WO2020002786A1 - Pneumatique a architecture sommet et sculpture optimisee - Google Patents

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WO2020002786A1
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equal
layer
tread
radially
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PCT/FR2019/051166
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François-Xavier BRUNEAU
Mathieu Albouy
Daniel Fabing
Patrice Fraysse
Vincent TOURNEUX
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Compagnie Generale Des Etablissements Michelin
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    • B60C2011/0016—Physical properties or dimensions
    • B60C2011/0025—Modulus or tan delta

Definitions

  • the present invention relates to a tire intended to be mounted on a passenger vehicle, and more particularly the top of such a tire.
  • a tire having a geometry of revolution relative to an axis of rotation the geometry of the tire is generally described in a meridian plane containing the axis of rotation of the tire.
  • the radial, axial and circumferential directions respectively designate the directions perpendicular to the axis of rotation of the tire, parallel to the axis of rotation of the tire and perpendicular to the meridian plane.
  • the median circumferential plane known as the equator plane, divides the tire into two substantially symmetrical half toroids, the tire possibly having asymmetries in tread, in architecture, linked to manufacturing precision or to sizing.
  • the expressions “radially inside” and “radially outside” mean respectively “closer to the axis of rotation of the tire, in the radial direction, than” and “further from the axis of rotation of the tire, in the radial direction, that ".
  • the expressions “axially inside of” and “axially outside of” mean respectively “closer to the equator plane, in the axial direction, than” and “further away from the equator plane, in the axial direction, than”.
  • a “radial distance” is a distance from the axis of rotation of the tire, and an “axial distance” is a distance from the equatorial plane of the tire.
  • a “radial thickness” is measured in the radial direction, and an “axial width” is measured in the axial direction.
  • a tire comprises a crown comprising a tread intended to come into contact with the ground by means of a running surface, two beads intended to come into contact with a rim and two sidewalls connecting the crown to the beads.
  • a tire comprises a carcass reinforcement comprising at least one carcass layer, radially interior at the top and connecting the two beads.
  • the tread of a tire is delimited, in the radial direction, by two circumferential surfaces, the most radially exterior of which is the tread surface and the most radially interior of which is called the tread bottom surface.
  • the tread surface, or back surface is defined as the surface translated from the rolling surface radially inward by a distance radial equal to the tread depth. It is common for this depth to decrease over the most axially outer circumferential portions, called shoulders, of the tread.
  • the tread of a tire is delimited, in the axial direction, by two lateral surfaces.
  • the tread is further formed by one or more rubber compounds or compounds.
  • rubber mixture or “rubber compound” designates a rubber composition comprising at least one elastomer and a filler.
  • the crown comprises at least one crown reinforcement radially inside the tread.
  • the crown reinforcement comprises at least one working reinforcement comprising at least one working layer composed of reinforcing elements parallel to each other forming, with the circumferential direction, an angle between 15 ° and 50 °.
  • the crown reinforcement may also include a hooping reinforcement comprising at least one hooping layer composed of reinforcing elements forming, with the circumferential direction, an angle between 0 ° and 10 °, the hooping reinforcement being the most often but not necessarily radially external to the working layers.
  • radially outer surface (SRE) of said layer passes through the most radially outer point of each element of reinforcement, of each meridian.
  • SRI radially inner surface
  • the radial distance is measured from the radially exterior surface SRE at this point, and respectively from the radially interior surface SRI at the other measurement point if this is radially inside the layer of reinforcing elements.
  • This makes it possible to take coherent radial distances from one meridian to another, without having to take into account the possible local variations linked to the shapes of the sections of the reinforcing elements of the layers.
  • cutouts are arranged in the tread. A cutout designates either a well, a groove, or an incision, or a circumferential groove and forms a space opening onto the rolling surface.
  • An incision or a groove has, on the rolling surface, two main characteristic dimensions: a width W and a length Lo, such that the length Lo is at least equal to 2 times the width W.
  • An incision or a groove is therefore delimited by at least two main lateral faces determining its length Lo and connected by a bottom face, the two main lateral faces being spaced from each other by a non-zero distance, called width W of the incision or the groove.
  • the depth of the cutout is the maximum radial distance between the running surface and the bottom of the cutout.
  • the maximum value of the depths of the cutouts is called the depth of sculpture D.
  • a groove is a substantially circumferential groove
  • the side faces are substantially circumferential in this sense, that their orientation can vary locally around plus or minus 45 ° around the circumferential direction but that all of the patterns belonging to the groove found all around the tread, forming a substantially continuous whole, that is to say having discontinuities of less than 10% in length compared to the length of the patterns.
  • the circumferential grooves define the ribs.
  • a rib is made up of the patterns of the tread comprised between an axial edge of the tire and a neighboring most axially outer circumferential groove, that is to say between two neighboring circumferential grooves.
  • the expression “plumb with” means, “for each meridian, radially inward within the limit of the axial coordinates delimited by”.
  • the points of a working layer plumb with a groove designate for each meridian, the set of points of the working layer radially internal to the groove within the limit of the axial coordinates delimited by the groove.
  • the expression “overhanging” means, “for each meridian, radially external within the limit of the axial coordinates delimited by”.
  • the part of the tread overhanging a ripple denote for each meridian, the set of points of the tread radially outside the ripple within the limit of the axial coordinates delimited by the ripple.
  • a tire must meet multiple performance criteria relating to phenomena such as wear, grip on different types of soil, rolling resistance, dynamic behavior. These performance criteria sometimes lead to solutions opposing other criteria. Thus for a good performance in dry grip, the rubber compound of the tread must be dissipative and soft.
  • the tire in order to obtain a tire performing in performance, in particular in dynamic response on a force transverse to the vehicle and therefore mainly in the axis of rotation of the tire, the tire must have a sufficiently high level of rigidity, in particular under transverse force.
  • the rigidity of the tire depends on the rigidity of the various elements of the tire, such as the tread, the crown reinforcement, the sidewalls and the beads.
  • the stiffening of the tread is traditionally obtained either through the stiffening of the rubber compounds leading to a loss of adhesion to dry ground, or through the reduction in the depth of the tread or the decrease in the level of notching of the tread leading to a loss of grip on wet surfaces.
  • the tire manufacturers have for example changed the rubber compound by stiffening it in particular with fibers, as mentioned in the documents FR 3 014 442 and FR 2 984 230.
  • the main objective of the present invention is therefore to improve performance by using rubber compounds of the tread "soft" or of low rigidity, in order to be able to use their associated properties.
  • These rubber compounds can, for example, be very hysteretic in order to increase the performance in adhesion to dry ground, or on the contrary very hysteretic in order to facilitate flattening in order to further improve the rolling resistance.
  • these low-rigidity rubber compounds can be placed over the entire tread or over a limited part. This objective is achieved without modifying its performance in terms of wear and endurance of the top, while respecting national standards in rolling resistance.
  • a passenger tire comprising:
  • a tread intended to come into contact with a ground via a tread surface comprising grooves, a groove forming a space opening onto the tread surface and being delimited by two main lateral faces connected by a face bottom, and having a width W defined by the average distance between the two lateral faces and a depth D defined by the maximum radial distance between the running surface and the bottom face,
  • At least one groove being a major groove, having a width W at least equal to 1 mm and a depth D at least equal to 4 mm,
  • the tire further comprising a crown reinforcement, radially internal to the tread, comprising at least one layer of reinforcing elements, called the crown layer, The at least one layer of reinforcing elements extending radially from a radially inner surface (SRI) to a radially outer surface (SRE),
  • the most radially outer crown layer comprising at least one undulation plumb with a rib
  • the at least one undulation of the most radially outer crown layer being such that the portion of the most radially outer crown layer of the corrugation is radially external to the points of said crown layer most radially external to the plumb from the center of the bottom face of the circumferential groove closest to said undulation,
  • the at least one undulation of the most radially outer crown layer being such that, over at least 10% of the radially outer surface (SRE) of said crown layer, the radial distance (du) between the radially outer surface ( SRE) of the most radially outermost crown layer and the running surface is at least 1.5 mm less than the radial distance (de) between the radially outer surface (SRE) of the most radially outermost layer outside and the running surface, distance plumb from the center of the bottom face of the circumferential groove closest to said undulation,
  • a point of a layer of reinforcing elements belongs to the undulation of this so-called top layer if the radial distance between the point considered and the point of the same top layer directly above the most point radially inside the bottom surface of the nearest major groove, is greater than 1 mm. If he exists more than one nearest major groove, we will make the corrugation membership test by taking into account the major groove which maximizes the radial distance considered. For the calculation of the radial distance, we will consider points of the reinforcement elements of the same nature: two points of the neutral fiber, two most radially outer points of the reinforcement elements, two most radially interior points of the reinforcement elements.
  • the properties of the rubber compounds are measured on a viscoanalyzer (Metravib VA4000), according to standard ASTM D 5992-96.
  • the response of a sample of vulcanized composition is recorded, preferably a cylindrical specimen 4 mm thick and 400 mm 2 in section, subjected to a sinusoidal stress in alternating single shear, at the frequency of 10 Hz, during a scanning temperature between 0 ° and 100 ° C, under a fixed stress of 0.7 MPa.
  • the dynamic shear modulus G * are measured at a given temperature, 40 ° C at 10% peak-to-peak deformation at 10 Hz also according to standard ASTM D 5992 - 96. According to the same procedures a shear module G * at 90 ° C at 10 Hz and under a stress of 0.7MPa is measured.
  • the circumferential grooves and grooves of the tire constitute a rate of recess in the strip of bearing in new condition at least equal to 10%.
  • the trough rate is measured by the ratio of the trough volume formed by all the cutouts in the tread to the volume of the tread radially outside the tread bottom surface, including the trough.
  • the rubber compounds in question have a low rigidity over temperature ranges which make them unusable for tires according to the state of the art for passenger vehicles, either that the wear performance is degraded by a low tread height or by a usual sculpture height that does not compensate for the low rigidity of the rubber compound, or that the performance behavior is too degraded due to the association of a usual sculpture height and the low rigidity of the rubber compound. If this low rigidity is accompanied by high hysteresis, the rolling resistance performance will also be degraded. The use of these rubbery compounds is therefore a problem in itself.
  • 10Hz at most equal to 3.25 MPa, preferably at most equal to 3 MPa, preferably at most equal to 2.5 MPa are for example very penalized in behavior with a tread height as it exists for passenger vehicles .
  • the invention namely to associate the corrugations of the most radially outer crown layer with a rubbery compound of low rigidity overhanging said corrugation, allows the use of a rubbery compound of low rigidity whatever the associated property targeted. If the rubber compound of the tread has associated with its low rigidity, excellent wear performance, but high rolling resistance, the invention allows its use by reducing the volume of this rubber compound and the sheared height of this compound rubbery in the tread. The invention also makes it possible to find an acceptable rolling resistance value. Likewise for a high adhesion property on dry soil associated with the low rigidity of the rubber compound, the degradation of the behavior or wear performance can be resolved by the invention.
  • One of the properties marking the adhesion is the value of the tan hysteresis 50 designating the value of tan 5 measured at the temperature of 0 ° C at 10 Hz and under a stress of 0.7 MPa.
  • the rubber compound M has a tan 50 value at least equal to 0.5, preferably at least equal to 0.6.
  • the undulations must necessarily impact the most radially outermost layer of crown reinforcement elements.
  • the invention has an effect on behavior, wear, rolling resistance by reducing the volume of rubber compound in the tread overhanging the corrugations.
  • the other top layers and the carcass reinforcement may or may not be corrugated.
  • the undulations must impact at least 10% of the surface of the most radially outer crown layer and the amplitude of the undulation which makes it possible to reduce the thickness of the rubber compound, must be at least equal 1. 5 mm.
  • a ripple plumb with a single rib of the tread may be sufficient.
  • the ripple can for example be central and symmetrical with respect to the median circumferential plane.
  • This solution can have an advantage in terms of irregular wear, or axial thrust value depending on the direction of the thrust depending on the camber of the vehicle.
  • this single corrugation can also be located under any rib and in particular under one of the most radially outer ribs. These choices can be made taking into account the directional or axisymmetric aspect of the tires and the camber of the vehicle for which the tire is intended.
  • the corrugation must be well positioned relative to the tread depth D.
  • the minimum radial distance (du) between the radially outer surface (SRE) of the top layer (5) la more radially outer of the crown reinforcement (3) and the running surface (21), is at most equal to the depth D of the nearest major groove (24) increased by 2 mm and at least equal to the depth D of the nearest major groove (24) reduced by 2 mm.
  • the corrugation will not solve the problem because it will not sufficiently reduce the height of the rubber compound overhanging the corrugation. If the corrugation is positioned too radially on the outside, either the wear will make the crown layers appear, which will cause a problem of endurance, or a greater part of the tread could be thinned in order to gain rolling resistance and the solution would not be optimal.
  • passenger tires preferably have a tread depth at least equal to 6 mm and at most equal to 10 mm. This depth is the maximum depth of the circumferential grooves and grooves on the tread. It is generally measured near the equator plane of the tire. These values are a compromise of today including the aspects of wear, rolling resistance and behavior among other performances. .
  • Waving layers of reinforcing elements subjected to compression forces goes against the recommendations for combating buckling of the structures. Indeed, creating a discontinuity in the radius of curvature amounts to creating over-stresses where buckling could take place.
  • the forces are very localized so that part of the crown is in tension when another part is in compression, on a scale much smaller than that of the undulations. Thus the undulations practiced within the limits of the invention do not harm the endurance of the tire.
  • undulations allow the use of a rubber compound of the tread of low rigidity, namely whose dynamic shear modulus G * at 40 ° C at 10% peak-to-peak deformation at 10Hz, at most equal at 3.25 MPa, at most equal to 3 MPa, preferably at most equal to 2.5 MPa, at least overhanging said undulations, no longer with the objective of making a gain in rolling resistance and in behavior but for a gain of dry grip with improved behavior and acceptable rolling resistance.
  • the rubber compound overhanging the undulation of the most radially outer crown layer is entirely or partially in a rubber compound M of low rigidity and with a good level of grip on dry ground.
  • the rolling surface comprises of this rubber compound in new condition.
  • the distance (du) is reduced by creating at least one ripple in the most radially outer crown layer, so that this ripple or corrugated part of the crown layer is radially external to the part of the crown layer directly above the circumferential groove closest to said undulation. It is not a question of considering as undulated a layer of non-undulated top but respecting the criterion of the decrease in the distance of the by a decrease in the depth of sculpture on a given area. This characteristic is also known in particular for tires for passenger vehicles whose tread depth is smaller on the axially outer edges of the tire, called shoulders, than in the nearest circumferential grooves.
  • the most radially outer crown layer is either at the same radius, or radially inside the parts of the same crown layer at plumb with the nearest circumferential groove.
  • the invention also works by positioning one or more undulations in one or parts of one or more shoulders of the tire.
  • the hollow (d1) will preferably be kept in the major grooves and the circumferential grooves. Minor grooves or incisions are less susceptible to punctures and attack by obstacles. They are protected by the rubber compound giving them their technical characteristic of a shallow or narrow width groove.
  • Plumb with the undulation of the most radially outer crown layer, all or part of the other crown layer can be corrugated as well as the carcass layer as a function of the structural rigidity desired for the crown.
  • the most radially outermost top layer should be wavy, it can be the only wavy layer using a rubbery filling compound of the appropriate thickness disposed between the most radially outermost top layer and the top layer, in general a working layer, radially adjacent. But two, three, all the top layers can be waved like this.
  • the protective or shrinking layers are optional in a tire and do not condition the interest of the solution.
  • 10% of the rolling surface with a rubber compound improved in dry grip allows measurement of an improvement in performance so that it is sufficient that 10% of the radially outer surface of the top layer the most radially outer is in the part of the corrugations at a radial distance at least equal to 1.5mm from the most radially inner points of said crown layer perpendicular to the nearest major groove.
  • the amplitude of this undulation must be at least 1.5 mm to have significant effects on the tire scale.
  • the difference between the radial distance (du) between the radially outer surface (SRE) of the most radially outer crown layer and the running surface is at least 1.5 mm less than the radial distance (de) between the radially outer surface (SRE) of the most radially outer crown layer and the running surface, distance plumb from the center of the bottom face of the major groove closest to said undulation, over at least 10 % of the surface of the radially outer surface (SRE) of the top layer in one or more undulations.
  • a preferred solution is that several crown layers, the most radially outer crown layer and the crown layer radially adjacent to it, or even all the crown layers are wavy, i.e. are at a distance from each other substantially constant over the entire width of the crown except for the last 3 cm of their axial ends . These axial ends indeed sometimes receive rubbery decoupling compounds.
  • the optimal solution takes into account the characteristics of the tire and possibly the vehicle. Optimization can be carried out as a function of the directional nature of the tire, of its asymmetry, of the vehicle camber.
  • the radial distance (du) between the radially outer surface (SRE) of the most radially outer crown layer and the running surface is at least 1.5 mm, preferably 2 mm, less than the radial distance (de) between the radially outer surface (SRE) of the layer from the most radially outer apex and the rolling surface, distance plumb from the center of the bottom face of the major groove closest to said undulation.
  • the design parameters for adjusting grip, wear, rolling resistance, behavior performance are:
  • the amplitude of the corrugation at least equal to 1.5 mm but limited to 5 mm due to the radii of curvature to be imposed on the metallic working layers, rigid and therefore not very deformable which makes it possible to adjust the shearing of the rubbery compounds of the tread linked to rolling resistance and dynamic behavior.
  • a single rib may represent 15% of the axial width of the most radially outer working layer. It is common to have 3, 4 to 5 ribs and the grooves represent around 20% of this width.
  • a preferred solution is therefore that over at least 10%, preferably at least 20% and at most 85%, of the radially outer surface (SRE) of the most radially outer crown layer, the radial distance (du) between the radially outer surface (SRE) of the most radially outer crown layer and the rolling surface is at most 5 mm less, preferably at most 3 mm, than the radial distance (de) between the radially outer surface (SRE) from the most radially outer crown layer and the running surface, distance to plumb from the center of the bottom face of the circumferential groove closest to said undulation.
  • the radial distance (d1) between the radially outer surface (SRE) of the most radially outer crown layer and the bottom face of the (or) circumferential groove is at least equal to 1 mm and at most equal to 5 mm, preferably at least equal to 2 mm and at most equal to 4 mm. Below the lower limits, the tire could be too sensitive to attack. Beyond the upper limits, the rolling resistance of the tire would be penalized.
  • the tread for example a major groove in the tread, comprises at least one wear indicator, and that the minimum radial distance (du) between the radially outer surface (SRE) of the most radially outer layer of the crown reinforcement and the rolling surface is at least equal to the radial distance (df) between the rolling surface and the most radially external point of the wear indicator.
  • all parts of the tread and of the tread surface overhanging the undulations of the crown layer (5) most radially external comprise at least 50% of the rubber compound M, preferably 75%, of preferably 100%, in order to take full advantage of the properties of the rubber compound M.
  • the part of the tread radially outside the wear indicators is composed of 100% of the rubber compound M, in order to take advantage of the properties of the rubber compound M until removal tire for wear.
  • a preferred solution is that an undulation of the most radially outer working layer is present only at the base of the ribs of the surface. of rolling closest axially to the median circumferential plane, on both sides of this plane, in order to obtain a performance just necessary compared to the increase in the additional manufacturing cost caused by the undulation of the working layer the most radially exterior.
  • the depth D of a major groove (24) is at least equal to 6 mm, and at most equal to 10 mm. Tread depths between 6 and 10 mm allow a good compromise between wear and rolling performance in many passenger tires.
  • the most radially outer layer of reinforcing elements of the crown reinforcement is a hooping layer
  • the most radially outer layer of reinforcing elements of the reinforcement top includes textile reinforcing elements, preferably of the aliphatic polyamide, aromatic polyamide, combination of aliphatic polyamide and aromatic polyamide, polyethylene terephthalate or rayon, parallel to each other and forming, with the circumferential direction (XX ′) of the pneumatic, an angle B at most equal to 10 ° in absolute value.
  • a preferred solution is that at least one rubbery stuffing compound having a radial thickness at least equal to 0.3 mm is positioned perpendicular to any undulation of the most radially outer crown layer. This is to allow the top layers to be waved during fabrication and baking.
  • These rubbery stuffing compounds can be present over the entire circumference of the tire or arranged in certain portions of the tire as required. It is possible to have several rubbery packing compounds plumb with the corrugation (s) at different radius values with different properties depending on the specifications of the tires.
  • a single rubbery packing compound is disposed, its maximum thickness is approximately equal, for a given corrugation, to the radial distance between the most radially outer point of the radially outer surface of the most radially outer crown layer at the level of the undulation and the radially outer surface of the top layer most radially outside the vertical line of the center of the bottom face of the circumferential groove closest to said undulation.
  • the rubber stuffing compound has a maximum dynamic loss tan51, measured at a temperature of 23 ° C at 10 Hz, at most equal and preferably less than 30% to the maximum dynamic loss tan52 of the least hysteretic rubber compound in the tread and radially external to the bottom surfaces major grooves or circumferential grooves, measured at a temperature of 23 ° C and under a stress of 0.7 MPa at 10 Hz.
  • the gain in rolling resistance is given only by the reduction in shear stresses this rubber compound undergoes.
  • the least hysteretic rubber compound in the tread is the rubber compound making up a portion of the tread radially external to the tread bottom surface whose maximum tan51 value, measured at a temperature of 23 ° C. and under a stress of 0.7 MPa at 10 Hz is the weakest of all the rubber compounds composing a portion of the tread radially external to the tread bottom surface.
  • the crown reinforcement consists of a hooping layer and a working reinforcement of 2 working layers having opposite angles, like many current crown architectures.
  • FIG. 1 is a part of a tire, in particular its architecture and its tread provided with circumferential grooves and grooves.
  • FIG. 2 represents a meridian section of the top of a tire according to the invention and illustrates the different radial distances, du, d 1, D, df, de and a rubbery stuffing compound (6) capable of creating a ripple of the top layer, working layer or hooping layer, the most radially outer, this undulation comprising at its overhang a rubbery compound M of low rigidity.
  • Figure 3 shows a meridian section of the top of a tire according to the invention and illustrates the different radial distances, du, d1, D, df, de and rubbery stuffing compounds (6) capable of creating undulations of the 'crown reinforcement, working layers and hooping layer, this undulation comprising in its overhang and in 100% of the part of the tread radially external to the wear indicators, a rubbery compound M of low rigidity.
  • FIG. 4 represents a meridian section of the crown of a tire according to the invention and illustrates the different radial distances, du, d1, D, df, de and undulations of the crown reinforcement, of the working layers and of the hooping layer, the carcass layer and the sealing rubber, this undulation comprising in its overhang and in 100% of the portion of the tread radially external to the wear indicators, a rubbery compound M of low rigidity.
  • These corrugations are created without the use of stuffing rubber, either with a manufacturing tool suitable for producing them during the laying of the different layers of carcass and crown reinforcement elements before curing, or during the curing of the tire by volumes of the tread adapted to create this type of ripples.
  • FIG. 1 represents a perspective view of part of the crown of a tire.
  • Each Cartesian plane is associated with a Cartesian coordinate system (XX ', YY', ZZ ').
  • the tire comprises a tread 2 intended to come into contact with a ground via a tread surface 21.
  • In the tread are arranged grooves 24 of width W possibly different from one groove to another and circumferential grooves 25 delimiting ribs 26.
  • the tire also comprises a crown reinforcement 3 comprising a working reinforcement 4 and here for the example , a hooping reinforcement 5.
  • the working reinforcement comprises at least one working layer and here for the example two working layers 41 and 42 each comprising reinforcing elements parallel to each other (41 1 for the top layer 41 ).
  • SRE radially outer surface
  • FIG. 2 schematically represents the meridian section of the top of the tire according to the invention. It illustrates in particular the carcass layer 1, an undulation (512) of the most radially outer crown layer (5) and a rubbery stuffing compound (6) disposed directly above it, over the entire width. of the rib 26.
  • FIG. 2 also illustrates the following radial distances:
  • Figure 3 shows schematically the meridian section of the top of the tire according to the invention. It illustrates in particular undulations of the crown reinforcement consisting of two working layers (41 and 42) and of the hooping layer (5) which is in this case the most radially outer crown layer, and rubbery stuffing compounds (6) arranged under the working layer (42) most radially inner at the base of the corrugations underneath of each of the ribs of the tread.
  • FIG. 4 schematically represents the meridian section of the top of the tire according to the invention. It illustrates in particular undulations of the carcass reinforcement, of the crown reinforcement constituted by two working layers (41 and 42) and of the hooping layer (5) which is in this case the crown layer the more radially outer, without using rubbery packing compounds (6).
  • a meridian section of the tire is obtained by cutting the tire along two meridian planes. This section is used to determine the different radial distances, the center of the bottom faces of the grooves and the circumferential grooves.
  • the invention was carried out on a tire A of size 305/30 ZR20 intended to equip a passenger vehicle.
  • the depths D of the grooves of the sculpture are between 5 mm at the shoulders and 7 mm at the equator, for widths W varying between 4 and 15 mm, the tread contains 4 circumferential grooves.
  • the crown reinforcement is made up of two working layers whose reinforcing elements make an angle of + or - 38 ° with the circumferential direction and of a textile hooping layer whose reinforcing elements make an angle of + or - 3 ° with the circumferential direction.
  • the most radially outer crown layer, the hoop layer 5 is corrugated under the 5 ribs of the tread, constituting over 50% of its surface.
  • the corrugations are produced using rubbery packing compounds radially internal to the most radially internal working layer, located more precisely between the carcass layer and the most radially internal crown layer.
  • the corrugations have amplitudes of 2mm, i.e. the radial distances (du) between the radially outer surface (SRE) of the most radially outer crown layer (5) and the rolling surface at the corrugations (512) are 2 mm less than the radial distances (from) between the radially outer surface (SRE) of the most radially outer crown layer (5) and the rolling surface (21), distances plumb from the point the most radially inner of the bottom face of the circumferential grooves (24) closest to said undulations (512).
  • the radial distance (d1) between the radially outer surface (SRE) of the most radially outer crown layer (5) and the bottom face (243) of the circumferential grooves (24), is equal to 1.5 mm.
  • the tread is composed of a single rubber compound CC1 having the following characteristics:
  • Tire B is such that its crown layers are not wavy and its tread consists of a single rubber compound CC2.
  • Tire C is such that its crown layers are not wavy and the tread is made of a single rubber compound CC1 similar to tire A.
  • the rubber compound CC2 does not correspond to the invention, is a rubber compound suitable for its use in the tread and has the following properties:
  • the rubbery stuffing compound used to create the corrugations of tire A has a tanôl dynamic loss, measured at a temperature of 23 ° C and under a stress of 0.7 MPa at 10 Hz, 60% lower than that of the compound rubbery CC1 constituting the tread of A.
  • the performance of the tire according to the invention is visible according to the following table in base 100.
  • An evaluation greater than 100 means that the tire performance is higher than that of the control.
  • a better rolling resistance performance, therefore greater than 100 means that the rolling resistance of the tire is less than that of the control.
  • a dry ground grip, greater than 100 means that the lap time on the test circuit is less than that of the control tire
  • the objective of the invention is to allow the use of a “soft” or low-rigidity rubber compound in the tread.
  • State-of-the-art tires B which have neither corrugated top layers nor rubbery tread compound of low rigidity, serve as a control.
  • the invention visible on tire A, not only makes it possible to make up for all the damage brought about by the use of the rubbery compound of low rigidity CC1, but it surprisingly makes it possible to improve the adhesion of dry soil, a priori brought about. by the rubber compound CC1 by an additional 25% by the coupling between the architecture and the rubber compound of low rigidity.
  • the gain in rolling resistance of the invention was evaluated on a standard machine for ISO 2850: 2009 standardized measurements.
  • the behavior is evaluated by measuring the characteristic Dz of the tire behavior model, known as Pacejka, well known to those skilled in the art, at a hot pressure of 3b.
  • the tires were also mounted on a sports type vehicle and tested on a virile circuit capable of generating significant transverse forces.
  • a professional pilot trained in the evaluation of tires, compares tires A according to the invention, tires B and tires C according to the state of the art and according to a rigorous test process, under the same temperature conditions condition of the road surface, without knowing the characteristics of the tires tested, by repeating the measurement. The pilot notes the tires.
  • the tires A according to the invention outperformed the tires B and C in terms of vehicle behavior, handling, on dry ground and in terms of grip.
  • the wear is evaluated on tests where vehicles of the same type follow each other on a specific circuit representing customer use.
  • the vehicles are driven by professional pilots, trained in the evaluation of tires and having the same type of driving according to a rigorous test process, under the same temperature conditions, of rolling ground condition, without knowing the characteristics of the tires tested, repeating the measurement. After each test day, the remaining tread heights are measured.
  • the wear given here corresponds to the gain in wear after running corresponding to 30% of the life of the tire.

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Abstract

L'invention est un pneumatique comprenant un sommet comprenant au moins une couche d'éléments de renforcement. La couche la plus radialement extérieure, comprend au moins une ondulation (512). Les ondulations (512) de la couche (5) la plus radialement extérieure sont telles que les points des ondulations sont radialement extérieurs aux points de ladite couche (5) à l'aplomb du centre de la face de fond (243) de la rainure majeure (24) la plus proche d'au moins une distance radiale de 1.5 mm. Les ondulations (512) de la couche de sommet la plus radialement extérieure constituent au moins 10% de la surface radialement extérieure (SRE) de ladite couche de sommet (5).Un composé caoutchouteux d'un module dynamique G*, mesuré à 40° C à 10% de déformation crête à crête à 10Hz, au plus égal à 3,25 MPa, compose au moins 30% des composés caoutchouteux en surplomb desdites ondulations.

Description

DOMAINE DE L’INVENTION
[0001 ] La présente invention concerne un pneumatique destiné à être monté sur un véhicule de tourisme, et plus particulièrement le sommet d’un tel pneumatique.
[0002] Un pneumatique ayant une géométrie de révolution par rapport à un axe de rotation, la géométrie du pneumatique est généralement décrite dans un plan méridien contenant l’axe de rotation du pneumatique. Pour un plan méridien donné, les directions radiale, axiale et circonférentielle désignent respectivement les directions perpendiculaire à l’axe de rotation du pneumatique, parallèle à l’axe de rotation du pneumatique et perpendiculaire au plan méridien. Le plan circonférentiel médian dit plan équateur divise le pneumatique en deux demi tores sensiblement symétriques, le pneumatique pouvant présenter des dissymétries de bande de roulement, d’architecture, liées à la précision de fabrication ou au dimensionnement.
[0003] Dans ce qui suit, les expressions « radialement intérieur à» et « radialement extérieur à» signifient respectivement « plus proche de l’axe de rotation du pneumatique, selon la direction radiale, que » et « plus éloigné de l’axe de rotation du pneumatique, selon la direction radiale, que ». Les expressions « axialement intérieur à» et « axialement extérieur à» signifient respectivement « plus proche du plan équateur, selon la direction axiale, que » et « plus éloigné du plan équateur, selon la direction axiale, que ». Une « distance radiale » est une distance par rapport à l’axe de rotation du pneumatique, et une « distance axiale » est une distance par rapport au plan équateur du pneumatique. Une « épaisseur radiale » est mesurée selon la direction radiale, et une « largeur axiale » est mesurée selon la direction axiale.
[0004] Un pneumatique comprend un sommet comprenant une bande roulement destinée à venir en contact avec le sol par l’intermédiaire d’une surface de roulement, deux bourrelets destinés à venir en contact avec une jante et deux flancs reliant le sommet aux bourrelets. En outre, un pneumatique comprend une armature de carcasse comprenant au moins une couche de carcasse, radialement intérieure au sommet et reliant les deux bourrelets.
[0005] La bande de roulement d’un pneumatique est délimitée, selon la direction radiale, par deux surfaces circonférentielles dont la plus radialement extérieure est la surface de roulement et dont la plus radialement intérieure est appelée surface de fond de sculpture. La surface de fond de sculpture, ou surface de fond, est définie comme la surface translatée de la surface de roulement radialement vers l’intérieur d’une distance radiale égale à la profondeur de sculpture. Il est courant que cette profondeur soit dégressive sur les portions circonférentielles les plus axialement extérieures, appelées épaules, de la bande de roulement.
[0006] De plus, la bande de roulement d’un pneumatique est délimitée, selon la direction axiale, par deux surfaces latérales. La bande de roulement est en outre constituée par un ou plusieurs mélanges ou composés caoutchouteux. Les expressions « mélange caoutchouteux » ou « composé caoutchouteux » désigne une composition de caoutchouc comportant au moins un élastomère et une charge.
[0007] Le sommet comprend au moins une armature de sommet radialement intérieure à la bande de roulement. L’armature de sommet comprend au moins une armature de travail comprenant au moins une couche de travail composée d’éléments de renforcement parallèles entre eux formant, avec la direction circonférentielle, un angle compris entre 15° et 50°. L’armature de sommet peut également comprendre une armature de frettage comprenant au moins une couche de frettage composée d’éléments de renforcement formant, avec la direction circonférentielle, un angle compris entre 0° et 10°, l’armature de frettage étant le plus souvent mais pas obligatoirement radialement extérieure aux couches de travail.
[0008] Pour toute couche d’éléments de renforcement d’armature de sommet, de travail, ou autre, une surface continue, dite surface radialement extérieure (SRE) de la dite couche, passe par le point le plus radialement extérieur de chaque élément de renforcement, de chaque méridien. Pour toute couche d’éléments de renforcement d’armature de sommet, de travail, ou autre, une surface continue, dite surface radialement intérieure (SRI) de la dite couche, passe par les points le plus radialement intérieur de chaque élément de renforcement, de chaque méridien. Les distances radiales entre une couche d’éléments de renforcement et tout autre point, sont mesurées depuis l’une ou l’autre de ces surfaces et de manière à ne pas intégrer l’épaisseur radiale de la dite couche. Si l’autre point de mesure est radialement extérieur à la couche d’éléments de renforcement, la distance radiale est mesurée depuis la surface radialement extérieure SRE à ce point, et respectivement depuis la surface radialement intérieure SRI à l’autre point de mesure si celui-ci est radialement intérieur à la couche d’éléments de renforcement. Ceci permet de prendre des distances radiales cohérentes d’un méridien à l’autre, sans avoir à tenir compte des variations locales possibles liées aux formes des sections des éléments de renforcement des couches. [0009] Afin d’obtenir des performances en adhérence sur sol mouillé, des découpures sont disposées dans la bande de roulement. Une découpure désigne soit un puits, soit une rainure, soit une incision, soit un sillon circonférentiel et forme un espace débouchant sur la surface de roulement.
[0010] Une incision ou une rainure présente, sur la surface de roulement, deux dimensions principales caractéristiques : une largeur W et une longueur Lo, telle que la longueur Lo est au moins égale à 2 fois la largeur W. Une incision ou une rainure est donc délimitée par au moins deux faces latérales principales déterminant sa longueur Lo et reliées par une face de fond, les deux faces latérales principales étant distantes l’une de l’autre d’une distance non nulle, dite largeur W de l’incision ou de la rainure.
[001 1 ] La profondeur de la découpure est la distance radiale maximale entre la surface de roulement et le fond de la découpure. La valeur maximale des profondeurs des découpures est nommée profondeur de sculpture D.
[0012] Un sillon est une rainure sensiblement circonférentielle, les faces latérales sont sensiblement circonférentielles en ce sens, que leur orientation peut varier localement autour de plus ou moins 45° autour de la direction circonférentielle mais que l’ensemble des motifs appartenant au sillon se retrouve tout autour de la bande de roulement, formant un ensemble sensiblement continu, c’est-à-dire présentant des discontinuités inférieures à 10% en longueur comparativement à la longueur des motifs.
[0013] Les sillons circonférentiels délimitent des nervures. Une nervure est composée des motifs de la sculpture compris entre un bord axial du pneumatique et un sillon circonférentiel le plus axialement extérieur voisin, soit compris entre deux sillons circonférentiels voisins.
[0014] Dans ce qui suit, l’expression « à l’aplomb de » signifie, « pour chaque méridien, radialement intérieur dans la limite des coordonnées axiales délimitées par ». Ainsi « les points d’une couche de travail à l’aplomb d’un sillon » désignent pour chaque méridien, l’ensemble des points de la couche de travail radialement intérieurs à la rainure dans la limite des coordonnées axiales délimitées par le sillon.
[0015] Dans ce qui suit, l’expression « en surplomb de » signifie, « pour chaque méridien, radialement extérieur dans la limite des coordonnées axiales délimitées par ». Ainsi « la partie de la bande roulement en surplomb d’une ondulation » désignent pour chaque méridien, l’ensemble des points de la bande de roulement radialement extérieurs à l’ondulation dans la limite des coordonnées axiales délimitées par l’ondulation.
ETAT DE LA TECHNIQUE
[0016] Un pneumatique doit répondre à de multiples critères de performance portant sur des phénomènes comme l’usure, l’adhérence sur différents types de sol, la résistance au roulement, le comportement dynamique. Ces critères de performance conduisent parfois à des solutions s’opposant à d’autres critères. Ainsi pour une bonne performance en adhérence sol sec, le composé caoutchouteux de la bande de roulement doit être dissipatif et mou. En revanche pour obtenir un pneumatique performant en comportement, notamment en réponse dynamique sur un effort transversal au véhicule et donc principalement dans l’axe de rotation du pneumatique, le pneumatique doit avoir un niveau de rigidité, notamment sous effort transversal, suffisamment élevé. Pour une dimension donnée, la rigidité du pneumatique dépend de la rigidité des différents éléments du pneumatique que sont la bande de roulement, l’armature de sommet, les flancs et les bourrelets. La rigidification de la bande de roulement est traditionnellement obtenue soit à travers la rigidification des composés caoutchouteux amenant une perte adhérence sol sec, soit à travers la diminution de la profondeur de la sculpture ou de la diminution du niveau d’entaillement de la sculpture amenant une perte d’adhérence sur sol mouillé.
[0017] Pour pallier le problème, les fabricants de pneumatiques ont par exemple changé le composé caoutchouteux en le rigidifiant notamment par des fibres, comme mentionné dans les documents FR 3 014 442 et FR 2 984 230.
[0018] Ces solutions ne sont pas toujours satisfaisantes. Diminuer la profondeur sculpture limite la performance en usure et en adhérence sur route mouillée. Rigidifier le composé caoutchouteux limite les capacités d’adhérence sur sol mouillé et sol sec, et augmente aussi les émissions sonores du pneumatique en roulage. Réduire le volume de creux de la sculpture réduit les capacités d’adhérence sur sol mouillé et plus particulièrement en cas de forte hauteur d’eau au sol. Il est par ailleurs important de maintenir une certaine épaisseur de composés caoutchouteux entre la face de fond des découpures, rainures ou sillons et les éléments de renforcement de la couche de sommet la plus radialement extérieure pour garantir l’endurance du pneumatique. [0019] Ainsi l’utilisation de certains composés caoutchouteux très mous et très adhérents pour réaliser, toute ou partie de la bande de roulement, n’est pas réalisable sans détériorer les autres performances.
RESUME DE L’INVENTION
[0020] L’objectif principal de la présente invention est donc d’améliorer une performance en utilisant des composés caoutchouteux de la bande de roulement « mous » ou de faible rigidité, afin de pouvoir utiliser leurs propriétés associées. Ces composés caoutchouteux peuvent être par exemple très hystérétiques afin d’augmenter la performance en adhérence sol sec ou au contraire très peu hystérétiques pour faciliter la mise à plat afin d’améliorer plus encore la résistance au roulement. Pour ne pas pénaliser d’autres performances comme l’usure ou le comportement ces composés caoutchouteux de faible rigidité pourront être disposés sur toute la bande de roulement ou sur une partie limitée. Cet objectif est atteint sans modifier ses performances en usure et en endurance du sommet, tout en respectant les normes nationales en résistance au roulement.
[0021 ] Cet objectif est atteint par un pneumatique de tourisme comprenant :
• une bande de roulement destinée à entrer en contact avec un sol par l’intermédiaire d’une surface de roulement comprenant des rainures, une rainure formant un espace débouchant sur la surface de roulement et étant délimitée par deux faces latérales principales reliées par une face de fond, et ayant une largeur W définie par la distance moyenne entre les deux faces latérales et une profondeur D définie par la distance radiale maximale entre la surface de roulement et la face de fond,
• au moins une rainure, étant une rainure majeure, ayant une largeur W au moins égale à 1 mm et une profondeur D au moins égale à 4 mm,
• au moins une rainure majeure étant sensiblement circonférentielle, appelée sillon circonférentiel
• au moins deux nervures,
• le pneumatique comprenant en outre une armature de sommet, radialement intérieure à la bande de roulement, comprenant au moins une couche d’éléments de renforcement, nommée couche de sommet, • la au moins une couche d’éléments de renforcement s’étendant radialement depuis une surface radialement intérieure (SRI) jusqu’à une surface radialement extérieure (SRE),
• la couche de sommet la plus radialement extérieure comprenant au moins une ondulation à l’aplomb d’une nervure,
• la au moins une ondulation de la couche de sommet la plus radialement extérieure étant telle que la portion de la couche de sommet la plus radialement extérieure de l’ondulation est radialement extérieure aux points de ladite couche de sommet la plus radialement extérieure à l’aplomb du centre de la face de fond du sillon circonférentiel le plus proche de ladite ondulation,
• la au moins une ondulation de la couche de sommet la plus radialement extérieure étant telle que, sur au moins 10% de la surface radialement extérieure (SRE) de ladite couche de sommet, la distance radiale (du) entre la surface radialement extérieure (SRE) de la couche de sommet la plus radialement extérieure et la surface de roulement, est inférieure d’au moins 1 .5 mm à la distance radiale (de) entre la surface radialement extérieure (SRE) de la couche de sommet la plus radialement extérieure et la surface de roulement, distance à l’aplomb du centre de la face de fond du sillon circonférentiel le plus proche de ladite ondulation,
• la distance radiale minimale (du) entre la surface radialement extérieure (SRE) de la couche de sommet la plus radialement extérieure de l’armature de sommet et la surface de roulement, étant au plus égale à la profondeur D du sillon circonférentiel le plus proche augmentée de 2 mm et au moins égale à la profondeur D du sillon circonférentiel le plus proche diminuée de 2 mm,
• la partie de la bande de roulement en surplomb d’au moins une ondulation de la couche de sommet la plus radialement extérieure, comprenant au moins 30% d’un composé caoutchouteux M dont le module de cisaillement dynamique G*, mesuré à 40° C à 10% de déformation crête à crête à 10Hz, est au plus égal à 3,25 MPa.
[0022] Un point d’une couche d’éléments de renforcement appartient à l’ondulation de cette dite couche de sommet si la distance radiale entre le point considéré et le point de la même couche de sommet à l’aplomb du point le plus radialement intérieur de la surface de fond de la rainure majeure la plus proche, est supérieur à 1 mm. Si il existe plus d’une rainure majeure la plus proche, on fera le test d’appartenance à l’ondulation en prenant en compte la rainure majeure qui maximise la distance radiale considérée. Pour le calcul de la distance radiale, on considérera des points des éléments de renforcement de même nature : deux points de la fibre neutre, deux points les plus radialement extérieurs des éléments de renforcement, deux points les plus radialement intérieurs des éléments de renforcement.
[0023] Les propriétés des composés caoutchouteux sont mesurées sur un viscoanalyseur (Metravib VA4000), selon la norme ASTM D 5992-96. On enregistre la réponse d’un échantillon de composition vulcanisée de préférence une éprouvette cylindrique de 4 mm d’épaisseur et de 400 mm2 de section, soumis à une sollicitation sinusoïdale en cisaillement simple alterné, à la fréquence de 10Hz, lors d'un balayage en température entre 0° et 100°C, sous une contrainte fixe de 0,7 MPa. Les module de cisaillement dynamique G* sont mesuré à une température donnée, 40° C à 10% de déformation crête à crête à 10Hz également selon la norme ASTM D 5992 - 96. Selon les mêmes procédures un module en cisaillement G* à 90°C à 10 Hz et sous une contrainte de 0.7MPa est mesuré.
[0024] Pour améliorer certaines performances, comme par exemple l’adhérence sol sec, il est possible d’utiliser des composés caoutchouteux connus de l’homme du métier pour des usages particulier comme la compétition automobile mais ces composés caoutchouteux ne sont pas absolument pas adaptés à des véhicules de tourisme même à tendance sportive. En effet les véhicules de tourisme doivent respecter certaines performances comme les valeurs de résistance au roulement maximales édictées par les normes environnementales et des performances minimales d’usure, d’endurance, d’adhérence et de comportement. En effet ces véhicules doivent pouvoir se déplacer sur des routes ouvertes et dans des conditions de voyage et d’adhérence en sol mouillé qui ne sont pas celles d’un circuit de compétition, fermé, sur un temps très court pour un kilométrage finalement réduit. Comme les propriétaires de ces véhicules ne disposent pas d’une écurie pour changer leur pneumatiques en cas de pluie et après une heure de course quand ceux-ci sont usés, il est des paramètres de conception pour les pneumatiques selon l’invention qu’il est impossible d’écarter comme la présence de rainures ou de sillons circonférentiels dans la bande de roulement et la capacité de faire plusieurs milliers de kilomètre avec le pneumatique, donc avec une profondeur sculpture suffisante. De préférence les rainures et les sillons circonférentiels du pneumatique constituent un taux de creux dans la bande de roulement à l’état neuf au moins égal à 10%. Le taux de creux est mesuré par le rapport du volume de creux constitué par toutes les découpures de la bande de roulement sur le volume de la bande de roulement radialement extérieur à la surface de fond de sculpture, creux compris.
[0025] Les composés caoutchouteux en question présentent une rigidité faible sur des plages de températures qui les rendent inutilisables pour des pneumatiques selon l’état de l’art pour des véhicules de tourisme soit que la performance usure soit dégradée par une faible hauteur sculpture ou par une hauteur sculpture usuelle ne compensant pas la faible rigidité du composé caoutchouteux, soit que la performance comportement soit trop dégradée en raison de l’association d’une hauteur sculpture usuelle et de la faible rigidité du composé caoutchouteux. Si cette faible rigidité s’accompagne d’une haute hystérèse, la performance résistance au roulement sera elle aussi dégradée. L’utilisation de ces composés caoutchouteux est donc un problème en soi.
[0026] Les composés caoutchouteux ayant un module G* à 40°C module de cisaillement dynamique G*, mesuré à 40° C à 10% de déformation crête à crête à
10Hz, au plus égal à 3,25 MPa, de préférence, au plus égal à 3 MPa, de préférence au plus égal à 2.5 MPa sont par exemple très pénalisés en comportement avec une hauteur sculpture tel qu’elle existe pour les véhicules de tourisme.
[0027] Les composés caoutchouteux ayant un module G* à 90°C module de cisaillement dynamique, mesuré à 90° C à 10 Hz sous une contrainte de 0.7 MPa, au plus égal à 1 MPa, de préférence au plus égal à 0.75 MPa, de préférence au plus égal à 0.5 MPa, sont très pénalisés en usure.
[0028] L’invention, à savoir d’associer les ondulations de la couche de sommet la plus radialement extérieure à un composé caoutchouteux de faible rigidité en surplomb de ladite ondulation, permet d’utiliser un composé caoutchouteux de basse rigidité quelle que soit la propriété associée visée. Si le composé caoutchouteux de la bande de roulement possède associée à sa basse rigidité, des performances en usure excellente, mais une résistance au roulement élevée, l’invention permet son utilisation en réduisant le volume de ce composé caoutchouteux et la hauteur cisaillée de ce composé caoutchouteux dans la bande de roulement. L’invention permet également de retrouver une valeur de résistance au roulement acceptable. De même pour une propriété d’adhérence sur sol sec élevée associée à la faible rigidité du composé caoutchouteux, la dégradation de la performance comportement ou usure peut être résolue par l’invention. [0029] Une des propriétés marquant l’adhérence est la valeur de l’hystérèse tan 50 désignant la valeur de tan 5 mesurée à la température de 0°C à 10 Hz et sous une contrainte de 0.7 MPa. Ainsi un mode de réalisation préféré de l’invention est que le composé caoutchouteux M a une valeur tan 50 au moins égale à 0.5, de préférence au moins égale à 0.6.
[0030] Les ondulations doivent obligatoirement impacter la couche d’éléments de renforcement du sommet la plus radialement extérieure. L’invention a un effet sur le comportement, l’usure, la résistance au roulement en diminuant le volume de composé caoutchouteux de la bande de roulement en surplomb des ondulations. Les autres couche de sommet ainsi que l’armature carcasse peuvent ou pas être ondulées. Pour être perceptible, les ondulations doivent impacter au moins 10% de la surface de la couche de sommet la plus radialement extérieure et l’amplitude de l’ondulation qui permet de diminuer l’épaisseur du composé caoutchouteux, doit être au moins égale 1 .5 mm. Pour ce faire une ondulation à l’aplomb d’une seule nervure de la bande de roulement peut être suffisante. L’ondulation peut être par exemple centrale et symétrique par rapport au plan circonférentiel médian.
[0031 ] Cette solution peut avoir un avantage en termes d’usure irrégulière, ou de valeur de poussée axiale en fonction du sens de la poussée en fonction du carrossage du véhicule. Néanmoins cette ondulation unique peut également se situer sous une nervure quelconque et notamment sous une des nervures les plus radialement extérieures. Ces choix peuvent être faits en tenant compte de l’aspect directionnel ou axisymétrique des pneumatiques et du carrossage du véhicule auquel le pneumatique est destiné.
[0032] De même pour un fonctionnement optimal, l’ondulation doit être bien positionnée par rapport à la profondeur de sculpture D. La distance radiale minimale (du) entre la surface radialement extérieure (SRE) de la couche de sommet (5) la plus radialement extérieure de l’armature de sommet (3) et la surface de roulement (21 ), est au plus égale à la profondeur D de la rainure majeure (24) la plus proche augmentée de 2 mm et au moins égale à la profondeur D de la rainure majeure (24) la plus proche diminuée de 2 mm. Pour une position trop radialement intérieure, l’ondulation ne permettra pas de résoudre le problème car elle ne diminuera pas suffisamment la hauteur de composé caoutchouteux en surplomb de l’ondulation. Si l’ondulation est positionnée trop radialement à l’extérieur, soit l’usure fera apparaître les couches de sommet, ce qui posera un problème d’endurance, soit une plus grande partie de la bande de roulement pourrait être amincie afin de gagner en résistance au roulement et la solution ne serait pas optimale.
[0033] Par ailleurs les pneumatiques de tourisme ont de préférence une profondeur de sculpture au moins égale à 6 mm et au plus égale à 10 mm. Cette profondeur est la profondeur maximale des rainures et des sillons circonférentiels sur la bande de roulement. Elle est généralement mesurée à proximité du plan équateur du pneumatique. Ces valeurs sont un compromis d’aujourd'hui incluant les aspects d’usure, de résistance au roulement et de comportement entre autres performances. .
[0034] Cette solution va à l’encontre des modes de fabrication des pneumatiques pour lesquels les couches de sommet sont posées sur des formes sensiblement cylindriques, les couches de sommet présentant dans le plan méridien, une courbure régulière sans point d’inflexion et donc sont réservés jusqu’à présent pour résoudre des problèmes de comportement. Créer des ondulations sensiblement toriques sous les nervures, elles-mêmes sensiblement toriques est intéressant d’un point de vue de la facilité de fabrication, et de la productivité. En effet les outils de fabrication d’un pneumatique avant la cuisson utilise le plus souvent les propriétés axisymétrique du pneumatique, créer des ondulations ayant la même propriété d’axisymétrie permet d’utiliser les moyens de production standard des pneumatiques.
[0035] Onduler des couches d’éléments de renforcement soumis à des efforts de compression va à l’encontre des préconisations pour lutter contre le flambement des structures. En effet, créer une discontinuité de rayon de courbure revient à créer des surcontraintes où pourrait avoir lieu le flambement. Cependant dans le pneumatique, les efforts sont très localisés de sorte qu’une partie du sommet est en tension quand une autre est en compression, à une échelle très inférieure à celle des ondulations. Ainsi les ondulations pratiquées dans les limites de l’invention, ne nuisent pas à l’endurance du pneumatique.
[0036] Ces ondulations permettent l’utilisation d’un composé caoutchouteux de la bande de roulement de faible rigidité à savoir dont le module de cisaillement dynamique G* à 40°C à 10% de déformation crête à crête à 10Hz, au plus égal à 3.25 MPa, au plus égal à 3 MPa, de préférence au plus égal à 2.5 MPa, au moins en surplomb des dites ondulations, non plus dans l’objectif de faire un gain en résistance au roulement et en comportement mais pour un gain d’adhérence sol sec avec un comportement amélioré et une résistance au roulement acceptable. [0037] Selon les performances souhaitées et leur évolution dans le temps, il est possible que le composé caoutchouteux en surplomb de l’ondulation de la couche de sommet la plus radialement extérieure soit en totalité ou partiellement dans un composé caoutchouteux M de faible rigidité et avec un bon niveau d’adhérence sol sec. De préférence la surface de roulement comporte de ce composé caoutchouteux à l’état neuf.
[0038] La distance (du) est diminuée en créant au moins une ondulation dans la couche de sommet la plus radialement extérieure, de sorte que cette ondulation ou partie ondulée de la couche de sommet soit radialement extérieure à la partie de la couche de sommet à l’aplomb du sillon circonférentiel le plus proche de ladite ondulation. Il ne s’agit pas de considérer comme ondulée une couche de sommet non ondulée mais respectant le critère de la diminution de la distance du par une diminution de la profondeur de sculpture sur une zone donnée. Cette caractéristique est par ailleurs connue notamment pour des pneumatiques pour des véhicules de tourisme dont la profondeur sculpture est plus faible sur les bords axialement extérieurs du pneumatique, dites épaules, que dans les sillons circonférentiels les plus proches. Dans les pneumatiques selon l’état de la technique, dans la partie aux épaules où la distance radiale (du) diminue, la couche sommet la plus radialement extérieure est soit au même rayon, soit radialement intérieure aux parties de la même couche de sommet à l’aplomb de le sillon circonférentiel le plus proche.
[0039] L’invention fonctionne également en positionnant une ou des ondulations dans une ou des parties d’une ou des épaules du pneumatique.
[0040] Le sous-creux (d1 ) sera préférentiellement conservé dans les rainures majeures et les sillons circonférentiels. Les rainures mineures ou les incisions sont moins sensibles aux perforations et agressions par des obstacles. Elles sont protégées par le composé caoutchouteux leur donnant leur caractéristique technique de rainure de faible profondeur ou de faible largeur.
[0041 ] A l’aplomb de l’ondulation de la couche de sommet la plus radialement extérieure, toutes ou une partie des autres couche de sommet peuvent être ondulées ainsi que la couche de carcasse en fonction de la rigidité structurelle recherchée pour le sommet. La couche de sommet la plus radialement extérieure doit être ondulée, elle peut être l’unique couche ondulée en utilisant un composé caoutchouteux de bourrage de l’épaisseur idoine disposé entre la couche de sommet la plus radialement extérieure et la couche de sommet, en général une couche de travail, radialement adjacente. Mais deux, trois, toutes les couches de sommet peuvent être ondulées de la sorte. Les couches de protection ou de frettage sont optionnelles dans un pneumatique et ne conditionnent pas l’intérêt de la solution.
[0042] Il apparaît que 10% de la surface de roulement avec un composé caoutchouteux amélioré en adhérence sol sec permet de mesurer une amélioration de la performance de sorte qu’il est suffisant que 10% de la surface radialement extérieure de la couche de sommet la plus radialement extérieure soit dans la partie des ondulations à une distance radiale au moins égale à 1.5mm des points les plus radialement intérieurs de ladite couche de sommet à l’aplomb de la rainure majeure la plus proche.
[0043] L’amplitude de cette ondulation doit être au moins égale à 1 .5 mm pour avoir des effets significatifs à l’échelle du pneumatique. Ainsi la différence entre la distance radiale (du) entre la surface radialement extérieure (SRE) de la couche de sommet la plus radialement extérieure et la surface de roulement, est inférieure d’au moins 1 .5 mm à la distance radiale (de) entre la surface radialement extérieure (SRE) de la couche de sommet la plus radialement extérieure et la surface de roulement, distance à l’aplomb du centre de la face de fond de la rainure majeure la plus proche de ladite ondulation, sur au moins 10% de la surface de la surface radialement extérieure (SRE) de la couche de sommet en une ou plusieurs ondulations.
[0044] Pour augmenter la rigidité du sommet et amplifier le couplage entre les ondulations et le composé caoutchouteux M situé à l’aplomb de ou des ondulations, une solution préférée est que plusieurs couches de sommet, la couche de sommet la plus radialement extérieure et la couche de sommet radialement adjacente à celle-ci, voire toutes les couches de sommet soient ondulées, à savoir soient à une distance les unes des autres sensiblement constante sur toute la largeur du sommet à l’exception des 3 derniers centimètres de leurs extrémités axiales. Ces extrémités axiales reçoivent en effet parfois des composés caoutchouteux de découplage.
[0045] La solution optimale prend en compte les caractéristiques du pneumatique et possiblement du véhicule. Une optimisation peut être menée en fonction du caractère directionnel du pneumatique, de son asymétrie, du carrossage du véhicule.
[0046] Préférentiellement sur au moins 10%, préférentiellement au moins 20% et au plus 85%, de la surface radialement extérieure (SRE) de la couche de sommet la plus radialement extérieure, la distance radiale (du) entre la surface radialement extérieure (SRE) de la couche de sommet la plus radialement extérieure et la surface de roulement est inférieure d’au moins 1 .5 mm, préférentiellement 2 mm, à la distance radiale (de) entre la surface radialement extérieure (SRE) de la couche de sommet la plus radialement extérieure et la surface de roulement, distance à l’aplomb du centre de la face de fond de la rainure majeure la plus proche de ladite ondulation. Les paramètres de conception permettant le réglage des performances adhérence, usure, résistance au roulement, comportement sont :
• l’étendue de la surface de contact constitué par le composé caoutchouteux M de faible rigidité et de haute adhérence et donc des ondulations de la couche de sommet la plus radialement extérieure, sachant que le taux d’entaillement de la sculpture, rarement inférieur à 10% ou 15%, la limite à au plus 85% (100%-15%). Plus la ou les ondulations sont étendues ou plus il y a de nervures à l’aplomb desquelles il y a des ondulations, plus l'utilisation du composé caoutchouteux est intéressant en adhérence et moins pénalisant en résistance au roulement. On pourra ainsi régler le nombre d’ondulations et le pourcentage de composé caoutchouteux M de faible rigidité et de haute adhérence en fonction des performances désirées en adhérence sol sec, en résistance au roulement et en comportement dynamique.
• L’amplitude de l’ondulation au moins égale à 1 .5 mm mais limitée à 5 mm en raison des rayons de courbures à imposer aux couches de travail métalliques, rigides et donc peu déformables qui permet de régler le cisaillement des composé caoutchouteux de la bande de roulement en lien avec la résistance au roulement et le comportement dynamique.
[0047] Une seule nervure peut représenter 15% de la largeur axiale de la couche de travail la plus radialement extérieure. Il est courant d’avoir 3, 4 à 5 nervures et que les sillons représentent autour de 20% de cette largeur.
[0048] Une solution préférée est donc que sur au moins 10%, préférentiellement au moins 20% et au plus 85%, de la surface radialement extérieure (SRE) de la couche de sommet la plus radialement extérieure, la distance radiale (du) entre la surface radialement extérieure (SRE) de la couche de sommet la plus radialement extérieure et la surface de roulement est inférieure d’au plus 5 mm, préférentiellement d’au plus 3 mm à la distance radiale (de) entre la surface radialement extérieure (SRE) de la couche de sommet la plus radialement extérieure et la surface de roulement, distance à l’aplomb du centre de la face de fond du sillon circonférentiel le plus proche de ladite ondulation.
[0049] Pour une performance optimale en perforation et agression du sommet, sans pénaliser la résistance au roulement, la distance radiale (d1 ) entre la surface radialement extérieure (SRE) de la couche de sommet la plus radialement extérieure et la face de fond du (ou des) sillon circonférentiel est au moins égale à 1 mm et au plus égale à 5 mm, préférentiellement au moins égale à 2 mm et au plus égale à 4 mm. En deçà des limites inférieures, le pneumatique pourrait être trop sensible aux agressions. Au-delà des limites supérieures, la résistance au roulement du pneumatique serait pénalisée.
[0050] Il est avantageux que la bande de roulement, par exemple une rainure majeure de la bande de roulement, comprenne au moins un témoin d’usure, et que la distance radiale minimale (du) entre la surface radialement extérieure (SRE) de la couche la plus radialement extérieure de l’armature de sommet et la surface de roulement soit au moins égale à la distance radiale (df) entre la surface de roulement et le point le plus radialement extérieur du témoin d’usure. En effet, il est important que l’utilisateur puisse percevoir que le pneumatique est usé, grâce au témoin d’usure et cela avant de voir les éléments de renforcement de la couche la plus radialement extérieure de l’armature de sommet apparaître au niveau de la surface de roulement.
[0051 ] Avantageusement toutes parties de la bande de roulement et de la surface de roulement en surplomb des ondulations de la couche de sommet (5) la plus radialement extérieure, comprennent au moins 50% du composé caoutchouteux M, de préférence 75%, de préférence 100%, afin de tirer le plus grand avantage des propriétés du composé caoutchouteux M.
[0052] Dans une réalisation préférée de l’invention, la partie de la bande de roulement radialement extérieure aux témoins d’usure est composée de 100% du composé caoutchouteux M, afin de tirer avantage des propriétés du composé caoutchouteux M jusqu’au retrait du pneumatique pour usure.
[0053] Il est avantageux qu’une ondulation de la couche de travail la plus radialement extérieure soit présente à l’aplomb de toutes les nervures de la surface de roulement afin de pousser l’avantage de la solution à son optimum.
[0054] Une solution préférée est qu’une ondulation de la couche de travail la plus radialement extérieure est présente uniquement à l’aplomb des nervures de la surface de roulement les plus proches axialement du plan circonférentiel médian, de part et d’autre de ce plan, afin d’obtenir une performance juste nécessaire par rapport à l’augmentation du surcoût de fabrication qu’amène l’ondulation de la couche de travail la plus radialement extérieure.
[0055] Préférentiellement la profondeur D d’une rainure majeure (24) est au moins égale à 6 mm, et au plus égale à 10 mm. Les profondeurs de sculpture entre 6 et 10 mm permettent un bon compromis entre les performances en usure et en résistance au roulement dans de nombreux pneumatiques de tourisme.
[0056] Dans le cas où la couche d’éléments de renforcement la plus radialement extérieurs de l’armature de sommet est une couche de frettage, il est avantageux que la couche d’éléments de renforcement la plus radialement extérieure de l’armature de sommet comprenne des éléments de renforcement en textile, de préférence de type polyamide aliphatique, polyamide aromatique, combinaison de polyamide aliphatique et de polyamide aromatique, polytéréphtalate d'éthylène ou rayonne, parallèles entre eux et formant, avec la direction circonférentielle (XX’) du pneumatique, un angle B au plus égal à 10° en valeur absolue.
[0057] Une solution préférée est qu’au moins un composé caoutchouteux de bourrage ayant une épaisseur radiale au moins égale à 0.3 mm est positionné à l’aplomb de toute ondulation de la couche de sommet la plus radialement extérieure. Ceci afin de permettre l’ondulation des couches de sommet à la fabrication et à la cuisson. Ces composés caoutchouteux de bourrages peuvent être présents sur la totalité de la circonférence du pneumatique ou disposés dans certaines portions du pneumatique selon les besoins. Il est possible de disposer plusieurs composés caoutchouteux de bourrage à l’aplomb de la ou des ondulations à différentes valeurs de rayons avec différentes propriétés en fonction du cahier des charges du pneumatiques. Si un seul composé caoutchouteux de bourrage est disposé, son épaisseur maximale est approximativement égale, pour une ondulation donnée, à la distance radiale entre le point le plus radialement extérieur de la surface radialement extérieure de la couche de sommet la plus radialement extérieure au niveau de l’ondulation et la surface radialement extérieure de la couche de sommet la plus radialement extérieure à l’aplomb du centre de la face de fond du sillon circonférentiel le plus proche de ladite ondulation.
[0058] Il est avantageux que, la bande de roulement étant constituée par un ou plusieurs composés caoutchouteux, le composé caoutchouteux de bourrage a une perte dynamique maximale tan51 , mesurée à une température de 23°C à 10 Hz, au plus égale et préférentiellement inférieure de 30% à la perte dynamique maximale tan52 du composé caoutchouteux le moins hystérétique de la bande de roulement et radialement extérieurs aux surfaces de fond des rainures majeures ou des sillons circonférentiels, mesurée à une température de 23°C et sous une contrainte de 0.7 MPa à 10 Hz. Pour un composé caoutchouteux de bourrage de même hystérèse, le gain en résistance au roulement est donné seulement par la diminution des sollicitations en cisaillement que ce composé caoutchouteux subit. Le composé caoutchouteux de bourrage ne subissant pas les mêmes contraintes que le composé caoutchouteux constitutif de la bande de roulement, il est possible de modifier ses caractéristiques de manière à améliorer davantage la résistance au roulement. 30% de baisse d’hystérèse amène un gain significativement plus élevé pour l’invention. Le composé caoutchouteux de la bande de roulement le moins hystérétique, est le composé caoutchouteux composant une portion de la bande de roulement radialement extérieure à la surface de fond de sculpture dont la valeur tan51 maximale, mesurée à une température de 23°C et sous une contrainte de 0.7 MPa à 10 Hz est la plus faible de tous les composés caoutchouteux composant une portion de la bande de roulement radialement extérieure à la surface de fond de sculpture.
[0059] On enregistre la réponse d'un échantillon de composition réticulée (éprouvette cylindrique de préférence de 4 mm d'épaisseur et de 400 mm2 de section), soumis à une sollicitation sinusoïdale en cisaillement simple alterné, à la fréquence de 10 Hz, à 23°C selon la norme ASTM D 5992 - 96. On effectue un balayage en amplitude de déformation crête à crête de 0,1 à 100 % (cycle aller) puis de 100 à 0,1 % (cycle retour). Le résultat exploité est le facteur de perte (tan(5)). Pour le cycle retour, on indique la valeur maximale de tan(5) observée (tan(ô)max à 23°C).
[0060] Il est préféré que l’armature de sommet consiste en une couche de frettage et une armature travail de 2 couches de travail ayant des angles opposés, comme de nombreuses architectures de sommet actuelles.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
[0061 ] Les caractéristiques et autres avantages de l’invention seront mieux compris à l’aide des figures 1 à 4, les dites figures n’étant pas représentées à l’échelle mais de façon simplifiée, afin de faciliter la compréhension de l’invention : • La figure 1 est une partie de pneumatique, en particulier son architecture et sa bande de roulement pourvue de rainures et de sillons circonférentiels.
• la figure 2 représente une coupe méridienne du sommet d’un pneumatique selon l’invention et illustre les différentes distances radiales, du, d 1 , D, df, de et un composé caoutchouteux de bourrage (6) propre à créer une ondulation de la couche de sommet, couche de travail ou couche de frettage, la plus radialement extérieure, cette ondulation comprenant en son surplomb un composé caoutchouteux M de faible rigidité.
• la figure 3 représente une coupe méridienne du sommet d’un pneumatique selon l’invention et illustre les différentes distances radiales, du, d1 , D, df, de et des composés caoutchouteux de bourrage (6) propres à créer des ondulations de l’armature de sommet, des couches de travail et de la couche de frettage, cette ondulation comprenant en son surplomb et dans 100% de la partie de la bande de roulement radialement extérieure aux témoins d’usure, un composé caoutchouteux M de faible rigidité.
• la figure 4 représente une coupe méridienne du sommet d’un pneumatique selon l’invention et illustre les différentes distances radiales, du, d1 , D, df, de et des ondulations de l’armature de sommet, des couches de travail et de la couche de frettage, de la couche de carcasse et de la gomme d’étanchéité, cette ondulation comprenant en son surplomb et dans 100% de la partie de la bande de roulement radialement extérieure aux témoins d’usure, un composé caoutchouteux M de faible rigidité. Ces ondulations sont créées sans utiliser de gomme de bourrage soit avec un outillage de fabrication adapté pour les réaliser lors de la pose des différentes couches d’éléments de renforcement carcasse et de sommet avant cuisson, soit lors de la cuisson du pneumatique par des volumes de la bande de roulement adaptés pour créer ce type d’ondulations.
DESCRIPTION DETAILLEE DES DESSINS
[0062] La figure 1 représente une vue en perspective d’une partie du sommet d’un pneumatique. A chaque plan méridien est associé un repère cartésien (XX’, YY’, ZZ’). Le pneumatique comporte une bande de roulement 2 destinée à entrer en contact avec un sol par l’intermédiaire d’une surface de roulement 21. Dans la bande de roulement, sont disposées des rainures 24 de largeur W possiblement différentes d’une rainure à l’autre et des sillons circonférentiels 25 délimitant des nervures 26. Le pneumatique comprend en outre une armature de sommet 3 comprenant une armature de travail 4 et ici pour l’exemple, une armature de frettage 5. L’armature de travail comprend au moins une couche de travail et ici pour l’exemple deux couches de travail 41 et 42 comprenant chacune des éléments de renforcement parallèles entre eux (41 1 pour la couche de sommet 41 ). Est représentée également la surface radialement extérieure (SRE) de la couche de travail (41 ) la plus radialement extérieure.
[0063] La figure 2 représente schématiquement la coupe méridienne du sommet du pneumatique selon l’invention. Elle illustre en particulier la couche de carcasse 1 , une ondulation (512) de la couche de sommet la plus radialement extérieure (5) et un composé caoutchouteux de bourrage (6) disposé à l’aplomb de celle-ci, sur toute la largeur de la nervure 26. La figure 2 illustre également les distances radiales suivantes :
• D : la profondeur d’une rainure, distance radiale maximale entre la surface de roulement (21 ) et la face de fond (243) de la rainure,
• de : distance radiale entre la surface radialement extérieure (SRE) de la couche de sommet (5) la plus radialement extérieure et la surface de roulement (21 ), distance mesurée à l’aplomb du point le plus radialement intérieur de la face de fond (243) de la rainure majeure (24) la plus proche de ladite ondulation (512),
• du : distance radiale minimale (du) entre la surface radialement extérieure (SRE) de la couche de sommet (5) la plus radialement extérieure de l’armature et la surface de roulement (21 ),
• df : distance radiale entre la surface de roulement (21 ) et le point le plus radialement extérieur du témoin d’usure (7),
• d 1 : la distance minimale entre la surface radialement extérieure (SRE) de la couche de sommet la plus radialement extérieure (5) et la face de fond (243) des sillons circonférentiels (25).
[0064] La figure 3 représente schématiquement la coupe méridienne du sommet du pneumatique selon l’invention. Elle illustre en particulier des ondulations de l’armature de sommet constituée de deux couches de travail (41 et 42) et de la couche de frettage (5) qui est en l’occurrence la couche de sommet la plus radialement extérieure, et des composés caoutchouteux de bourrage (6) disposées sous la couche de travail (42) la plus radialement intérieure à l’aplomb des ondulations a l’aplomb de chacune des nervures de la bande de roulement.
[0065] La figure 4 représente schématiquement la coupe méridienne du sommet du pneumatique selon l’invention. Elle illustre en particulier des ondulations de l’armature de carcasse, de l’armature de sommet constituée de deux couches de travail (41 et 42) et de la couche de frettage (5) qui est en l’occurrence la couche de sommet la plus radialement extérieure, sans utiliser des composés caoutchouteux de bourrage (6).
[0066] Une coupe méridienne du pneumatique est obtenue par découpage du pneumatique selon deux plans méridiens. Cette coupe sert à déterminer les différentes distances radiales, le centre des faces de fond des rainures et des sillons circonférentiels.
[0067] L’invention a été réalisée sur un pneumatique A de dimension 305/30 ZR20 destiné à équiper un véhicule de tourisme. Les profondeurs D des rainures de la sculpture sont comprises entre 5 mm aux épaules et 7 mm à l’équateur, pour des largeurs W variant entre 4 et 15 mm, la bande de roulement contient 4 sillons circonférentiels. L’armature sommet est composée de deux couches de travail dont les éléments de renforcement font un angle de + ou - 38° avec la direction circonférentielle et d’une couche de frettage textile dont les éléments de renforcement font un angle de + ou - 3° avec la direction circonférentielle. La couche de sommet la plus radialement extérieure, la couche de frettage 5, est ondulée sous les 5 nervures de la bande de roulement, constituant sur 50% de sa surface. Les ondulations sont réalisées à l’aide de composés caoutchouteux de bourrage radialement intérieurs à la couche de travail la plus radialement intérieure, situés plus précisément entre la couche de carcasse et la couche de sommet la plus radialement intérieure. Les ondulations ont des amplitudes de 2mm, c’est-à-dire les distances radiales (du) entre la surface radialement extérieure (SRE) de la couche de sommet (5) la plus radialement extérieure et la surface de roulement au niveau des ondulations (512) sont inférieures de 2 mm aux distances radiales (de) entre la surface radialement extérieure (SRE) de la couche de sommet (5) la plus radialement extérieure et la surface de roulement (21 ), distances à l’aplomb du point le plus radialement intérieur de la face de fond des sillons circonférentiels (24) les plus proches des dites ondulations (512). La distance radiale (d1 ) entre la surface radialement extérieure (SRE) de la couche de sommet la plus radialement extérieure (5) et la face de fond (243) des sillons circonférentiels (24), est égale à 1 ,5 mm. La bande de roulement est composée d’un unique composé caoutchouteux CC1 ayant les caractéristiques suivantes :
• G* mesuré à 40° C à 10% de déformation crête à crête à 10Hz, est égal à 2.3 MPa
• un module de cisaillement dynamique G*, mesuré à 90° C à 10 Hz et sous une contrainte de 0.7 MPa, égal à 0.45 MPa,
• tan d mesurée à la température de 0°C à 10 Hz et sous une contrainte de 0.7 MPa est égale à 0.58
[0068] Les pneumatiques A ont été comparés avec les pneumatiques B, C de même dimension, possédant les mêmes caractéristiques à cela près que :
• Le pneumatique B est tel que ses couches de sommet ne sont pas ondulées et sa bande de roulement est constituée d’un unique composé caoutchouteux CC2.
• Le pneumatique C est tel que ses couches de sommet ne sont pas ondulées et la bande de roulement est constitué d’un unique composé caoutchouteux CC1 similaire au pneumatique A.
[0069] Le composé caoutchouteux CC2 ne correspondant pas à l’invention, est un composé caoutchouteux adapté à son utilisation dans la bande de roulement et a les propriétés suivantes :
• G* mesuré à 40° C à 10% de déformation crête à crête à 10Hz, est égal à 3.3 MPa
• un module de cisaillement dynamique G*, mesuré à 90° C à 10 Hz et sous une contrainte de 0.7 MPa, égal à 1.05 MPa,
• tan d mesurée à la température de 0°C à 10 Hz et sous une contrainte de 0.7 MPa est égale à 0.48
[0070] Le composé caoutchouteux de bourrage utilisé pour créer les ondulations du pneumatique A, a une perte dynamique tanôl , mesurée à une température de 23°C et sous une contrainte de 0.7 MPa à 10 Hz, inférieure de 60% à celle du composé caoutchouteux CC1 constitutif de la bande de roulement de A.
[0071 ] Les performances du pneumatique selon l’invention sont visibles selon le tableau suivant en base 100. Une évaluation supérieure à 100 signifie que la performance du pneumatique est supérieure à celle du témoin. Une meilleure performance en résistance au roulement, donc supérieure à 100, signifie que la résistance au roulement du pneumatique est inférieure à celle du témoin. Une adhérence sol sec, supérieure à 100, signifie que le temps au tour sur le circuit de test est inférieur à celui du pneumatique témoin
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Tableau I : performance de l’invention
[0072] L’objectif de l’invention est de permettre l’utilisation de composé caoutchouteux « mou » ou de faible rigidité dans la bande de roulement. Les pneumatiques de l’état de l’art B, qui n’ont ni couches de sommet ondulées ni composé caoutchouteux de la bande de roulement de faible rigidité, servent de témoin.
[0073] L’utilisation de composé caoutchouteux de faible rigidité, tels que définis, dans la bande de roulement sur une architecture sans ondulation, visible sur le pneumatique C, amène des déchéances inacceptables dans toutes les performances résistance au roulement, usure, comportement et un unique gain en adhérence sol-sec, vis-à-vis du pneumatique témoin B. Vu l’usage sportif de la dimension et sa valeur élevée en résistance au roulement, la dégradation de la résistance au roulement, est telle que le pneumatique C n’est plus acceptable au vu des normes environnementales.
[0074] L’invention, visible sur le pneumatique A, permet non seulement de palier toutes les dégradations amenées par l’utilisation du composé caoutchouteux de faible rigidité CC1 mais il permet de manière surprenante d’améliorer l’adhérence sol sec a priori amenée par le composé caoutchouteux CC1 de 25% supplémentaires par le couplage entre l’architecture et le composé caoutchouteux de faible rigidité.
[0075] Le gain en résistance au roulement de l’invention a été évalué sur une machine standard pour des mesures normalisées ISO 2850 :2009. [0076] Le comportement est évalué par une mesure de la caractéristique Dz du modèle de comportement des pneumatiques, dit Pacejka, bien connue de l’homme de l’art, à une pression à chaud de 3b.
[0077] Les pneumatiques ont également été montés sur un véhicule de type sportif et testés sur un circuit virageux propre à générer des efforts de transversaux importants. Un pilote professionnel, formé à l’évaluation des pneumatiques, compare les pneumatiques A selon l’invention, les pneumatiques B et les pneumatiques C selon l’état de la technique et suivant un processus d’essais rigoureux, dans les mêmes conditions de température, de condition de sol de roulage, sans connaître les caractéristiques des pneumatiques testés, en répétant la mesure. Le pilote note les pneumatiques. Dans tous les essais effectués, les pneumatiques A selon l’invention surclasse les pneumatiques B et C en terme de comportement véhicule, tenue de route, sur sol sec et en terme d’adhérence.
[0078] L’usure est évaluée sur des tests où des véhicules de même type se suivent suivant un circuit déterminé représentant un usage de la clientèle. Les véhicules sont conduits par des pilotes professionnels, formés à l’évaluation des pneumatiques et ayant le même type de conduite suivant un processus d’essais rigoureux, dans les mêmes conditions de température, de condition de sol de roulage, sans connaître les caractéristiques des pneumatiques testés, en répétant la mesure. Après chaque journée de test, les hauteurs de sculpture restantes sont mesurées. L’usure donnée ici correspond au gain en usure après un roulage correspondant à 30% de la vie du pneumatique.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Pneumatique (1 ), pour véhicule de tourisme comprenant :
• une bande de roulement (2) destinée à entrer en contact avec un sol par l’intermédiaire d’une surface de roulement (21 ) comprenant des rainures (24), une rainure (24) formant un espace débouchant sur la surface de roulement (21 ) et étant délimitée par deux faces latérales principales (241 , 242) reliées par une face de fond (243), et ayant une largeur W définie par la distance moyenne entre les deux faces latérales (241 , 242) et une profondeur D définie par la distance radiale maximale entre la surface de roulement (21 ) et la face de fond (243),
• au moins une rainure (24), étant une rainure majeure, ayant une largeur W au moins égale à 1 mm et une profondeur D au moins égale à 4 mm,
• au moins une rainure majeure étant sensiblement circonférentielle, appelée sillon circonférentiel
• au moins deux nervures (26),
• le pneumatique (1 ) comprenant en outre une armature de sommet (3), radialement intérieure à la bande de roulement (2), comprenant au moins une couche d’éléments de renforcement (41 , 42, 5), nommée couche de sommet,
• la au moins une couche d’éléments de renforcement (41 , 42, 5) s’étendant radialement depuis une surface radialement intérieure (SRI) jusqu’à une surface radialement extérieure (SRE),
caractérisé en ce que la couche de sommet (5) la plus radialement extérieure comprend au moins une ondulation (512) à l’aplomb d’une nervure (26),
en ce que la au moins une ondulation (512) de la couche de sommet la plus radialement extérieure est telle que la portion de la couche de sommet la plus radialement extérieure (5) de l’ondulation (512) est radialement extérieure aux points de ladite couche de sommet la plus radialement extérieure à l’aplomb du centre de la face de fond (243) du sillon circonférentiel (24) le plus proche de ladite ondulation (512),
en ce que la au moins une ondulation (512) de la couche de sommet (5) la plus radialement extérieure est telle que, sur au moins 10% de la surface radialement extérieure (SRE) de ladite couche de sommet (5), la distance radiale (du) entre la surface radialement extérieure (SRE) de la couche de sommet (5) la plus radialement extérieure et la surface de roulement (21 ), est inférieure d’au moins 1 .5 mm à la distance radiale (de) entre la surface radialement extérieure (SRE) de la couche de sommet (5) la plus radialement extérieure et la surface de roulement (21 ), distance à l’aplomb du centre de la face de fond (243) du sillon circonférentiel (24) le plus proche de ladite ondulation (512),
en ce que la distance radiale minimale (du) entre la surface radialement extérieure (SRE) de la couche de sommet (5) la plus radialement extérieure de l’armature de sommet (3) et la surface de roulement (21 ), est au plus égale à la profondeur D du sillon circonférentiel (24) le plus proche augmentée de 2 mm et au moins égale à la profondeur D du sillon circonférentiel (24) le plus proche diminuée de 2 mm.
en ce que la partie de la bande de roulement en surplomb d’au moins une ondulation de la couche de sommet la plus radialement extérieure, comprenne au moins 30% d’un composé caoutchouteux M dont le module de cisaillement dynamique G*, mesuré à 40° C à 10% de déformation crête à crête à 10Hz, au plus égal à 3,25 MPa.
2. Pneumatique selon la revendication 1 dans lequel le composé caoutchouteux M a un module de cisaillement dynamique G*, mesuré à 40° C à 10% de déformation crête à crête à 10Hz, au plus égal à 3 MPa, de préférence au plus égal à 2.5 MPa.
3. Pneumatique selon l’une ou l’autre des revendications 1 ou 2 dans lequel le composé caoutchouteux M a un module de cisaillement dynamique G*, mesuré à 90° C à 10 Hz et sous une contrainte de 0.7 MPa, est au plus égal à 1 MPa, de préférence au plus égal à 0.75 MPa, de préférence au plus égal à 0.5 MPa.
4. Pneumatique selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel le composé caoutchouteux M a une valeur tan 50 au moins égale à 0.5, de préférence au moins égale à 0.6, où tan 50 désigne la valeur de tan 5 mesurée à la température de 0°C à 10 Hz et sous une contrainte de 0.7 MPa.
5. Pneumatique selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel sur au moins 10%, préférentiellement au moins 20% et au plus 85%, de la surface radialement extérieure (SRE) de la couche de sommet (5) la plus radialement extérieure, la distance radiale (du) entre la surface radialement extérieure (SRE) de la couche de sommet (5) la plus radialement extérieure et la surface de roulement (21 ) est inférieure d’au moins 1.5 mm, préférentiellement 2 mm, à la distance radiale (de) entre la surface radialement extérieure (SRE) de la couche de sommet (5) la plus radialement extérieure et la surface de roulement (21 ), distance à l’aplomb du centre de la face de fond (243) du sillon circonférentiel (24) le plus proche.
6. Pneumatique selon l’une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel sur au moins 10%, préférentiellement au moins 20% et au plus 85%, de la surface radialement extérieure (SRE) de la couche de sommet (5) la plus radialement extérieure, la distance radiale (du) entre la surface radialement extérieure (SRE) de la couche de sommet (5) la plus radialement extérieure et la surface de roulement (21 ), est inférieure d’au plus 5 mm, préférentiellement d’au plus 3 mm à la distance radiale (de) entre la surface radialement extérieure (SRE) de la couche de sommet (5) la plus radialement extérieure et la surface de roulement (21 ), distance à l’aplomb du centre de la face de fond (243) du sillon circonférentiel (24) le plus proche.
7. Pneumatique selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel la distance radiale (d1 ) entre la surface radialement extérieure (SRE) de la couche de sommet la plus radialement extérieure (5) et la face de fond (243) du sillon circonférentiel (24) est au moins égale à 1 mm et au plus égale à 5 mm, préférentiellement au moins égale à 2 mm et au plus égale à 4 mm.
8. Pneumatique selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 , où au moins une rainure majeure (24) de la bande de roulement (2) comprenant au moins un témoin d’usure (7), dans lequel la distance radiale minimale (du) entre la surface radialement extérieure (SRE) de la couche de sommet (5) la plus radialement extérieure de l’armature de sommet (3) et la surface de roulement (21 ) est au moins égale à la distance radiale (df) entre la surface de roulement (21 ) et le point (71 ) le plus radialement extérieur du témoin d’usure (7).
9. Pneumatique selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 dans lequel toutes parties de la bande de roulement et de la surface de roulement en surplomb des ondulations de la couche de sommet (5) la plus radialement extérieure, comprennent au moins 50% du composé caoutchouteux M, de préférence 75%, de préférence 100%.
10. Pneumatique selon l’une quelconque des revendications 1 à 9 et comprenant au moins un témoin d’usure dans lequel la partie de la bande de roulement radialement extérieure aux témoins d’usure est composée de 100% du composé caoutchouteux M.
1 1. Pneumatique selon l’une quelconque des revendications 1 à 10 dans lequel la profondeur D d’une rainure majeure (24) est au plus égale à 10 mm.
12. Pneumatique selon l’une quelconque des revendications 1 à 1 1 dans lequel le taux de creux dans la bande de roulement est au moins égal à 10%.
13. Pneumatique selon l’une quelconque des revendications 1 à 12 dans lequel la couche de sommet (5) d’éléments de renforcement la plus radialement extérieure de l’armature de sommet (3) comprend des éléments de renforcement en textile, de préférence de type polyamide aliphatique, polyamide aromatique, combinaison de polyamide aliphatique et de polyamide aromatique, polytéréphtalate d'éthylène ou rayonne, parallèles entre eux et formant, avec la direction circonférentielle (XX’) du pneumatique, un angle B au plus égal à 10° en valeur absolue.
14. Pneumatique, selon l’une quelconque des revendications 1 à 13 dans lequel au moins un composé caoutchouteux de bourrage (6) ayant une épaisseur radiale au moins égale à 0.3 mm, est positionnée à l’aplomb de l’ondulation (512) de la couche de sommet (5) la plus radialement extérieure.
15. Pneumatique selon la revendication 14, dans lequel le composé caoutchouteux de bourrage (6) a une perte dynamique maximale tan51 , mesurée à une température de 23°C à 10 Hz, au plus égale et préférentiellement inférieure de 30% à la perte dynamique maximale tan52 du composé caoutchouteux le moins hystérétique de la bande de roulement (2) et radialement extérieurs aux surfaces de fond des sillons circonférentiels, mesurée à une température de 23°C et sous une contrainte de 0.7 MPa à 10 Hz.
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