FR2804905A1 - Bande de roulement de pneumatique et moule - Google Patents

Abstract

Bande de roulement pour pneumatique pourvue d'une sculpture formée de motifs de relief (14), cette bande de roulement comportant une pluralité d'incisions (15) de largeur allant de 0.3 mm à 2.0 mm et de profondeur P. Au moins une face (131) limitant une incision est pourvue d'au moins une protubérance (16) se raccordant par au moins une surface de raccordement Sr à la face sur laquelle elle fait saillie. En outre, la surface de raccordement Sr présente, sur une surface sensiblement parallèle à la surface de roulement de la bande à l'état neuf, une trace convexe.

Description

L'invention concerne les bandes de roulement pour pneumatiques et en particulier les sculptures dont sont pourvues lesdites bandes; elle concerne également les moules les éléments moulants employés pour le moulage de ces sculptures.

Afin d'améliorer la performance d'un pneumatique, il est connu de le pourvoir d'une bande de roulement comportant une sculpture formée d'une pluralité de motifs de relief délimités par des rainures d'orientation essentiellement longitudinale et/ou transversale. outre et pour avoir une adhérence satisfaisante sur une chaussée devenue glissante par la présence d'un film d'eau, il est connu de réaliser dans lesdits motifs de relief des incisions afin de créer des arêtes supplémentaires destinées à couper le film d'eau recouvrant ladite chaussée.

Par incision, on entend dans le présent document des rainures d'une largeur moyenne comprise entre 0 mm et 2.0 mm.

Il est également connu de réaliser des incisions de largeur inférieure à 0.3 mm voire de largeur nulle; dans le cas d'incision de largeur nulle, il est connu de les réaliser par découpage après moulage d'une bande de roulement. Toutefois, et outre le fait qu'il est difficile de réaliser de telles incisions largeur nulle puisqu'il est nécessaire d'utiliser des lames coupantes, ces incisions de largeur nulle présentent l'inconvénient d'être en totalité fermées quand elles passent dans la région contact du pneumatique avec la chaussée, n'offrant plus de possibilité d'évacuation de l'eau. Ce même inconvénient se retrouve pour des incisions qui ne sont pas largeur nulle mais de largeur relativement faible, c'est-à-dire comprise entre 0.3 et 2.0 mm.

En effet il a été constaté que les incisions de largeur moyenne comprise entre 0.3 et 2.0 mm ont tendance à se refermer dans le contact entre le pneumatique et la chaussée, ce qui se traduit par un glissement de faible amplitude, des lames de gomme délimitées par lesdites incisions sur la chaussée, conduisant à des usures plus prononcées au voisinage des arêtes desdites lames de gomme. De plus, les lames de gomme délimitées par ces incisions ont une tendance à basculer et à se déformer en fléchissant sous l'action d'une sollicitations d'accélération ou de freinage s'exerçant sur le pneumatique; plus les incisions sont larges et nombreuses, plus le basculement est important. Ce basculement entraîne une diminution de la rigidité la sculpture et une perte de surface effective en contact entre le pneumatique et la chaussée; ces deux effets sont, bien entendu, non souhaités pour atteindre des performances satisfaisantes. Pour résoudre ce problème, il est connu de réaliser sur au moins une des parois délimitant lesdites incisions au moins une protubérance de gomme dont le rôle est d'empêcher fermeture complète de l'incision au passage du contact et de conférer à la sculpture une rigidité satisfaisante. La demande de brevet japonais publiée sous le numéro 2/303908 décrit par exemple un motif de sculpture comportant au moins une incision délimitée par des parois principales, moins une desdites parois principales comportant au moins une protubérance réduisant au moins localement la largeur moyenne de l'incision. Le document cité montre une réalisation dans laquelle la protubérance comporte une face sensiblement parallèle aux parois de l'incision, cette face étant reliée à la paroi sur laquelle est fait saillie par des faces concaves, c'est-à-dire par des faces dont les centres de courbure sont situés à l'extérieur de la lame de gomme délimitée par paroi sur laquelle fait saillie la protubérance.

Il a été constaté que la fabrication d'une bande de roulement, notamment pour pneumatique destiné à être utilisé en période hivernale mais pas exclusivement, pourvue d'une sculpture comportant de très nombreuses incisions ayant sur au moins une de leurs parois d'une protubérance pouvait conduire à des cassures et arrachements des lames de gommes au cours du démoulage. En outre, la réalisation par moulage d'une sculpture pourvue de telles incisions nécessite des efforts de démoulage qui vont croissants avec le nombre d'incisions ce qui défavorable vis-à-vis d'un bon fonctionnement des machines de fabrication. L'objectif de l'invention est de proposer une sculpture de bande de roulement comportant de très nombreuses incisions permettant d'éviter la fermeture desdites incisions dans le contact tout en évitant les risques d'arrachement et de ruptures des lames de gomme pendant démoulage. Un autre objectif est de proposer un moule comportant des lamelles appropriées et permettant de réduire sensiblement les efforts de démoulage, lesdites lamelles étant réalisées de façon à être suffisamment résistantes aux nombreuses opérations de moulage et démoulage.

Dans ce but, la bande de roulement pour pneumatique selon l'invention est pourvue d'une surface de roulement destinée à être en contact avec la chaussée et d'une sculpture formée de motifs de relief. Cette bande comporte une pluralité d'incisions de largeur non nulle comprise entre 0.3 mm et 2.0 mm, bornes incluses, et de profondeur moyenne P. Chaque incision est délimitée par deux faces principales de lames de gomme distinctes, au moins une desdites incisions étant délimitées par une face d'une lame de gomme sur laquelle fait saillie au moins protubérance la surface de chaque protubérance se raccordant à face sur laquelle elle fait saillie par au moins une surface de raccordement Sr. La bande de roulement selon l'invention est caractérisée ce que # la protubérance s'étend dans la direction de la profondeur de l'incision, entre une profondeur inférieure Hlm et une profondeur supérieure H1 M, Hlm étant différent de zéro, et en ce que # la surface de raccordement Sr est essentiellement convexe, c'est-à-dire qu'elle présente, vue en coupe sur une surface sensiblement parallèle à la surface de roulement de la bande à l'état neuf, une trace se raccordant tangentiellement à la partie de la protubérance faisant le plus saillie, ladite trace étant convexe. Par convexe, il faut entendre que cette trace: - est quasiment entièrement située d'un même côté par rapport à une droite de référence reliant le point de raccordement de la trace de la surface Sr avec la surface de la protubérance et le point de raccordement de ladite trace avec la face de la lame de gomme sur laquelle fait saillie la protubérance, et - a des courbures dont les centres de courbure sont situés, rapport à cette droite de référence, du côté de la lame de gomme sur laquelle fait saillie la protubérance. Il est possible que, au moins au plus près du point de raccordement de la surface Sr avec la face de la lame de gomme, ladite trace présente une zone d'inflexion- pour atteindre le meilleur résultat au cours du démoulage, il est souhaitable que cette zone soit plus confinée et réduite possible. Un mode de réalisation d'un moule pour mouler une telle sculpture de bande de roulement comportant de très nombreuses incisions délimitant des lames de gomme pourvues sur au moins une de leurs faces d'au moins une protubérance, consiste à équiper un moule avec une pluralité de lamelles moulant les incisions, chaque lamelle d'épaisseur moyenne correspondant à l'épaisseur de l'incision qu'elle est destinée à mouler, comportant au moins un évidement pour mouler une protubérance. Le moule selon l'invention comporte une surface de moulage sur laquelle font saillie une pluralité d'éléments de relief pour mouler des motifs de relief dans la bande, au moins un desdits éléments de relief comportant une première face et une deuxième face destinées à mouler des parois dans la bande, lesdites parois délimitant une découpure, le moule étant caractérisé en ce que au moins un élément de relief comporte au moins un évidement dans l'épaisseur dudit élément, chaque évidement présentant, avec la paroi sur laquelle il est formé, des parties de raccordement dont la trace sur un plan de coupe perpendiculaire à ladite face est concave.

Un mode de réalisation d'une telle lamelle comporte, par exemple, les étapes de réalisation suivantes - on forme une lamelle dans une plaque en matériau approprié, ladite plaque ayant les dimensions souhaitées de l'incision l'on veut mouler, et en particulier une épaisseur moyenne D, - on enlève de la matière, moins une partie de la lamelle, pour former au moins un évidement réduisant localement l'épaisseur D de ladite lamelle de façon à obtenir une épaisseur d égale au maximum à l'épaisseur moyenne D de la lamelle, ledit évidement comportant en outre des surfaces de raccordement avec la face de la lamelle sur laquelle il est formé, lesdites faces de raccordement etant essentiellement concaves.

Chaque évidement peut être réalisé par enlèvement de matière, par exemple, au moyen d'un outil rotatif type fraise ou avec laser ou encore par électroérosion. Parmi d'autres moyens de réalisation d'une lamelle selon l'invention, on peut envisager le forgeage, l'injection de métal, le matriçage à froid ou encore l'empilage d'une pluralité de feuilles de métal.

Cette technique de réalisation lamelles présente un avantage de simplicité dans sa mise en oeuvre en permettant la réalisation de lamelles qui, bien que comportant des parties très minces, présentent des zones de rigidification utiles pour une bonne tenue mécanique desdites lamelles au cours des multiples operations de moulage démoulage pour lesquelles elles sont utilisées. En utilisant des formes concave sans point d'inflexion dans les zones les plus fines de la lamelle, on évite des changements abrupts rigidité qui pourrait conduire à des cassures ou à la formation de plis sur la lamelle, soit pendant la fabrication de ladite lamelle, soit en cours d'opération de moulage.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description faite après en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention.

Figure 1 : vue d'un bloc de gomme comportant une pluralité d'incisions selon antérieur; figure 2 : vue d'un bloc de gomme comportant une pluralité d'incisions selon l'invention; figure 3 : vue agrandie d'une partie d'une lame de gomme de la figure 2; figure 4 : vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 2; figure 5 : vue de deux lames de gomme pourvues chacune d'une variante de protubérance selon l'invention; figure 6 : vue perspective d'une lamelle destinée au moulage d'une incision selon l'invention; figure 7 : vue d'un bloc de sculpture selon une autre variante de l'invention; figure 8 : vue en coupe selon la ligne VIII-VIII de la figure 7.

On a représenté à la figure 1, la surface de contact d'un bloc 1 d'une sculpture de bande de roulement de pneumatique. Ce bloc 1 est pourvu de quatre incisions 2 délimitées par des parois de gomme sensiblement planes et s'étendant à la fois sur toute la largeur du bloc 1 et sur toute la hauteur dudit bloc (c'est-à-dire dans une direction perpendiculaire au plan de la figure). Ces incisions 2 délimitent des lames de gomme 3 dont les faces principales 31 et 32 en vis-à-vis sont espacées d'une distance D correspondant à la largeur moyenne des incisions 2.

Au cours du roulage et dans la région du contact de la bande de roulement avec le sol ces lames de gomme 3 vont se déplacer les unes par rapport aux autres provoquant glissements desdites lames par rapport au sol et donc des usures.

La figure 2 montre la surface de roulement d'un bloc de sculpture 4 selon l'invention formé de cinq lames de gomme 5 présentant des faces sensiblement planes et parallèles entre elles, lesdites faces délimitant des incisions 6 de largeur maximale D comprise entre 0.3 mm à 2.0 mm. Sur une des faces principales 51 de chacune de ces lames de gomme 5, il est réalisé une protubérance 8, totalement située sous la surface de roulement 7 à l'état neuf et s'étendant sur une partie seulement la hauteur de ladite face 51.

Cette protubérance 8 comporte une surface 81 sensiblement parallèle à la face 52 la lame de gomme vis-à-vis, ladite surface 81 se raccordant avec la face 51 de la lame de gomme sur laquelle la protubérance fait saillie par une surface de raccordement Sr. Cette protubérance 8 réduit la largeur l'incision à une valeur avantageusement inférieure à 60%de la largeur La trace de cette surface de raccordement Sr (c'est-à-dire son intersection avec une surface parallèle à la surface de roulement 7 à l'état neuf) est montrée sur la figure 3 à une échelle plus grande que celle de la figure 2. Sur cette figure 3, on distingue une extrémité d'une lame de gomme 5 ayant une face 51 sur laquelle fait saillie une protubérance 8 visible en partie seulement. La trace de la surface de raccordement Sr de la protubérance 8 est toute entière située d'un même côté par rapport à une droite de référence S, ladite droite de référence reliant les points A et B d'extrémité de ladite trace (le point A étant situé sur la face 51 de la lame de gomme, le point B étant situé sur la surface 81 de la protubérance).

Préférentiellement, la trace de la surface de raccordement Sr est un cercle ayant un rayon pouvant aller de 10 à 100 mm, ledit cercle étant tangent à la trace de la surface 81 de la protubérance 8 sur la même surface de coupe selon cette variante de l'invention montrée sur la figure 3. Le choix du rayon étant fait de façon que la distance séparant les points A et B soit égale à au moins 5 fois l'épaisseur maximale de la protubérance, ladite épaisseur maximale étant mesurée par rapport à la face 51 sur laquelle la protubérance fait saillie.

Par comparaison avec l'art antérieur, on a représenté sur cette figure 3 et en traits pointillés, la trace de la surface de raccordement Sr' selon l'état de la technique rappelé en introduction.

En complément, la figure 4 montre une coupe selon l'épaisseur du motif de gomme 25 suivant la ligne IV-IV de la figure 2. Sur cette figure 4, on distingue les différentes lames 5 de gommes séparées les unes des autres par des incisions 6 de largeur maximale D. Sur la face 51 de chacune des lames de gomme ayant en vis-à-vis une autre lame de gomme du même bloc, il est moulé une protubérance 8 réduisant localement la largeur de l'incision correspondante et destinée à empêcher la fermeture complète de l'incision. Au cours du passage dans le contact avec la chaussée, les faces 81 viennent en appui sur les faces opposées 52 et limitent ainsi le déplacement relatif des lames de gomme 5 .

Préférentiellement, les différentes protubérances 8 sont situées sous la surface de roulement 7 ' l'état neuf et s'étendent dans la direction de l'épaisseur de bande jusqu'à une distance Hi mesurée par rapport à la surface de roulement comprise entre 20% et 80% de la profondeur P incisions.

Avantageusement, et comme représenté sur la figure 4, les protubérances 8 d'un même bloc sont étagées dans la direction de l'épaisseur de la bande de roulement afin d'avoir une modification progressive de la forme des arêtes des lames de gomme avec l'usure de ladite bande.

Dans l'exemple présenté, et par groupe de trois, les protubérances prennent naissance sous la surface de roulement 7 à l'état neuf à des profondeurs H1, H2, H3 telles que < H2 < H3.

Avec la figure 5, on décrit une variante de réalisation d'un élément de relief d'une sculpture pour bande de roulement selon l'invention. Sur cette figure 5, on distingue, vues de la surface de roulement de ladite bande, deux lames de gomme 13 et 14 délimitant une incision 15 sensiblement rectiligne, de largeur moyenne constante et de longueur W. l'une des faces 131 de la lame 13 délimitant l'incision 15, une protubérance 16 est moulée de manière à être sous la surface de roulement de la bande à l'état neuf et à s'étendre jusqu'à une distance Hi entre 20% et 80% de la profondeur de l'incision. Cette protubérance 16 comporte une partie médiane formée d'une bosse 162 encadrée par deux plateaux 164 et 165 dont les faces sont sensiblement parallèles à la face opposée 142 de la lame 14 délimitant l'incision 15. En outre et selon l'invention, cette protubérance comportant à ses extrémités des bosses 161 et 163, se raccorde à la face de la lame 13 par deux surfaces de raccordement Sr. Vues en coupe sur la figure 5, chacune de ces surfaces de raccordement Sr s'étend entre un point A sur la face de la lame et un point B situé sur la partie intermédiaire de la protubérance 16 et sont en outre convexes. Par surface de raccordement convexe, on entend que sa trace est en totalité située d'un même côté de la droite 8 25 passant par points A et B.

Si on note W la longueur de l'incision et L la distance séparant points de raccord de la protubérance avec la face sur laquelle elle fait saillie, alors il est avantageux que cette longueur L soit au moins égale à 80% de W.

Dans l'exemple décrit correspondant à la figure 5, la trace de la surface de raccordement Sr suit sensiblement un arc de cercle de rayon R. Selon une variante, celle de la surface 162 de la figure 5, la distance AB est au moins 5 fois l'épaisseur de la protubérance 16 entre la surface 164 et le maximum local de la surface l62.

Sur la figure 6, on a représenté un exemple de lamelle 20 destinée à équiper un moule pour mouler une bande de roulement pourvue d'une sculpture comportant un très grand nombre d'incisions conférant à ladite bande une bonne performance sur sol rendu glissant tout en réduisant les mouvements relatifs des lames de gomme . La lamelle 20 représentée est réalisée dans une plaque mince métallique d'épaisseur D de largeur et de longueur correspondant aux dimensions souhaitées de l'incision. Sur une des faces 21 de la plaque, on réalise un évidement 22 par enlèvement de matière à l'aide d'un outil de type fraise; cet évidemment 22 comporte une partie médiane 23 sensiblement parallèle à la face 21, ladite partie médiane 23 se raccordant avec ladite face 21 par des surfaces de raccordement 24 de forme cylindriques ou coniques essentiellement concaves.

Outre l'intérêt de réaliser la sculpture selon l'invention, cette lamelle est très économique et aisée à fabriquer; malgré l'épaisseur sensiblement réduite par rapport à l'épaisseur moyenne de ladite lamelle, il est possible de conserver une rigidité à l'ensemble de la lamelle qui est suffisante pour permettre un grand nombre de moulages de bandes de roulement. Le fait que les surfaces de raccordement sont concaves sans point d'inflexion fait qu'il n'y a pas de changement abrupt de rigidité de la lamelle qui pourrait devenir l'amorce d'un pli ou d'une cassure de la lamelle à l'usage.

Une autre variante de réalisation d'une sculpture selon l'invention est représentée à la figure 7 selon laquelle on distingue, sur une vue partielle d'une surface de roulement d'une bande de roulement à l'état neuf, une série de plusieurs lames de gomme 9 séparées les unes des autres par des incisions 10 de largeur moyenne D. Dans le cas présenté, chaque lame de gomme comporte deux faces principales 91 et 92, la face 91 comportant une première protubérance 11 et la face 92 en vis-à-vis comportant deux protubérances 12 disjointes et espacées dans la direction de la longueur de l'incision. Ces deux dernières protubérances 12 sont situées dans la direction de la profondeur de l'incision au dessous de la protubérance 11 faisant saillie sur la face en vis-à-vis.

De plus, chacune desdites protubérances 11 et 12 comporte des surfaces de raccordement Sr convexes et qui peuvent être identiques ou différentes. Ces protubérances ont des épaisseurs maximales - mesurées par rapport aux faces sur lesquelles elles font saillie - telles qu'elles limitent (voire empêchent) la fermeture des incisions 10 selon le degré fermeture souhaité.

Une vue en coupe suivant la ligne VIII-VIII est représentée sur la figure 8 sur laquelle on distingue aisément que la protubérance 11, affectant quasiment toute la longueur de l'incision, s'étend entre H<B>11</B> m et H11M tandis que les deux protubérances 12 de face 92 en vis-à-vis s'étendent entre des profondeurs H 12m et H 12M (avec : H 12M > H 12m > H 11 M > H 11 m).

En outre, il est prévu de réaliser pour chaque protubérance des faces supérieures 111, 121 et inférieures 112, 122 de raccordement avec les faces 91 et 92 des lames gomme qui présentent des inclinaisons différentes de 90 avec lesdites faces.

Toutes les variantes présentées dans le présent document pour des lames de gomme ayant des faces sensiblement planes peuvent être aisément généralisées par un homme du métier au cas de lames de gomme dont les faces ne sont pas planes, en particulier à des faces courbes ou ondulées. est également possible de prévoir plusieurs protubérances faisant saillie une même face d'une lame de gomme, lesdites protubérances étant disposées l'une sous l'autre dans le sens de l'épaisseur de la bande de roulement.

Cette invention est particulièrement intéressante lorsqu'elle est appliquée au cas d'une sculpture pneumatique de type hivernal pour lequel il est bénéfique de prévoir un très grand nombre d'incisions.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS 1 - Bande roulement pour pneumatique pourvue d'une surface de roulement destinée à être en contact avec la chaussée et d'une sculpture formée de motifs de relief (4), cette bande de roulement comportant une pluralité d'incisions (6) de largeur allant de 0.3 mm à 2.0 mm et de profondeur chaque incision (6) étant délimitée par deux faces principales (51, 52) de lames de gomme (5) distinctes, au moins une desdites incisions (6) étant délimitée par une face pourvue d'au moins protubérance (8) faisant saillie sur ladite face, la surface de chaque protubérance se raccordant latéralement par au moins une surface de raccordement Sr à la face sur laquelle elle fait saillie, bande de roulement étant caractérisée en ce que la protubérance (8) s'étend dans la direction de la profondeur P de l'incision, entre une profondeur inférieure Hlm et une profondeur supérieure H1 M, Hlm étant différents de zéro, et en ce que la surface de raccordement Sr est essentiellement convexe, c'est-à-dire qu'elle présente, une surface de coupe sensiblement parallèle à la surface de roulement de la bande à l'état neuf une trace se raccordant tangentiellement à la surface de la saillie maximale locale (8 la protubérance (8), ladite trace est quasiment entièrement située d'un même côté par rapport à une droite de référence 8 reliant les points de raccordement A et B de la trace de la surface de raccordement Sr avec la surface de la protubérance et avec la face de la lame de gomme sur 20 laquelle fait saillie la protubérance, et a des courbures dont les centres desdites courbures sont situés, par rapport à ladite droite de référence, du côté de la lame de gomme sur laquelle fait saillie la protubérance. 2 - Bande roulement selon la revendication 1 caractérisée en ce que chaque protubérance (8) occupe en largeur au moins 40% la largeur de l'incision dans laquelle elle est réalisée. 3 - Bande roulement selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisée ce que chaque protubérance (8) s'étend sous la surface de roulement à l'état neuf jusqu'à une distance Hi entre 20% et 80% de la profondeur P des incisions (6). 4 Bande de roulement selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que deux faces (91, de lames de gomme (9) d'un même motif de relief situées en vis-à- ' sont chacune pourvue moins une protubérance (11, 12), les protubérances (12) d'une face (92) étant situées dans la direction de l'épaisseur de la bande au dessous des protubérances (11) l'autre face (91). - Bande de roulement selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que les protubérances (8) faisant saillie sur différentes lames de gomme (5) d'un même motif de relief sont étagées dans le sens de l'épaisseur de la bande. 6 - Bande de roulement selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisée en ce que chaque protubérance (11, 12) comprend en outre des faces supérieure (l11, 121) et inférieure (112, 122) de raccordement avec la face de la lame de gomme sur laquelle elle fait saillie, au moins la face inférieure (112, 122) de raccordement faisant en moyenne un angle différent de 90 avec la face laquelle la protubérance fait saillie pour faciliter le démoulage. - Pneumatique pourvu d'une bande de roulement définie selon l'une des revendications 1 à 6.