as longitudinal, transverse or oblique cutouts.
  • a cutout is said to be longitudinal if its average line forms, with the longitudinal direction of the tire, tangent to the running surface in the direction of rotation of the tire, an average angle at most equal to 10°.
  • a cutout is said to be transverse if its average line forms, with the transverse direction of the tire, parallel to the axis of rotation of the tire, an average angle at most equal to 10°.
  • a cutout is said to be oblique if it is neither longitudinal nor transverse, i.e. if it forms, with the longitudinal direction, an average angle greater than 10° and less than 80°.
  • the average line of a cutout is the intersection of the running surface with an average surface of the cutout, perpendicular to the running surface and equidistant from the walls of material delimiting the cutout: it is therefore the trace of the average area of the cutout on the tread surface of the tire.
  • the inventors have also set themselves the objective, for a tire for a heavy vehicle for urban use, such as an urban bus, comprising a tread having in particular a low volumetric indentation rate, to further improve grip of the tire on dry and wet surfaces, in order to guarantee the required level of safety.
  • This objective has been achieved by a tire for a heavy vehicle for urban use comprising a tread intended to come into contact with the ground via a running surface,
  • the tread having a transverse width, measured between two transverse ends of the tread surface, in a transverse direction parallel to an axis of revolution of the tire, and comprising cutouts delimiting elements in relief,
  • any cutout being delimited by two walls intersecting the running surface along two edges
  • any cut-out having a thickness, measured on the tread surface between the two edges, perpendicular to the two edges, and a depth, measured between the tread surface and a bottom of the cut-out, perpendicular to the tread surface, - each wall forming , in any plane perpendicular to said wall and with the straight line, passing through the edge, intersection of said wall with the running surface, and perpendicular to the running surface, a clearance angle,
  • the tread comprising at least two wide cutouts, called grooves, in zigzag and parallel to each other,
  • each zigzag groove consisting of an alternation of longitudinal portions, parallel to a longitudinal direction of the tire, and oblique portions, each forming, with the longitudinal direction, the same angle at least equal to 15°, -the depth of each zigzag groove being at least equal to 7 mm
  • each wall delimiting each zigzag groove being at least equal to 10°.
  • the essential principle of the invention is to provide a tread with a system of cutouts, at least of which are wide and have an oblique general orientation with good efficiency vis-à-vis transverse grip and longitudinal grip.
  • wide cutout we mean a cutout whose material walls delimiting it are sufficiently distant from each other so as not to come into contact with each other when rolling, when the cutout passes in contact with the ground: such a wide cutout is usually referred to as a groove. Furthermore, this groove must be sufficiently deep, with a minimum depth equal to 7 mm, to guarantee a volume of storage and evacuation of water potentially present on the ground in the event of rain, and therefore sufficient grip on wet ground.
  • the walls delimiting such a groove must be sufficiently inclined, with a so-called draft angle at least equal to 10°, this draft angle being measured in a plane perpendicular to the axis of revolution of the tire and with the straight line, passing through the corresponding edge and perpendicular to the running surface.
  • a sufficiently high clearance angle makes it possible to obtain a rigidity of the elements in relief, delimiting the cutout, making it possible to guarantee satisfactory resistance to wear of the tread.
  • the two facing walls do not necessarily have the same draft angle value.
  • Oblique general orientation means an average direction of the wide groove forming, with the longitudinal direction of the tire, an angle typically greater than 10° and less than 80°.
  • the groove has a zigzag shape, consisting of alternating longitudinal portions and oblique portions oscillating around an oblique mean straight line, the oblique portions forming, with the longitudinal direction, an angle at least equal to 10°.
  • the longitudinal portions, having longitudinal ridges, are effective with respect to transverse grip.
  • the oblique portions have edges having an effective longitudinal component with respect to transverse grip, and an effective transverse component with respect to longitudinal grip.
  • a network of such wide oblique grooves is as effective as a network of longitudinal and transverse grooves, with respect to adhesion, with a lower volume of cutouts, therefore a higher volume of material to be worn. It is therefore a particularly interesting system of cut-outs to guarantee good grip of a tread with a low volumetric indentation rate.
  • each wall delimiting each zigzag groove is advantageous from the point of view of the assembly of the cooking mold elements, intended for the production of the sculpture, because these can be easily connected to each other at the levels of said portions. longitudinal with great precision.
  • the draft angle of each wall delimiting each zigzag groove is at most equal to 25°, because, beyond this angle value, the groove volume becomes too small to guarantee a efficient storage and evacuation of any water present in contact with the ground.
  • each oblique portion of each zigzag groove forms, with the longitudinal direction of the tire, an angle at least equal to 30° and at most equal to 45°, preferably at most equal to 40°.
  • the transverse component of the oblique portion edges is of limited size and therefore less effective with respect to longitudinal grip. Beyond 45°, the oblique portion has an inclination that does not allow it to emerge at the entry and exit of the contact area, and therefore to channel any water present on the ground, resulting in poorer performance. grip on wet ground.
  • each longitudinal portion of each zigzag groove has a longitudinal length, measured on the running surface, in the longitudinal direction of the tire, at least equal to 0.5 * 7r * /120 and at most equal to 2 * n * D/120.
  • any first zigzag groove are offset longitudinally with respect to the longitudinal portions of any second zigzag groove, such that any two longitudinal portions respectively of said first zigzag groove and of said second zigzag groove do not simultaneously come into contact with the ground when rolling the tire.
  • any transverse straight line passing through a first end of a longitudinal portion of a given first zigzag groove does not pass by no other first end of a longitudinal portion of a second zigzag groove. This implies that the respective longitudinal portions of two zigzag grooves do not come into contact simultaneously. This results in a reduction of the rolling noise generated by the circulation of air in said zigzag grooves.
  • no zigzag groove opens at a transverse end of the running surface.
  • the most transversely outer longitudinal portions of the zigzag grooves are positioned, with respect to a median circumferential plane of the tire, at a distance at most equal to 40% of the transverse width of the tread.
  • each continuous rib at the edge of the tread therefore has a sufficient width to resist tearing, resulting, for example, from impacts of the tire against the pavements, which are frequent in urban use.
  • At least one of the zigzag grooves is extended radially inwards, from its cutout bottom, by an incision.
  • Such a zigzag groove, extended radially inwards by an incision, is said to be stepped.
  • an incision is a thinner cutout a groove and the walls of which are intended to come into contact at least partially with each other, when rolling.
  • the incision therefore appears on the running surface after a certain level of wear of the tread.
  • a stepped groove due to the presence of an incision extending it into the thickness of the tread, allows greater mobility of the elements of material in relief that it delimits, and therefore contributes to easier flattening of the unwinding belt, which limits slippage in the contact and therefore slows down wear. Easier flattening of the tread is also favorable to a reduction in rolling resistance.
  • a stepped groove guarantees the presence of two facing edges during wear - first that of the radially outer groove, then those of the radially inner incision -, hence a durability of grip over the life of the tyre.
  • This incision because of its thinness, has little impact on the volume of cutouts, and therefore the volume notching rate: consequently, it has no significant impact on the wear life.
  • the tread comprises at least one incision opening onto the running surface and parallel to the at least two zigzag grooves.
  • said at least one incision is extended radially inwards by a groove.
  • Such a zigzag incision, extended radially inwards by a groove, is said to be stepped.
  • a groove is a cutout of greater thickness than an incision and whose walls are intended not to come into contact with each other when driving.
  • the groove therefore appears on the running surface after a certain level of wear of the tread.
  • a stepped incision, due to the presence of a groove extending it in the thickness of the tread, makes it possible to increase the volume of cutouts on the surface, after a certain level of wear, allowing to find a capacity of storage and evacuation of water. It thus makes it possible to compensate for the loss of storage capacity of a stepped groove which becomes an incision during wear.
  • such a groove radially interior to an incision emerging at the surface has walls having a minimum clearance angle of 10° and a minimum width at the bottom of the groove of 2 mm.
  • the tread having a volume indentation rate, defined as the ratio between the volume of cutouts and the total volume of the tread assumed to be without cutouts, corresponding to the geometric volume delimited by the tread surface and a surface tangent to the deepest cutout and parallel to the tread surface, the volume indentation rate is at most equal to 10%, to satisfy the targeted lifetime performance.
  • the tire according to one of the preceding embodiments of the invention comprising a crown reinforcement comprising at least two working layers consisting of reinforcements coated in a rubber mixture and crossed from one working layer to the next. , the reinforcements of each of the at least two working layers form, with the longitudinal direction of the tire, an angle at least equal to 15° and at most equal to 35°.
  • the crown reinforcement comprises at least one hooping layer consisting of reinforcements coated in a rubber compound, parallel to the longitudinal direction of the tire, and radially interposed between two layers of work.
  • - Figure 2 Sectional view of a tread of a tire for an urban bus according to the invention, according to a section plane CC' perpendicular to the axis of rotation of the tire,
  • Figure 1 is a top view of a tread 2 of a tire 1 for a city bus according to the invention.
  • the tread 2 intended to come into contact with the ground via a tread surface 3, has a transverse width W, measured between two transverse ends 21 of the tread surface 3, in a transverse direction YY 'Parallel to an axis of revolution of the tire.
  • the tread 2 comprises cutouts 4 delimiting elements in relief 5. Any cutout 4 is delimited by two walls intersecting the rolling surface 3 along two edges 7, and has a thickness E, measured on the rolling surface 3 between the two edges 7, perpendicular to the two edges 7.
  • the tread 2 comprises at least two wide cutouts, called grooves, zigzag 41 and parallel to each other.
  • Each zigzag groove 41 oscillating around a straight line T'T', consists of alternating longitudinal portions 411, having a circumferential length L, parallel to a longitudinal direction XX' of the tire, and oblique portions 412, forming each, with the longitudinal direction XX', the same angle A at least equal to 15°.
  • no zigzag groove 41 opens at the level of a transverse end 21 of the running surface 3.
  • the tread comprises an incision 43 opening on the running surface 3, interposed between two consecutive zigzag grooves 41, and parallel to said zigzag grooves 41. 'cutting all the zigzag cutouts (41, 42) of the tread, as shown in Figure 1.
  • the tire comprises a crown reinforcement 9 comprising at least ns two working layers (91, 92) consisting of reinforcements coated in a rubber mixture and crossed from one working layer to the next.
  • the crown reinforcement 9 also comprises a hooping layer 93 consisting of reinforcements coated in a rubber compound, parallel to the longitudinal direction of the tire, and radially interposed between the two working layers (91, 92).
  • Figure 3 is a sectional view of a zigzag groove 41, perpendicular to said zigzag groove 41 and extended radially inwards by an incision 43.
  • the zigzag groove 41 is delimited by two walls 6 cutting the rolling surface 3 along two edges 7. It has a thickness E, measured on the rolling surface 3 between the two edges 7, perpendicular to the two edges 7, and a depth P, measured between the rolling surface 3 and a bottom of cut-out 8, perpendicular to running surface 3.
  • Each wall 6 forms, in any plane perpendicular to said wall 6 and with line NN', passing through edge 7, the intersection of said wall 6 with running surface 3 , and perpendicular to the running surface 3, a draft angle (DI, D2).
  • the depth P of each zigzag groove 41 is at least equal to 7 mm and the draft angle (DI, D2) of each wall 6 delimiting each zigzag groove 41 is at least equal to 10°.
  • FIG. 4 is a sectional view of a zigzag incision 42, perpendicular to said zigzag incision 42 and extended radially inwards by a groove 44.
  • FIG. 5 is a diagram of the respective orientations of the zigzag grooves 41 and of the reinforcements of the respectively working (91, 92) and hooping (93) layers of the crown reinforcement 9 of a tire according to the invention, as represented in FIG. 2.
  • the reinforcements (910, 920) of each of the two working layers (91, 92) form, with the longitudinal direction (XX') of the tire, an angle (B1, B2) at least equal to 15° and at most equal to 35°, the reinforcements 930 of the hooping layer 93 being, by definition, parallel to the longitudinal direction XX'.
  • the invention has been more particularly studied for a tire of size 275/70R22.5 X Incity Michelin, intended to equip an urban bus.
  • the recommended inflation pressure is equal to 9 bars
  • the recommended static load is equal to 3550 kg
  • the maximum recommended speed is equal to 100 km/h.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

La présente invention a pour objet un pneumatique (1) pour un véhicule lourd à usage urbain et vise à améliorer son adhérence. Selon l'invention, la bande de roulement (2) comprend au moins deux découpures larges, appelées rainures, en zigzag (41) et parallèles entre elles, chaque rainure en zigzag (41) est constituée par une alternance de portions longitudinales (411), parallèles à une direction longitudinale (XX') du pneumatique, et de portions obliques (412), formant chacune, avec la direction longitudinale (XX'), un même angle A au moins égal à 15°, la profondeur de chaque rainure en zigzag (41) est au moins égale à 7 mm et l'angle de dépouille de chaque paroi délimitant chaque rainure en zigzag (41) est au moins égal à 10°.

Description

Pneumatique pour bus urbain comprenant une bande de roulement à adhérence améliorée
[0001] La présente invention a pour objet un pneumatique pour un véhicule lourd à usage urbain, tel qu’un bus urbain, et concerne plus particulièrement sa bande de roulement.
[0002] Une bande de roulement, constituée par au moins un matériau à base de caoutchouc, est la partie usante et adhérente du pneumatique, positionnée à sa périphérie et destinée à être usée lors de son entrée en contact avec un sol par l’intermédiaire d’une surface de roulement et à garantir l’adhérence du pneumatique dans son contact avec le sol pouvant être sec ou mouillé.
[0003] Pour assurer sa fonction d’adhérence, la bande de roulement comprend généralement une sculpture qui est une combinaison de découpures, ou creux, et d’éléments en relief, de type blocs ou de type nervures. La proportion de découpures d’une bande de roulement est, de façon usuelle, quantifiée par un taux d’entaillement volumique, défini comme le ratio entre le volume de découpures et le volume total de la bande de roulement supposée sans découpures, correspondant au volume géométrique délimité par la surface de roulement et une surface tangente à la découpure la plus profonde et parallèle à la surface de roulement. Dans le cas d’un pneumatique pour bus urbain, le taux d’entaillement volumique de la bande de roulement peut atteindre une faible valeur, typiquement inférieure à 10%. Un tel niveau d’entaillement volumique est possible car, compte tenu de la faible vitesse d’un bus urbain, l’évacuation de l’eau, éventuellement présente sur le sol, par les découpures de la bande de roulement ne nécessite pas un volume de découpures élevé.
[0004] Les découpures peuvent être de deux types : les rainures et les incisions. Les rainures sont des découpures larges, permettant essentiellement le stockage et l’évacuation de l’eau éventuellement présente sur le sol. Une découpure est dite large lorsqu’elle a une épaisseur telle que les parois de matière en vis-à-vis la délimitant n’entrent pas en contact l’une avec l’autre, lors du passage de la bande de roulement dans la surface de contact, le pneumatique étant soumis à des conditions de gonflage et de charge recommandées telles que définies, par exemple, par les normes européennes de la « European Tyre and Rim Technical Organization » (Organisation technique européenne du pneu et de la roue) ou « E.T.R.T.O » dans son « Standards Manual 2020 - Commercial Vehicle Tyres » (Manuel de normes 2020 - Pneus pour véhicules commerciaux). Les incisions sont des découpures étroites dont les intersections avec la surface de roulement ou arêtes contribuent à l’adhérence sur un sol mouillé, grâce à un effet d’arête dans le contact au sol qui permet de casser le film d’eau présent sur le sol. Une découpure est dite étroite lorsqu’elle a une épaisseur telle que les parois de matière en vis-à-vis la délimitant entrent en contact au moins partiellement Tune avec l’autre, lors du passage de la bande de roulement dans la surface de contact, dans les conditions de charge et de pression du pneumatique spécifiées, par exemple, par les normes « E.T.R.T.O », comme vu précédemment.
[0005] En outre, les découpures peuvent avoir des directions différentes et sont usuellement classées en découpures longitudinales, transversales ou obliques. Une découpure est dite longitudinale, si sa ligne moyenne forme, avec la direction longitudinale du pneumatique, tangente à la surface de roulement selon la direction de rotation du pneumatique, un angle moyen au plus égal à 10°. Une découpure est dite transversale, si sa ligne moyenne forme, avec la direction transversale du pneumatique, parallèle à l’axe de rotation du pneumatique, un angle moyen au plus égal à 10°. Une découpure est dite oblique si elle n’est ni longitudinale, ni transversale, c’est-à-dire si elle forme, avec la direction longitudinale, un angle moyen supérieur à 10° et inférieur à 80°. Par définition, la ligne moyenne d’une découpure est l’intersection de la surface de roulement avec une surface moyenne de la découpure, perpendiculaire à la surface de roulement et équidistante des parois de matière délimitant la découpure : c’est donc la trace de la surface moyenne de la découpure sur la surface de roulement du pneumatique.
[0006] La sécurité est une préoccupation constante des constructeurs et des exploitants de véhicules urbains. Par conséquent l’adhérence sur sol sec et sur sol mouillé est une performance fondamentale recherchée par les fabricants de pneumatiques.
[0007] Aussi les inventeurs se sont donnés pour objectif, pour un pneumatique pour un véhicule lourd à usage urbain, tel qu’un bus urbain, comprenant une bande de roulement ayant en particulier un faible taux d’entaillement volumique, d’améliorer encore l’adhérence du pneumatique sur sol sec et sur sol mouillé, afin de garantir le niveau de sécurité requis. [0008] Cet objectif a été atteint par un pneumatique pour un véhicule lourd à usage urbain comprenant une bande de roulement destinée à entrer en contact avec un sol par l’intermédiaire d’une surface de roulement,
-la bande de roulement ayant une largeur transversale, mesurée entre deux extrémités transversales de la surface de roulement, selon une direction transversale parallèle à un axe de révolution du pneumatique, et comprenant des découpures délimitant des éléments en relief,
-toute découpure étant délimitée par deux parois coupant la surface de roulement selon deux arêtes,
-toute découpure ayant une épaisseur, mesurée sur la surface de roulement entre les deux arêtes, perpendiculairement aux deux arêtes, et une profondeur, mesurée entre la surface de roulement et un fond de découpure, perpendiculairement à la surface de roulement, -chaque paroi formant, dans tout plan perpendiculaire à ladite paroi et avec la droite, passant par l’arête, intersection de ladite paroi avec la surface de roulement, et perpendiculaire à la surface de roulement, un angle de dépouille,
-la bande de roulement comprenant au moins deux découpures larges, appelées rainures, en zigzag et parallèles entre elles,
-chaque rainure en zigzag étant constituée par une alternance de portions longitudinales, parallèles à une direction longitudinale du pneumatique, et de portions obliques, formant chacune, avec la direction longitudinale, un même angle au moins égal à 15°, -la profondeur de chaque rainure en zigzag étant au moins égale à 7 mm
-et l’angle de dépouille de chaque paroi délimitant chaque rainure en zigzag étant au moins égal à 10°.
[0009] Le principe essentiel de l’invention est de pourvoir une bande de roulement d’un système de découpures dont au moins d’eux d’entre elles sont larges et ont une orientation générale oblique avec une bonne efficacité vis-à-vis de l’adhérence transversale et de l’adhérence longitudinale.
[0010] Par découpure large, on entend une découpure dont les parois de matière la délimitant sont suffisamment distantes l’une de l’autre pour ne pas entrer en contact l’une avec l’autre en roulage, lors du passage de la découpure dans le contact avec le sol : une telle découpure large est usuellement qualifiée de rainure. En outre cette rainure doit être suffisamment profonde, avec une profondeur minimale égale à 7 mm, pour garantir un volume de stockage et d’évacuation de l’eau potentiellement présente sur le sol en cas de pluie, et donc une adhérence sur sol mouillé suffisante. Enfin les parois délimitant une telle rainure doivent être suffisamment inclinées, avec un angle dit de dépouille au moins égal à 10°, cet angle de dépouille étant mesuré dans un plan perpendiculaire à l’axe de révolution du pneumatique et avec la droite, passant par l’arête correspondante et perpendiculaire à la surface de roulement. Un angle de dépouille suffisamment élevé permet d’obtenir une rigidité des éléments en relief, délimitant la découpure, permettant de garantir une résistance à l’usure de la bande de roulement satisfaisante. Il est à noter que les deux parois en vis-à-vis n’ont pas nécessairement la même valeur d’angle de dépouille.
[0011] Par orientation générale oblique, on entend une direction moyenne de la rainure large formant, avec la direction longitudinale du pneumatique, un angle typiquement supérieur à 10° et inférieur à 80°. Dans le cadre de l’invention, la rainure a une forme en zigzag, constituée d’une alternance de portions longitudinales et de portions obliques oscillant autour d’une droite moyenne oblique, les portions obliques formant, avec la direction longitudinale, un angle au moins égal à 10°. Les portions longitudinales, ayant des arêtes longitudinales, sont efficaces vis-à-vis de l’adhérence transversale. Les portions obliques ont des arêtes ayant une composante longitudinale efficace vis-à-vis de l’adhérence transversale, et une composante transversale efficace vis-à-vis de l’adhérence longitudinale. Ainsi une telle rainure large oblique est efficace vis-à-vis des adhérences respectivement transversale et longitudinale. Par conséquent, un réseau de telles rainures larges obliques est aussi efficace qu’un réseau de rainures longitudinales et transversales, vis-à-vis de l’adhérence, avec un volume de découpures inférieur, donc un volume de matière à user supérieur. C’est donc un système de découpures particulièrement intéressant pour garantir une bonne adhérence d’une bande de roulement à faible taux d’entaillement volumique.
[0012] En outre, la présence de portions longitudinales est intéressante du point de vue de l’assemblage des éléments de moule de cuisson, destinés à la réalisation de la sculpture, car ceux-ci peuvent être facilement connectés entre eux aux niveaux desdites portions longitudinales avec une grande précision. [0013] Il est avantageux que l’angle de dépouille de chaque paroi délimitant chaque rainure en zigzag soit au plus égal à 25°, car, au-delà de cette valeur d’angle, le volume de rainure devient trop petit pour garantir un stockage et une évacuation efficaces de l’eau éventuellement présente dans le contact avec le sol.
[0014] Avantageusement chaque portion oblique de chaque rainure en zigzag forme, avec la direction longitudinale du pneumatique, un angle au moins égal à 30° et au plus égal à 45°, de préférence au plus égal à 40°.
[0015] En dessous de 30°, la composante transversale des arêtes de portion oblique est de taille limitée et donc moins efficace vis-à-vis de l’adhérence longitudinale. Au-delà de 45°, la portion oblique a une inclinaison ne lui permettant pas de déboucher en entrée et en sortie d’aire de contact, et donc de canaliser l’eau éventuellement présente sur le sol, d’où une moins bonne performance en adhérence sur sol mouillé.
[0016] Encore avantageusement, le pneumatique ayant un diamètre extérieur D et une circonférence extérieure n * D, chaque portion longitudinale de chaque rainure en zigzag a une longueur longitudinale, mesurée sur la surface de roulement, selon la direction longitudinale du pneumatique, au moins égale à 0.5 * 7r * /120 et au plus égale à 2 * n * D/120.
[0017] Cet intervalle de valeurs permet un compromis intéressant entre la résistance au roulement, d’autant plus faible que la longueur longitudinale de chaque portion longitudinale est grande, et la motricité sur neige, d’autant meilleure que la longueur longitudinale de chaque portion longitudinale est petite. A titre d’exemple, pour un pneumatique à usage urbain, une longueur longitudinale égale à 25 mm est un choix intéressant. En revanche, pour un pneumatique destiné à rouler sur la neige, une longueur longitudinale réduite à 12 mm est un choix plus adapté. A contrario, pour un pneumatique à usage grand routier, pour lequel on cherche à optimiser la résistance au roulement, une longueur longitudinale augmentée à 50 mm est plus efficace.
[0018] Egalement avantageusement les portions longitudinales de toute première rainure en zigzag sont décalées longitudinalement par rapport aux portions longitudinales de toute deuxième rainure en zigzag, de telle sorte que deux portions longitudinales quelconques respectivement de ladite première rainure en zigzag et de ladite deuxième rainure en zigzag n’entrent pas simultanément dans le contact avec le sol, lors du roulage du pneumatique.
[0019] En désignant par première extrémité d’une portion longitudinale, l’extrémité destinée à entrer en premier dans le contact avec un sol, toute droite transversale passant par une première extrémité de portion longitudinale d’une première rainure en zigzag donnée ne passe par aucune autre première extrémité de portion longitudinale d’une deuxième rainure en zigzag. Ceci implique que les portions longitudinales respectives de deux rainures en zigzag n’entrent pas simultanément dans le contact. Il en résulte une réduction du bruit de roulement généré par la circulation de l’air dans lesdites rainures en zigzag.
[0020] Préférentiellement aucune rainure en zigzag ne débouche au niveau d’une extrémité transversale de la surface de roulement.
[0021] Cette absence de rainures débouchant au niveau des bords de la bande de roulement permet de rigidifïer les bords de la bande de roulement, par la présence d’une nervure continue, et donc de renforcer les bords de la bande de roulement et également de diminuer le risque d’apparition de formes d’usure irrégulière en bord de bande de roulement.
[0022] Encore préférentiellement les portions longitudinales les plus transversalement extérieures des rainures en zigzag sont positionnées, par rapport à un plan circonférentiel médian du pneumatique, à une distance au plus égale à 40% de la largeur transversale de la bande de roulement.
[0023] Dans ce mode de réalisation particulier, chaque nervure continue en bord de bande de roulement a par conséquent une largeur suffisante pour résister aux arrachements, résultant, par exemple, de chocs du pneumatique contre les trottoirs, fréquents en usage urbain.
[0024] Selon un mode de réalisation avantageux des rainures en zigzag, au moins une des rainures en zigzag est prolongée radialement vers l’intérieur, à partir de son fond de découpure, par une incision.
[0025] Une telle rainure en zigzag, prolongée radialement vers l’intérieur par une incision, est dite étagée. Pour rappel une incision est une découpure de plus faible épaisseur qu’une rainure et dont les parois sont destinées à entrer au moins en partie en contact l’une avec l’autre, en roulage. Dans une telle rainure étagée, l’incision apparait donc sur la surface de roulement après un certain niveau d’usure de la bande roulement. Une rainure étagée, du fait de la présence d’une incision la prolongeant dans l’épaisseur de la bande de roulement, permet une plus grande mobilité des éléments de matière en relief qu’elle délimite, et donc contribue à une mise à plat facilitée de la bande déroulement, ce qui limite les glissements dans le contact et donc ralentit l’usure. Une mise à plat facilitée de la bande de roulement est également favorable à une diminution de la résistance au roulement. En outre, une rainure étagée garantit la présence de deux arêtes en vis-à-vis, au cours de l’usure -d’abord celle de la rainure radialement extérieure, puis celles de l’incision radialement intérieure-, d’où une pérennité de l’adhérence au cours de la vie du pneumatique. Cette incision, du fait de sa faible épaisseur, impacte peu le volume de découpures, et donc le taux d’entaillement volumique : par conséquent, elle n’a pas d’impact significatif sur la durée de vie en usure.
[0026] Selon un mode de réalisation avantageux de la sculpture, la bande de roulement comprend au moins une incision débouchant sur la surface de roulement et parallèle aux au moins deux rainures en zigzag.
[0027] La présence d’au moins une incision en zigzag, parallèle aux au moins deux rainures en zigzag selon l’invention, permet d’augmenter le nombre d’arêtes, ce qui est favorable à l’adhérence, sans augmenter le taux d’entaillement volumique, ce qui est favorable à la durée de vie en usure.
[0028] Selon un mode de réalisation avantageux de ladite au moins une incision en zigzag, ladite au moins une incision est prolongée radialement vers l’intérieur par une rainure.
[0029] Une telle incision en zigzag, prolongée radialement vers l’intérieur par une rainure, est dite étagée. Pour rappel une rainure est une découpure de plus grande épaisseur qu’une incision et dont les parois sont destinées à ne pas entrer en contact l’une avec l’autre, en roulage. Dans une telle incision étagée, la rainure apparait donc sur la surface de roulement après un certain niveau d’usure de la bande roulement. Une incision étagée, du fait de la présence d’une rainure la prolongeant dans l’épaisseur de la bande de roulement, permet d’augmenter le volume de découpures en surface, après un certain niveau d’usure, permettant de retrouver une capacité de stockage et d’évacuation de l’eau. Elle permet ainsi de compenser la perte de capacité de stockage d’une rainure étagée qui se transforme en incision au cours de l’usure. A titre d’exemple, une telle rainure radialement intérieure à une incision débouchant en surface a des parois ayant un angle de dépouille minimal de 10° et une largeur minimale en fond de rainure de 2 mm.
[0030] Pour un pneumatique à usage urbain, la bande de roulement ayant un taux d’entaillement volumique, défini comme le ratio entre le volume de découpures et le volume total de la bande de roulement supposée sans découpures, correspondant au volume géométrique délimité par la surface de roulement et une surface tangente à la découpure la plus profonde et parallèle à la surface de roulement, le taux d’entaillement volumique est au plus égal à 10%, pour satisfaire la performance en durée de vie visée.
[0031] Le pneumatique selon l’un des modes de réalisation précédents de l’invention comprenant une armature de sommet comprenant au moins deux couches de travail constituées par des renforts enrobés dans un mélange caoutchoutique et croisés d’une couche de travail à la suivante, les renforts de chacune des au moins deux couches de travail forment, avec la direction longitudinale du pneumatique, un angle au moins égal à 15° et au plus égal à 35°.
[0032] Il est connu que la combinaison des angles des renforts respectifs des couches de travail, par un effet de triangulation, génère, dans le sommet du pneumatique, des efforts transversaux dits de ply-steer. L’inclinaison des rainures en zigzag selon l’invention crée une orthotropic de la rigidité de la bande de roulement qui contrebalance ledit effet de ply- steer, et participe à un meilleur équilibre des efforts transversaux s’exerçant sur le pneumatique.
[0033] Selon un mode de réalisation particulier de l’armature de sommet, l’armature de sommet comprend au moins une couche de frettage constituée par des renforts enrobés dans un mélange caoutchoutique, parallèles à la direction longitudinale du pneumatique, et radialement intercalée entre deux couches de travail.
[0034] La présence d’une couche de frettage, caractérisée par des renforts longitudinaux, entre les deux couches de travail augmente la distance radiale entre les deux couches de travail et contribue à l’augmentation de l’effort de plysteer. Une sculpture selon l’invention devient alors particulièrement intéressante pour équilibrer ledit effort de plysteer.
[0035] Les caractéristiques de l’invention seront mieux comprises à l’aide des figures 1 à 5, non représentées à l’échelle :
-Figure 1 : Vue de dessus d’une bande de roulement d’un pneumatique pour bus urbain selon l’invention,
-Figure 2 : Vue en coupe d’une bande de roulement d’un pneumatique pour bus urbain selon l’invention, selon un plan de coupe CC’ perpendiculaire à l’axe de rotation du pneumatique,
-Figure 3 : Vue en coupe d’une rainure en zigzag, perpendiculaire à ladite rainure en zigzag et prolongée radialement vers l’intérieur par une incision,
-Figure 4 : Vue en coupe d’une incision en zigzag, perpendiculaire à ladite incision en zigzag et prolongée radialement vers l’intérieur par une rainure,
-Figure 5 : Schéma des orientations respectives des rainures en zigzag et des renforts des couches des couches respectivement de travail et de frettage de l’armature de sommet d’un pneumatique selon l’invention.
[0036] La figure 1 est une vue de dessus d’une bande de roulement 2 d’un pneumatique 1 pour bus urbain selon l’invention. La bande de roulement 2, destinée à entrer en contact avec un sol par l’intermédiaire d’une surface de roulement 3, a une largeur transversale W, mesurée entre deux extrémités transversales 21 de la surface de roulement 3, selon une direction transversale YY’ parallèle à un axe de révolution du pneumatique. La bande de roulement 2 comprend des découpures 4 délimitant des éléments en relief 5. Toute découpure 4 est délimitée par deux parois coupant la surface de roulement 3 selon deux arêtes 7, et a une épaisseur E, mesurée sur la surface de roulement 3 entre les deux arêtes 7, perpendiculairement aux deux arêtes 7. Selon l’invention, la bande de roulement 2 comprend au moins deux découpures larges, appelées rainures, en zigzag 41 et parallèles entre elles. Chaque rainure en zigzag 41, oscillante autour d’une droite T’T’, est constituée par une alternance de portions longitudinales 411, ayant une longueur circonférentielle L, parallèles à une direction longitudinale XX’ du pneumatique, et de portions obliques 412, formant chacune, avec la direction longitudinale XX’, un même angle A au moins égal à 15°. Dans le mode de réalisation représenté, aucune rainure en zigzag 41 ne débouche au niveau d’une extrémité transversale 21 de la surface de roulement 3. En outre la bande de roulement comprend une incision 43 débouchant sur la surface de roulement 3, intercalée entre deux rainures en zigzag 41 consécutives, et parallèles auxdites rainures en zigzag 41. [0037] La figure 2 est une vue en coupe d’une bande de roulement 2 d’un pneumatique pour bus urbain selon l’invention, selon un plan de coupe CC’ coupant toutes les découpures en zigzag (41 , 42) de la bande de roulement, tel que représenté sur la figure 1. Dans le mode de réalisation représenté, 3 découpures larges ou rainures 41 alternent avec 3 découpures étroites ou incisions 42. Chaque rainure en zigzag 41 est prolongée radialement vers l’intérieur par une incision 43. Chaque incision en zigzag 42 est prolongée radialement vers l’intérieur par une rainure 44. En outre le pneumatique comprend une armature de sommet 9 comprenant au moins deux couches de travail (91, 92) constituées par des renforts enrobés dans un mélange caoutchoutique et croisés d’une couche de travail à la suivante. L’armature de sommet 9 comprend également une couche de frettage 93 constituée par des renforts enrobés dans un mélange caoutchoutique, parallèles à la direction longitudinale du pneumatique, et radialement intercalée entre les deux couches de travail (91, 92).
[0038] La figure 3 est une vue en coupe d’une rainure en zigzag 41, perpendiculaire à ladite rainure en zigzag 41 et prolongée radialement vers l’intérieur par une incision 43. La rainure en zigzag 41 est délimitée par deux parois 6 coupant la surface de roulement 3 selon deux arêtes 7. Elle a une épaisseur E, mesurée sur la surface de roulement 3 entre les deux arêtes 7, perpendiculairement aux deux arêtes 7, et une profondeur P, mesurée entre la surface de roulement 3 et un fond de découpure 8, perpendiculairement à la surface de roulement 3. Chaque paroi 6 forme, dans tout plan perpendiculaire à ladite paroi 6 et avec la droite NN’, passant par l’arête 7, intersection de ladite paroi 6 avec la surface de roulement 3, et perpendiculaire à la surface de roulement 3, un angle de dépouille (DI, D2). Selon l’invention, la profondeur P de chaque rainure en zigzag 41 est au moins égale à 7 mm et l’angle de dépouille (DI, D2) de chaque paroi 6 délimitant chaque rainure en zigzag 41 est au moins égal à 10°.
[0039] La figure 4 est une vue en coupe d’une incision en zigzag 42, perpendiculaire à ladite incision en zigzag 42 et prolongée radialement vers l’intérieur par une rainure 44. [0040] La figure 5 est un schéma des orientations respectives des rainures en zigzag 41 et des renforts des couches respectivement de travail (91, 92) et de frettage (93) de l’armature de sommet 9 d’un pneumatique selon l’invention, telles que représentées sur la figure 2. Selon un mode de réalisation avantageux les renforts (910, 920) de chacune des deux couches de travail (91, 92) forment, avec la direction longitudinale (XX’) du pneumatique, un angle (Bl, B2) au moins égal à 15° et au plus égal à 35°, les renforts 930 de la couche de frettage 93 étant, par définition, parallèles à la direction longitudinale XX’.
[0041] L’invention a été plus particulièrement étudiée pour un pneumatique de dimension 275/70R22.5 X Incity Michelin, destiné à équiper un bus urbain. Pour un tel pneumatique, la pression de gonflage recommandée est égale à 9 bars, la charge statique recommandée est égale à 3550 kg et la vitesse maximale recommandée est égale à 100 km/h.
[0042] Le tableau 1 ci-dessous présente les caractéristiques de la bande de roulement testée : [Tableau 1]
[0043] Les simulations numériques par éléments finis et les tests réalisés sur un pneumatique selon l’invention, tel que caractérisé dans le tableau 1 précédent, ont montré, par rapport à un pneumatique de référence 275/70R22.5, une augmentation de la capacité en adhérence, tant en motricité qu’en freinage de +40%, avec une réduction de la résistance au roulement de 5% pour un même niveau de durée en vie en usure.

Claims

Revendications Pneumatique (1) pour un véhicule lourd à usage urbain comprenant une bande de roulement (2) destinée à entrer en contact avec un sol par l’intermédiaire d’une surface de roulement (3),
-la bande de roulement (2) ayant une largeur transversale (W), mesurée entre deux extrémités transversales (21) de la surface de roulement (3), selon une direction transversale (YY’) parallèle à un axe de révolution du pneumatique, et comprenant des découpures (4) délimitant des éléments en relief (5),
-toute découpure (4) étant délimitée par deux parois (6) coupant la surface de roulement (3) selon deux arêtes (7),
-toute découpure (4) ayant une épaisseur (E), mesurée sur la surface de roulement (3) entre les deux arêtes (7), perpendiculairement aux deux arêtes (7), et une profondeur (P), mesurée entre la surface de roulement (3) et un fond de découpure (8), perpendiculairement à la surface de roulement (3),
-chaque paroi (6) formant, dans tout plan perpendiculaire à ladite paroi (6) et avec la droite (NN’), passant par l’arête (7), intersection de ladite paroi (6) avec la surface de roulement (3), et perpendiculaire à la surface de roulement (3), un angle de dépouille (D1, D2), caractérisé en ce que la bande de roulement (2) comprend au moins deux découpures larges, appelées rainures, en zigzag (41) et parallèles entre elles, en ce que chaque rainure en zigzag (41) est constituée par une alternance de portions longitudinales (411), parallèles à une direction longitudinale (XX’) du pneumatique, et de portions obliques (412), formant chacune, avec la direction longitudinale (XX’), un même angle (A) au moins égal à 15°, en ce que la profondeur (P) de chaque rainure en zigzag (41) est au moins égale à 7 mm et en ce que l’angle de dépouille (DI, D2) de chaque paroi (6) délimitant chaque rainure en zigzag (41) est au moins égal à 10°. Pneumatique (1) selon la revendication 1 dans lequel chaque portion oblique (412) de chaque rainure en zigzag (41) forme, avec la direction longitudinale (XX’) du pneumatique, un angle (A) au moins égal à 30° et au plus égal à 45°, de préférence au plus égal à 40°. Pneumatique (1) selon l’une des revendications 1 ou 2, le pneumatique ayant un diamètre extérieur D et une circonférence extérieure n * D, dans lequel chaque portion longitudinale (411) de chaque rainure en zigzag (41) a une longueur longitudinale (L), mesurée sur la surface de roulement (3), selon la direction longitudinale (XX’) du pneumatique, au moins égale à 0.5 * n * D/120 et au plus égale à 2 * n * D/120. Pneumatique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel les portions longitudinales (411) de toute première rainure en zigzag (41) sont décalées longitudinalement par rapport aux portions longitudinales (411) de toute deuxième rainure en zigzag (41), de telle sorte que deux portions longitudinales (411) quelconques respectivement de ladite première rainure en zigzag (41) et de ladite deuxième rainure en zigzag (41) n’entrent pas simultanément dans le contact avec le sol, lors du roulage du pneumatique. Pneumatique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel aucune rainure en zigzag (41) ne débouche au niveau d’une extrémité transversale (21) de la surface de roulement (3). Pneumatique (1) selon la revendication 5, dans lequel les portions longitudinales (411) les plus transversalement extérieures des rainures en zigzag (41) sont positionnées, par rapport à un plan circonférentiel médian (XZ) du pneumatique, à une distance (De) au plus égale à 40% de la largeur transversale (W) de la bande de roulement (2). Pneumatique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel au moins une des rainures en zigzag (41) est prolongée radialement vers l’intérieur, à partir de son fond de découpure (8), par une incision (42). Pneumatique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 dans lequel la bande de roulement comprend au moins une incision (43) débouchant sur la surface de roulement (3) et parallèle aux au moins deux rainures en zigzag (41). - 15 - Pneumatique (1) selon la revendication 8 dans lequel ladite au moins une incision (43) est prolongée radialement vers l’intérieur par une rainure (44). Pneumatique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, la bande de roulement
(2) ayant un taux d’entaillement volumique, défini comme le ratio entre le volume de découpures (4) et le volume total de la bande de roulement (2) supposée sans découpures, correspondant au volume géométrique délimité par la surface de roulement
(3) et une surface tangente à la découpure (4) la plus profonde et parallèle à la surface de roulement (3), dans lequel le taux d’entaillement volumique est au plus égal à 10%. Pneumatique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, comprenant une armature de sommet (9) comprenant au moins deux couches de travail (91, 92) constituées par des renforts (910, 920) enrobés dans un mélange caoutchoutique et croisés d’une couche de travail à la suivante, dans lequel les renforts (910, 920) de chacune des au moins deux couches de travail (91, 92) forment, avec la direction longitudinale (XX’) du pneumatique, un angle (Bl, B2) au moins égal à 15° et au plus égal à 35°. Pneumatique (1) selon la revendication 11, dans lequel l’armature de sommet (9) comprend au moins une couche de frettage (93) constituée par des renforts (930) enrobés dans un mélange caoutchoutique, parallèles à la direction longitudinale (XX’) du pneumatique, et radialement intercalée entre deux couches de travail (91, 92).
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