FR2548097A1

FR2548097A1 - Tread strip for a tyre and for elastic tread

Info

Publication number: FR2548097A1
Application number: FR8310124A
Authority: FR
Inventors: Denis Jubert
Original assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 1983-06-16
Filing date: 1983-06-16
Publication date: 1985-01-04

Abstract

The invention relates to a tread strip for a tyre casing or for an elastic tread, noteworthy by its very low tread cut ratio, of the order of 10 %, giving it practically the behaviour of a slick tyre on dry ground, and capable of draining and discharging water in a much better way than conventional tread patterns. This tread strip consists of wells 1 opening out onto internal channels 2 and of thin strips 3. The wells drain the water from the contact surface, then the water is discharged through the ducts. The thin strips, located so as to allow easy removal from the mould, give excellent properties of adherence on compacted snow and on ice.

Description

La présente invention concerne la bande de roulement des enveloppes de pneumatiques et aussi de bandages élastiques. The present invention relates to the tread of tire casings and also to elastic bandages.

Dans le cas de pneumatiques à usage routier, la sculpture de ces bandes de roulement constitue un compromis entre diverses configurations favorisant soit 1' adhérence sur sol sec, soit l'adhérence sur sol mouillé. In the case of tires for road use, the tread pattern of these treads is a compromise between various configurations promoting either dry grip or wet grip.

Ces propriétés sont très contradictoires. Ainsi, il est bien connu qu'une bande de rouLement dépourvue de sculpture est idéale sur sol sec. Cependant, lors de roulages sur sol recouvert d'un film d'eau, un pneumatique est Incapable de repousser la totalité du film a'eau au fur et à mesure qu'il avance C'est une des principales raisons d'entre des sculptures que d"assurer alors un drainage et une évacuation de l'eau résiduelle hors de la surface de contact. Les bandes de roulement sont habituellement constituées d'éléments en relief, isolés ou non, lamellisés ou non, entourés de parties en creux. These properties are very contradictory. Thus, it is well known that a tread strip devoid of sculpture is ideal on dry ground. However, when running on the ground covered with a film of water, a tire is unable to push back the entire film as it progresses. This is one of the main reasons for the sculptures. The treads usually consist of raised elements, insulated or not, laminated or not, surrounded by recessed parts.

Les éléments en relief, assurant l'accrochage sur le sol sec ou mouillés ne représentent donc plus qu'use partie de l'aire de contact du pneumatique sur le sol. On définit le taux d'entaillement par le rapport suivant :l'aire des parties en creux et des lamelles divisée par l'aire de contact. La plupart des taux d'entaillement usuels conduisent à un pourcentage de gomme au sol de l'ordre de 60 ffi à 75 %. Toutes autres choses égales par ailleurs, cette diminution de la surface de gomme au sol réduit l'adhérence sur sol sec. Des bandes de roulement comportant des cavités débouchant sur des canaux internes ont déjà été décrites, par exemple dans le brevet
US 2 540 043.The elements in relief, ensuring the attachment to the dry or wet soil therefore represent only part of the contact area of the tire on the ground. The rate of notching is defined by the following ratio: the area of the recesses and lamellae divided by the area of contact. Most of the usual notching rates lead to a percentage of ground gum in the range of 60% to 75%. All other things being equal, this reduction of the ground rubber surface reduces adhesion on dry ground. Treads having cavities opening into internal channels have already been described, for example in the patent
US 2,540,043.

L'intérêt d'un tel système est que l'absorption d'eau par la bande ae roulement est facilitée par l'absence de contre-pression. Cependant, de telles bandes de roulement exigent des procédés de fabrication particuliers similaires à ceux du rechapage avec une bande de roulement prévulcanisée. The advantage of such a system is that the absorption of water by the rolling band is facilitated by the absence of back pressure. However, such treads require particular manufacturing processes similar to those of retreading with prevulcanized tread.

On ne peut pas en équiper les pneumatiques dans des conditions économiques intéressantes. De plus, leur comportement sur neige ou sur glace est excessivement mauvais du fait de l'absence d'arête etde l'inefficacité des canaux pour évacuer la neige.We can not equip the tires in interesting economic conditions. In addition, their behavior on snow or on ice is excessively bad because of the lack of ridge and the inefficiency of the channels to evacuate the snow.

L'objet de la présente invention est d'élaborer une bande de roulement qui soit réalisable par les procédés courants de moulage et de cuisson, et qui parvienne à concilier d'une façon bien meilleure des propriétés jusqutici contradictoires augmentation très importante et simultanée de l'adhérence sur sol sec et sur sol mouillé, cela tout en atteignant de bonnes performances d'adhzrence dans des conditions hivernales.Selon la présente invention, la bande de roulement comportant des chambres de drainage, communiquant à leur extrémité radialement interne avec des canaux d'évacuation internes, chaque canal d'évacuation débouchant sur les flancs, est caractérisé en ce que chaque canal est la base d'une lamelle s'étendant jusqu'à la surface de la bande de roulement et passant par toutes les chambres de drainage débouchant sur le même canal. The object of the present invention is to develop a tread which is achievable by the current molding and baking processes, and which manages to conciliate in a much better way the properties that contradict each other very important and simultaneous increase of adhesion on dry ground and wet, while achieving good adhesion performance in winter conditions.According to the present invention, the tread having drainage chambers communicating at their radially inner end with channels of internal evacuation, each discharge channel opening on the sidewalls, is characterized in that each channel is the base of a lamella extending to the surface of the tread and passing through all the drainage chambers opening on the same channel.

C'est ainsi que la bande de roulement conforme à l'invention est remarquable en ce que l'aire de la surface de caoutchouc en contact avec le sol est à peine inférieure à l'aire de contact du pneumatique, puisqu'une telle bande de roulement n'est percée que d'un réseau de puits de petites dimensions et de lamelles. Afin d'augmenter très largement la capacité d'absorption d'eau de ces puits, ils communiquent avec des canaux internes débouchant sur les flancs, ce qui- permet un drainage et une évacuation rapide de l'eau dans la direction radiale, c'est-à-dire dans la direction normale à la surface de contact au sol.A chaque canal interne alimenté par une rangée de puits on associe une lamelle qui va permettre le démoulage et conférer au pneumatique de surprenantes proprietés d'agrippage sur neige tassée et sur glace. De plus, les propriétés d'adhérence du pneumatique restent rigoureusement constantes au cours de sa durée de vie. Thus, the tread according to the invention is remarkable in that the area of the rubber surface in contact with the ground is only slightly less than the contact area of the tire, since such a tread only a network of small wells and slats. In order to greatly increase the water absorption capacity of these wells, they communicate with internal channels opening on the flanks, which allows drainage and rapid evacuation of the water in the radial direction. that is to say in the normal direction to the contact surface on the ground.A each internal channel fed by a row of wells is associated with a blade that will allow demolding and give the tire surprising gripping properties on packed snow and on ice. In addition, the adhesion properties of the tire remain rigorously constant over its lifetime.

L'invention sera aisément comprise à l'aide des dessins annexés, qui ne représentent qu'un mode de réalisation de l'invention parmi d'autres dispositions ou formes des puits, d'autres orientations ou formes des canaux, d'autres orientations ou formes des lamelles (ondulées par exemple). The invention will be readily understood from the accompanying drawings, which represent only one embodiment of the invention among other arrangements or shapes of the wells, other orientations or shapes of the channels, other orientations. or shapes of the slats (corrugated for example).

- La figure 1 est une coupe schématique d'un pneumatique muni d'une bande de roulement suivant l'invention
- la figure 2 est une vue en plan de la surface de la bande de roulement suivant l'invention
- la figure 3 est une coupe dans le sens circonférentiel d'une bande de roulement suivant l'invention.FIG. 1 is a diagrammatic section of a tire provided with a tread according to the invention
FIG. 2 is a plan view of the surface of the tread according to the invention
- Figure 3 is a section in the circumferential direction of a tread according to the invention.

la bande de roulement est contituée de puits ou chambres de drainage (1) débouchant, du c8té radialement intérieur de la bande de roulement (11), sur ces canaux d'évacuation internes (2) ; ces canaux internes sont orientés transversalement et débouchent sur les flancs du pnenmatique (21). A ces chambres de drainage et canaux, on associe des lamelles (3) ou fentes, chaque lamelle s'étendant dans la direction radiale de la surface du pneumatique jusqu'à un canal interne, et, dans la direction transversale, d 'un flanc à l'autre de la bande de roulement en passant par tous les puits débouchant sur le meme canal.Le moulage et le démoulage d'une telle bande de roulement ne posent aucune difficulté : pour imprimer les évidements, on utilise une pièce monobloc (i)' + (2)' + (3)' dont la surface extérieure est 11 enveloppe de l'évidement constitué par des puits (1), un canal (2) et une lamelle (3) cette pièce est fixée au moule de cuisson. Lors du démoulage, les lamelles assurent un passage pour le volume de -moulage (3)' du canal. the tread is composed of wells or drainage chambers (1) opening, on the radially inner side of the tread (11), on these internal discharge channels (2); these internal channels are oriented transversely and open on the flanks of the pnenmatique (21). To these drainage chambers and channels are associated slats (3) or slits, each slat extending in the radial direction of the tire surface to an internal channel, and in the transverse direction a flank to the other of the tread passing through all the wells opening on the same channel.The molding and demolding of such a tread do not pose any difficulty: to print the recesses, one uses a single piece (i '+ (2)' + (3) 'whose outer surface is 11 shell of the recess consisting of wells (1), a channel (2) and a lamella (3) this piece is attached to the baking mold . During demolding, the slats provide a passage for the -moulage volume (3) 'of the channel.

On voit donc que la bande de roulement peut être élaborée d'une manière tout à fait classique. Dans une disposition préférable, les puits (1) et canaux (2) ont des sections circulaires. le diamètre est librement choisi, mais de préférence entre 3 et 5 mm. It can thus be seen that the tread can be produced in a completely conventional manner. In a preferable arrangement, the wells (1) and channels (2) have circular sections. the diameter is freely chosen, but preferably between 3 and 5 mm.

A surface imposée, cette forme circulaire assure un débit maximum. De plus, la forme circulaire garantit une meilleure tenue mécanique. Dans une disposition préférable, le nombre n de canaux (et donc d'alignements transversaux de puits) dans l'empreinte au sol est donné par la formule suivante

où h est la hauteur d'eau à évacuer sur sol lisse, L la demilargeur de la bande de roulement et S 11aire de la section d'un puits.With an imposed surface, this circular shape ensures maximum flow. In addition, the circular shape guarantees a better mechanical resistance. In a preferable arrangement, the number n of channels (and thus transverse alignments of wells) in the footprint is given by the following formula

where h is the height of the water to be evacuated on smooth ground, L is the half-width of the tread and S is the width of the section of a well.

De préférence, l'espacement entre puits dans la direction transversale est le meme que dans la direction circonférentielle. Preferably, the spacing between wells in the transverse direction is the same as in the circumferential direction.

Dans une disposition préférable, la section des canaux sera au moins égale à celle des puits. In a preferable arrangement, the section of the channels will be at least equal to that of the wells.

On peut, sans sortir de la présente invention, interrompre les canaux transversaux approximativement au centre de la largeur de la bande de roulement : il suffit en effet que l'eau trouve un chemin continu depuis la surface de la bande de roulement jusqu'à une ouverture (21) sur un des flancs. Il peut être avantageux d'incliner les puits, les lamelles par rapport à la direction normale à la surface et d'incliner les canaux et les lamelles par rapport à la direction transversale parallèle à l'axe de rotation. Without departing from the present invention, the transverse channels can be interrupted approximately at the center of the width of the tread: it is sufficient for the water to find a continuous path from the surface of the tread to a opening (21) on one of the flanks. It may be advantageous to incline the wells, the slats relative to the normal direction at the surface and to incline the channels and the slats relative to the transverse direction parallel to the axis of rotation.

De préférence, on dispose les puits (1) en quinconce sur la surface de la bande de roulement, comme représenté à la figure 2 : cela facilite encore l'absorption de la couche d'eau. On peut encore, sans sortir de la présente invention, ajouter des canaux longitudinaux croisant les canaux transversaux. Chaque canal longitudinal est surmonté par une lamelle, comme cela a été décrit. Ces canaux augmenteront la capacité d'évacuation d'eau en reportant une partie de l'eau à évacuer circonférentiellement hors de la zone de contact avec le sol. Preferably, the wells (1) are staggered on the surface of the tread, as shown in Figure 2: this further facilitates the absorption of the water layer. It is still possible, without departing from the present invention, to add longitudinal channels crossing the transverse channels. Each longitudinal channel is surmounted by a coverslip, as has been described. These channels will increase the water evacuation capacity by diverting some of the water to be evacuated circumferentially out of the area of contact with the ground.

les résultats expérimentaux suivants permettent de comparer les performances d'un pneu classique, type 175-14 AVZX, et d'un pneu de mimes dimensions, muni d'une bande de roulement selon l'invention. les performances d'adhérence en fonction de la vitesse sont bien représentées par l'équation linéaire suivante : = o - K v où ; est le coefficient d'adhérence,
n n " à vitesse nulle,
v la vitesse du véhicule,
K est la pente représentant la dégrada-tion-~des performances d'adhérence avec l'augmentation de la vitesse. the following experimental results make it possible to compare the performance of a conventional tire, type 175-14 AVZX, and a tire of similar dimensions, provided with a tread according to the invention. the adhesion performance as a function of the speed are well represented by the following linear equation: = o - K v where; is the coefficient of adhesion,
nn "at zero speed,
v the speed of the vehicle,
K is the slope representing the degrada-tion- ~ adhesion performance with increasing speed.

Les tableaux donnent les résultats pour trois conditions de roulage
- roulage A : béton lisse, hauteur d'eau 1,5 mm
- roulage B : revêtement routier moyen, macrorugueux, hauteur d'eau 1 mm, ce qui correspond à une pluie d'orage
- roulage C : revêtement routier moyen, macrorugueux, hauteur d'eau 5 à 6 mm.Tables give results for three driving conditions
- rolling A: smooth concrete, 1.5 mm water height
- rolling B: average road surface, macrorugous, water level 1 mm, which corresponds to a storm shower
- rolling C: medium road surface, macrorugous, water height 5 to 6 mm.

Tableau 1 : u maximum

Table 1: Maximum u

<tb> <SEP> Roulage <SEP> À <SEP> <SEP> Roulage <SEP> B <SEP> Roulage <SEP> C
<tb> <SEP> o <SEP> K <SEP> o <SEP> K <SEP> o <SEP> K <SEP>
<tb> Enveloppe <SEP>
<tb> témoin <SEP> 0,6369 <SEP> 0,0162 <SEP> 0,7814 <SEP> 0,0042 <SEP> 1,0451 <SEP> 0,0299
<tb> Type <SEP> Xzx <SEP>
<tb> Enveloppe
<tb> selon <SEP> 0,6303 <SEP> 0,0134 <SEP> 0,8531 <SEP> 0,0074 <SEP> 1,0886 <SEP> 0,0257
<tb> 1' <SEP> invention <SEP>
<tb>
Tableau 2 :U roue bloauée

<tb><SEP> Roll <SEP> TO <SEP><SEP> Roll <SEP> B <SEP> Roll <SEP> C
<tb><SEP> o <SEP> K <SEP> o <SEP> K <SEP> o <SEP> K <SEP>
<tb> Envelope <SEP>
<tb> control <SEP> 0.6369 <SEP> 0.0162 <SEP> 0.7814 <SEP> 0.0042 <SEP> 1.0451 <SEP> 0.0299
<tb> Type <SEP> Xzx <SEP>
<tb> Envelope
<tb> according to <SEP> 0.6303 <SEP> 0.0134 <SEP> 0.8531 <SEP> 0.0074 <SEP> 1.0886 <SEP> 0.0257
<tb> 1 '<SEP> invention <SEP>
<Tb>
Table 2: U wheel blame

<tb> <SEP> Roulage <SEP> Â <SEP> Roulage <SEP> B <SEP> Roulage <SEP> C
<tb> <SEP> K <SEP> <SEP> K <SEP> K <SEP>
<tb> Enveloppe
<tb> témoin <SEP> 0,4691 <SEP> 0,0133 <SEP> 0,5911 <SEP> 0,0122 <SEP> 0,7540 <SEP> 0,0223
<tb> Type <SEP> XZX
<tb> selon <SEP> 0,5311 <SEP> 0,0130 <SEP> 0,6254 <SEP> 0,0118 <SEP> 0,8057 <SEP> 0,0218
<tb> l'invention <SEP>
<tb>
L'ordre de grandeur des taux d'entaillement obtenus est de 10 % ; la présente invention laisse donc 90 % de gomme au sol dans l'aire de contact. Il en découle une excellente adhérence sur sol sec.<tb><SEP> Roll <SEP><SEP> Roll <SEP> B <SEP> Roll <SEP> C
<tb><SEP> K <SEP><SEP> K <SEP> K <SEP>
<tb> Envelope
<tb> control <SEP> 0.4691 <SEP> 0.0133 <SEP> 0.5911 <SEP> 0.0122 <SEP> 0.7540 <SEP> 0.0223
<tb> Type <SEP> XZX
<tb> according to <SEP> 0.5311 <SEP> 0.0130 <SEP> 0.6254 <SEP> 0.0118 <SEP> 0.8057 <SEP> 0.0218
<tb> the invention <SEP>
<Tb>
The order of magnitude of the notching rates obtained is 10%; the present invention therefore leaves 90% of gum on the ground in the contact area. This results in excellent adhesion on dry ground.

L'adhérence sur sol mouillé, meilleure que dans les réalisations courantes, reste rigoureusement constante malgré l'usure du pneumatique : elle reste constante jusqu'à l'apparition des canaux transversaux à la surface périphérique : à ce moment, une telle bande de roulement est en fin de vie. The grip on wet surfaces, better than in the current achievements, remains rigorously constant despite tire wear: it remains constant until the appearance of the transverse channels to the peripheral surface: at that moment, such a tread is at the end of life.

Le domaine d'application de la présente invention concerne les enveloppes de pneumatiques et les bandages élastiques. Dans le cas des enveloppes de pneumatiques, elles peuvent être neuves ou rechapées ; il s'suit de bandes de roulement pour pneumatiques de voitures, camionnettes, poids-lourds ou motos. L'usage de pneumatiques équpés d'une bande de roulement selon l'invention sera principelement routier ou pour la compétition. The field of application of the present invention relates to tire wraps and elastic wraps. In the case of tire casings, they may be new or retreaded; it is treaded for tires of cars, vans, trucks or motorcycles. The use of tires equipped with a tread according to the invention will be principally road or for competition.

Claims

R13VENDIC A TIONS

A tread for a tire or elastic tire, comprising drainage chambers or wells (1), internal discharge channels (2), said drainage chambers (1) starting from the surface of the tread and communicating, at their radially inner end (11) with the evacuation channels, said evacuation channels being oriented transversely, and opening on the sidewalls of the tire (21), characterized in that each said channel is the base of a lamella (3), each said blade extending radially to the tire surface and passing through all the drainage chambers opening on the same channel.

2. tread according to claim 1, characterized in that the number n of transverse channels (and therefore transverse alignments well) in the contact area is given by the following formula:

n = # 2 hL

S where h is the height of water to be evacuated on smooth ground, L the half-width of the tread and S the area of the section of a well.

3. Tread according to any one of claims 1 or 2, comprising longitudinal channels, characterized in that each longitudinal channel is surmounted by a lamella extending radially to the surface of the tire.

4. Banae, rolling bearing according to any one of claims 1, 2 or 3, characterized in that the evacuation channels are interrupted approximately in the center of the width of the tread.

5. tread according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the channels are, in the transverse direction, oriented parallel to the axis of rotation to the tire.

6. tread according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the channels are slightly inclined relative to the direction parallel to the axis of rotation of the tire.

7. tread according to claim 6, characterized in that the inclination of the channels is variable according to the transverse position.

8. tread according to claim 5, 6 or 7, characterized in that the arrangement of the channels is not symmetrical.

9. Tread according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the drainage chambers and the slats are inclined relative to the direction normal to the surface.

10. tread according to claim 9, characterized in that the radial inclination of the drainage chambers and lamellae varies according to the axial position.

11. Tread according to claims 1 to 10, characterized in that the section of the channels and wells is circular.

12. A tire casing characterized in that it is equipped with a tread according to any one of claims 1 to 11.

13. Elastic tire characterized in that it is equipped with a tread according to any one of claims 1 to 11.

14. A method of manufacturing a tread according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the mold is equipped with a patch inserting in the uncured rubber the continuous recess formed by the chambers of drainage (1) an evacuation channel (2) and a lamella (3).