WO2017174927A1 - Bande de roulement améliorée pour pneu - Google Patents

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WO2017174927A1
WO2017174927A1 PCT/FR2017/050799 FR2017050799W WO2017174927A1 WO 2017174927 A1 WO2017174927 A1 WO 2017174927A1 FR 2017050799 W FR2017050799 W FR 2017050799W WO 2017174927 A1 WO2017174927 A1 WO 2017174927A1
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WO
WIPO (PCT)
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groove
width
contact
tread
pieces
Prior art date
Application number
PCT/FR2017/050799
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English (en)
Inventor
Brian Keefe
Walid Djabour
Arnaud Larregain
Original Assignee
Compagnie Generale Des Etablissements Michelin
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Filing date
Publication date
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C11/00—Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • B60C11/03—Tread patterns
    • B60C11/04—Tread patterns in which the raised area of the pattern consists only of continuous circumferential ribs, e.g. zig-zag
    • 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
    • B60C11/045—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 the groove walls having a three-dimensional shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60C11/00—Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • B60C11/03—Tread patterns
    • B60C11/032—Patterns comprising isolated recesses
    • B60C11/0323—Patterns comprising isolated recesses tread comprising channels under the tread surface, e.g. for draining water
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C11/00—Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • B60C11/03—Tread patterns
    • B60C11/13—Tread patterns characterised by the groove cross-section, e.g. for buttressing or preventing stone-trapping
    • B60C11/1307—Tread patterns characterised by the groove cross-section, e.g. for buttressing or preventing stone-trapping with special features of the groove walls
    • B60C11/1315—Tread patterns characterised by the groove cross-section, e.g. for buttressing or preventing stone-trapping with special features of the groove walls having variable inclination angles, e.g. warped groove walls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C2200/00—Tyres specially adapted for particular applications
    • B60C2200/06—Tyres specially adapted for particular applications for heavy duty vehicles

Definitions

  • the invention relates to treads for tires and more particularly the tread patterns of these bands and the tires provided with such bands whose performance in drainage of water on the roadway are made more durable with the wear, these treads having further improved wear performance.
  • the grooves form a water flow network that must be durable, that is to say, be effective throughout the period of use of a tire between its new state and its withdrawal as soon as possible. when its wear reaches the limit set by the regulations.
  • a tread For tires intended for steering axles or axles of a heavy vehicle, it is customary to form, in the tread of these tires, circumferential grooves (or longitudinal grooves) whose depth is equal to total thickness of the tread (this total thickness does not take into account the thickness possibly provided to allow a partial renewal of the grooves by a process called regrooving - English).
  • a tread has a performance in drainage of water that is always at least equal to a minimum performance called safety performance and this regardless of the level of wear of this band.
  • the total volume of troughs to nine is generally of the order of at least 10% and at most equal to 25% of the total volume of the tread intended to be worn during taxiing.
  • the volume of hollow includes nine volume all grooves, incisions and cavities formed in the tread; the total volume of band corresponds to the volume of material taken to the bottom of the innermost cavities of the band to which is added the total volume of cavities.
  • the resulting reduction of material on the web can significantly affect the wear performance of this web and consequently reduce the duration of use of the tire resulting in particular by an increase in the wear speed of said band.
  • Other tire performance can also be affected such as performance in behavior, noise emission in rolling, or even in rolling resistance.
  • these grooves may be the cause of endurance problems.
  • objects such as pebbles may be stuck in these grooves and attack the bottom of these grooves and generate the appearance of breaks in the material forming the tread. These breaks can be at the origin of water infiltration in the band until reinforcement reinforcements.
  • the realization of a plurality of grooves on a tread has the disadvantage of reducing the amount of tape material for a given band width and consequently reduce the duration of use of the tire because a wear speed that is too high.
  • the grooves generate a lowering of the compression and shear stiffness since these grooves delimit portions of material sensitive to deformation compared to the portions delimited by incisions. Indeed, in the case of an incision, the walls of material delimiting this incision can come into contact with each other at least partly during the passage in the contact region with the roadway.
  • This reduction in rigidity in the case of the presence of grooves, induces an increase in deformations and generates a decrease in the wear performance of the band: greater wear is observed for a fixed distance traveled (this corresponds to an increase in the speed of wear of the bandaged).
  • the continuity of the flow of water in each undulating groove nine is provided by a continuity of passage between the outer cavities and the internal cavities.
  • This continuity is achieved by connecting cavities. Thanks to the presence of these connecting cavities, it is possible to ensure a flow of water from an external cavity to an internal cavity and thus to obtain a better drainage of the water.
  • each undulating groove with incisions extending the internal cavities up to the running surface to nine.
  • EP1341679 B1 discloses a tread comprising a groove formed of a succession of wide parts and narrow parts of the incision type. This succession is found both in the main direction of the groove and in the direction of the depth. In this example there is no continuity of large groove volumes; accordingly and in order to ensure a flow performance necessary for good drainage, it is necessary to complete the design of this tread with additional channels that are active as soon as they open on the tread surface.
  • Equatorial median plane it is a plane perpendicular to the axis of rotation and passing through the points of the tire radially furthest from said axis.
  • radial direction means in this document a direction which is perpendicular to the axis of rotation of the tire (this direction corresponds to the direction of the thickness of the tread).
  • transverse or axial direction means a direction parallel to the axis of rotation of the tire.
  • circumferential direction is meant a direction that is tangent to any circle centered on the axis of rotation. This direction is perpendicular to both the axial direction and a radial direction.
  • a tread has a maximum thickness E of material to be used in rolling, this maximum thickness being less than the depth of the deepest grooves to maintain sufficient drainage even when the band reaches its maximum level of wear.
  • the usual conditions for rolling the tire or conditions of use are those defined by the ETRTO standard for European runs; these conditions of use specify the reference inflation pressure corresponding to the load capacity of the tire indicated by its load index and its speed code. These conditions of use can also be called “nominal conditions” or “conditions of use”.
  • a cutout generically designates either a groove or an incision and corresponds to the space delimited by material walls facing each other and distant from each other by a non-zero distance (called “width of the cutout "). What differentiates an incision from a groove is precisely this distance; in the case of an incision, this distance is appropriate to allow the at least partial contacting of the opposite walls delimiting said incision at least during the passage in the contact with the roadway. In the case of a groove, the walls of this groove can not come into contact with one another under the usual rolling conditions as defined for example by E.T.R.T.O.
  • the cuts generate a total volume of troughs to nine in the tread; the ratio between this total void volume and the total volume of the web including the volume of the troughs corresponds to what is called the trough volume ratio.
  • the ratio between the hollow surface s opening on the tread surface to a given wear state and the total surface corresponds to a surface trough tuax.
  • a groove is said to be continuous since it is open on the running surface to nine and that over its entire length along its main direction.
  • a groove is said discontinuous surface when it is formed of a succession of open parts on the running surface to nine, these parts being disjoined from each other in the main direction of this groove (c ' ie in the direction of the main flow in the antler).
  • the average surface of a continuous or discontinuous groove is defined as a virtual surface dividing this groove, in the main direction of this groove, into two equal parts or substantially equal in volume.
  • the main direction of a groove is the direction of a flow of water in the groove when driving on a road paved with water.
  • the present invention aims to obtain a good driving performance in rainy weather while providing an improved tread pattern tread wear and more particularly reducing the risk of irregular wear.
  • the subject of the invention is a tire tread comprising a tread surface intended to come into contact with a roadway when rolling, this tread having a total thickness E corresponding to the thickness of the tread. matter to use.
  • This tread comprises at least one main groove opening in new condition on the running surface of the strip, this groove having a maximum depth P and a maximum width Li in a running surface of nine, this main groove is constituted by a plurality of sequences succeeding one another, each sequence comprising at least three pieces of groove.
  • At least two of these groove pieces are formed to have a maximum width Li, the index (i) taking a value ranging from 1 to the integer directly smaller than the number of groove pieces, this width Li being measured on the running surface to nine and a minimum width Li 'from a depth Hi greater than 20% of the total depth P of the groove, these widths Li' being less than the maximum width Li.
  • This minimum width is maintained constant on heights Ei, these widths Li 'being appropriate so that the walls opposite the groove come into contact in each of these pieces of groove during the passage in the contact with the roadway and thus closes each piece of groove on a height Ei.
  • these pieces of grooves gradually widening between the depth (Hil + Ei) and the bottom of the groove to reach a width Lj "greater than the minimum width Li '.
  • At least a third piece of groove has a minimum width Lj, j taking in the following a value equal to the number of groove pieces per sequence, measured on the running surface to nine, this minimum width Lj being kept constant over a height Ej (Ej may be zero).
  • This width Lj is suitable for the walls facing each other delimiting this third piece of groove come into contact with each other during the passage in contact with the roadway. Radially below this contact region, this piece of groove gradually widens to reach a width Lj 'greater than Lj at the bottom of the groove.
  • This groove is such that a passage is formed to allow a common liquid flow between the different pieces of groove, this passage being decomposed into a plurality of elementary passages distributed in the radial direction while being separated from each other. other during the contact with the roadway, each of these elementary passages having a width greater than the minimum widths Li 'and Lj and being open and continuous circumferentially to allow circulation of liquid.
  • plurality of elementary passages is meant at least three passages disjoint in the radial direction (corresponding to the direction of the thickness of the tread).
  • the section of the groove while having local variations in width differentiated sequentially in the length of the groove - which allows to generate support between the walls opposite and thus limit decreases in rigidity - provides an unobstructed sectional area formed by at least three orifices.
  • the different pieces of groove are arranged so as to achieve both a continuity of drainage in the groove while significantly reducing the volume of hollow just needed and this regardless of the level of wear.
  • the edge profile on the running surface varies regularly with the wear which is also favorable on the resulting form of wear.
  • Figure 1 shows a volume view of a portion of a tread comprising a main groove according to the invention
  • Figure 2 shows a section of a first or second main groove piece of Figure 1
  • Figure 3 shows a section of a third piece of main groove of Figure 1;
  • Figure 4 shows in superposition the different sections of the three pieces of groove to allow a vision of the elementary passages ensuring the drainage of water during the passage in contact with a roadway.
  • Figure 1 shows a volume view of a portion of a tread 1 comprising a main groove 2 according to the invention.
  • This tread 1 tire for heavy vehicle comprises a running surface 10 intended to come into contact with a roadway in rolling and has a material thickness to use.
  • This tread comprises at least one main groove 2 opening in new condition on the running surface 10 of the strip, this groove 2 having a maximum depth P and a maximum width Li in a new running surface.
  • This main groove 2 is formed by a plurality of sequences succeeding one another, each sequence comprising in the case presented three pieces of groove.
  • the first and second groove pieces are assigned the index i (taking the value 1 or the value 2) while the third piece of groove is assigned the index j (j taking the value 3).
  • These widths LI ', L2' are suitable for the walls facing each other to come into contact with heights E 1 (respectively E 1, E 2) in each of these groove pieces during the passage in the contact with pavement.
  • this minimum width for closing with contact must be chosen to be at most equal to 1.5 mm; if the tire in question is a passenger car tire, this width is not more than 1.0 mm. Then, these two walls deviate from one another on a height Hi2 to be at a distance Li "from one another to the bottom of the groove.
  • the geometric profile of the groove edges has points of strong direction variations: it is in the field of know-how of the person skilled in the tire industry to modify this geometric profile in order to smooth these variations. between the different sequences.
  • each sequence comprises a third piece of groove shown in FIG. 3.
  • This width Lj is suitable so that the walls facing each other delimiting this third piece of groove 2j come into contact with each other during the passage in the contact with the roadway. Radially below this contact region (that is to say going towards the bottom of the groove), this third piece of groove gradually widens over a height Hj2 to reach a width Lj 'greater than Lj at the bottom of the groove the groove.
  • the groove pieces are arranged to achieve a continuity of flow in the groove while significantly reducing the volume of hollow just needed compared to a groove of constant width equal to Li and this regardless of the level of wear.
  • passage 3 allowing the flow of water captured by the parts opening on the running surface, this water can pass from one sequence to another and flow into the entire groove regardless of the level of wear of the band.
  • This passage is divided into three elementary passages 31, 32, 33 distributed in the depth P of the groove and separated from each other during the passage in the contact with the roadway. These elementary passages are disjoint from each other because of the contacting of the walls during contact with the roadway.
  • the person skilled in the art can adopt lengths of each piece of groove according to the desired objective. It is advantageous in combination with what has just been stated that there is permanently at least one open portion of width Li in the contact with the roadway in order to allow a good drainage of the water present on the roadway.
  • the edge profile on the running surface varies regularly with the wear which is also favorable on the resulting form of wear.
  • the supports generated between the walls opposite the groove are favorable for maintaining a level of rigidity greater than that of the same tread provided with a usual groove of constant width throughout its depth.
  • the walls are formed of planar faces. Of course, it would be possible to adopt curvilinear geometries for each of the walls.
  • the invention also relates to a tire provided with a tread as described and even more particularly to a tire intended to equip the steering axle of a heavy goods vehicle.
  • the maximum width L2 of the second groove pieces may be identical to or different from the maximum width L1 of the first groove pieces. It is also within the scope of the invention that at least one of the groove pieces may be absent from at least one sequence.

Landscapes

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

Abstract

Bande de roulement (1) de pneu comprenant au moins une rainure principale (2) s'ouvrant à l'état neuf sur la surface de roulement de la bande, cette rainure de profondeur maximale P étant constituée par une pluralité de séquences se succédant les unes aux autres, chaque séquence comprenant au moins trois morceaux de rainure (2i, 2j), au moins deux de ces morceaux de rainure (2i) étant formés pour avoir une largeur maximale Li sur la surface de roulement à neuf, l'indice (i) prenant la valeur allant de 1 au nombre entier directement inférieur au nombre de morceaux de rainure, et, une largeur minimale Li' à une profondeur Hi supérieure à 20% de la profondeur totale P de la rainure, ces largeurs Li' étant appropriées pour que les parois en vis-à- vis de la rainure viennent en contact dans chacun de ces morceaux de rainure lors du passage dans le contact avec la chaussée, au moins un troisième morceau de rainure (2j), avec l'indice (j) prenant une valeur égale au nombre de morceaux de rainure par séquence,ayant une largeur minimale Lj mesurée sur la surface de roulement à neuf, cette largeur minimale Lj s'étendant sur une hauteur Ej, cette largeur Lj étant appropriée pour que les parois en vis-à-vis délimitant ce troisième morceau de rainure viennent en contact l'une contre l'autre lors du passage dans le contact avec la chaussée, ce morceau de rainure s'élargissant progressivement pour atteindre une largeur Lj' supérieure à Lj en fond de la rainure, cette rainure est telle qu'il est formé une pluralité de passages élémentaires (31, 32, 33) répartis dans la profondeur de la rainure et séparés les uns des autres lors du passage dans le contact avec la chaussée.

Description

BANDE DE ROULEMENT AMELIOREE POUR PNEU.
DOMAINE DE L 'INVENTION
[0001] L'invention concerne les bandes de roulement pour pneus et plus particulièrement les dessins de sculpture de ces bandes ainsi que les pneus pourvus de telles bandes dont les performances en drainage de l'eau sur la chaussée sont rendues plus pérennes avec l'usure, ces bandes de roulement ayant en outre des performances améliorées en usure.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE
[0002] De façon connue, l'utilisation de pneus sur véhicule dans des conditions de roulage par temps de pluie requiert une élimination rapide de l'eau présente dans la région de contact du pneu avec la chaussée afin d'assurer un contact du matériau constituant la bande de roulement avec cette chaussée et ainsi pouvoir générer des efforts de motricité et de freinage tout en contrôlant la trajectoire du véhicule. L'eau qui n'est pas repoussée sur l'avant du pneu s'écoule ou est captée en partie dans les rainures formées dans la bande de roulement du pneu afin de permettre le contact entre le pneu et la chaussée.
[0003] Les rainures forment un réseau d'écoulement de l'eau qui se doit d'être pérenne c'est-à- dire être efficace pendant toute la durée d'usage d'un pneu entre son état neuf et son retrait dès lors que son usure atteint la limite fixée par la réglementation.
[0004] Pour les pneus destinés aux essieux directeur ou aux essieux porteur d'un véhicule poids lourd, il est usuel de former, dans la bande de roulement de ces pneus, des rainures circonférentielles (ou longitudinales) dont la profondeur est égale à l'épaisseur totale de la bande de roulement (cette épaisseur totale ne prenant pas en compte l'épaisseur éventuellement prévue pour permettre un renouvellement partiel des rainures par une opération dite de recreusage - « regrooving » en anglais). Ainsi, une bande de roulement a une performance en drainage de l'eau qui est toujours au moins égale à une performance minimale dite performance de sécurité et cela quel que soit le niveau de l'usure de cette bande.
[0005] Pour les pneus de l'état de la technique, le volume total de creux à neuf est en règle générale de l'ordre d'au moins 10% et au plus égal à 25% du volume total de la bande de roulement destiné à être usé pendant le roulage. Le volume de creux comprend à neuf le volume de toutes les rainures, incisions et cavités formées dans la bande de roulement ; le volume total de bande correspond au volume de matière pris jusqu'au fond des cavités les plus à l'intérieur de la bande auquel est ajouté le volume total de creux.
[0006] On constate que ces pneus de l'état de la technique ont un volume de creux disponible dans l'aire de contact qui est relativement important à l'état neuf (volume de creux disponible signifiant que ce volume est potentiellement susceptible d'être rempli en partie ou en totalité par l'eau présente sur la chaussée). Le volume de creux s'ouvrant sur la surface de roulement dans le contact est évalué lorsque le pneu est soumis à ses conditions usuelle de gonflage et d'écrasement en statique telles que définies notamment par le standard E.T.R.T.O. pour l'Europe.
[0007] Si des rainures ou plus généralement des cavités sont indispensables au drainage de l'eau dans la région de contact avec une chaussée, la diminution de matière qui en résulte sur la bande peut affecter sensiblement la performance en usure de cette bande et en conséquence réduire la durée d'utilisation du pneu résultant notamment par une augmentation de la vitesse d'usure de ladite bande. D'autres performances du pneu peuvent aussi être affectées comme les performances en comportement, en émission de bruit en roulage, voire en résistance au roulement.
[0008] Il est également observé que ces rainures, formées pour avoir une profondeur utile égale à la hauteur de bande à user, peuvent être la cause de problèmes d'endurance. Dans certaines conditions de roulage, des objets comme des cailloux peuvent être coincés dans ces rainures et venir agresser le fond de ces rainures et générer l'apparition de cassures dans la matière formant la bande de roulement. Ces cassures peuvent être à l'origine d'infiltration d'eau dans la bande jusqu'aux armatures de renfort.
[0009] La réalisation d'une pluralité de rainures sur une bande de roulement a donc pour inconvénient de réduire la quantité de matière de bande pour une largeur donnée de bande et par voie de conséquence de réduire la durée d'utilisation du pneu à cause d'une vitesse d'usure trop élevée.
[0010] Par ailleurs, les rainures génèrent un abaissement des rigidités de compression et de cisaillement puisque ces rainures délimitent des portions de matière sensibles à la déformation comparativement aux portions délimitées par des incisions. En effet, dans le cas d'une incision, les parois de matière délimitant cette incision peuvent venir en contact l'une contre l'autre au moins en partie lors du passage dans la région de contact avec la chaussée. Cette diminution de rigidité, dans le cas de la présence de rainures, induit une augmentation des déformations et génère une diminution de la performance en usure de la bande : on observe une usure plus importante pour une distance parcourue fixée (ceci correspond à une augmentation de la vitesse d'usure de la bande). En outre, on constate une augmentation de la résistance au roulement et donc de la consommation des véhicules équipés de tels pneus, résultant d'une augmentation des pertes hystérétiques liées aux cycles de déformations de la matière composant la bande de roulement.
[0011] Pour limiter l'abaissement de rigidité liée à la présence des rainures nécessitée par le besoin d'assurer le drainage de l'eau, il a été proposé une solution décrite dans la publication de brevet EP 206227 selon laquelle il était formé une rainure comprenant des parties ouvertes reliées entre elles par des incisions se terminant dans la profondeur par des canaux assurant une continuité de circulation des fluides. Ce passage continu est limité en section par la dimension des canaux.
[0012] Il est également connu le document WO 2011/039194 dans lequel il est proposé une bande de roulement pour pneu ayant une épaisseur de matière à user, cette bande étant pourvue d'une pluralité de rainures ondulantes s 'ouvrant de façon discontinue sur la surface de roulement à neuf et ayant une géométrie ondulant dans la direction de l'épaisseur de la bande. Chaque rainure ondulante est discontinue en surface mais continue à neuf dans l'intérieur de la bande afin de permettre un écoulement de fluide. Cette rainure ondulante est formée dans la bande de roulement par une succession de cavités externes s 'ouvrant sur la surface de roulement à neuf reliées à une pluralité de cavités internes, ces dernières étant placées radialement et en totalité à l'intérieur de la surface de roulement à l'état neuf entre les cavités externes. Les cavités internes peuvent être prévues pour être à des profondeurs différentes à l'intérieur de la bande.
[0013] En outre, la continuité de l'écoulement d'eau dans chaque rainure ondulante à neuf est assurée par une continuité de passage entre les cavités externes et les cavités internes. Cette continuité est réalisée par des cavités de liaison. Grâce à la présence de ces cavités de liaison, il est possible d'assurer une circulation de l'eau d'une cavité externe vers une cavité interne et ainsi d'obtenir un meilleur drainage de l'eau.
[0014] Pour faciliter le moulage et le démoulage de ce type de rainure ondulante, il a été envisagé de combiner chaque rainure ondulante avec des incisions prolongeant les cavités internes jusqu'à la surface de roulement à neuf.
[0015] Grâce à cette structure de bande de roulement, on obtient un volume de creux approprié et réduit par rapport à celui des rainures usuelles tout en réalisant un drainage satisfaisant à neuf. Ce type de rainure permet de limiter la diminution de rigidité de la bande de roulement à l'état neuf.
[0016] Si ce type de rainure est performant à neuf et jusqu'à une usure partielle correspondant à la disparition des cavités externes, force est de constater que lorsque les cavités internes s'ouvrent sur la surface de roulement, ces cavités sont discontinues et qu'il est nécessaire de prévoir un réseau additionnel d'écoulement par exemple en formant à l'état neuf des cavités sous la surface de roulement se transformant en rainures continues après usure partielle. Ce réseau additionnel génère un abaissement de la rigidité.
[0017] Le document EP1341679 Bl montre une bande de roulement comprenant une rainure formée d'une succession de parties larges et de parties étroites de type incision. Cette succession se retrouve à la fois dans la direction principale de la rainure et dans la direction de la profondeur. Dans cet exemple il n'y a pas de continuité des volumes de rainure large ; en conséquence et afin d'assurer une performance d'écoulement nécessaire au bon drainage, il est nécessaire de compléter le dessin de cette bande de roulement avec des canaux additionnels qui sont actifs dès lors qu'ils débouchent sur la surface de roulement.
[0018] Le besoin s'est donc fait sentir de conserver un effet de drainage efficace quel que soit le niveau d'usure tout en réduisant au juste nécessaire le volume de creux sans pénaliser la performance en usure que ce soit en vitesse d'usure ou en régularité d'usure. C'est l'objet de la présente invention.
[0019] Définitions :
[0020] Plan médian équatorial : c'est un plan perpendiculaire à l'axe de rotation et passant par les points du pneu radialement les plus éloignés dudit axe.
[0021] Par direction radiale, on entend dans le présent document une direction qui est perpendiculaire à l'axe de rotation du pneu (cette direction correspond à la direction de l'épaisseur de la bande de roulement).
[0022] Par direction transversale ou axiale, on entend une direction parallèle à l'axe de rotation du pneu.
[0023] Par direction circonférentielle, on entend une direction qui est tangente à tout cercle centré sur l'axe de rotation. Cette direction est perpendiculaire à la fois à la direction axiale et à une direction radiale.
[0024] Une bande de roulement a une épaisseur maximale E de matière à user en roulage, cette épaisseur maximale étant inférieure à la profondeur des rainures les plus profondes afin de conserver un drainage suffisant même lorsque la bande atteint son niveau d'usure maximal.
[0025] Les conditions usuelles de roulage du pneu ou conditions d'utilisation sont celles qui sont définies par la norme E.T.R.T.O. pour des roulages européens ; ces conditions d'utilisation précisent la pression de gonflage de référence correspondant à la capacité de charge du pneu indiquée par son indice de charge et son code vitesse. Ces conditions d'utilisation peuvent aussi être dites "conditions nominales" ou "conditions d'usage".
[0026] Une découpure désigne de manière générique soit une rainure soit une incision et correspond à l'espace délimité par des parois de matière se faisant face et distantes l'une de l'autre d'une distance non nulle (dite "largeur de la découpure"). Ce qui différencie une incision d'une rainure c'est précisément cette distance ; dans le cas d'une incision, cette distance est appropriée pour pennettre la mise en contact au moins partielle des parois opposées délimitant ladite incision au moins lors du passage dans le contact avec la chaussée. Dans le cas d'une rainure, les parois de cette rainure ne peuvent venir en contact l'une contre l'autre dans les conditions usuelles de roulage telles que définies par exemple par l'E.T.R.T.O..
[0027] Les découpures génèrent un volume total de creux à neuf dans la bande de roulement ; le ratio entre ce volume total de creux et le volume total de la bande incluant le volume des creux correspond à ce que l'on nomme taux de creux volumique. Le rapport entre la surface de creux s Ouvrant sur la surface de roulement à un état d'usure donné et la surface totale correspond à un tuax de creux surfacique.
[0028] Une ramure est dite continue dès lors qu'elle est ouverte sur la surface de roulement à neuf et cela sur toute sa longueur selon sa direction principale.
[0029] Une rainure est dite discontinue en surface dès lors qu'elle est formée d'une succession de parties ouvertes sur la surface de roulement à neuf, ces parties étant disjointes les unes des autres dans la direction principale de cette rainure (c'est à dire dans la direction de l'écoulement principal dans la ramure).
[0030] La surface moyenne d'une rainure continue ou discontinue est définie comme une surface virtuelle divisant cette rainure, dans la direction principale de cette rainure, en deux parties égales ou sensiblement égales en volume.
[0031] La direction principale d'une rainure correspond à la direction d'un écoulement d'eau dans la rainure lors du roulage sur une chaussée revêtue d'eau.
BREF EXPOSE DE L 'INVENTION
[0032] La présente invention vise à obtenir une bonne performance de roulage par temps de pluie tout en proposant un dessin de sculpture de bande de roulement amélioré en usure et plus particulièrement réduisant les risques d'usure irrégulière. [0033] À cet effet, l'invention a pour objet une bande de roulement de pneu comprenant une surface de roulement destinée à venir en contact avec une chaussée en roulage, cette bande de roulement ayant une épaisseur totale E correspondant à l'épaisseur de matière à user. Cette bande de roulement comprend au moins une rainure principale s'ouvrant à l'état neuf sur la surface de roulement de la bande, cette rainure ayant une profondeur maximale P et une largeur maximale Li en surface de roulement à neuf, cette rainure principale est constituée par une pluralité de séquences se succédant les unes aux autres, chaque séquence comprenant au moins trois morceaux de rainure.
[0034] Au moins deux de ces morceaux de rainure sont formés pour avoir une largeur maximale Li, l'indice (i) prenant une valeur allant de 1 au nombre entier directement inférieur au nombre de morceaux de rainure, cette largeur Li étant mesurée sur la surface de roulement à neuf et, une largeur minimale Li' à partir d'une profondeur Hi supérieure à 20% de la profondeur totale P de la rainure, ces largeurs Li' étant inférieures à la largeur maximale Li. Cette largeur minimale est maintenue constante sur des hauteurs Ei, ces largeurs Li' étant appropriées pour que les parois en vis-à-vis de la rainure viennent en contact dans chacun de ces morceaux de rainure lors du passage dans le contact avec la chaussée et ainsi ferme chaque morceau de rainure sur une hauteur Ei. En outre, ces morceaux de rainures s 'élargissant progressivement entre la profondeur (Hil+Ei) et le fond de la rainure pour atteindre une largeur Lj" supérieure à la largeur minimale Li'.
[0035] Par ailleurs, au moins un troisième morceau de rainure a une largeur minimale Lj, j prenant dans la suite une valeur égale au nombre de morceaux de rainure par séquence, mesurée sur la surface de roulement à neuf, cette largeur minimale Lj étant maintenue constante sur une hauteur Ej (Ej pouvant être égal à zéro). Cette largeur Lj est appropriée pour que les parois en vis- à-vis délimitant ce troisième morceau de rainure viennent en contact l'une contre l'autre lors du passage dans le contact avec la chaussée. Radialement au-dessous de cette région de contact, ce morceau de rainure s'élargit progressivement pour atteindre une largeur Lj' supérieure à Lj en fond de la rainure.
[0036] Cette rainure est telle qu'il est formé un passage pour permettre un écoulement de liquide commun entre les différents morceaux de rainure, ce passage se décomposant en une pluralité de passages élémentaires répartis dans la direction radiale tout en étant séparés les uns des autres lors du contact avec la chaussée, chacun de ces passages élémentaires ayant une largeur supérieure aux largeurs minimales Li' et Lj et étant ouvert et continu circonférentiellement afin de permettre une circulation de liquide. Par pluralité de passages élémentaires, on entend au moins trois passages disjoints dans la direction radiale (correspondant à la direction de l'épaisseur de la bande de roulement). En pratique, la section de la rainure, tout en comportant des variations locales de largeur différenciées de façon séquentielle dans la longueur de la rainure - ce qui permet de générer des appuis entre les parois en vis-à-vis et ainsi limiter les diminutions de rigidité - offre une surface de section non obstruée formée par au moins trois orifices.
[0037] Les différents morceaux de rainure sont agencés de manière à réaliser à la fois une continuité de drainage dans la rainure tout en réduisant très sensiblement le volume de creux au juste nécessaire et cela quel que soit le niveau d'usure.
[0038] Grâce à la rainure selon l'invention, il est possible de réaliser en outre un pontage mécanique étagé dans la profondeur de la rainure dans les régions de contact.
[0039] De la sorte, on obtient un volume utile pour le drainage qui est optimal quel que soit l'état d'usure tout en augmentant la quantité de matière en contact avec la chaussée ce qui a pour effet d'augmenter la durée de vie sur usure.
[0040] Grâce à l'objet de l'invention, le profil d'arête sur la surface de roulement varie de façon régulière avec l'usure ce qui est également favorable sur la forme d'usure qui en résulte.
[0041] Afin de favoriser un écoulement sans trop de pertes de charge, il est judicieux de prévoir entre les différents morceaux de rainure des régions de raccordement éliminant les discontinuités géométriques abruptes qui sont génératrices de pertes de charge dans l'écoulement de liquide dans la rainure, ces discontinuités pouvant par ailleurs être cause de problème d'endurance.
[0042] Avec de telles rainures il est avantageux de construire une bande de roulement pour pneu de poids lourd dont le taux de creux en volume à neuf est compris entre 5% et 16%. Encore plus préférentiellement le taux de creux en volume est compris entre 7 et 12%.
[0043] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description faite ci- après en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES
[0044] La figure 1 représente une vue en volume d'une partie d'une bande de roulement comprenant une rainure principale selon l'invention ;
[0045] La figure 2 montre une coupe d'un premier ou deuxième morceau de rainure principale de la figure 1 ; [0046] La figure 3 montre une coupe d'un troisième morceau de rainure principale de la figure 1 ;
[0047] La figure 4 montre en superposition les différentes coupes des trois morceaux de rainure afin de permettre une vision des passages élémentaires assurant le drainage de l'eau lors du passage dans le contact avec une chaussée.
DESCRIPTION DES FIGURES
[0048] Pour faciliter la lecture des figures, des signes de référence identiques sont employés pour la description de variantes de l'invention dès lors que ces signes de référence renvoient à des éléments d'une même nature qu'elle soit structurelle ou bien fonctionnelle.
[0049] La figure 1 représente une vue en volume d'une partie d'une bande de roulement 1 comprenant une rainure principale 2 selon l'invention.
[0050] Cette bande de roulement 1 de pneu pour véhicule poids lourd comprend une surface de roulement 10 destinée à venir en contact avec une chaussée en roulage et a une épaisseur de matière à user. Cette bande de roulement comprend au moins une rainure principale 2 s'ouvrant à l'état neuf sur la surface de roulement 10 de la bande, cette rainure 2 ayant une profondeur maximale P et une largeur maximale Li en surface de roulement à neuf. Cette rainure principale 2 est formée par une pluralité de séquences se succédant les unes aux autres, chaque séquence comprenant dans le cas présenté trois morceaux de rainure. Dans la description qui suit et les dessins qui l'accompagnent, les premiers et deuxièmes morceaux de rainure sont affectés de l'indice i (prenant la valeur 1 ou la valeur 2) tandis que le troisième morceau de rainure se voit affecté de l'indice j (j prenant la valeur 3).
[0051] Comme le montre la figure 2, chacun des deux de ces morceaux de rainure 2i d'indice i = 1 et i = 2 sont formés pour avoir une largeur maximale Li mesurée sur la surface de roulement 10 à neuf et, à une profondeur Hil (l'indice i prenant la valeur 1 et la valeur 2) supérieure à 20 % de la profondeur totale P de la rainure, des largeurs Li' (respectivement LI ', L2'), ces largeurs Li' étant inférieures à la largeur maximale Li. Ces largeurs LI ', L2' sont appropriées pour que les parois en vis-à-vis viennent en contact sur des hauteurs Ei (respectivement El , E2) dans chacun de ces morceaux de rainure lors du passage dans le contact avec la chaussée. En pratique si le pneu considéré est un pneu pour véhicule poids lourd, cette largeur minimale pour qu'il y ait fermeture avec contact doit être choisie pour être au plus égale à 1.5 mm ; si le pneu considéré est un pneu pour véhicule de tourisme, cette largeur est au plus égale à 1.0 mm. [0052] Ensuite, ces deux parois s'écartent l'une de l'autre sur une hauteur Hi2 pour être à une distance Li" l'une de l'autre au fond de la rainure.
[0053] Dans l'exemple décrit le profil géométrique des arêtes de la rainure comporte des points de fortes variations de direction : il est du domaine du savoir-faire de la personne du métier du pneu de modifier ce profil géométrique afin de lisser ces variations entre les différentes séquences.
[0054] Dans l'exemple décrit, chaque séquence comprend un troisième morceau de rainure montré avec la figure 3. Ce troisième morceau de rainure 2j ayant une largeur minimale Lj (avec j=3) mesurée sur la surface de roulement 10 à neuf, cette largeur minimale Lj restant constante sur une hauteur Ej (cette hauteur Ej pouvant être égale à zéro). Cette largeur Lj est appropriée pour que les parois en vis-à-vis délimitant ce troisième morceau de rainure 2j viennent en contact l'une contre l'autre lors du passage dans le contact avec la chaussée. Radialement au-dessous de cette région de contact (c'est à dire en allant vers le fond de la rainure), ce troisième morceau de rainure s'élargit progressivement sur une hauteur Hj2 pour atteindre une largeur Lj' supérieure à Lj en fond de la rainure.
[0055] Comme le montre la figure 4 sur laquelle sont superposées les coupes des trois morceaux de rainure formant une séquence, les morceaux de rainure sont agencés de manière à réaliser une continuité d'écoulement dans la rainure tout en réduisant très sensiblement le volume de creux au juste nécessaire comparativement à une rainure de largeur constante égale à Li et cela quel que soit le niveau d'usure.
[0056] Il est ainsi formé dans chaque séquence un passage 3 permettant l'écoulement de l'eau captée par les parties s 'ouvrant sur la surface de roulement, cette eau pouvant passer d'une séquence à une autre et s'écouler dans toute la rainure quel que soit le niveau de l'usure de la bande. Ce passage se décompose en trois passages élémentaires 31 , 32, 33 répartis dans la profondeur P de la rainure et séparés les uns des autres lors du passage dans le contact avec la chaussée. Ces passages élémentaires sont disjoints les uns des autres du fait de la mise en contact des parois lors du contact avec la chaussée.
[0057] Grâce à la rainure selon l'invention, il est possible de réaliser en outre un pontage mécanique entre les parois en vis-à-vis de la rainure, ce pontage étant réparti dans la profondeur de la rainure. [0058] De la sorte, on obtient un volume utile pour le drainage qui est optimal quel que soit l'état d'usure tout en augmentant la quantité de matière en contact avec la chaussée ce qui a pour effet d'augmenter la durée de vie sur usure.
[0059] Si on note Di la longueur de premiers et deuxièmes morceaux 2i de rainure et Dj (avec j=3) celle des troisièmes morceaux 2j de rainure, il est avantageux que ces longueurs soient égales entre elles. Bien entendu, la personne du métier peut adopter des longueurs de chaque morceau de rainure en fonction de l'objectif recherché. Il est avantageux en combinaison avec ce qui vient d'être énoncé qu'il y ait en permanence au moins une partie ouverte de largeur Li dans le contact avec la chaussée afin de permettre un bon drainage de l'eau présente sur la chaussée.
[0060] Grâce à l'objet de l'invention, le profil d'arête sur la surface de roulement varie de façon régulière avec l'usure ce qui est également favorable sur la forme d'usure qui en résulte. Par ailleurs les appuis générés entre les parois en vis-à-vis de la rainure sont favorables pour maintenir un niveau de rigidité supérieur à celui d'une même bande de roulement pourvue d'une rainure usuelle de largeur constante dans toute sa profondeur.
[0061] Dans l'exemple montré et décrit les parois sont formées de faces planes. Bien entendu, il serait possible d'adopter des géométries curvilignes pour chacune des parois.
[0062] L'invention concerne également un pneu pourvu d'une bande de roulement telle que décrite et encore plus particulièrement un pneu destiné à équiper l'essieu directeur d'un véhicule poids lourd.
[0063] Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés et diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre tel que défini par les revendications.
[0064] Notamment la largeur maximale L2 des deuxièmes morceaux de rainure peut être identique ou différente de la largeur maximale Ll des premiers morceaux de rainure. Il est également compris dans la portée de l'invention que l'un au moins des morceaux de rainure peut être absent d'au moins une séquence.

Claims

REVENDICATIONS
1- Bande de roulement (1) de pneu comprenant une surface de roulement (10) destinée à venir en contact avec une chaussée en roulage, cette bande de roulement ayant une épaisseur totale (E) de matière à user, cette bande de roulement comprenant au moins une rainure principale (2) s Ouvrant à l'état neuf sur la surface de roulement de la bande, cette rainure ayant une profondeur maximale (P) et une largeur maximale (Li) en surface de roulement à neuf, cette bande de roulement étant caractérisée en ce que cette rainure principale (2) est constituée par une pluralité de séquences se succédant les unes aux autres, chaque séquence comprenant :
- au moins trois morceaux de rainure (2i, 2j),
- au moins deux de ces morceaux de rainure (2i) étant formés pour avoir une largeur maximale Li, l'indice (i) prenant la valeur allant de 1 au nombre entier directement inférieur au nombre de morceaux de rainure, cette largeur (Li) étant mesurée sur la surface de roulement à neuf et, une largeur minimale (Li') à une profondeur (Hil) supérieure à 20% de la profondeur totale P de la rainure, cette largeur (Li') étant inférieure à la largeur maximale Li sur des hauteurs respectivement (Ei), ces largeurs (Li') étant appropriées pour que les parois en vis-à-vis de la rainure viennent en contact dans chacun de ces morceaux de rainure lors du passage dans le contact avec la chaussée, ces morceaux de rainures (2i) s 'élargissant progressivement entre la profondeur (Hil+Ei) et le fond de la rainure (2) pour atteindre une largeur (Lj") supérieure à la largeur minimale (Li'),
- au moins un troisième morceau de rainure (2j), avec l'indice (j) prenant une valeur égale au nombre de morceaux de rainure par séquence, ayant une largeur minimale (Lj) mesurée sur la surface de roulement à neuf, cette largeur minimale (Lj) étant maintenue constante sur une profondeur (Ej), cette largeur minimale Lj étant appropriée pour que les parois en vis-à-vis délimitant ce troisième morceau de rainure viennent en appui l'une contre l'autre lors du passage dans le contact avec la chaussée, ce morceau de rainure s 'élargissant progressivement pour atteindre en fond de la rainure principale une largeur maximale (Lj') supérieure à (Lj), cette rainure principale (2) est telle qu'il est formé, lors du passage dans le contact avec une chaussée, une pluralité de passages élémentaires (31, 32, 33) répartis dans la direction radiale et séparés les uns des autres, chacun de ces passages élémentaires (31, 32, 33) ayant une largeur supérieure aux largeurs minimales Li' et Lj et étant ouvert et continu circonférentiellement afin de permettre une circulation de liquide dans toute la rainure. 2- Bande de roulement de pneu selon la revendication 1 caractérisée en ce que la surface de section de chaque passage élémentaire (31, 32, 33) est au moins égale à 20 % de la surface de section d'une rainure principale de profondeur P et de largeur constante égale à la largeur maximale Li des premiers ou deuxièmes morceaux de rainure sur la surface de roulement à neuf.
3- Bande de roulement de pneu selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisée en ce que les portions de chaque premier morceau (21) de rainure et chaque deuxième morceau (22) de rainure sur lesquelles les parois en vis-à-vis de la rainure viennent en contact, ont des hauteurs, respectivement El , E2, ces hauteurs pouvant être plus grandes que zéro afin de réaliser un appui mécanique approprié.
4- Bande de roulement de pneu selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que les premiers morceaux (21) de rainure et les deuxièmes morceaux (22) de rainure sont reliés entre eux par des régions de raccordement éliminant les discontinuités géométriques.
5- Bande de roulement de pneu selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que le taux de creux en volume à neuf est compris entre 5% et 16%.
6- Bande de roulement de pneu selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que le taux de creux en volume à neuf est compris entre 7% et 12%.
7- Pneu selon l'une des revendications 1 à 6 destiné à équiper un essieu d'un véhicule poids lourd.
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