EP4676752A1 - Bande de roulement de pneumatique pour véhicule lourd comprenant des protubérances anti-bruit et chasse-pierres - Google Patents

Bande de roulement de pneumatique pour véhicule lourd comprenant des protubérances anti-bruit et chasse-pierres

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Publication number
EP4676752A1
EP4676752A1 EP24709677.9A EP24709677A EP4676752A1 EP 4676752 A1 EP4676752 A1 EP 4676752A1 EP 24709677 A EP24709677 A EP 24709677A EP 4676752 A1 EP4676752 A1 EP 4676752A1
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EP
European Patent Office
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groove
longitudinal
equal
protuberance
transverse
Prior art date
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Pending
Application number
EP24709677.9A
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German (de)
English (en)
Inventor
Benjamin Quantinet
Arnaud Larregain
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Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Original Assignee
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
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Filing date
Publication date
Application filed by Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA filed Critical Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
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Pending legal-status Critical Current

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    • B60C11/042—Tread patterns in which the raised area of the pattern consists only of continuous circumferential ribs, e.g. zig-zag further characterised by the groove cross-section
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    • B60C2200/00—Tyres specially adapted for particular applications
    • B60C2200/06—Tyres specially adapted for particular applications for heavy duty vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a tire tread and a tire for a heavy vehicle, intended to carry heavy loads and to roll on stony ground or on tarred ground, and, more particularly, a tire for a civil engineering vehicle of the mobile crane type, intended to move from one site to another to lift heavy loads and this in particular for tires whose nominal rim radius is equal to 22.5 inches.
  • a tread comprises at least one rubber-based material and is intended to constitute the peripheral portion of a tire and to be worn when its rolling surface comes into contact with a ground.
  • a tread can be defined by three dimensions: a depth, in a radial direction, a width, in a transverse direction, and a length, in a longitudinal direction.
  • the transverse direction is also called the axial direction, because it is parallel to the axis of rotation of the tire
  • the longitudinal direction is also called the circumferential direction, because it is tangent to the circumference of the tire according to the rolling direction of the tire.
  • the raised elements are generally ribs or blocks.
  • a raised element is a volume of rubber material delimited by a contact face, contained in the tread surface, by a bottom surface and by side faces connecting the contact face to the bottom surface.
  • a rib is a circumferential relief element delimited by two adjacent longitudinal hollows, also called longitudinal grooves or more simply grooves, by adjacent we mean that there is no longitudinal groove between two adjacent grooves.
  • Blocks are relief elements having a circumferential length smaller than the circumferential length of the tire, most often smaller than a circumferential length of contact area measured at nominal pressure and nominal load. Blocks can be arranged so as to constitute longitudinal rows of blocks, these rows being two by two separated by longitudinal grooves.
  • a longitudinal hollow has a mean line not necessarily rectilinear having at each point a tangent forming with the longitudinal direction an angle between 0° and 45°. Furthermore, within the same longitudinal row of blocks, the blocks are most often separated in pairs by transverse hollows.
  • a transverse hollow has a mean line that is not necessarily rectilinear and has at each point a tangent forming an angle between 0° and 45° with the transverse direction. Thus the longitudinal and transverse hollows respectively form a network of cutouts separating the blocks.
  • the tread of a tire is most often characterized geometrically by a transverse width of the tread, in the transverse direction, and a radial depth, in a radial direction.
  • the transverse width of the tread is defined as the transverse width of the contact surface of the tread of the new tire with a smooth ground, such as a tarred ground, when the tire is subjected to nominal pressure and load conditions recommended, for example, by the standard of the "European Tyre and Rim Technical Organization" or ETRTO (European Tyre and Wheel Technical Organization).
  • the radial depth is defined, by convention, as the maximum radial depth measured in the hollows, corresponding to the maximum radial block height.
  • the transverse width of the tread is at least equal to 300 mm and the radial thickness is at least equal to 12 mm.
  • the usual driving conditions for a tire for a heavy vehicle such as a mobile crane are generally mixed, both off-road, on stony ground, and on-road, on tarred ground.
  • the inventors set themselves the objective of improving, for a tire in particular for heavy vehicles for mixed use on construction sites on unpaved ground and on the road, both its ability to not retain stones in its grooves, during use on construction sites, its ability to dampen the noise that it generates, during use on the road and its ability to evacuate water in the event of road driving on wet ground.
  • This objective has been achieved by a tire for a vehicle comprising a tread, intended to come into contact with a ground via a rolling surface and comprising cutouts delimiting raised elements extending from a bottom surface in a radial direction,
  • each cutout being a longitudinal groove, delimited by two facing side walls connected to each other by a groove bottom, and extending over the entire circumferential length L of the tread in a longitudinal direction (XX’), - each longitudinal groove having a depth H, measured between the tread surface and the groove bottom in a radial direction (ZZ’), and an average width W, measured between the two side walls in the tread surface in a transverse direction (YY’),
  • each protuberance extending transversely from a recess in a wall of the longitudinal groove towards the opposite wall of said groove, the recess having a longitudinal length LA in a longitudinal direction (XX’) and a transverse width TA, in the transverse direction (YY’) towards the inside of the longitudinal groove,
  • each protuberance having a free end positioned at a transverse distance dl from the opposite side wall of the groove, at least equal to 0.4 times the average width W of the longitudinal groove
  • each protuberance extending radially outwards from the bottom of the groove over a height H’, at its free end, at least equal to 0.7 times the depth H of the longitudinal groove
  • each protuberance having at its free end a longitudinal thickness L1 at least equal to 1 mm
  • each protuberance being positioned opposite a portion of side wall without protuberance.
  • the tread according to the invention essentially comprises, in at least one longitudinal groove, a longitudinal distribution of protuberances, each protuberance extending from a recess capable of containing water in order to compensate the presence of the protuberance on the water storage in the groove.
  • This protuberance has the function of a noise barrier.
  • a noise barrier contributes to the damping of airborne sound waves propagating in the longitudinal groove, when the tire is rolling on tarmac.
  • this protuberance must have a height H' at least equal to 0.7 times the depth H of the longitudinal groove in which it is positioned.
  • the free end of these protuberances does not have a particular rigidity function, however it is necessary that it resists rolling on stony ground, therefore the free end of the protuberances must have a longitudinal thickness L1 at least equal to 1 mm.
  • the objective of the invention being to have an operation of these protuberances preserving the grip performance on wet ground, it is appropriate that they do not disturb the flow of water in the groove.
  • the protuberance must not extend into the groove by more than 60% of the average width W of the groove. The average width W will be measured on the new tire free at the level of the rolling surface and outside the portions provided with protuberances and their recesses.
  • each protuberance is positioned opposite a portion of the side wall without protuberance.
  • This portion without protuberance is of a longitudinal length at least equal to the longitudinal length LA of the recess from which the protuberance extends. Its limits correspond to the orthogonal projections on the walls of the groove of the longitudinal ends of the recess.
  • the depth H of the groove is the maximum depth measured between the rolling surface and the most radially inner point of the groove bottom, in the longitudinal mean plane of the longitudinal groove.
  • the height H' of the protuberance corresponds to a maximum height of the protuberance from the bottom of the hollow from which the height H is measured.
  • the height of the protuberance can vary in the transverse and/or longitudinal directions.
  • a height H' of protuberance at least equal to 0.7 times the depth H of the longitudinal groove aims to guarantee the presence of the protuberance over almost the entire depth of the groove, for good noise barrier effectiveness.
  • a recess in a groove forms a hollow in the wall of a groove.
  • the grooves Between two adjacent protuberances and their associated recesses, apart from the cutouts, the grooves usually form repetitive rectilinear or undulating patterns. It is easy for a person skilled in the art to perceive the repetitive pattern of the groove, its undulation and therefore to perceive the beginning and the end of a recess associated with a protuberance with in particular the transition zones between the groove and its longitudinal walls and the walls of the recess making an angle substantially different from at least 30° with respect to the wall of the groove. If the junction between the walls of the groove and those of the recess is a sharp edge, the measurement of the longitudinal length LA of the recess will be made between the sharp edges.
  • the longitudinal length LA of the recess will be made such that half the length of the rounding will be considered as part of the groove and the other half as part of the recess.
  • the measurement of the transverse width of the recess will be made between the straight line joining the two longitudinal ends of the recess and the point of the wall of the recess that is furthest away. These measurements will take place at the level of the rolling surface.
  • a preferred solution is that the longitudinal length LA of the reinforcement of each protuberance is at least equal to 0.7 times the average width of the groove W and at most equal to 1.3 times the average width of the groove W.
  • the transverse width TA of the reinforcement of each protuberance is at least equal to 0.2 times the average groove width W and at most equal to 0.8 times the average groove width W.
  • LA and TA allow a good balance between the rigidity of the raised element, the volume of rubber to be worn for wear performance and the volume of hollow to store water when driving on wet ground.
  • each protuberance has an average longitudinal thickness L1M at most equal to 50% of the longitudinal length LA of the recess, preferably at most equal to 20% of the longitudinal length LA of the recess.
  • the average longitudinal thickness L1M is the average of the measurements of the longitudinal thickness of the protuberance on the radially outermost part of each protuberance, between their two transverse ends from its free end to the closest of the following two points: either its other transverse end or the point of the protuberance located at a transverse distance equal to W-dl from the free end.
  • the thickness of the protuberance at the relief element does not influence the performance of the protuberance at the groove.
  • a recess creates a hollow in a wall of a groove, thereby creating two parts in the wall of this groove on either side of the recess.
  • the recess itself has a wall connecting the two parts of the wall of a groove and also the rolling surface at the bottom of the groove.
  • This connection can be made by a substantially radial wall to maximize the volume of the recess and its capacity to store water.
  • this hollow is conducive to the storage of gravel which can crack the bottom of the groove up to the first metal or textile reinforcement elements of the tire exposing them to the effect of the water present on the rolling surface and whose effect is negative on the endurance of the tire.
  • each recess is connected to the furrow by inclined walls forming an average angle B with the radial direction (ZZ') and for the average angle B to be at most equal to 65°.
  • the angle B ultimately depends on the furrow width and the transverse width TA of the recess.
  • the angle B must be at most equal to the arctangent of (W+TA)/H.
  • An inclined wall in the recess allows for a more gradual transition of the rigidity of the relief element and thus limits irregular wear at the recess. These inclined walls also prevent stones from sinking too deeply into the sculpture and thus act as a stone chase.
  • a stone chase has to facilitate the ejection of stones retained in the hollows, when rolling the tire on stony ground, and to prevent them from damaging the bottom of the furrow.
  • each protuberance of the longitudinal groove extends radially over a height H' at least equal to 90% of the depth H of the longitudinal groove.
  • the protuberances are backed by one or the other of the side walls, and two consecutive protuberances, in the longitudinal direction, not necessarily backed by the same side wall, are spaced apart by a pitch P, the longitudinal distance between said two protuberances.
  • the protuberances of the longitudinal groove are alternately backed against one or the other of the side walls.
  • This alternating positioning of the protuberances on one and the other of the walls means that two consecutive protuberances are not backed against the same wall, but in contact with facing walls.
  • This alternation guarantees an almost complete closure of the longitudinal groove, by overlapping the protuberances positioned on facing walls, and therefore an almost total barrier to the propagation of sound waves. Given the flow speed of the water and its viscosity, this arrangement does not constitute an obstacle in the contact area for the evacuation of the water and therefore allows good adhesion.
  • the protuberances of the longitudinal groove are spaced two by two by a pitch P at most equal to 0.1 times the circumferential length L of the tread. Knowing that, when the tire is subjected to nominal load and pressure conditions, the contact area of the tread with the ground has a longitudinal length of the order of 0.1 times the length L of the tread, this condition implies the presence of at least two protuberances in the contact area closing the longitudinal groove in the contact area and thus avoiding the formation of a pipe, between the tread and the ground, likely to generate noise. It should be noted that the pitch P between two consecutive protuberances is not necessarily constant.
  • an advantageous solution is that said at least one transverse groove connects two recesses of two protuberances of two adjacent longitudinal grooves delimiting a raised element.
  • the volume of the transverse groove is added to the volume of the recess allowing better storage and better circulation of water in the contact area.
  • the transverse width TA of the recess will be at most the width of the raised element in the case of a full-depth transverse groove. If the transverse groove is not full-depth, then there is a wall of the recess ensuring the transition between the groove bottom and the raised bottom of the groove which will allow the calculation of the transverse width TA of the recess.
  • - Figure 1 Top view of a portion of tread according to the invention
  • - Figure 2 Perspective view of a protuberance of a longitudinal tread groove according to the invention, and cross-sectional view of a protuberance of a longitudinal tread groove according to the invention with an angle B close to 45°
  • - Figure 3 Perspective view of a protuberance of a longitudinal tread groove according to the invention, and cross-sectional view of a protuberance of a longitudinal tread groove according to the invention with an angle B close to 5°
  • - Figure 4 Top view of a portion of tread comprising transverse grooves according to the invention
  • Figure 5 Perspective view of a protuberance of a longitudinal tread groove comprising transverse grooves according to the invention, and cross-sectional view of a protuberance of a longitudinal tread groove comprising transverse grooves according to the invention with an angle B close to 45°.
  • Figure 1 and 4 are top views of a portion of tread 1 according to the invention.
  • the tread 1 of a tire for a heavy vehicle, intended to come into contact with a ground via a tread surface 2, comprises cutouts 3 delimiting raised elements 4 made of rubber extending from a bottom surface 5 in a radial direction ZZ'.
  • the cutouts 3 of the tread 1 are either longitudinal grooves 6 of average width W, or hollows transverse 8 only present in Figure 4.
  • each groove comprises a longitudinal distribution of protuberances 7 alternately leaning against one and the other of the side walls 61 or 62, two consecutive protuberances positioned respectively on two side walls 61 and 62 facing each other being spaced apart by a pitch P.
  • the pitch P is variable but this is not a necessity of the invention.
  • Each protrusion 7 is positioned in a recess 72 and has a free end 71.
  • Each protrusion 7 is positioned opposite a portion of side wall 61, 62 without protrusion 7.
  • Figure 4 differs in that transverse grooves 8 join two recesses 72 of two protuberances 7 of two adjacent longitudinal grooves 6 delimiting a relief element 4.
  • Figures 2, 3 and 5 show a perspective view of a protuberance 7 of a longitudinal groove 6 of the tread according to the invention and a cross-sectional view of a protuberance 7 of a longitudinal groove 6 of the tread according to the invention.
  • the protuberance 7 of the longitudinal groove 6 of depth H extends transversely from a recess 72 in a wall 61, 62 of the longitudinal groove 6 towards the opposite wall of said groove, the recess 72 having a longitudinal length LA in the transverse direction XX' and a transverse width TA, in the transverse direction YY' towards the inside of the longitudinal groove.
  • Each protuberance comprises a free end 71, extending radially outwards from the groove bottom 63 positioned on the bottom surface 5 at a height H'.
  • Each free end 71 is positioned at a transverse distance dl from the opposite side wall of the groove, at least equal to 0.4 times the average width W and preferably at most equal to 0.6 times the average width W. This makes it possible to adjust the compromise between the noise performance for which the distance dl must be minimal and the wet grip performance for which the distance dl must be maximal.
  • the free end 71 has a thickness L1 and the protuberance 7 an average thickness L1M shown as equal in the figures.
  • Each recess 72 is connected to the groove 6 by inclined walls 721 forming an average angle B with the radial direction ZZ' .
  • B is close to 45° in Figures 2 and 5, 5° in Figure 3.
  • Figure 5 illustrates a possible version of the invention when a transverse groove 8 connects two reinforcements on either side of the relief element 4.
  • the inventors have more particularly studied this invention for a tire of dimension 445/75R22.5 intended to be mounted on a specific type of mobile crane, comprising a tread having a sculpture with anti-noise and stone-guard protuberances, in accordance with the invention.
  • a tire According to the ETRTO standard, such a tire must be capable of carrying a load of at least 6000 kg, when inflated to a pressure of at least 8 bars.
  • This dimension ultimately aims to carry a load of 6500 kg for a pressure of 9 bar and must therefore pass the associated standards.
  • the depth H of the groove is equal to 15 mm, H' being equal to H and its width W equal to 16 mm.
  • the free end of the protuberances are located at a distance dl from the opposite wall equal to 7.8 mm.
  • the thickness L1 of the free end of the protuberance is equal to 2.2 mm, its average thickness L1M is equal to 1.5 mm.
  • the length LA of the recess is 17.1 mm for a depth TA of 8.6 mm and it extends into a transverse groove with a depth of 4 mm joining another recess on the same raised element on the adjacent groove.
  • the walls 712 of the recess make an angle B with the direction ZZ' equal to 55°.
  • the protuberances 7 of the longitudinal groove 6 are alternately placed against one or the other of the side walls of the longitudinal groove with a minimum pitch equal to 27 mm.
  • the tire of the example studied has an outside diameter equal to 1238 mm, which corresponds to a developed tread length L equal to 3885 mm.
  • the tread comprises, in each of its longitudinal grooves and over its entire length L, 96 anti-noise and stone guard protuberances alternately positioned on the walls facing the longitudinal groove, constituting 48 pairs of protuberances forming 48 anti-noise barriers.
  • the contact area of its tread contains, for a given longitudinal groove, 3 pairs of protuberances, each forming an anti-noise barrier extending over almost the entire width of the longitudinal groove.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Abstract

La présente invention a pour objet un pneumatique dont au moins un sillon longitudinal (6) comprend une distribution longitudinale de protubérances (7), transversale à partir d'un renfoncement (72) dans la paroi (61, 62) du sillon. Chaque protubérance a une extrémité libre (71) positionnée à une distance transversale d1 de la paroi latérale (61, 62) opposée du sillon, au moins égale à 0.4 fois la largeur moyenne W du sillon (6). La hauteur H' de l'extrémité libre est au moins égale à 0.7 fois la profondeur H du sillon longitudinal (6). Chaque protubérance (7) au niveau de son extrémité libre (71) a une épaisseur longitudinale L1 au moins égale à 1 mm. Chaque protubérance (7) est positionnée en vis-à-vis d'une portion de paroi latérale (61, 62) sans protubérance (7).

Description

Description
Titre • Bande de roulement de pneumatique pour véhicule lourd comprenant des protubérances anti-bruit et chasse-pierres
[0001] La présente invention a pour objet une bande de roulement de pneumatique et un pneumatique pour véhicule lourd, destiné à porter de lourdes charges et à rouler sur des sols pierreux ou sur des sols goudronnés, et, plus particulièrement, un pneumatique pour un véhicule de génie civil de type grue mobile, destiné à se déplacer d’un chantier à un autre pour faire du levage de charges lourdes et ce notamment pour des pneumatiques dont le rayon de la jante nominale est égal à 22.5 pouces.
[0002] Une bande de roulement comprend au moins un matériau à base de caoutchouc et est destinée à constituer la partie périphérique d’un pneumatique et à être usée lors de l’entrée en contact de sa surface de roulement avec un sol.
[0003] Une bande de roulement peut être définie par trois dimensions : une profondeur, selon une direction radiale, une largeur, selon une direction transversale, et une longueur, selon une direction longitudinale. Lorsqu’une bande de roulement est intégrée au pneumatique, la direction transversale est également appelée direction axiale, car elle est parallèle à l’axe de rotation du pneumatique, et la direction longitudinale est également appelée direction circonférentielle, car elle est tangente à la circonférence du pneumatique selon la direction de roulage du pneumatique.
[0004] Pour garantir en particulier une performance satisfaisante en adhérence longitudinale, sous couple moteur et sous couple freineur, et en adhérence transversale, il est nécessaire de former, dans la bande de roulement, une sculpture qui est un système plus ou moins complexe de découpures, ou creux, séparant des éléments en relief par rapport à une surface de fond.
[0005] Dans le cas d’une bande de roulement de pneumatique pour véhicule lourd de génie civil, les éléments en relief sont généralement des nervures ou des blocs. Un élément en relief est un volume de matière caoutchouteuse délimité par une face de contact, contenue dans la surface de roulement, par une surface de fond et par des faces latérales reliant la face de contact à la surface de fond. Une nervure est un élément en relief circonférentiel délimité par deux creux longitudinaux adjacents, appelés également sillons longitudinaux ou plus simplement sillons, par adjacents nous entendons qu’il n’y a pas de sillon longitudinal entre deux sillons adjacents. Des blocs sont des éléments en reliefs ayant une longueur circonférentielle plus petite que la longueur circonférentielle du pneumatique, le plus souvent plus petite qu’une longueur circonférentielle d’aire de contact mesurée à la pression nominale et à la charge nominale. Des blocs peuvent être arrangés de façon à constituer des rangées longitudinales de blocs, ces rangées étant deux à deux séparées par des sillons longitudinaux. Un creux longitudinal a une ligne moyenne non nécessairement rectiligne ayant en chaque point une tangente formant avec la direction longitudinale un angle compris entre 0° et 45°. En outre, au sein d’une même rangée longitudinale de blocs, les blocs sont le plus souvent deux à deux séparés par des creux transversaux. Un creux transversal a une ligne moyenne non nécessairement rectiligne ayant en chaque point une tangente formant avec la direction transversale un angle compris entre 0° et 45°. Ainsi les creux respectivement longitudinaux et transversaux forment un réseau de découpures séparant les blocs.
[0006] La bande de roulement d’un pneumatique, est le plus souvent caractérisée géométriquement par une largeur transversale de la bande de roulement, selon la direction transversale, et une profondeur radiale, selon une direction radiale. La largeur transversale de la bande de roulement est définie comme la largeur transversale de la surface de contact de la bande de roulement du pneumatique neuf avec un sol lisse, tel qu’un sol goudronné, lorsque le pneumatique est soumis à des conditions de pression et de charge nominales recommandées, par exemple, par la norme de la « European Tyre and Rim Technical Organization » ou E.T.R.T.O. (Organisation technique européenne du pneumatique et de la roue). La profondeur radiale est définie, par convention, comme la profondeur radiale maximale mesurée dans les creux, correspondant à la hauteur radiale de bloc maximale. Dans le cas d’un pneumatique pour véhicule de génie civil de type grue mobile, et à titre d’exemple, la largeur transversale de la bande de roulement est au moins égale à 300 mm et l’épaisseur radiale est au moins égale à 12 mm. [0007] Les conditions usuelles de roulage d’un pneumatique pour véhicule lourd de type grue mobile sont généralement mixtes, à la fois hors la route, sur des sols pierreux, et sur route, sur des sols goudronnés.
[0008] Lorsque le pneumatique roule sur un sol pierreux, sa bande de roulement est susceptible de retenir des pierres dans ses creux longitudinaux et transversaux, et en particulier au niveau des zones d’intersection entre un creux longitudinal et un creux transversal. Ces pierres retenues par les creux de la bande de roulement sont alors susceptibles de créer des perforations de la bande de roulement, pouvant entrainer un endommagement de l’armature de sommet du pneumatique, radial ement intérieure à la bande de roulement, et, à terme, une rupture de ladite armature de sommet rendant le pneumatique inutilisable. Des dispositifs d’éjection des pierres, sous la forme de protubérances de forme et de taille adaptées, ont été décrits dans les documents EP 3178669, WO 0132448 et WO 2009082394.
[0009] Lorsque le pneumatique roule sur un sol goudronné, à plus grande vitesse, sa bande de roulement est susceptible de générer un bruit, en particulier en raison de la présence de creux longitudinaux dans lesquels se propagent des ondes sonores aériennes. Des dispositifs d’amortissement de ces ondes sonores, appelés usuellement dispositifs anti -bruit, souvent sous la forme d’obstacles souples formant une barrière au moins partielle dans les creux longitudinaux, ont été décrits dans les documents WO 2013171172 et WO 2012001031.
[0010] Dans cet usage sur sol goudronné, à plus grande vitesse, les pneumatiques doivent également permettre une bonne évacuation de l’eau éventuellement présente sur la route. En effet, contrairement à des véhicules purement hors la route, les grues peuvent rouler à 80km/h sur route asphaltée. Les barrières antibruit dans les sillons sont des obstacles à cette évacuation et peuvent dégrader l’adhérence sur sol mouillé.
[0011] Les inventeurs se sont donnés pour objectif d’améliorer, pour un pneumatique notamment pour véhicule lourd à usage mixte sur chantier en sol non asphalté et sur route, à la fois sa capacité à ne pas retenir des pierres dans ses creux, lors d’un usage sur les chantiers, sa capacité à amortir le bruit qu’il génère, lors d’un usage sur route et sa capacité à évacuer l’eau en cas de roulage routier sur sol mouillé. [0012] Cet objectif a été atteint par un pneumatique pour un véhicule comprenant une bande de roulement, destinée à entrer en contact avec un sol par l’intermédiaire d’une surface de roulement et comprenant des découpures délimitant des éléments en relief s’étendant à partir d’une surface de fond selon une direction radiale,
-au moins une découpure étant un sillon longitudinal, délimité par deux parois latérales en vis-à-vis raccordées entre elles par un fond de sillon, et s’étendant sur toute la longueur circonférentielle L de la bande de roulement selon une direction longitudinale (XX’), -chaque sillon longitudinal ayant une profondeur H, mesurée entre la surface de roulement et le fond de sillon selon une direction radiale (ZZ’), et une largeur moyenne W, mesurée entre les deux parois latérales dans la surface de roulement selon une direction transversale (YY’),
-au moins un sillon longitudinal comprenant une distribution longitudinale de protubérances,
- chaque protubérance s’étendant transversalement à partir d’un renfoncement dans une paroi du sillon longitudinal vers la paroi opposée dudit sillon, le renfoncement ayant une longueur longitudinale LA selon une direction longitudinale (XX’) et une largeur transversale TA, selon la direction transversale (YY’) vers l’intérieur du sillon longitudinal,
- chaque protubérance ayant une extrémité libre positionnée à une distance transversale dl de la paroi latérale opposée du sillon, au moins égale à 0.4 fois la largeur moyenne W du sillon longitudinale,
- chaque protubérance s’étendant radial ement vers l’extérieur à partir du fond de sillon sur une hauteur H’, au niveau de son extrémité libre, au moins égale à 0.7 fois la profondeur H du sillon longitudinal,
- chaque protubérance ayant au niveau de son extrémité libre une épaisseur longitudinale L1 au moins égale à 1 mm,
- chaque protubérance étant positionnée en vis-à-vis d’une portion de paroi latérale sans protubérance.
[0013] La bande de roulement selon l’invention comprend de façon essentielle, dans au moins un sillon longitudinal, une distribution longitudinale de protubérances, chaque protubérance, s’étend à partir d’un renfoncement apte à contenir de l’eau afin de compenser la présence de la protubérance sur le stockage de l’eau dans le sillon. Cette protubérance a la fonction de barrière anti -bruit. Une barrière anti -bruit contribue à l’amortissement des ondes sonores aériennes se propageant dans le sillon longitudinal, lors du roulage du pneumatique sur un sol goudronné. Pour être efficace, cette protubérance doit avoir une hauteur H’ au moins égale à 0.7 fois la profondeur H du sillon longitudinal dans lequel elle est positionnée. L’extrémité libre de ces protubérances n’a pas de fonction de rigidité particulière, néanmoins il est nécessaire qu’elle résiste au roulage sur des sols caillouteux, des lors l’extrémité libre des protubérances doit avoir une épaisseur longitudinale L1 au moins égale à 1 mm. L’objectif de l’invention étant d’avoir un fonctionnement de ces protubérances préservant les performances d’adhérence sur sol mouillé, il convient qu’elles ne perturbent pas l’écoulement de l’eau dans le sillon. Ainsi la protubérance ne doit pas s’avancer dans le sillon sur plus de 60% de la largeur moyenne W du sillon. La largeur moyenne W sera mesurée sur le pneumatique à neuf libre au niveau de la surface de roulement et en dehors des portions munies de protubérances et de leurs renfoncements. De même pour ne pas perturber l’écoulement de l’eau dans le sillon, la zone du sillon opposée à la protubérance et à son renfoncement ne doit pas contenir de protubérance qui pourrait gêner le flux de l’eau dans le sillon. Ainsi chaque protubérance est positionnée en vis-à-vis d’une portion de paroi latérale sans protubérance. Cette portion sans protubérance est d’une longueur longitudinale équivalente au moins égale à la longueur longitudinale LA du renfoncement depuis lequel s’étend la protubérance. Ses limites correspondent aux projections orthogonales aux parois du sillons des extrémités longitudinales du renfoncement.
[0014] La profondeur H du sillon est la profondeur maximale mesurée entre la surface de roulement et le point le plus radialement intérieur du fond de sillon, dans le plan moyen longitudinal du sillon longitudinal. La hauteur H’ de la protubérance correspond à une hauteur maximale de la protubérance depuis le fond de creux à partir duquel est mesuré la hauteur H. La hauteur de la protubérance peut varier dans les directions transversale et/ou longitudinale. Une hauteur H’ de protubérance au moins égale à 0.7 fois la profondeur H du sillon longitudinal vise à garantir la présence de la protubérance sur la quasi-totalité de la profondeur du sillon, pour une bonne efficacité de barrière anti-bruit. [0015] Un renfoncement dans un sillon forme un creux dans la paroi d’un sillon. Entre deux protubérances adjacentes et leurs renfoncements associés, en dehors des découpures, les sillons forment usuellement des motifs rectilignes ou ondulants répétitifs. Il est aisé pour l’homme de l’art de percevoir le motif répétitif du sillon, son ondulation et donc de percevoir le début et la fin d’un renfoncement associé à une protubérance avec notamment les zones de transitions entre le sillon et ses parois longitudinales et les parois du renfoncement faisant un angle sensiblement différent d’au moins 30° par rapport à la paroi du sillon. Si la jonction entre les parois du sillon et celles du renfoncement est une arête vive la mesure de la longueur longitudinale LA du renfoncement se fera entre les arêtes vives. Si cette jonction se fait par le rayon de raccordement d’un arrondi, la longueur longitudinale LA du renfoncement se fera de telle sorte que la moitié de la longueur de l’arrondi sera considéré comme faisant partie du sillon et l’autre moitié comme faisant partie du renfoncement. La mesure de la largeur transversale du renfoncement se fera entre la droite reliant les deux extrémités longitudinales du renfoncement et le point de la paroi du renfoncement le plus éloigné. Ces mesures auront lieu au niveau de la surface de roulement.
[0016] L’objectif du renfoncement étant de palier la présence de la protubérance dans la moitié du sillon, une solution préférée est que la longueur longitudinale LA du renforcement de chaque protubérance est au moins égale à 0.7 fois la largeur moyenne du sillon W et au plus égale à 1.3 fois la largeur moyenne du sillon W.
[0017] Selon le même principe, une solution avantageuse est que la largueur transversale TA du renforcement de chaque protubérance est au moins égale à 0.2 fois la largeur du sillon moyenne W et au plus égale à 0.8 fois la largeur moyenne du sillon W.
[0018] Ces valeurs de LA et TA permettent un bon équilibre entre la rigidité de l’élément en relief, le volume de gomme à user pour la performance usure et le volume de creux pour stocker l’eau lors d’un roulage sur sol mouillé.
[0019] Le renfoncement doit libérer de l’espace pour stocker l’eau. Il ne doit donc pas être principalement rempli par le volume de la protubérance. Ainsi chaque protubérance a une épaisseur longitudinale moyenne L1M au plus égale à 50% de la longueur longitudinale LA du renfoncement, de préférence au plus égale à 20% de la longueur longitudinale LA du renfoncement. L’épaisseur longitudinale moyenne L1M est la moyenne des mesures de l’épaisseur longitudinale de la protubérance sur la partie la plus radialement extérieure de chaque protubérance, entre leurs deux extrémités transversales depuis son extrémité libre jusqu’au plus proche des deux points suivants : soit son autre extrémité transversale, soit le point de la protubérance situé à une distance transversale égale à W-dl de l’extrémité libre. Dans le cas d’une protubérance continue traversant l’élément en relief, l’épaisseur de la protubérance au niveau de l’élément en relief n’influence pas les performances de la protubérance au niveau du sillon.
[0020] Un renfoncement crée un creux dans une paroi d’un sillon, créant ainsi deux parties dans la paroi de ce sillon de part et d’autre du renfoncement. Le renfoncement en lui -même a une paroi reliant les deux parties de la paroi d’un sillon et également la surface de roulement au fond du sillon. Ce raccordement peut se faire par une paroi sensiblement radiale pour maximiser le volume du renfoncement et sa capacité à stocker de l’eau. Néanmoins une telle configuration pose deux problèmes. Le premier étant que ce creux est propice au stockage des graviers qui peuvent fissurer le fond de du sillon jusqu’aux premiers éléments de renforcement métalliques ou textile du pneumatique les exposant à l’effet de l’eau présente sur le sol de roulage et dont l’effet est négatif sur l’endurance du pneumatique. Le second problème étant que le creux crée un différentiel de rigidité sur l’élément en relief pouvant générer une usure irrégulière. Pour pallier ces problèmes, il est avantageux que chaque renfoncement soit raccordé au sillon par des parois inclinées formant un angle moyen B avec la direction radiale (ZZ’) et que l’angle moyen B, soit au plus égal à 65°. L’angle B dépend finalement de la largeur sillon et de la largeur transversale TA du renfoncement. Selon l’invention, il est important que les parois du renfoncement lorsqu’elles sont inclinées ne viennent pas faire obstacle à l’écoulement de l’eau dans le sillon et donc sont telles que leur hauteur est au maximum nulle au niveau de la paroi opposée à la protubérance. Pour cela, Tangle B doit être au maximum égal à l’arctangente de (W+TA)/H.
[0021] Une paroi inclinée dans le renfoncement permet une transition plus graduelle de la rigidité de l’élément en relief et donc de limiter l’usure irrégulière au niveau du renfoncement. Ces parois inclinées évitent également que des pierres ne s’enfoncent trop profondément dans la sculpture et jouent ainsi le rôle de chasse pierre. Un chasse-pierres a pour fonction de favoriser l’éjection des pierres retenues dans les creux, lors du roulage du pneumatique sur un sol pierreux, et d’empêcher l’agression du fond de sillon par celles-ci.
[0022] Pour un effet optimal sur le bruit une solution préférée est que chaque protubérance du sillon longitudinal s’étend radialement sur une hauteur H’ au moins égale à 90% de la profondeur H du sillon longitudinal.
[0023] Les protubérances sont adossées à l’une ou l’autre des parois latérales, et deux protubérances consécutives, selon la direction longitudinale, non nécessairement adossées à la même paroi latérale, sont espacées d’un pas P, distance longitudinale entre lesdites deux protubérances.
[0024] Toutes les caractéristiques géométriques décrites sont mesurées sur une bande de roulement de pneumatique à l’état neuf.
[0025] Selon un mode de réalisation préféré, les protubérances du sillon longitudinal sont alternativement adossées à Tune ou l’autre des parois latérales. Ce positionnement alterné des protubérances sur Tune et l’autre des parois signifie que deux protubérances consécutives ne sont pas adossées à la même paroi, mais en contact avec des parois en vis- à-vis. Cette alternance garantit une fermeture quasi -complète du sillon longitudinal, par recouvrement des protubérances positionnées sur des parois en vis-à-vis, et donc une barrière quasi-totale vis-à-vis de la propagation des ondes sonores. Compte tenu de la vitesse d’écoulement de l’eau et sa viscosité, cette disposition ne constitue pas un obstacle dans Taire de contact pour l’évacuation de l’eau et permet donc une bonne adhérence.
[0026] Avantageusement, les protubérances du sillon longitudinal sont deux à deux espacées d’un pas P au plus égal à 0.1 fois la longueur circonférentielle L de la bande de roulement. Sachant que, lorsque le pneumatique est soumis à des conditions de charge et de pression nominales, Taire de contact de la bande de roulement avec le sol a une longueur longitudinale de Tordre de 0.1 fois la longueur L de la bande de roulement, cette condition implique la présence d’au moins deux protubérances dans Taire de contact fermant le sillon longitudinal dans Taire de contact et évitant ainsi la formation d’un tuyau, entre la bande de roulement et le sol, susceptible de générer du bruit. Il est à noter que le pas P entre deux protubérances consécutives n’est pas nécessairement constant. [0027] Dans le cas particulier d’un pneumatique comprenant au moins une rainure transversale, une solution avantageuse est que ladite au moins une rainure transversale relie deux renfoncements de deux protubérances de deux sillons longitudinaux adjacents délimitant un élément en relief. Dans ce cas le volume de la rainure transversale s’ajoute au volume du renfoncement permettant un meilleur stockage et une meilleure circulation de l’eau dans l’aire de contact. Dans un tel cas, la largeur transversale TA du renfoncement vaudra au maximum la largeur de l’élément en relief en cas d’une rainure transversale de pleine profondeur. Si la rainure transversale n’est pas en pleine profondeur, dès lors il existe une paroi du renfoncement assurant la transition entre le fond de sillon et le fond surélevé de la rainure qui permettra le calcul de la largeur transversale TA du renfoncement.
[0028] Les caractéristiques de l’invention sont illustrées par les figures 1 à 5 schématiques et non représentées à l’échelle:
-Figure 1 : Vue de dessus d’une portion de bande de roulement selon l’invention, -Figure 2: Vue en perspective d’une protubérance d’un sillon longitudinal de bande de roulement selon l’invention, et vue en coupe transversale d’une protubérance d’un sillon longitudinal de bande de roulement selon l’invention avec un angle B proche de 45°, -Figure 3: Vue en perspective d’une protubérance d’un sillon longitudinal de bande de roulement selon l’invention, et vue en coupe transversale d’une protubérance d’un sillon longitudinal de bande de roulement selon l’invention avec un angle B proche de 5°, -Figure 4: Vue de dessus d’une portion de bande de roulement comprenant des rainures transversales selon l’invention,
Figure 5 : Vue en perspective d’une protubérance d’un sillon longitudinal de bande de roulement comprenant des rainures transversales selon l’invention, et vue en coupe transversale d’une protubérance d’un sillon longitudinal de bande de roulement comprenant des rainures transversales selon l’invention avec un angle B proche de 45°.
[0029] La figure 1 et 4 sont des vues de dessus d’une portion de bande de roulement 1 selon l’invention. La bande de roulement 1 de pneumatique pour véhicule lourd, destinée à entrer en contact avec un sol par l’intermédiaire d’une surface de roulement 2, comprend des découpures 3 délimitant des éléments en relief 4 en caoutchouc s’étendant à partir d’une surface de fond 5 selon une direction radiale ZZ’. Les découpures 3 de la bande de roulement 1 sont soit des sillons longitudinaux 6 de largeur moyenne W, soit des creux transversaux 8 uniquement présents dans la figure 4. Dans le mode de réalisation représenté, sur les quatre sillons longitudinaux 6, délimités chacun par deux parois latérales 61et 62 en vis-à-vis raccordées entre elles par un fond de sillon 63, et s’étendant sur toute la longueur de la bande de roulement 1 selon une direction longitudinale XX’, chaque sillon comprend une distribution longitudinale de protubérances 7 adossées alternativement à l’une et l’autre des parois latérales 61 ou 62, deux protubérances consécutives positionnées respectivement sur deux parois latérales 61 et 62 en vis-à-vis étant espacées d’un pas P. Le pas P est variable mais ce n’est pas une nécessité de l’invention. Chaque protubérance 7 est positionnée dans un renfoncement 72 et a une extrémité libre 71. Chaque protubérance 7 est positionnée en vis-à-vis d’une portion de paroi latérale 61, 62 sans protubérance 7.
[0030] La figure 4 se différencie en ce que des rainures transversales 8 joignent deux renfoncements 72 de deux protubérances 7 de deux sillons longitudinaux 6 adjacents délimitant un élément en relief 4.
[0031] Les figures 2, 3 et 5 représentent une vue en perspective d’une protubérance 7 d’un sillon longitudinal 6 de la bande de roulement selon l’invention et une vue en coupe transversale d’une protubérance 7 d’un sillon longitudinal 6 de bande de roulement selon l’invention. La protubérance 7 du sillon longitudinal 6 de profondeur H s’étend transversalement à partir d’un renfoncement 72 dans une paroi 61, 62 du sillon longitudinal 6 vers la paroi opposée dudit sillon, le renfoncement 72 ayant une longueur longitudinale LA selon la direction transversale XX’ et une largeur transversale TA, selon la direction transversale YY’ vers l’intérieur du sillon longitudinal. Chaque protubérance comprend une extrémité libre 71, s’étendant radial ement vers l’extérieur à partir du fond de sillon 63 positionné sur la surface de fond 5 à une hauteur H’. Chaque extrémité libre 71 est positionnée à une distance transversale dl de la paroi latérale opposée du sillon, au moins égale à 0.4 fois la largeur moyenne W et de préférence au plus égale à 0.6 fois la largeur moyenne W. Ceci permet de régler le compromis entre la performance bruit pour laquelle la distance dl doit être minimale et la performance adhérence sur sol mouillé pour laquelle la distance dl doit être maximale.
[0032] L’extrémité libre 71 a une épaisseur L1 et la protubérance 7 une épaisseur moyenne L1M représentée comme égales sur les figures. Chaque renfoncement 72 est raccordé au sillon 6 par des parois inclinées 721 formant un angle moyen B avec la direction radiale ZZ’ . B est proche de 45° sur les figures 2 et 5, de 5° sur la figure 3. La figure 5 illustre une version possible de l’invention quand une rainure transversale 8 relie deux renforcements de part et d’autre de l’élément en relief 4.
[0033] Les inventeurs ont plus particulièrement étudié cette invention pour un pneumatique de dimension 445/75R22.5 destiné à être monté sur un type spécifique de grue mobile, comprenant une bande de roulement ayant une sculpture avec des protubérances anti-bruit et chasse-pierres, conformément à l’invention. Selon la norme ETRTO, un tel pneumatique doit être capable de porter une charge au moins égale à 6000 kg, lorsqu’il est gonflé à une pression au moins égale à 8 bars. Cette dimension vise à terme à porter une charge de 6500 Kg pour une pression de 9 bar et donc doit passer les normes associées.
[0034] Pour le pneumatique selon l’invention, la profondeur H du sillon est égale à 15 mm, H’ étant égale à H et sa largeur W égale à 16 mm. L’extrémité libre des protubérances se trouvent à une distance dl de la paroi opposée égale à 7.8 mm. L’épaisseur L1 de l’extrémité libre de la protubérance est égale à 2.2 mm, son épaisseur moyenne L1M est égale à 1.5 mm. La longueur LA du renfoncement vaut 17.1 mm pour une profondeur TA de 8.6 mm et il se prolonge en une rainure transversale d’une profondeur de 4 mm rejoignant un autre renfoncement sur le même élément en relief sur le sillon adjacent. Les parois 712 du renfoncement font un angle B avec la direction ZZ’ égale à 55°. Les protubérances 7 du sillon longitudinal 6 sont alternativement adossées à Tune ou l’autre des parois latérales du sillon longitudinal avec un pas minimum égal à 27 mm.
[0035] Le pneumatique de l’exemple étudié a un diamètre extérieur égal à 1238 mm, ce qui correspond à une longueur développée L de bande de roulement égale à 3885 mm. La bande de roulement comprend, dans chacun de ses sillons longitudinaux et sur toute sa longueur L, 96 protubérances anti-bruit et chasse-pierres alternativement positionnées sur les parois en vis-à-vis du sillon longitudinal, constituant 48 paires de protubérances formant 48 barrières anti-bruit. Lorsque ce pneumatique est gonflé à une pression égale à 9 bars et soumis à une charge égale à 6500 kg, Taire de contact de sa bande de roulement contient, pour un sillon longitudinal donné, 3 paires de protubérances, formant chacune une barrière anti -bruit s’étendant sur la quasi -totalité de la largeur du sillon longitudinal. [0036] Le pneumatique a passé la norme bruit dite « coast by » du règlement RI 17 de l’union européenne. Selon la connaissance expert la protubérance permet de gagner 1 dB(A). A noter que les pneumatiques pour grue de dimension supérieure n’ont pas la nécessité de passer ce type de norme.
[0037] Par ailleurs le pneumatique a passé la norme « Wet Grip » du règlement RI 17 de l’union européenne.

Claims

Revendications
1. Pneumatique pour un véhicule comprenant une bande de roulement (1), destinée à entrer en contact avec un sol par l’intermédiaire d’une surface de roulement (2) et comprenant des découpures (3) délimitant des éléments en relief (4) s’étendant à partir d’une surface de fond (5) selon une direction radiale (ZZ’),
-au moins une découpure (3) étant un sillon longitudinal (6), délimité par deux parois latérales (61,62) en vis-à-vis raccordées entre elles par un fond de sillon (63), et s’étendant sur toute la longueur circonférentielle L de la bande de roulement (1) selon une direction longitudinale (XX’),
-chaque sillon longitudinal (6) ayant une profondeur H, mesurée entre la surface de roulement (2) et le fond de sillon (63) selon une direction radiale (ZZ’), et une largeur moyenne W, mesurée entre les deux parois latérales (61, 62) dans la surface de roulement (2) selon une direction transversale (YY’),
-au moins un sillon longitudinal (6) comprenant une distribution longitudinale de protubérances (7),
- caractérisé en ce que chaque protubérance (7) s’étend transversalement à partir d’un renfoncement (72) dans une paroi (61, 62) du sillon longitudinal (6) vers la paroi opposée dudit sillon, le renfoncement (72) ayant une longueur longitudinale LA selon une direction longitudinale (XX’) et une largeur transversale TA, selon la direction transversale (YY’) vers l’intérieur du sillon longitudinal (6),
- en ce que chaque protubérance a une extrémité libre (71) positionnée à une distance transversale dl de la paroi latérale (61, 62) opposée du sillon, au moins égale à 0.4 fois la largeur moyenne W du sillon longitudinale (6),
- en ce que chaque protubérance (7) s’étend radial ement vers l’extérieur à partir du fond de sillon (63) sur une hauteur H’, au niveau de son extrémité libre, au moins égale à 0.7 fois la profondeur H du sillon longitudinal (6),
- en ce que chaque protubérance (7) a au niveau de son extrémité libre (71) une épaisseur longitudinale L1 au moins égale à 1 mm,
- et en ce que chaque protubérance (7) est positionnée en vis-à-vis d’une portion de paroi latérale (61, 62) sans protubérance (7).
2. Pneumatique selon la revendication 1, dans lequel la longueur longitudinale LA du renforcement (72) de chaque protubérance (7) est au moins égale à 0.7 fois la largeur moyenne W du sillon (6) et au plus égale à 1.3 fois la largeur moyenne W du sillon (6).
3. Pneumatique selon l’une des revendications 1 ou 2 dans lequel la largueur transversale TA du renforcement (72) de chaque protubérance (7) est au moins égale à 0.2 fois la largeur moyenne du sillon W et au plus égale à 0.8 fois la largeur moyenne W du sillon (6).
4. Pneumatique selon Tune quelconque des revendications précédentes dans lequel chaque protubérance (7) a une épaisseur longitudinale moyenne L1M au plus égale à 50% de la longueur longitudinale LA du renfoncement, de préférence au plus égale à 20% de la longueur longitudinale LA du renfoncement.
5. Pneumatique selon Tune quelconque des revendications précédentes dans lequel chaque protubérance a une extrémité libre (71) positionnée à une distance transversale dl de la paroi latérale (61, 62) opposée du sillon, au plus égale à 0.6 fois la largeur moyenne W du sillon (6).
6. Pneumatique selon Tune quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque renfoncement (72) est raccordé au sillon (6) par des parois inclinées (721) formant un angle moyen B avec la direction radiale (ZZ’) au plus égal à 65°.
7. Pneumatique selon Tune quelconque des revendications précédentes dans lequel chaque protubérance (7) du sillon longitudinal (6) s’étend radial ement sur une hauteur H’ au moins égale à 90% de la profondeur H du sillon longitudinal (6).
8. Pneumatique selon Tune quelconque des revendications précédentes dans lequel les protubérances (7) du sillon longitudinal (6) sont alternativement adossées à Tune ou l’autre des parois latérales (61) du sillon longitudinal (6).
9. Pneumatique selon Tune quelconque des revendications précédentes, deux protubérances (7) consécutives, non nécessairement adossées à la même paroi latérale (61), étant espacées d’un pas P, dans lequel les protubérances (7) du sillon longitudinal (6) sont deux à deux espacées d’un pas P au plus égal à 0.1 fois la longueur circonférentielle L de la bande de roulement (2), de préférence au plus égal à 0.05 fois la longueur circonférentielle L de la bande de roulement (2).
10. Pneumatique selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins une rainure transversale (8), dans lequel ladite au moins une rainure transversale (8) relie deux renfoncements (72) de deux protubérances (7) de deux sillons longitudinaux (6) adjacents délimitant un élément en relief (4).
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