| JP2002234313 | PNEUMATIC TIRE |
| JP2010006095 | PNEUMATIC TIRE |
| JP07081319 | STUDLESS TIRE |
MICHELIN RECHERCHE ET TECHNIQUE S.A. (Route Louis Braille 10, Granges-Paccot, CH-1763, CH)
DAUTREY, Nicolas (10 rue de la Malodière, Résidence Lufberry N° 20, Chamalières, F-63400, FR)
| REVENDICATIONS 1 - Pneu ayant une bande de roulement (1) comprenant au moins deux ramures (2, 3) d'orientation générale circonférentielle, une pluralité de rainures transversales (6), au moins une pluralité de ramures transversales débouchant par des ouvertures (62, 63) dans deux rainures circonférentielles, les ramures circonférentielles et transversales ayant des sections transversales appropriées pour permettre, au cours d'un roulage, un écoulement de liquide présent sur la chaussée, cette bande comprenant une pluralité de dispositifs de fermeture (7) localisés dans ces ramures, chaque dispositif de fermeture fermant au moins en partie la section transversale d'une ramure, chaque dispositif de fermeture (7) étant approprié pour fléchir et ouvrir la section de la ramure dans laquelle il est placé uniquement sous l'action d'un écoulement de liquide lors d'un roulage sur chaussée revêtue d'eau, ce pneu comprenant une pluralité de résonateurs pour atténuer le bruit généré dans une rainure circonférentielle, ce pneu étant caractérisé en ce que chaque résonateur est formé dans au moins une ramure transversale et comporte une ouverture sur ladite ramure circonférentielle, cette ouverture correspondant à une des ouvertures de ladite rainure transversale, chaque résonateur a une longueur LR comprise entre la moitié et les trois quarts de la longueur de ramure circonférentielle dans le contact mesurée sous condition nominale de charge et pression, et en ce que chaque résonateur a au moins une autre ouverture fermée par un dispositif de fermeture (7). 2 - Pneu selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque dispositif de fermeture (7) occupe au moins 70% de la section transversale de la ramure dans laquelle il est placé. 3 - Pneu selon l'une des revendications 1 à 2 caractérisé en ce qu'au moins un résonateur est entièrement formé dans une ramure transversale, une ouverture de ce résonateur étant fermée par un dispositif de fermeture (7) placé dans ladite rainure transversale (6). 4 - Pneu selon la revendication 3 caractérisé en ce que le dispositif de fermeture (7) placé dans une rainure transversale délimite deux résonateurs de longueur LR, chacun de ces résonateurs débouchant dans une ramure circonférentielle distincte. 5 - Pneu selon l'une des revendications 1 à 2 caractérisé en ce qu'au moins deux dispositifs de fermeture (7) sont placés dans une même ramure circonférentielle (2, 3), ces deux dispositifs de fermeture (7) étant situés circonférentiellement de part et d'autre d'une première ouverture (62, 63) d'une rainure transversale, de façon à délimiter avec ladite ramure transversale un résonateur de longueur LR entre l'un des dispositifs de fermeture et la deuxième ouverture de ladite ramure transversale. 6 - Pneu selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que chaque dispositif de fermeture (7) est formé par une lame en matériau flexible d'épaisseur appropriée pour permettre par flexion l'ouverture de la section de la rainure dans laquelle il est placé, ladite lame étant fixée à sa base (71) au fond d'une rainure. 7 - Pneu selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que chaque dispositif de fermeture (7) est formé par deux lames en matériau flexible, chaque lame étant fixée à une paroi délimitant une ramure. 8 - Pneu selon la revendication 6 ou la revendication 7 caractérisé en ce que chaque lame s'étend à partir du fond de la ramure sur une hauteur au moins égale à 50% de la profondeur P de la rainure transversale. 9 - Pneu selon la revendication 8 caractérisé en ce que chaque lame s'étend à partir du fond de la ramure sur une hauteur au moins égale à 70% de la profondeur P de la rainure transversale. |
(0001) Le domaine de l'invention concerne les bandes de roulement de pneu et plus particulièrement les sculptures de ces bandes de roulement.
(0002) Pour atteindre des performances indispensables en tenue de route et en adhérence, il est connu de pourvoir une bande de roulement pour pneu avec une pluralité de ramures d'orientation générale circonférentielle (ou longitudinale). Une ramure est délimitée par des parois en vis-à-vis distantes d'une distance au moins supérieure à 2 mm, ces parois pouvant être planes ou bien ondulées ou encore en zigzag. Ces parois latérales sont réunies par une paroi de fond. Lors du roulage, une ramure est fermée par le contact avec la chaussée et il se forme deux extrémités permettant à un fluide de s'écouler à l'intérieur de ladite ramure.
(0003) II a été constaté qu'à certaines vitesses de roulage, l'écoulement de l'air dans les ramures circonférentielles pouvait générer des bruits de résonance qui augmentent le niveau sonore perçu. Il est connu de disposer dans ces ramures des sortes de clapets qui réduisent la longueur du tuyau de résonance dans le contact avec la chaussée. (0004) Si ce dispositif est efficace, il n'en demeure pas moins que ces éléments peuvent perturber les écoulements de liquide dans la ramure notamment lors de roulage sur sol revêtu d'eau.
(0005) Un objet de l'invention est de proposer une sculpture de bande de roulement pour pneu qui tout en réduisant de façon sensible les bruits liés aux résonances des colonnes d'air dans les ramures circonférentielles ne perturbe pas l'écoulement de liquide.
(0006) Dans ce but, le pneu selon l'invention est pourvu d'une bande de roulement comprenant au moins deux rainures d'orientation générale circonférentielle et une pluralité de ramures transversales d'orientation générale transversale, chaque ramure transversale débouchant par deux ouvertures dans deux rainures circonférentielles. (0007) Ces ramures circonférentielles et transversales ont des sections transversales appropriées pour permettre, au cours d'un roulage, un écoulement de liquide présent sur la chaussée. Cette bande comprend une pluralité de dispositifs de fermeture localisés dans ces ramures, chaque dispositif de fermeture fermant au moins en partie la section transversale d'une ramure, chaque dispositif de fermeture étant approprié pour fléchir et ouvrir la section de la ramure dans laquelle il est placé uniquement sous l'action d'un écoulement de liquide lors d'un roulage sur chaussée revêtue d'eau. Sur la bande de roulement de ce pneu il est formé une pluralité de résonateurs pour atténuer le bruit généré dans une rainure circonférentielle. Ce pneu est caractérisé en ce que chaque résonateur est formé dans au moins une rainure transversale et comporte une ouverture sur ladite ramure circonférentielle, cette ouverture correspondant à une des ouvertures de ladite rainure transversale. Chaque résonateur a une longueur LR comprise entre la moitié et les trois quarts de la longueur de rainure circonférentielle dans le contact mesurée sous condition nominale de charge et pression. Par ailleurs, chaque résonateur a au moins une autre ouverture fermée par un desdits dispositifs de fermeture.
(0008) Grâce à cette bande de roulement et à la présence de dispositifs de fermeture aptes à créer une longueur de ramure ouverte à une seule extrémité dans une rainure circonférentielle, il est possible de créer une pluralité de résonateurs d'un quart d'onde ou de résonateurs de Helmholtz pour atténuer le bruit de résonance de l'air circulant dans ladite ramure circonférentielle. La longueur du résonateur quart d'onde LR est obtenue en multipliant la longueur de la ramure circonférentielle dans le contact par un coefficient au moins égal à 0.5 et au plus égal à 0.75. Cette bande de roulement conserve toutes les performances d'une bande sans dispositifs de fermeture des rainures lors d'un roulage sur chaussée revêtue d'eau puisque les dispositifs de fermeture sont adaptés pour fléchir sous la pression de l'eau circulant dans les ramures, cette flexion permettant de retrouver une grande partie de la section totale des ramures.
(0009) Pour obtenir une performance satisfaisante il est judicieux que chaque dispositif de fermeture occupe au moins 50% de la section transversale de la ramure dans laquelle il est placé, et encore plus préférentiellement 70% de ladite section. (0010) Dans une forme préférentielle de réalisation, l'un au moins des dispositifs de fermeture est placé dans une rainure transversale de façon à délimiter, dans ladite rainure transversale, une longueur LR de rainure avec l'une des extrémités de cette rainure pour former un résonateur entièrement contenu dans ladite ramure transversale, cette longueur LR étant comprise entre la moitié et les trois quarts de la longueur de la rainure circonférentielle dans le contact lorsque le pneu est gonflé à sa pression de gonflage nominale et portant sa charge nominale (ces valeurs étant définies notamment par le TRA ou l'ETRTO).
(0011) Dans une autre forme préférentielle de réalisation, au moins deux dispositifs de fermeture sont placés dans une même rainure circonférentielle, ces deux dispositifs étant situés circonférentiellement de part et d'autre d'une extrémité (ouverture) d'une rainure transversale, de façon à délimiter avec ladite rainure transversale une longueur de rainure LR entre l'un des dispositifs de fermeture et l'autre extrémité (ouverture) de ladite rainure transversale pour former un résonateur. (0012) Bien entendu la personne du métier peut combiner les deux formes préférentielles énoncées aux paragraphes précédents en plaçant des dispositifs de fermeture à la fois dans des rainures transversales et dans des ramures circonférentielles.
(0013) D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention.
(0014) La figure IA montre une vue partielle en plan d'une première variante d'une bande de roulement selon l'invention ;
(0015) La figure IB montre une vue partielle en plan de la même bande de roulement que celle montrée sur la figure IA lors d'un roulage sur chaussée revêtue d'eau ;
(0016) La figure 2A montre une vue partielle en coupe selon la ligne II-II prise sur la figure IA
(0017) La figure 2B montre une vue partielle en coupe selon la ligne II-II prise sur la figure IB : (0018) La figure 3 montre une deuxième variante de bande de roulement selon l'invention ;
(0019) La figure 4 montre une troisième variante de bande de roulement selon l'invention ;
(0020) La figure 5 montre une quatrième variante de bande de roulement selon l'invention ;
(0021) La figure 6 montre une cinquième variante de bande de roulement selon l'invention ;
(0022) La figure 7 montre une comparaison des signaux de bruit calculés pour un pneu de référence et un pneu selon l'invention ; (0023) La figure 8 montre le dessin de la bande de roulement du pneu selon l'invention pour lequel les signaux de bruit ont été calculés et montrés à la figure 7.
(0024) Pour faciliter la lecture des figures et de la description associée, les mêmes références sont employées dans les dessins pour désigner des éléments structurels ou fonctionnels identiques quelle que soit la variante considérée. (0025) Les figures IA et IB montrent vue de la surface de roulement d'une partie d'une première variante de bande de roulement 1 selon l'invention destinée à équiper un pneu pour véhicule de tourisme. Ce pneu est de dimension 255/40 R 19. Sur ces vues, on distingue deux ramures circonférentielles 2, 3 délimitées chacune par une nervure 4 continue circonférentiellement et une rangée de blocs 5. Les blocs 5 sont séparés circonférentiellement les uns des autres par des ramures transversales 6 obliques, c'est-à-dire faisant un angle différent de zéro avec la direction circonférentielle repérée par la direction C sur les figures.
(0026) Les ramures circonférentielles 2, 3 ont une largeur moyenne de 10 mm et une profondeur de 8 mm. Les ramures transversales 6 une largeur moyenne de 3 mm et une profondeur de 7 mm.
(0027) Chaque rainure transversale 5 débouche dans les deux ramures circonférentielles 2, 3 par deux extrémités (ou ouvertures) respectivement 62, 63.
(0028) On distingue dans chaque ramure transversale 6, une lame 7 jouant le rôle d'un dispositif de fermeture placé sensiblement près de l'extrémité 62 de ladite ramure transversale débouchant dans la rainure longitudinale 2, ce dispositif ayant pour fonction de délimiter une longueur LR de ramure jusqu'à l'autre extrémité 63 de la même ramure transversale. Les ramures transversales 6 sont donc de longueur LT supérieure à la longueur LR. Dans le cas présent, la longueur LT est égale à 80 mm et la longueur LR est égale à 70 mm.
(0029) Sous les conditions d'usage nominales à savoir une pression de gonflage de 2.5 bars et une charge supportée de 670 daN, la longueur moyenne de ramure circonférentielle est de 120 mm.
(0030) Sur la figure IA on distingue les dispositifs de fermeture dans une position relevée empêchant la circulation d'air dans les ramures transversales 6 : ce dispositif de fermeture est visible sur la figure 2A qui montre en coupe, selon la ligne IIA-IIA la rainure transversale 6 au voisinage de ce dispositif. Sur cette figure 2A, on voit que ce dispositif de fermeture est formé par une lame 7 de matière caoutchoutique flexible liée par sa base 71 au fond de la rainure transversale 61 et s'étendant sur une hauteur H égale dans le cas présent à 90% de la profondeur P de la ramure transversale. En outre cette lame 7 occupe sensiblement toute la largeur de la rainure transversale 6, à un jeu près permettant la flexion de cette lame 7 dans la rainure transversale comme cela est représenté à la figure 2B. Dans le cas d'espèce une lame 7 occupe près de 80% de la section transversale de la ramure 6.
(0031) Dans une configuration de roulage sur sol sec, seule une circulation d'air sous faible pression existe à l'intérieur des ramures longitudinales et cette faible pression n'est pas suffisante pour faire fléchir les lames. Ainsi il est possible de créer une cavité ayant une longueur appropriée pour servir de résonateur afin d'atténuer le bruit de résonance de l'air circulant dans ladite ramure circonférentielle. La longueur LR de ce résonateur est déterminée en fonction de la longueur dans le contact de la ramure longitudinale dans laquelle ce résonateur débouche. (0032) La figure IB montre la même partie de bande de roulement lors d'un roulage sur sol revêtu d'eau : dans cette configuration, la pression de l'eau est suffisante pour faire fléchir les lames 7 dans les ramures transversales. Les flèches F indiquent le flux d'eau qui peut passer dans les ramures transversales 6.
(0033) La figure 2B montre une coupe selon la ligne IIB-IIB de la même ramure transversale 6 lorsque le pneu roule sur sol revêtu d'eau (cette représentation correspond au passage dans le contact avec le sol). Dans cette configuration, la pression exercée par l'eau qui s'écoule dans les ramures longitudinales 2, 3 et qui parvient dans les rainures transversales 6 est suffisante pour faire fléchir les lames 7 flexibles. La section utile de rainure pour permettre l'écoulement de l'eau augmente très sensiblement dans cette configuration (en traits pointillés on montre la lame dans sa position non fléchie). Ainsi l'eau pouvant s'écouler dans toutes les ramures y compris les ramures transversales, il est possible de maintenir des performances de roulage sur sol revêtu d'eau à un niveau satisfaisant pour l'usager. Grâce à l'élasticité et à la flexibilité de la lame et de sa matière la composant, lorsque la pression est inférieure à une limite donnée (correspondant au retour à un roulage sur sol sec) les dispositifs de fermeture reprennent leur position initiale et viennent fermer les ramures transversales.
(0034) Chaque lame de matière 7 est moulée avec le pneu et a une épaisseur appropriée pour fléchir sous l'action de l'écoulement de l'eau en roulage sur chaussée revêtue d'eau. Par ailleurs, ces lames 7 sont fixées par leur base 71 au fond 61 des ramures transversales 6 et s'étendent vers l'extérieur en suivant de près les parois des blocs afin de fermer le plus possible la ramure transversale. Pour un pneu destiné à un véhicule de tourisme, l'épaisseur de chaque lame est comprise entre 0,1 mm et 2,0 mm, limites comprises. Préférentiellement le pourcentage de fermeture d'une ramure par chaque lame est d'au moins 50% de l'aire de la section de la rainure et encore plus préférentiellement d'au moins 70%.
(0035) La figure 3 montre une deuxième variante d'une bande de roulement selon l'invention selon laquelle les lames 7 formant des dispositifs de fermeture sont placées sensiblement au milieu des rainures transversales 6 obliques et faisant un angle de 45° avec la direction circonférentielle C, chaque lame 7 délimitant une longueur LR de rainure avec chaque extrémité 62, 63 de la ramure transversale dans laquelle il est placé. Les rainures transversales 6 sont donc de longueur LT égale à deux fois LR. Comme dans l'exemple précédent (et pour tous les autres exemples donnés ici) la longueur LR est déterminée en fonction de la longueur de la ramure circonférentielle dans la région de contact avec le sol afin d'obtenir un effet de résonateur pour cette ramure circonférentielle. (0036) Les résonateurs ainsi créés sont actifs pour les deux rainures circonférentielles de part et d'autre des blocs.
(0037) La figure 4 montre une troisième variante de l'invention. Dans cette variante, une rangée de blocs 5 séparés les uns des autres dans la direction circonférentielle C par des ramures transversales 6 est bordée axialement de part et d'autre par une première rainure circonférentielle 2 et une seconde rainure circonférentielle 3.
(0038) Selon cette variante chaque dispositif de fermeture pour former un résonateur est composé d'une première lame 7 et d'une deuxième lame 7', ces deux lames étant placées dans une même ramure circonférentielle 2. Dans ce cas, on place la première lame 7 près de l'une des extrémités 62 d'une rainure transversale 6, cette première lame n'obstruant pas ladite ramure transversale et la deuxième lame 7' dans la même ramure circonférentielle 2 à une distance Ll de la première lame 7, cette distance Ll étant déterminée de manière que la somme des longueurs Ll et de la longueur LT de la ramure transversale 6 soit égale à la longueur LR approprié du résonateur servant à atténuer le bruit de résonance de la seconde ramure circonférentielle 3 disposée axialement de l'autre côté par rapport à la rangée de blocs 5. Bien entendu, dans cette variante la dimension circonférentielle des blocs 5 doit être appropriée pour créer un espace suffisant entre les deux lames 7, 7' afin de permettre la flexion de ces lames lors d'un roulage sur sol revêtu d'eau.
(0039) La quatrième variante représentée à la figure 5 est sensiblement équivalente à la troisième variante de la figure 4 : la différence réside dans le fait que la longueur circonférentielle LC des blocs 5 est telle que la somme des dimensions transversale LT et circonférentielle LC d'un bloc soit égale à la longueur LR du résonateur pour une rainure circonférentielle. Dans cette quatrième variante, chaque lame 7 est placée dans la ramure 2 de manière à être dans le prolongement d'une paroi limitant une ramure transversale. Une même lame 7 participe à la formation de deux résonateurs. (0040) La figure 6 montre une cinquième variante de l'invention selon laquelle pour atténuer le bruit de résonance de deux rainures circonférentielles 2, 3 situées de part et d'autre d'une rangée de blocs 5 séparés les uns des autres par des ramures transversales 6, on place des lames 7 dans les rainures transversales 6 afin que lesdites lames 7 soient efficaces pour une ramure circonférentielle ou pour une autre. Une lame 72 est placée dans une rainure transversale 6 près d'une extrémité 62 de ladite ramure 6 débouchant dans la ramure circonférentielle 2. une lame 73 est placée près d'une autre extrémité 63 débouchant dans la ramure circonférentielle 3. La lame 72 placée près de l'extrémité 62 délimite une longueur LR de résonateur atténuant le bruit de résonance dans la ramure circonférentielle 3. La lame 73 placée près de l'extrémité 63 délimite une longueur LR de résonateur atténuant le bruit de résonance dans la ramure circonférentielle 2. Sur cette figure 6, les lames 72 et 73 sont représentées en traits pleins dans la configuration de fermeture des ramures et en traits pointillés dans la configuration d'ouverture des ramures sous l'action de l'écoulement d'eau lors d'un roulage sur sol revêtu d'eau. (0041) La figure 7 représente une comparaison du bruit émis par un pneu de référence et un pneu selon l'invention ayant le même dessin de bande de roulement que le pneu de référence et pourvu d'une pluralité de dispositifs atténuateur de bruit de résonance dans les rainures circonférentielles dont le dessin de sculpture est montré avec la figure 8. Sur cette figure 8, on distingue que la bande de roulement est pourvue de deux ramures circonférentielles 3 dans la partie médiane et d'une ramure circonférentielle 2 entre chaque ramure 3 de la partie médiane et la partie la plus à l'extérieur de la bande de roulement. Chaque paire de ramures circonférentielles délimite une rangée elle même pourvue de rainures obliques 6. Les rainures circonférentielles 2 sont pourvues avec des lames 7 jouant le rôle de dispositif de fermeture des ramures circonférentielles 2 et formant avec chaque ramure oblique un résonateur pour atténuer le bruit en roulage sur chaussée sèche (la disposition des lames 7 est similaire à celle montrée avec la variante de la figure 5). On constate une réduction du bruit global émis de l'ordre de 2.3 dBA entre le pneu selon l'invention (100.3 dBA) et le pneu de référence (102.6 dBA). On note sur la figure 7 montrant les enregistrements de bruit émis (en abscisse on porte la fréquence en Hz et en ordonnée le niveau de bruit en dBA) une atténuation sensible entre le pneu de référence (courbe Cl) et le pneu selon l'invention (courbe C2) des niveaux pour les fréquences supérieures à 800 Hz.
(0042) L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés et diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. Notamment les lames jouant le rôle de dispositif de fermeture peuvent être moulées dans une matière analogue à celle de la bande de roulement au moment du moulage de ladite bande ou dans une autre matière pouvant être rapportée sur la bande pendant ou après sa confection.
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