WO2024115261A1 - Pneumatique pour vehicule poids lourd avec une bande de roulement a robustesse amelioree - Google Patents

Pneumatique pour vehicule poids lourd avec une bande de roulement a robustesse amelioree Download PDF

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WO2024115261A1
WO2024115261A1 PCT/EP2023/082814 EP2023082814W WO2024115261A1 WO 2024115261 A1 WO2024115261 A1 WO 2024115261A1 EP 2023082814 W EP2023082814 W EP 2023082814W WO 2024115261 A1 WO2024115261 A1 WO 2024115261A1
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external cavity
incision
equal
complex
external
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Nicolas HEROLD
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Compagnie Generale Des Etablissements Michelin
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    • B60C2200/06—Tyres specially adapted for particular applications for heavy duty vehicles

Definitions

  • the subject of the present invention is a tire for a heavy goods vehicle, intended to run on tarmac roads, and more particularly concerns its tread.
  • a tread located at the periphery of the tire and intended to be worn when it comes into contact with a ground via a rolling surface, is constituted by at least one rubber-based material . It generally includes a sculpture which is a combination of cutouts, or hollows, and elements in relief, intended in particular to ensure satisfactory grip performance, more particularly on a wet road.
  • Tires for heavy goods vehicles generally have a hollow volume available in the contact surface which is relatively large when new.
  • available hollow volume we mean a hollow volume capable of being filled by the water present on the roadway.
  • the volume of hollow opening on the rolling surface is evaluated when the tire is subjected to recommended inflation and load conditions as defined in particular by the European standards of the “European Tire and Rim Technical Organization” or “ETRTO” in its “Standards Manual 2022 – Commercial Vehicle Tyres”.
  • the incisions have a width such that the facing walls of material delimiting them come into contact at least partially with each other, during the passage of the tread in the contact surface, under the conditions tire load and pressure specified by ETRTO: which limits deformation of the facing portions of material and therefore wear.
  • the grooves wider than the incisions, delimit portions of material that can deform without coming into contact with one another, when the tread passes through the contact surface.
  • Treads comprising such complex cutouts have been described in particular in the documents WO 2011039194 Al, WO 2011101495 Al, WO 2012130735 Al and WO 2020030667 Al.
  • a complex cutout emerges in a discontinuous manner, at regular intervals or no, on the new rolling surface.
  • Each complex cutout has external cavities, open on the rolling surface and disjointed from each other in the main direction of the complex cutout.
  • the main direction of the complex cutout corresponds to the direction of flow of water in said cutout when driving on ground covered with water.
  • This complex cutout includes, in addition to the external cavities, internal cavities formed inside the tread and generally connected to the tread surface by incisions.
  • These internal cavities are positioned radially and totally inside the rolling surface when new, and interposed between the external cavities.
  • the internal cavities can be positioned at different depth levels within the thickness of the strip.
  • the continuity of the flow of water, or more generally of fluid, in the new state, in each complex cutout is ensured by the connection between the respectively external and internal cavities.
  • the connections between the internal and external cavities thus form a continuous groove, independently of the local orientation of the internal or external cavities.
  • the juxtaposition of internal and external cavities not linked together, and therefore not allowing a flow of fluid from one to the other over the entire circumference of the tire does not constitute a continuous groove.
  • a tread pattern can include both complex cutouts, opening onto the rolling surface intermittently, and conventional grooves, opening onto the rolling surface over their entire length.
  • the inventors also set themselves the objective of improving the resistance to cracking and tearing of a tread comprising a combination of complex cuts and incisions connecting them, by limiting the generation of noise and guaranteeing a satisfactory compromise between performance in terms of wear, grip and rolling resistance respectively.
  • the tread having a thickness, measured perpendicular to the rolling surface and being equal to the depth of the deepest cutout
  • the tread comprising at least two adjacent complex cutouts, each comprising, when new, an alternation of external cavities and neckings, -each external cavity having a length, measured on the rolling surface, between one end of attack, intended to first come into contact with a ground, according to the direction of rolling of the tire, and a trailing end, intended to come into contact last with the ground, the two ends respectively of attack and trail being positioned on a mean line of the external cavity,
  • the external cavity having a width, measured perpendicular to the mean line of the external cavity, the maximum value of which is at least equal to 6 mm, and having a height, measured perpendicular to the rolling surface
  • each stricture having a width, measured perpendicular to a mean line of the necking, at most equal to the width of the external cavity and at most equal to 2 mm, and having a height, measured perpendicular to the rolling surface
  • the necking being extended radially inwards by an internal cavity, having a width, measured perpendicular to a mean line of the internal cavity, and having a height, measured perpendicular to the rolling surface,
  • the incision having a width, measured perpendicular to a mean line of the incision, at most equal to 2 mm, and having a height, measured perpendicular to the rolling surface
  • the invention is essentially characterized by an optimization of the positioning of the incisions connecting the closest external cavities to each other of two adjacent complex cutouts.
  • the distance between each point of intersection of the incision with each external cavity and a plane bisecting the external cavity, perpendicular to the mean line of the external cavity and equidistant from the ends respectively of attack and leakage of the external cavity is at least equal to 25% and at most equal to 50% of the length of the external cavity.
  • the incision opens into an external cavity, and not into a constriction zone extended radially inwards by an internal cavity.
  • this positioning of the incision has the advantage of avoiding the appearance of cracks at the base of said incision, when removing the mold from the nearest internal cavity.
  • this positioning of the incision promotes the ejection of potentially blocked stones, at one end of the external cavity into which the incision opens, thanks to the local softening of the tread conferred by said incision .
  • the first point of intersection of the incision with an external cavity of the first complex cutout is positioned in the vicinity of the leading end of said external cavity
  • the second point of intersection of the incision with the external cavity closest to the second complex cutout is positioned in the vicinity of the leaking end of said external cavity
  • the incision having, relative to the direction of the plane bisecting the external cavity, an average angle of inclination, defined as the slope of the straight line passing through the two points of intersection of the incision with the external cavities, the average angle of inclination is at least equal to 10° and at most equal to 45°, preferably at least equal to 20° and at most equal to 35°.
  • An average inclination angle of the incision, included in this interval, contributes to limiting the noise generated by the incision.
  • the incision having, relative to the direction of the bisecting plane of each external cavity, an angle of incidence at the level of the intersection point, defined as the slope of the line tangent to the incision, at the point of intersection, the angle of incidence is at most equal to the average angle of inclination.
  • This angle of incidence characterizes the positioning of the mean line of the incision relative to the edge of the external cavity, and therefore defines the angular sector of the portion of material delimited by the incision and the edge of the external cavity.
  • the lower this angle of incidence the less the angular sector of the portion of material forms a sharp angle, which reduces the risk of local tearing at the edge of the external cavity, in the vicinity of its intersection with the incision.
  • each incision has a constant height.
  • a constant height avoids any geometric singularity at the base of the incision, such as a step or a bridging, likely to be the site of a concentration of stresses which could induce local cracking at the base of the incision and, consequently, local tearing.
  • each incision has a height at least equal to the height of the necking.
  • the incision remains visible on the rolling surface until at least the appearance of internal cavities on the rolling surface, which guarantees the durability of the adhesion of the strip. of rolling during tire wear.
  • each external cavity has a bottom radius at least equal to 2 mm.
  • the higher the root radius the higher the resistance to cracking.
  • each internal cavity has a width at least equal to 5 mm.
  • a sufficiently large cavity allows a flow of water storage and/or evacuation favorable to satisfactory wet grip, at an advanced level of wear corresponding to the presence of internal cavities on the rolling surface.
  • each internal cavity has a height of at least 5 mm.
  • a sufficiently high cavity allows a flow of storage and/or evacuation of water favorable to satisfactory wet grip, at an advanced level of wear corresponding to the presence of internal cavities on the rolling surface
  • each internal cavity has a bottom radius at least equal to 2 mm.
  • the higher the bottom radius the greater the resistance to cracking is high.
  • a high bottom radius is easily possible for an internal cavity because it most often has sufficient width.
  • all the cutouts are complex cutouts, which makes it possible to optimize the compromise between wear, grip and rolling resistance.
  • Figure 1 is an overall top view of a tread 1 according to a first embodiment of the invention, intended for use on a steering axle of a heavy goods vehicle.
  • the tread 1 intended to come into contact with a ground via a rolling surface 2, comprises cutouts 3 delimiting raised elements 4.
  • the tread 1 has a thickness E, measured perpendicular to the rolling surface 2 and being equal to the depth of the deepest cutout 3, this thickness E being shown in Figure 3.
  • the tread 1, shown in Figure 1 comprises five complex cutouts 5 two by two adjacent , each comprising, when new, an alternation of external cavities 6 and necks 7, and each having a mean line M extending in the circumferential direction XX' of the tire.
  • Each necking 7 of any complex cutout 5 is extended radially inwards by an internal cavity 8, shown on the Figures 3 and 4.
  • Each external cavity 6 of a given complex cutout 5 is connected to two external cavities 6 of any complex cutout 5 adjacent to said complex cutout 5 by two incisions 9.
  • Figure 2 is a partial top view of a tread according to the first embodiment of the invention previously described.
  • Figure 3 is a circumferential sectional view AA of a complex cutout portion of a tread according to the first embodiment of the invention.
  • Figure 4 is a sectional view BB along an incision opening into a complex cutout of a tread according to the first embodiment of the invention.
  • Each external cavity 6 has a length Le, measured on the rolling surface 2, between an attack end El, intended to first come into contact with a ground, according to the rolling direction R of the tire, and a trailing end E2, intended to come into contact with the ground last.
  • the two leading and trailing ends (El, E2) respectively are positioned on a mean line Me of the external cavity 6.
  • the external cavity 6 has a width We, measured perpendicular to the mean line Me of the external cavity 6, whose maximum value is at least equal to 6 mm, and has a height He, measured perpendicular to the rolling surface 2.
  • Each neckline 7 has a width Ws, measured perpendicular to a mean line Ms of the neckline 7, at most equal at the width We of the external cavity 6 and at most equal to 2 mm, and has a height Hs, measured perpendicular to the rolling surface 2.
  • the necking 7 is extended radially inwards by an internal cavity 8, having a width Wc, measured perpendicular to a mean line of the internal cavity, and has a height Hc, measured perpendicular to the rolling surface 2.
  • Any incision 9 extends from a first point of intersection II with an external cavity 6 from a first complex cutout 5 to a second point of intersection 12 with the external cavity 6 closest to a second complex cutout 5 adjacent to the first complex cutout 5.
  • the incision 9 has a width Wi, measured perpendicularly to a mean line Mi of the incision 9, at most equal to 2 mm, and has a height Hi, measured perpendicularly to the rolling surface 2.
  • the distance D between each point intersection (II, 12) of the incision 9 with each external cavity 6 and a bisecting plane P of the external cavity 6, perpendicular to the mean line Me of the external cavity 6 and equidistant from the ends respectively attack and leakage (El, E2) of the external cavity 6, is at least equal to 25% and at most equal to 50% of the length Le of the external cavity 6.
  • the first point of intersection II of the incision 9 with an external cavity 6 of the first complex cutout 5 is positioned in the vicinity of the leading end El of said external cavity 6.
  • the second point of intersection 12 of the incision 9 with the external cavity 6 closest to the second complex cutout 5 is positioned in the vicinity of the leaking end E2 of said external cavity 6.
  • the incision 9 has, with respect to the direction of the bisecting plane P of the external cavity 6, an average inclination angle Am, defined as the slope of the straight line passing through the two points of intersection (II, 12) of the incision with the external cavities 6.
  • the average inclination angle Am is at least equal to 10° and at most equal to 45°.
  • the incision 9 having, relative to the direction of the bisecting plane P of each external cavity 6, an angle of incidence (Al, A2) at the level of the intersection point (II, 12 ), defined as the slope of the line tangent to incision 9, at the point of intersection (II, 12). Still advantageously the angle of incidence (Al, A2) is at most equal to the average inclination angle Am. In the particular case shown in Figure 2, the angles Am, Al and A2 are equal.
  • a second embodiment of the invention relates to a tread 1 of a tire, intended to equip a drive axle of a heavy vehicle, and is described by Figures 5 and 6.
  • Figure 5 is an overall top view of a tread according to a second embodiment of the invention, intended for use on a drive axle of a heavy goods vehicle.
  • Figure 6 is a partial top view of a tread according to the second embodiment of the invention. The references previously described remain valid in the present case.
  • This second embodiment of the invention differs from the first by complex cutouts each having an average line forming a broken line and having an orientation generally transverse to the rolling direction of the tire.
  • the inventors have more particularly studied this invention for a tire for a heavy goods vehicle in the dimensions 315/70 R 22.5 for use on a steering axle, according to a first embodiment of the invention II, and 295/80 R 22.5 for use on a drive axle, according to a second embodiment of the invention 12.
  • treads, according to the invention adapted for use on a steering axle or a driving axle of a heavy goods vehicle, present an interesting performance compromise between wear, rolling resistance and grip on a wet surface, with a significant improvement in the robustness of complex cuts combined with incident incisions both during manufacturing and during demoulding of the tread , only in use, with easier ejection of stones likely to be stuck in the external cavities.

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

Abstract

La présente invention a pour objectif d'améliorer, pour un pneumatique pour véhicule poids lourd, la robustesse de sa bande de roulement (1) comprenant au moins deux découpures complexes (5) ayant chacune une alternance de cavités externes (6) et de strictions (7). Selon l'invention, pour toute incision (9), joignant deux cavités externes (6) appartenant respectivement à deux découpures complexes (5) adjacentes, la distance (D) entre chaque point d'intersection (I1, I2) de l'incision (9) avec chaque cavité externe (6) et un plan bissecteur (P) de la cavité externe (6) est au moins égale à 25% et au plus égale à 50% de la longueur (Le) de la cavité externe (6), le premier point d'intersection (I1) avec une cavité externe (6) de la première découpure complexe (5) est positionné au voisinage de l'extrémité d'attaque (E1) de ladite cavité externe (6), et le deuxième point d'intersection (I2) avec la cavité externe (6) de la deuxième découpure complexe (5) est positionné au voisinage de l'extrémité de fuite (E2) de ladite cavité externe (6).

Description

Pneumatique pour véhicule poids lourd avec une bande de roulement à robustesse améliorée
[0001] La présente invention a pour objet un pneumatique pour véhicule poids lourd, destiné à rouler sur des chaussées goudronnées, et concerne plus particulièrement sa bande de roulement.
[0002] Une bande de roulement, située à la périphérie du pneumatique et destinée à être usée lors de son entrée en contact avec un sol par l’intermédiaire d’une surface de roulement, est constituée par au moins un matériau à base de caoutchouc. Elle comprend généralement une sculpture qui est une combinaison de découpures, ou creux, et d’éléments en relief, destinée en particulier à assurer une performance satisfaisante en adhérence, plus particulièrement sur une chaussée mouillée.
[0003] De façon connue, les conditions de roulage par temps de pluie d’un véhicule, et plus particulièrement celles d’un véhicule poids lourd, requièrent une évacuation rapide de l'eau présente dans la surface de contact entre la bande de roulement du pneumatique et la chaussée. Cette évacuation permet d'assurer un contact direct du matériau constituant la bande de roulement avec cette chaussée par l’intermédiaire de la surface de roulement. L'eau qui n'est pas repoussée vers l'avant ou les côtés du pneumatique s'écoule ou est captée en partie dans les découpures formées dans la bande de roulement.
[0004] L’évacuation de l’eau est assurée par les découpures qui forment un réseau d’écoulement de fluide qui doit être préférentiellement pérenne, c'est-à-dire efficace pendant toute la durée d’utilisation du pneumatique entre son état neuf et son état d’usure maximal. L’état d’usure maximal, fixé par la réglementation en vigueur, est l’état à partir duquel le pneumatique doit être retiré du véhicule pour des raisons de sécurité.
[0005] Les pneumatiques pour véhicule poids lourd ont généralement un volume de creux disponible dans la surface de contact qui est relativement important à l’état neuf. Par volume de creux disponible, on entend un volume de creux susceptible d’être rempli par l’eau présente sur la chaussée. Le volume de creux s’ouvrant sur la surface de roulement est évalué lorsque le pneumatique est soumis à des conditions de gonflage et de charge recommandées telles que définies notamment par les normes européennes de la « European Tyre and Rim Technical Organization » (Organisation technique européenne du pneu et de la roue) ou « ETRTO » dans son « Standards Manual 2022 - Commercial Vehicle Tyres » (Manuel de normes 2022 - Pneus pour véhicules commerciaux).
[0006] Parmi les découpures, on distingue les incisions et les rainures. Les incisions ont une largeur telle que les parois de matière en vis-à-vis les délimitant viennent en contact au moins partiellement l’une avec l’autre, lors du passage de la bande de roulement dans la surface de contact, dans les conditions de charge et de pression du pneumatique spécifiées par l’ETRTO : ce qui limite les déformations des portions de matière en vis-à-vis et donc l’usure. En revanche, les rainures, plus larges que les incisions, délimitent des portions de matière pouvant se déformer sans venir en contact Tune avec l’autre, lors du passage de la bande de roulement dans la surface de contact. Ces déformations des portions de matière, en compression et en cisaillement, contribuent à une augmentation de l’usure de la bande de roulement. En outre, dans le cas de la présence de rainures, une augmentation des déformations génère une augmentation des pertes hystérétiques de la bande de roulement, donc de la résistance au roulement et, par conséquent, une consommation de carburant plus importante.
[0007] Pour limiter la réduction du volume de matière de la bande de roulement résultant de la présence de rainures, il a été proposé des découpures dites complexes qui permettent, par rapport à des rainures usuelles, ouvertes en totalité sur la surface de roulement, d’augmenter le volume de matière de la bande de roulement tout en respectant le volume de creux pour un stockage de l’eau au-delà d’un seuil déterminé, quel que soit le niveau d’usure du pneumatique.
[0008] Des bandes de roulement comprenant de telles découpures complexes ont été décrites en particulier dans les documents WO 2011039194 Al, WO 2011101495 Al, WO 2012130735 Al et WO 2020030667 Al. Une découpure complexe débouche d’une façon discontinue, à intervalle régulier ou non, sur la surface de roulement à neuf. Chaque découpure complexe présente des cavités externes, ouvertes sur la surface de roulement et disjointes les unes des autres dans la direction principale de la découpure complexe. La direction principale de la découpure complexe correspond à la direction d’écoulement de l’eau dans ladite découpure lors d’un roulage sur un sol recouvert d’eau. Cette découpure complexe comprend, outre les cavités externes, des cavités internes formées à l’intérieur de la bande de roulement et généralement reliée à la surface de roulement par des incisions. Ces cavités internes sont positionnées radialement et totalement à l'intérieur de la surface de roulement à l'état neuf, et intercalées entre les cavités externes. Les cavités internes peuvent être positionnées à différents niveaux de profondeur dans l’épaisseur de la bande. En outre, la continuité de l’écoulement d’eau, ou plus généralement de fluide, à l’état neuf, dans chaque découpure complexe est assurée par la liaison entre les cavités respectivement externes et internes. Les liaisons entre les cavités internes et externes forment ainsi une rainure continue, indépendamment de l’orientation locale des cavités internes ou externes. En revanche, la juxtaposition de cavités internes et externes non liées entre elles, et donc ne permettant pas un écoulement de fluide des unes vers les autres sur toute la circonférence du pneumatique, ne constitue pas une rainure continue.
[0009] Pour une bande de roulement à découpures complexes, le volume de l’ensemble des cavités, internes et externes, est réduit par rapport à celui de rainures ouvertes en totalité sur la surface de roulement à neuf et ayant une profondeur correspondant à la profondeur maximale des cavités internes ou externes. La présence de découpures complexes permet ainsi de limiter la réduction de rigidité de la bande de roulement à l'état neuf liée à la présence des rainures.
[0010] Une sculpture de bande de roulement peut comporter à la fois des découpures complexes, débouchant sur la surface de roulement par intermittence, et des rainures classiques, débouchant sur la surface de roulement sur toute leur longueur.
[0011] Toutefois, il a été constaté que la seule présence de découpures complexes ne permettait pas d’atteindre le niveau d’adhérence en motricité et en freinage requis sur certains véhicules poids lourd et qu’il était judicieux d’associer ces découpures complexes à des incisions obliques, c’est-à-dire inclinées par rapport à la direction principale des rainures, débouchant sur la surface de roulement à l’état neuf. Ces incisions obliques génèrent, dans la surface de roulement, une longueur supplémentaire d’arêtes, permettant d’atteindre un bon niveau de motricité et une adhérence satisfaisante dans des conditions dites « glissantes » notamment sur un sol recouvert d’eau.
[0012] La présence d'incisions fragilise néanmoins la bande de roulement, pouvant conduire à l'arrachement de morceaux de caoutchouc et nuire aux performances d'adhérence et d'usure. [0013] L'endommagement de la bande de roulement débute généralement par l'initiation de fissures dans le matériau, résultant soit du dépassement de la contrainte à rupture, soit de la limite en fatigue du matériau. Dans les deux cas, les zones privilégiées d'initiation de fissures sont celles de concentration de contraintes, correspondant à une géométrie locale caractérisée par de petits rayons de courbure ou des angles ayant une petite ouverture angulaire. C'est particulièrement le cas pour une incision, dont la faible épaisseur, typiquement au plus égale à 2 mm, impose un petit rayon de courbure à sa base, et dont la connexion à la découpure complexe, à laquelle elle est reliée, se fait le plus souvent selon un angle d’inclinaison, par rapport à la direction principale de ladite découpure complexe, de faible ouverture angulaire, en vue d’une optimisation par rapport au bruit généré.
[0014] Usuellement, la problématique d'initiation de fissures se rencontre dans deux situations : au cours de la fabrication du pneumatique, lors de son démoulage en fin de cuisson, ou au cours de l’utilisation du pneumatique.
[0015] Lors du démoulage du pneumatique, en fin de cuisson, les éléments de sculpture difficiles à démouler, en particulier les cavités internes cachées des découpures complexes, exercent une traction radiale sur la bande de roulement, pouvant entrainer, dans les zones de concentration de contraintes, des contraintes pouvant dépasser la contrainte à rupture du matériau. La difficulté de démoulage et le risque d’arrachement associé augmentent avec le nombre et la largeur des cavités internes cachées.
[0016] Lors de l'usage du pneumatique, le roulage sur des objets contondants peut également conduire à dépasser la contrainte à rupture du matériau. En outre des sollicitations répétées en dérive ou en passage de couple peuvent quant à elles conduire à un dépassement de la limite en fatigue, au cours du temps.
[0017] Il est connu de l'homme du métier d'ajouter, à la base d’une incision, une petite cavité ayant un rayon de courbure suffisant pour obtenir des contraintes, à la base de l’incision, inférieures à la contrainte à rupture, donc évitant l’initiation de fissures. En contrepartie, la bande de roulement a une plus faible rigidité, avec un risque de réduction de la performance en usure, le démoulage de la bande de roulement est plus complexe et le coût de réalisation des pièces de moule de la bande de roulement est plus élevé.
[0018] D’autres risques ont été identifiés par l’homme du métier, en ce qui concerne la combinaison de découpures complexes et d’incisions débouchant dans les cavités externes desdites découpures complexes. En particulier, la disposition relative des cavités externes entre plusieurs découpures complexes ainsi que celle des incisions obliques sont susceptibles de générer des phénomènes de bruit supplémentaires et/ou d’introduire des usures inhomogènes de la bande de roulement.
[0019] En plus des inconvénients liés à la présence d’incisions obliques débouchant dans des découpures complexes, décrits précédemment, l’homme du métier a également constaté que la présence de découpures complexes dans la bande de roulement augmente le risque de captation et de coincement de pierres dans les cavités externes desdites découpures complexes, susceptibles de générer également des fissurations dans la bande de roulement.
[0020] Aussi les inventeurs se sont donnés pour objectif d’améliorer la résistance à la fissuration et aux arrachements d’une bande de roulement comprenant une combinaison de découpures complexes et d’incisions les reliant, en limitant la génération de bruit et en garantissant un compromis satisfaisant entre les performances respectivement en usure, en adhérence et en résistance au roulement.
[0021] Cet objectif a été atteint par un pneumatique pour véhicule poids lourd comprenant une bande de roulement, destinée à entrer en contact avec un sol par l’intermédiaire d’une surface de roulement et comprenant des découpures délimitant des éléments en relief,
-la bande de roulement ayant une épaisseur, mesurée perpendiculairement à la surface de roulement et étant égale à la profondeur de la découpure la plus profonde,
-la bande de roulement comprenant au moins deux découpures complexes adjacentes, comprenant chacune, à l’état neuf, une alternance de cavités externes et de strictions, -chaque cavité externe ayant une longueur, mesurée sur la surface de roulement, entre une extrémité d’attaque, destinée à entrer en premier en contact avec un sol, selon le sens du roulage du pneumatique, et une extrémité de fuite, destinée à entrer en dernier en contact avec le sol, les deux extrémités respectivement d’attaque et de fuite étant positionnées sur une ligne moyenne de la cavité externe,
-la cavité externe ayant une largeur, mesurée perpendiculairement à la ligne moyenne de la cavité externe, dont la valeur maximale est au moins égale à 6 mm, et ayant une hauteur, mesurée perpendiculairement à la surface de roulement,
-chaque striction, ayant une largeur, mesurée perpendiculairement à une ligne moyenne de la striction, au plus égale à la largeur de la cavité externe et au plus égale à 2 mm, et ayant une hauteur, mesurée perpendiculairement à la surface de roulement,
-la striction étant prolongée radialement vers l’intérieur par une cavité interne, ayant une largeur, mesurée perpendiculairement à une ligne moyenne de la cavité interne, et ayant une hauteur, mesurée perpendiculairement à la surface de roulement,
-au moins une incision, s’étendant à partir d’un premier point d’intersection avec une cavité externe d’une première découpure complexe jusqu’à un deuxième point d’intersection avec la cavité externe la plus proche d’une deuxième découpure complexe adjacente à la première découpure complexe,
-l’incision ayant une largeur, mesurée perpendiculairement à une ligne moyenne de l’incision, au plus égale à 2 mm, et ayant une hauteur, mesurée perpendiculairement à la surface de roulement,
-la distance entre chaque point d’intersection de l’incision avec chaque cavité externe et un plan bissecteur de la cavité externe, perpendiculaire à la ligne moyenne de la cavité externe et équidistant des extrémités respectivement d’attaque et de fuite de la cavité externe, étant au moins égale à 25% et au plus égale à 50% de la longueur de la cavité externe,
-le premier point d’intersection de l’incision avec une cavité externe de la première découpure complexe étant positionné au voisinage de l’extrémité d’attaque de ladite cavité externe,
-et le deuxième point d’intersection de l’incision avec la cavité externe la plus proche de la deuxième découpure complexe étant positionné au voisinage de l’extrémité de fuite de ladite cavité externe.
[0022] L’invention se caractérise essentiellement par une optimisation du positionnement des incisions reliant les cavités externes les plus proches entre elles de deux découpures complexes adjacentes.
[0023] Selon une première caractéristique essentielle, la distance entre chaque point d’intersection de l’incision avec chaque cavité externe et un plan bissecteur de la cavité externe, perpendiculaire à la ligne moyenne de la cavité externe et équidistant des extrémités respectivement d’attaque et de fuite de la cavité externe, est au moins égale à 25% et au plus égale à 50% de la longueur de la cavité externe. En d’autres termes, l’incision débouche dans une cavité externe, et non dans une zone de striction prolongée radial ement vers l’intérieur par une cavité interne.
[0024] Lors de la fabrication du pneumatique, et, plus particulièrement, à la fin de son étape de cuisson dans un moule, ce positionnement de l’incision présente l’avantage d’éviter l’apparition de fissures à la base de ladite incision, au moment du démoulage de la cavité interne la plus proche. En roulage, ce positionnement de l’incision favorise l’éjection de cailloux potentiellement bloqués, au niveau d’une extrémité de la cavité externe dans laquelle débouche l’incision, grâce à l’assouplissement local de la bande de roulement conféré pat ladite incision.
[0025] Selon respectivement les deuxième et troisième caractéristiques essentielles de l’invention, le premier point d’intersection de l’incision avec une cavité externe de la première découpure complexe est positionné au voisinage de l’extrémité d’attaque de ladite cavité externe, et le deuxième point d’intersection de l’incision avec la cavité externe la plus proche de la deuxième découpure complexe est positionné au voisinage de l’extrémité de fuite de ladite cavité externe.
[0026] Ce positionnement respectif des extrémités de l’incision par rapport à chaque cavité externe dans laquelle elle débouche permet, grâce à une optimisation du déphasage entre les cavités externes respectives des deux découpures complexes adjacentes, d’une part de limiter la génération de bruit par l’incision, et d’autre part de limiter l’apparition d’une usure irrégulière au niveau des cavités externes.
[0027] Avantageusement, l’incision ayant, par rapport à la direction du plan bissecteur de la cavité externe, un angle d’inclinaison moyen, défini comme la pente de la droite passant par les deux points d’intersection de l’incision avec les cavités externes, l’angle d’inclinaison moyen est au moins égal à 10° et au plus égal à 45°, de préférence au moins égal à 20° et au plus égal à 35°. Un angle d’inclinaison moyen de l’incision, compris dans cet intervalle, contribue à une limitation du bruit généré par l’incision.
[0028] Encore avantageusement, l’incision ayant, par rapport à la direction du plan bissecteur de chaque cavité externe, un angle d’incidence au niveau du point d’intersection, défini comme la pente de la droite tangente à l’incision, au point d’intersection, l’angle d’incidence est au plus égal à l’angle d’inclinaison moyen. Cet angle d’incidence caractérise le positionnement de la ligne moyenne de l’incision par rapport au bord de la cavité externe, et définit, par conséquent, le secteur angulaire de la portion de matière délimitée par l’incision et le bord de la cavité externe. Ainsi, plus cet angle d’incidence est faible, moins le secteur angulaire de la portion de matière forme un angle vif, ce qui réduit le risque d’arrachement local en bord de cavité externe, au voisinage de son intersection avec l’incision.
[0029] Également avantageusement, chaque incision a une hauteur constante. Une hauteur constante évite toute singularité géométrique à la base de l’incision, telle qu’un décrochement ou un pontage, susceptible d’être le siège d’une concentration de contraintes pouvant induire une fissuration locale à la base de l’incision et, par voie de conséquence, un arrachement local.
[0030] Avantageusement, chaque incision a une hauteur au moins égale à la hauteur de la striction. Ainsi, au cours de l’usure du pneumatique, l’incision reste apparente sur la surface de roulement jusqu’à au moins l’apparition des cavités internes sur la surface de roulement, ce qui garantit la pérennité de l’adhérence de la bande de roulement au cours de l’usure du pneumatique.
[0031] Avantageusement, chaque cavité externe a un rayon de fond au moins égal à 2 mm. Comme vu précédemment, plus le rayon de fond est élevé, plus la résistance à la fissuration est élevée.
[0032] Avantageusement, chaque cavité interne a une largeur au moins égale à 5 mm. Une cavité suffisamment large permet un flux de stockage et/ou d’évacuation d’eau favorable à une adhérence sur sol mouillé satisfaisante, à un niveau d’usure avancé correspondant à la présence des cavités internes sur la surface de roulement.
[0033] Encore avantageusement, chaque cavité interne a une hauteur au moins égale à 5 mm. Comme précédemment, une cavité suffisamment haute permet un flux de stockage et/ou d’évacuation d’eau favorable à une adhérence sur sol mouillé satisfaisante, à un niveau d’usure avancé correspondant à la présence des cavités internes sur la surface de roulement
[0034] Avantageusement, chaque cavité interne a un rayon de fond au moins égal à 2 mm. Comme pour une cavité externe, plus le rayon de fond est élevé, plus la résistance à la fissuration est élevée. Un rayon de fond élevé est aisément envisageable pour une cavité interne car celle-ci a le plus souvent une largeur suffisante.
[0035] Selon un mode de réalisation préféré, toutes les découpures sont des découpures complexes, ce qui permet d’optimiser le compromis entre l’usure, l’adhérence et la résistance au roulement.
[0036] Les caractéristiques de l’invention sont illustrées par les figures 1 à 6 schématiques et non représentées à l’échelle :
-Figure 1 : Vue de dessus d’ensemble d’une bande de roulement selon un premier mode de réalisation de l’invention, destinée à une utilisation sur essieu directeur.
-Figure 2 : Vue de dessus partielle d’une bande de roulement selon le premier mode de réalisation de l’invention,
-Figure 3 : Vue en coupe circonférentielle d’une portion de découpure complexe d’une bande de roulement selon le premier mode de réalisation de l’invention,
-Figure 4 : Vue en coupe selon une incision débouchant dans une découpure complexe d’une bande de roulement selon le premier mode de réalisation de l’invention,
-Figure 5 : Vue de dessus d’ensemble d’une bande de roulement selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, destinée à une utilisation sur essieu moteur,
-Figure 6 : Vue de dessus partielle d’une bande de roulement selon le deuxième mode de réalisation de l’invention.
[0037] La figure 1 est une vue de dessus d’ensemble d’une bande de roulement 1 selon un premier mode de réalisation de l’invention, destinée à une utilisation sur un essieu directeur d’un véhicule poids lourd. La bande de roulement 1, destinée à entrer en contact avec un sol par l’intermédiaire d’une surface de roulement 2, comprend des découpures 3 délimitant des éléments en relief 4. La bande de roulement 1 a une épaisseur E, mesurée perpendiculairement à la surface de roulement 2 et étant égale à la profondeur de la découpure 3 la plus profonde, cette épaisseur E étant représentée sur la figure 3. La bande de roulement 1, représentée sur la figure 1, comprend cinq découpures complexes 5 deux à deux adjacentes, comprenant chacune, à l’état neuf, une alternance de cavités externes 6 et de strictions 7, et ayant chacune une ligne moyenne M s’étendant selon la direction circonférentielle XX’ du pneumatique. Chaque striction 7 de toute découpure complexe 5 est prolongée radialement vers l’intérieur par une cavité interne 8, représentée sur les figures 3 et 4. Chaque cavité externe 6 d’une découpure complexe 5 donnée est reliée à deux cavités externes 6 de toute découpure complexe 5 adjacente à ladite découpure complexe 5 par deux incisions 9.
[0038] Le premier mode de réalisation de l’invention est décrit de façon détaillée par les figures 2, 3 et 4. La figure 2 est une vue de dessus partielle d’une bande de roulement selon le premier mode de réalisation de l’invention précédemment décrit. La figure 3 est une vue en coupe circonférentielle A-A d’une portion de découpure complexe d’une bande de roulement selon le premier mode de réalisation de l’invention. La figure 4 est une vue en coupe B-B selon une incision débouchant dans une découpure complexe d’une bande de roulement selon le premier mode de réalisation de l’invention. Chaque cavité externe 6 a une longueur Le, mesurée sur la surface de roulement 2, entre une extrémité d’attaque El, destinée à entrer en premier en contact avec un sol, selon le sens du roulage R du pneumatique, et une extrémité de fuite E2, destinée à entrer en dernier en contact avec le sol. Les deux extrémités respectivement d’attaque et de fuite (El, E2) sont positionnées sur une ligne moyenne Me de la cavité externe 6. La cavité externe 6 a une largeur We, mesurée perpendiculairement à la ligne moyenne Me de la cavité externe 6, dont la valeur maximale est au moins égale à 6 mm, et a une hauteur He, mesurée perpendiculairement à la surface de roulement 2. Chaque striction 7 a une largeur Ws, mesurée perpendiculairement à une ligne moyenne Ms de la striction 7, au plus égale à la largeur We de la cavité externe 6 et au plus égale à 2 mm, et a une hauteur Hs, mesurée perpendiculairement à la surface de roulement 2. La striction 7 est prolongée radialement vers l’intérieur par une cavité interne 8, ayant une largeur Wc, mesurée perpendiculairement à une ligne moyenne de la cavité interne, et a une hauteur Hc, mesurée perpendiculairement à la surface de roulement 2. Toute incision 9 s’étend à partir d’un premier point d’intersection II avec une cavité externe 6 d’une première découpure complexe 5 jusqu’à un deuxième point d’intersection 12 avec la cavité externe 6 la plus proche d’une deuxième découpure complexe 5 adjacente à la première découpure complexe 5. L’incision 9 a une largeur Wi, mesurée perpendiculairement à une ligne moyenne Mi de l’incision 9, au plus égale à 2 mm, et a une hauteur Hi, mesurée perpendiculairement à la surface de roulement 2. Selon une première caractéristique de l’invention, la distance D entre chaque point d’intersection (II, 12) de l’incision 9 avec chaque cavité externe 6 et un plan bissecteur P de la cavité externe 6, perpendiculaire à la ligne moyenne Me de la cavité externe 6 et équidistant des extrémités respectivement d’attaque et de fuite (El, E2) de la cavité externe 6, est au moins égale à 25% et au plus égale à 50% de la longueur Le de la cavité externe 6. Selon une deuxième caractéristique de l’invention, le premier point d’intersection II de l’incision 9 avec une cavité externe 6 de la première découpure complexe 5 est positionné au voisinage de l’extrémité d’attaque El de ladite cavité externe 6. Selon une deuxième caractéristique de l’invention le deuxième point d’intersection 12 de l’incision 9 avec la cavité externe 6 la plus proche de la deuxième découpure complexe 5 est positionné au voisinage de l’extrémité de fuite E2 de ladite cavité externe 6. Comme décrit sur la figure 2, l’incision 9 a, par rapport à la direction du plan bissecteur P de la cavité externe 6, un angle d’inclinaison moyen Am, défini comme la pente de la droite passant par les deux points d’intersection (II, 12) de l’incision avec les cavités externes 6. Avantageusement l’angle d’inclinaison moyen Am est au moins égal à 10° et au plus égal à 45°. Comme également décrit sur la figure 2, l’incision 9 ayant, par rapport à la direction du plan bissecteur P de chaque cavité externe 6, un angle d’incidence (Al, A2) au niveau du point d’intersection (II, 12), défini comme la pente de la droite tangente à l’incision 9, au point d’intersection (II, 12). Encore avantageusement l’angle d’incidence (Al, A2) est au plus égal à l’angle d’inclinaison moyen Am. Dans le cas particulier représenté sur la figure 2, les angles Am, Al et A2 sont égaux.
[0039] Un deuxième mode de réalisation de l’invention a pour objet une bande roulement 1 d’un pneumatique, destiné à équiper un essieu moteur d’un véhicule lourd, et est décrit par les figures 5 et 6. La figure 5 est une vue de dessus d’ensemble d’une bande de roulement selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, destinée à une utilisation sur un essieu moteur d’un véhicule poids lourd. La figure 6 est une vue de dessus partielle d’une bande de roulement selon le deuxième mode de réalisation de l’invention. Les références précédemment décrites restent valables dans le cas présent. Ce deuxième mode de réalisation de l’invention diffère du premier par des découpures complexes ayant chacune une ligne moyenne formant une ligne brisée et ayant une orientation globalement transversale par rapport à la direction de roulage du pneumatique.
[0040] Les inventeurs ont plus particulièrement étudié cette invention pour un pneumatique pour véhicule poids lourd dans les dimensions 315/70 R 22.5 pour une utilisation sur un essieu directeur, selon un premier mode de réalisation de l’invention II, et 295/80 R 22.5 pour une utilisation sur un essieu moteur, selon un deuxième mode de réalisation de l’invention 12.
[0041] Le tableau 1 ci-dessous présente les caractéristiques de la bande de roulement testée : [Tableau 1]
Figure imgf000014_0001
Figure imgf000015_0001
[0042] Les tests de roulage, réalisés sur les exemples de réalisation précédemment décrits, ont montré que des bandes de roulement, selon l’invention, adaptées à une utilisation sur un essieu directeur ou un essieu moteur d’un véhicule poids lourd, présentent un compromis de performances intéressant entre l’usure, la résistance au roulement et l’adhérence sur un sol mouillé, avec une amélioration significative de la robustesse des découpures complexes combinées à des incisions incidentes tant en fabrication, lors du démoulage de la bande de roulement, qu’en usage, avec une éjection facilitée des cailloux susceptibles d’être coincés dans les cavités externes.

Claims

Revendications neumatique pour véhicule poids lourd comprenant une bande de roulement (1), destinée à entrer en contact avec un sol par l’intermédiaire d’une surface de roulement
(2) et comprenant des découpures
(3) délimitant des éléments en relief
(4), -la bande de roulement (1) ayant une épaisseur (E), mesurée perpendiculairement à la surface de roulement (2) et étant égale à la profondeur de la découpure (3) la plus profonde,
-la bande de roulement (1) comprenant au moins deux découpures complexes (5) adjacentes, comprenant chacune, à l’état neuf, une alternance de cavités externes (6) et de strictions (7),
-chaque cavité externe (6) ayant une longueur (Le), mesurée sur la surface de roulement (2), entre une extrémité d’attaque (El), destinée à entrer en premier en contact avec un sol, selon le sens du roulage (R) du pneumatique, et une extrémité de fuite (E2), destinée à entrer en dernier en contact avec le sol, les deux extrémités respectivement d’attaque et de fuite (El, E2) étant positionnées sur une ligne moyenne (Me) de la cavité externe (6),
-la cavité externe (6) ayant une largeur (We), mesurée perpendiculairement à la ligne moyenne (De) de la cavité externe (6), dont la valeur maximale est au moins égale à 6 mm, et ayant une hauteur (He), mesurée perpendiculairement à la surface de roulement (2),
-chaque striction (7), ayant une largeur (Ws), mesurée perpendiculairement à une ligne moyenne (Ms) de la striction (7), au plus égale à la largeur (We) de la cavité externe (6) et au plus égale à 2 mm, et ayant une hauteur (Hs), mesurée perpendiculairement à la surface de roulement (2),
-la striction (7) étant prolongée radial ement vers l’intérieur par une cavité interne (8), ayant une largeur (Wc), mesurée perpendiculairement à une ligne moyenne de la cavité interne (8), et ayant une hauteur (Hc), mesurée perpendiculairement à la surface de roulement (2),
-au moins une incision (9), s’étendant à partir d’un premier point d’intersection (II) avec une cavité externe (6) d’une première découpure complexe (5) jusqu’à un deuxième point d’intersection (12) avec la cavité externe (6) la plus proche d’une deuxième découpure complexe (5) adjacente à la première découpure complexe (5), -l’incision (9) ayant une largeur (Wi), mesurée perpendiculairement à une ligne moyenne (Mi) de l’incision (9), au plus égale à 2 mm, et ayant une hauteur (Hi), mesurée perpendiculairement à la surface de roulement (2), caractérisé en ce que la distance (D) entre chaque point d’intersection (II, 12) de l’incision (9) avec chaque cavité externe (6) et un plan bissecteur (P) de la cavité externe (6), perpendiculaire à la ligne moyenne (Me) de la cavité externe (6) et équidistant des extrémités respectivement d’attaque et de fuite (El, E2) de la cavité externe (6), est au moins égale à 25% et au plus égale à 50% de la longueur (Le) de la cavité externe (6), en ce que le premier point d’intersection (II) de l’incision (9) avec une cavité externe (6) de la première découpure complexe (5) est positionné au voisinage de l’extrémité d’attaque (El) de ladite cavité externe (6), et en ce que le deuxième point d’intersection (12) de l’incision (9) avec la cavité externe (6) la plus proche de la deuxième découpure complexe (5) est positionné au voisinage de l’extrémité de fuite (E2) de ladite cavité externe (6). neumatique selon la revendication 1, l’incision (9) ayant, par rapport à la direction du plan bissecteur (P) de la cavité externe (6), un angle d’inclinaison moyen (Am), défini comme la pente de la droite passant par les deux points d’intersection (II, 12) de l’incision avec les cavités externes (6), dans lequel l’angle d’inclinaison moyen (Am) est au moins égal à 10° et au plus égal à 45°, de préférence au moins égal à 20° et au plus égal à 35°. neumatique selon la revendication 2, l’incision (9) ayant, par rapport à la direction du plan bissecteur (P) de chaque cavité externe (6), un angle d’incidence (Al, A2) au niveau du point d’intersection (II, 12), défini comme la pente de la droite tangente à l’incision (9), au point d’intersection (II, 12), dans lequel l’angle d’incidence (Al, A2) est au plus égal à l’angle d’inclinaison moyen (Am). neumatique selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel chaque incision (9) a une hauteur (Hi) constante.
5. Pneumatique selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel chaque incision (9) a une hauteur (Hi) au moins égale à la hauteur (Hs) de la striction (7).
6. Pneumatique selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel chaque cavité interne (8) a une largeur (Wc) au moins égale à 5 mm.
7. Pneumatique selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel chaque cavité interne (8) a une hauteur (Hc) au moins égale à 5 mm.
8. Pneumatique selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel toutes les découpures (3) sont des découpures complexes.
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