EP2307209A1 - Indicateur d'usure pour pneumatique - Google Patents

Indicateur d'usure pour pneumatique

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Publication number
EP2307209A1
EP2307209A1 EP09802506A EP09802506A EP2307209A1 EP 2307209 A1 EP2307209 A1 EP 2307209A1 EP 09802506 A EP09802506 A EP 09802506A EP 09802506 A EP09802506 A EP 09802506A EP 2307209 A1 EP2307209 A1 EP 2307209A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tread
wear
trace
cavity
indicator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09802506A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Benoit Foucher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Michelin Recherche et Technique SA France
Original Assignee
Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Societe de Technologie Michelin SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Michelin Recherche et Technique SA Switzerland, Societe de Technologie Michelin SAS filed Critical Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Publication of EP2307209A1 publication Critical patent/EP2307209A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C11/00—Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • B60C11/24—Wear-indicating arrangements

Definitions

  • the present invention relates to wear indicators of the tread for tires.
  • the wear rate of the tread can be followed by a measurement of the depth of the grooves, but this operation requires a suitable measuring tool, which gives it a certain heaviness. It has therefore been proposed for a long time to place wear indicators on the running surface to visually alert the driver of the vehicle when the minimum depth of the grooves of the tread has been reached.
  • the use of rubbery color compositions has often been envisaged: by way of example, the document FR 1 480 472 provides a tread incorporating color materials, in contrast with those of the tire, which appear when the limit has been reached. of wear permitted for treads.
  • the document FR 797 713 proposes to incorporate in the tread a rubber stopper, the stopper being diagonally divided into two parts of different colors.
  • GB 1,279,966 discloses a tread provided with grooves of different depths distributed over the width of the tread: as the tire wears, the number of grooves decreases; the number of remaining grooves makes it possible to draw conclusions about the wear rate of the tread.
  • the same principle has been incorporated in documents EP 0 250 113 and EP 0 853 553; in the latter document, cavities of different depths are distributed around the circumference of the tire.
  • US 2002/0036039 provides a wear indicator comprising two cavities of the same depth but having a different geometry.
  • the section of one of the two cavities in the rolling surface decreases as the tire wears, while the section of the second cavity remains constant.
  • a comparison of the sections of the two cavities makes it possible to determine the wear rate of the tread.
  • This approach has the advantage of allowing a directly “legible” measurement of the wear rate of the tread; its disadvantage lies in the fact that it involves two cavities of different shape or orientation, which increases the rate of notching of the running surface and may result in the creation of irregular wear zones.
  • US 3,653,422 proposes another way.
  • a plurality of cavities of different depths are combined to form a wear indicator; each cavity has a section whose shape helps to form a message to the attention of the user of the tire; as the tire wears, the message changes.
  • No. 6,523,586 uses the same idea by associating several cavities each of which has a mark (in the running surface) corresponding to the figure expressing the remaining thickness (in millimeters) that the tread will have at the moment when the wear will make the tread disappear. cavity in question.
  • the wear indicator when a tread having an initial thickness of 10 mm is reduced to a thickness of 6 mm by wear, the wear indicator, initially composed of nine cavities forming the numbers 1 to 9, further comprises five cavities having a section, in the tread, corresponding to the numbers 1 to 5.
  • This solution has the advantage of allowing the display, in absolute values, the thickness of the remaining tread, but it has certain disadvantages. First, it requires a large number of cavities, especially if one wants to determine the wear rate at several positions along the width and the periphery of the tread. Secondly, the user may be disturbed by the fact that several values are displayed at the same time and that only the most important value should be retained (in the example cited above, when the remaining thickness is 5 mm numbers 1 to 5 appear on the running surface). Finally, it is linked to a particular measurement system (the metric system in the example) and requires adaptation for regions where users are not familiar with this system.
  • Document EP 1 574 363 describes an indicator formed by a cavity whose track on the running surface is modified as a function of the level of wear of the tread. When a certain wear threshold is crossed, the trace changes radically in shape, for example from a circular shape to a square shape or vice versa.
  • Such an indicator has the advantage of visibly signaling the attainment of certain wear thresholds, but it involves the difficulty of identifying the wear rate at the time of observation. The user must consult a reference to find out what wear rate is reached, especially when the indicator makes it possible to distinguish several states of wear (like that of Figure 3 (h) of the cited document).
  • US 2006/037683 discloses a tread having a tread surface and a plurality of wear indicator formed by a plurality of cavities opening on the tread surface, the geometric shape of the trace of the cavities on the tread surface being modified according to the wear rate of the rolling.
  • Each wear indicator has a series of stacked portions each of which has a configuration that visibly indicates the thickness of the tread, the portions each having a different configuration.
  • the document US 2006/213594 discloses a tread comprising a tread and at least one wear indicator formed by at least one cavity opening on the tread surface, the geometric shape of the trace of the tread. Cavity on the running surface being modified as a function of the wear rate of the tread.
  • the geometric shape of the tread is an analogical expression of the tread wear rate and the tread area changes according to the wear rate of the tread.
  • the shape of the trace is an "analog expression" of the wear rate of the tread when this form alone and directly expresses the wear rate, without it being necessary to introduce a other reference.
  • an indicator for which the geometric shape of said trace is an analog expression of the wear rate of the tread allows the user to know the wear rate "at a glance” , without referring to anything else; it is somehow self-explanatory.
  • an indicator US 2006/213594 is distinguished, for example, an indicator as described in EP 1 574 363 where the geometric shape of the trace itself does not allow to know the rate of wear. Only by consulting a reference document can the user identify the wear rate.
  • the indicator can be sized to adopt a triangular geometry at a wear rate of 80%, but this wear rate does not derive in an obvious way from the geometry triangular as such.
  • the indicator disclosed in US Pat. No. 6,523,586 also does not make it possible to obtain an analogical expression of the wear rate, insofar as the indication of the remaining thickness does not allow the user to know the wear rate. if it does not otherwise have the total thickness to use.
  • the trace of the cavity on the running surface comprises a bearing surface and a plurality of parts connected to and projecting from the bearing surface, the number of protruding parts being a function of the wear rate of the tread.
  • This embodiment is a simple wear indicator, to determine the rate of wear at a glance and occupying a very limited surface of the running surface. It nevertheless has the disadvantage that the simple visual inspection of the wear indicator does not make it possible to determine the evolution that the trace of the wear indicator will have on the running surface, as a function of the wear rate. of the tread.
  • An object of the present invention is to provide a tread comprising at least a simple wear indicator, which determines the rate of wear in the twinkling, which occupies a very limited area of the rolling surface and which furthermore makes it possible to determine by simple visual inspection the evolution that will be experienced by the trace of the wear indicator on the running surface, as a function of the rate of wear of the tread.
  • tread surface comprising a bearing surface and a plurality of parts connected to and protruding from the bearing surface, the number of protruding portions being a function of the tread wear rate, the geometric shape and the bearing area; the track of the cavity on the running surface being modified according to the wear rate of the tread, the geometric shape of said tread being an analogous expression of the tread wear rate, the tread being characterized in that the trace of the trough on the tread surface is a single closed curve.
  • the modification of the geometric shape of the trace may in particular be discontinuous, that is to say in discrete steps.
  • a discontinuous modification has the advantage of being more economical on the industrial level, because the manufacture of the corresponding molding elements is inexpensive.
  • the wear indicator is formed by a single cavity opening on the running surface, which allows for a particularly compact display and to facilitate the user reading the rate. wear.
  • This embodiment also has the advantage of reducing the number of molding elements required for molding.
  • the area of the trace of the cavity may in particular be a substantially linear function of the wear rate of the tread, which has the advantage that the surface of the trace participates in the analog expression provided by the indicator.
  • the area of said trace is considered to be a "substantially linear" function of the wear rate when, during wear of the tire, the area of the trace evolves linearly or almost linearly depending wear rate, between initial area A, (the area of the track for a wear rate of 0%) and the final area A f (the area of the track for a wear rate of 100 %): the maximum difference between the area of the actual trace and a linear function that connects A, to A f - the deviations being determined at the same rate of wear - is less than 25% of the difference between A, and A f , and, more preferably, less than 10% of this difference.
  • the number of projecting parts is a substantially linear function of the wear rate. Thus it is possible to simply evaluate the wear rate by counting the number of protruding parts.
  • the modification of the geometric shape and the modification of the area of the trace can be done independently (each can change continuously or discontinuously, that is to say in discrete steps), but this modification can also be done in the same way for both.
  • the wear of the tread is not necessarily even over the width of the tread, it may be advantageous to distribute a plurality of wear indicators according to the invention transversely, in part. several locations of the running surface, which allows the wear rate to be determined at different positions across the width of the tread.
  • a plurality of wear indicators are arranged at regular intervals on the running surface, in the direction of its largest dimension, that is to say around the periphery of the tire when the strip of rolling is fixed on the tire.
  • the invention also relates to a tire comprising a tread according to the invention.
  • the geometric shape of the trace of the cavity on the tread surface being modified according to the wear rate of the tread, it may be useful and advantageous to provide, on at least one sidewall of the tire extending the tread, a visual means reproducing the shape of the trace of the cavity on the tread in the initial state.
  • a visual means reproducing the shape of the trace of the cavity on the tread in the initial state.
  • Figure 1 shows schematically, in perspective, a tire whose tread comprises a plurality of wear indicators.
  • FIG. 2 schematically represents, in perspective, a part of the tread of FIG. 1.
  • Figure 3 schematically shows the trace of a wear indicator of the prior art on the running surface, depending on the wear rate of the tread.
  • Figure 4 shows schematically the trace of a wear indicator according to the invention on the running surface, depending on the wear rate of the tread.
  • Figures 5 and 6 show schematically the trace of the wear indicators of Figures 3 and 4 on the tread surface of a tread in the new state, to illustrate the concept of "single closed curve".
  • Figures 7 and 8 show schematically a molding element for molding a wear indicator according to the invention.
  • FIGS 9 and 10 schematically show two wear indicators according to the invention.
  • Figures 1 1 and 12 show schematically the trace of the wear indicators of Figures 9 and 10 on the running surface, according to the wear rate of the tread.
  • tire tread is meant a quantity of rubber composition delimited by two main surfaces, one of which is intended to come into contact with the ground when the tire is rolling, and with side surfaces.
  • “Running surface” means the surface formed by the points of the tread of a tire which come into contact with the ground when the tire rolls.
  • wear rate of a tread of a tire means the ratio between the thickness that the tread has lost through wear and the total thickness that the tread can lose. before having to be replaced or regrooved.
  • a wear rate of 25% means that the tread has lost a quarter of the rubbery composition to be used until replacement (or regrooving) is necessary.
  • the wear rate is usually expressed in percent; at a given moment, not all areas of the tread have the same wear rate ("irregular wear").
  • a curve is "closed” when it folds on itself. It is said of the trace of a cavity on the running surface that it is a “closed single curve” if, when one puts a pointer on a point of the trace and makes it follow, from this initial point , the trace in a given direction, the pointer passes on all the points of the trace and ends up returning to the initial point.
  • Figure 1 shows schematically, in perspective, a tire 10 whose tread 20 has a plurality of cavities 40 serving as wear indicators.
  • the cavities 40 are arranged over the entire width of the running surface, both in the central rib 50 and in the tread elements 60 of the tread 20. It will also be noted that the cavities 40 are arranged at several positions around the tread. the periphery of the tire.
  • the sidewall of the tire bears the reference 80.
  • Figure 2 shows schematically, in perspective, the portion of a portion of a tread 20 according to the prior art.
  • the figure shows two carving elements 60 separated by a groove 70; on one of the carving elements 60 a cavity 40 is disposed in the running surface 30.
  • FIG. 3 diagrammatically represents the trace of a wear indicator according to the prior art (US 2006/213594) on the running surface 30, as a function of the rate wear of the tread.
  • the trace of the cavity on the running surface 30 comprises a bearing surface having the shape of a ring and a plurality of parts projecting from the bearing surface each having the shape of a disc.
  • the projecting portions 110 disappear as wear advances while the bearing surface 100 remains.
  • the indicator does not disappear completely when the wear rate is very high.
  • the counting of the remaining protruding elements makes it easy to determine the wear rate.
  • the wear indicator in FIG. 3 (d) has only two projecting parts. Knowing that the indicator originally had eight protruding parts, six out of eight (or 75%) parts have disappeared. The wear rate is therefore 75%.
  • the wear rate is displayed with a resolution of 12.5%, but by modifying the number of projecting parts, it is possible to obtain a fineness of gradation more or less important. It would of course be possible to have a wear indicator similar to that of Figure 11, but without the bearing surface.
  • the advantage of the geometry of the indicator of Figure 11 is to gather, in a manner that "jumps to the eyes", the parts whose number decreases as the rate of wear increases.
  • the area of the trace of the cavity on the running surface is a step function of the wear rate.
  • the maximum gap between the area of the trace and a linear function that connects A, to A f depends on the number of protruding parts; in the example shown, it is 12.5%.
  • the wear indicator of Figure 3 has the disadvantage that the simple visual inspection of the wear indicator in the new state (when the tire is not yet worn) does not allow to determine the evolution of the wear indicator trace on the running surface, as a function of the wear rate of the tread.
  • the trace of the cavity of this wear indicator on the running surface comprises a circular bearing surface 101 and a plurality of parts 11 1 connected to and protruding from the bearing surface.
  • the number of protruding parts is a function of the wear rate of the tread, and the geometric shape and the area of the trace of the cavity on the surface of the tread. bearing are modified according to the wear rate of the tread.
  • the trace of the cavity on the running surface is a single closed curve.
  • Figure 5 shows the trace of the cavity of the wear indicator of Figure 3 when the tread is in the new state.
  • the trace of the cavity comprises two closed curves 121 and 122.
  • the situation is different for the trace 123 of the cavity of the wear indicator of FIG. 4, represented in FIG. 6.
  • a pointer When a pointer is placed on a point A of the trace and made to follow it, from this point A, the trace in a given direction (here indicated by the arrow B), the pointer passes on all the points of the trace of the cavity and ends up returning to the point A.
  • the trace of the cavity on the running surface is a single closed curve.
  • the cavity forming the wear indicator of Figure 4 does not surround an "island" of rubber composition, unlike the indicator of Figure 3 where the cavity surrounds a portion 90 of rubbery composition. It is precisely the portion 90 of rubber composition that obstructs the view of the user and prevents him from knowing, by simple visual inspection, the evolution that will know the trace of the wear indicator on the running surface, depending on the wear rate of the tread.
  • the user can easily know, by visual inspection, the internal geometry of the cavity and, by consequently, the evolution that will be experienced by the trace of the wear indicator on the running surface, as a function of the wear rate of the tread.
  • Figures 9 and 10 show two other embodiments of a wear indicator according to the invention, seen from a point radially outside the portion of the running surface 30 which includes the indicator of 'wear. This view corresponds to this seen by a user of the tire when performing a visual inspection of the tire. It is therefore able to know the future evolution of the geometry of the trace of the wear indicator, before the first use of the tire, and without it needing other information.
  • FIG. 9 represents a wear indicator formed by a cavity opening on the running surface 30, the trace of the cavity on the running surface comprising a circular bearing surface and three parts 11 1-1 13 connected to and protruding on the bearing surface.
  • the number of protruding portions decreases as the wear rate of the tread increases. Consequently, the geometric shape and the area of the track of the cavity on the running surface are modified according to the level of wear of the tread.
  • the trace of the cavity on the running surface is a single closed curve, both in new condition and at all wear rates.
  • the particularity of the wear indicator of Figure 9, compared to that of Figure 4, lies in the fact that the area of the circular bearing surface decreases.
  • the cavity has a conical geometry, which has an advantage in terms of pebble retention by the cavity.
  • FIG. 10 represents an indicator similar to that of FIG. 9. The only significant difference lies in the fact that the area of the three parts 11-113 connected to and protruding from the bearing surface remains substantially constant whereas the area of the circular bearing surface decreases (see Figure 12). Their visibility is improved.
  • Figures 7 and 8 show schematically perspective views of a molding element 200 for molding the wear indicator of Figure 10.
  • the portion for fixing the molding element 200 in the mold n ' is not represented.
  • the traces of the cavities of the wear indicators according to the invention shown in Figures 4, 9 and 10 all have a circular bearing surface.
  • the bearing surface may have a multitude of geometries: it may in particular be oblong, ellipsoidal, ovoid, but also square, rectangular or polygonal.
  • possible angles - also at the junction with parts connected to and protruding on the surface bearing - are rounded because sharp angles could be a crack initiation.
  • the area of the trace of the indicator on the running surface is reduced by an amount which is a substantially linear function of the wear rate of the tread, in order to allow the user to follow the evolution of wear.
  • a non-linear function instead, for example to warn the user that the end of life of the tread is reached, even before it is actually the case.

Landscapes

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

Abstract

Bande de roulement comportant une surface de roulement (30) et au moins un indicateur d'usure (40) formé par au moins une cavité débouchant sur la surface de roulement, la trace de la cavité sur la surface de roulement comprenant une surface portante (101) et une pluralité de parties (111 -113) connectées à et faisant saillie sur la surface portante, le nombre des parties faisant saillie étant une fonction du taux d'usure de la bande de roulement, la forme géométrique et l'aire de la trace de la cavité sur la surface de roulement étant modifiées en fonction du taux d'usure de la bande de roulement, la forme géométrique de ladite trace étant une expression analogique du taux d'usure de la bande de roulement, dans laquelle la trace de la cavité sur la surface de roulement est une courbe fermée unique.

Description

INDICATEUR D'USURE POUR PNEUMATIQUE
DOMAINE DE L'INVENTION
[0001] La présente invention concerne les indicateurs d'usure de la bande de roulement pour pneumatiques.
ARRIERE-PLAN
[0002] On sait que la bande de roulement d'un pneumatique subit une usure résultant du roulage du pneumatique. Si la bande de roulement est pourvue de rainures, cette usure a comme effet de réduire la profondeur des rainures, dégradant ainsi la performance du pneumatique sur sol mouillé. Arrivé à un certain taux d'usure, le pneumatique ne permet plus de rouler dans des conditions optimales de sécurité. On procède alors à un remplacement du pneumatique ou de sa bande de roulement (« rechapage ») ou, si l'épaisseur restante de la bande de roulement le permet, à un recreusage des rainures de la bande de roulement.
[0003] Le taux d'usure de la bande de roulement peut être suivi par une mesure de la profondeur des rainures, mais cette opération nécessite un outil de mesure adapté, ce qui lui confère une certaine lourdeur. Il a donc été proposé depuis longtemps de placer des indicateurs d'usure sur la surface de roulement pour alerter visuellement le conducteur du véhicule lorsque la profondeur minimale des rainures de la bande de roulement était atteinte. L'usage de compositions caoutchouteuses de couleur a souvent été envisagé : à titre d'exemple, le document FR 1 480 472 prévoit une bande de roulement incorporant des matériaux en couleurs, contrastant avec celles du pneumatique, qui apparaissent quand a été atteinte la limite d'usure permise pour les bandes de roulement. Le document FR 797 713 propose d'incorporer dans la bande de roulement un bouchon de caoutchouc, le bouchon étant divisé diagonalement en deux parties de couleur différente. Au fur et à mesure de l'usure de la bande de roulement, la répartition des couleurs visible en surface change ; lorsque la partie visible du bouchon a complètement changé de couleur, le pneumatique est à remplacer. Le document US 4 226 274 montre un exemple plus récent de la mise en œuvre du même principe. L'utilisation de compositions caoutchouteuses de couleur a cependant un certain nombre d'inconvénients, notamment au niveau de la complexité et du coût du procédé de fabrication ; le positionnement précis dans la bande de roulement est difficile à assurer. De plus, des inserts de compositions caoutchouteuses de couleur peuvent constituer des zones d'usure irrégulière.
[0004] II est possible d'éviter l'usage de compositions caoutchouteuses de couleur en jouant sur le contraste optique entre la composition caoutchouteuse formant la bande de roulement et une rainure ou une cavité dans cette même bande. Le document GB 1 279 966 décrit une bande de roulement pourvue de rainures de profondeurs différentes réparties sur la largeur de la bande de roulement : au fur et à mesure que le pneumatique s'use, le nombre de rainures diminue ; le nombre de rainures restantes permet de tirer des conclusions sur le taux d'usure de la bande de roulement. Le même principe a été repris dans les documents EP 0 250 113 et EP 0 853 553 ; dans ce dernier document, des cavités de profondeurs différentes sont réparties tout autour de la circonférence du pneumatique. Cette approche se distingue par sa facilité de mise en œuvre, mais elle a un inconvénient majeur : le nombre de rainures ou cavités présentes sur la surface de roulement à un moment donné de la vie du pneumatique ne donne pas une information précise du taux d'usure. Autrement dit, l'utilisateur perçoit visuellement l'état d'avancement de l'usure, mais, à moins de disposer de renseignements sur la géométrie de la bande de roulement à l'état initial et final, il ne sait pas où la bande de roulement se situe dans son « cycle de vie ».
[0005] Deux voies ont été proposées pour surmonter cette difficulté :
[0006] Le document US 2002/0036039 prévoit un indicateur d'usure comprenant deux cavités de même profondeur mais ayant une géométrie différente. La section de l'une des deux cavités dans la surface de roulement diminue au fur et à mesure que le pneumatique s'use, alors que la section de la deuxième cavité reste constante. Une comparaison des sections des deux cavités permet de déterminer le taux d'usure de la bande de roulement. Cette approche a l'avantage de permettre une mesure directement « lisible » du taux d'usure de la bande de roulement ; son inconvénient réside dans le fait qu'elle implique deux cavités de forme ou d'orientation différente, ce qui augmente le taux d'entaillage de la surface de roulement et peut se traduire par la création de zones d'usure irrégulière.
[0007] Le document US 3,653,422 propose une autre voie. Une pluralité de cavités de profondeurs différentes sont combinées pour former un indicateur d'usure ; chaque cavité a une section dont la forme contribue à former un message à l'attention de l'utilisateur du pneumatique ; au fur et à mesure que le pneu s'use, le message change. US 6,523,586 exploite la même idée en associant plusieurs cavités dont chacune a une trace (dans la surface de roulement) correspondant au chiffre exprimant l'épaisseur restante (en millimètres) qu'aura la bande de roulement au moment où l'usure fera disparaître la cavité en question. Ainsi, lorsque une bande de roulement ayant une épaisseur initiale de 10 mm est réduite à une épaisseur de 6 mm par usure, l'indicateur d'usure, initialement composé de neuf cavités formant les chiffres 1 à 9, comporte encore cinq cavités ayant une section, dans la surface de roulement, correspondant aux chiffres 1 à 5. Cette solution a l'avantage de permettre l'affichage, en valeurs absolues, de l'épaisseur de la bande de roulement restante, mais elle comporte toutefois certains inconvénients. Premièrement, elle nécessite un grand nombre de cavités, notamment si on veut déterminer le taux d'usure à plusieurs positions sur la largeur et sur la périphérie de la bande de roulement. Deuxièmement, l'utilisateur peut être troublé par le fait que plusieurs valeurs sont affichées en même temps et qu'il ne faut retenir que la valeur la plus importante (dans l'exemple cité plus haut, lorsque l'épaisseur restante est de 5 mm, les chiffres 1 à 5 apparaissent sur la surface de roulement). Enfin, elle est liée à un système de mesures particulier (le système métrique dans l'exemple) et nécessite une adaptation pour des régions où les utilisateurs ne sont pas familiers avec ce système.
[0008] Plus récemment, un autre indicateur permettant de détecter le moment où les pneumatiques d'un véhicule doivent être intervertis a été proposé. Le document EP 1 574 363 décrit un indicateur formé par une cavité dont la trace sur la surface de roulement est modifiée en fonction du taux d'usure de la bande de roulement. Lorsqu'un certain seuil d'usure est franchi, la trace change radicalement de forme, par exemple d'une forme circulaire vers une forme carrée ou vice versa. Un tel indicateur a l'avantage de signaler de façon visible l'atteinte de certains seuils d'usure, mais il comporte la difficulté d'identifier le taux d'usure au moment de l'observation. L'utilisateur doit consulter une référence pour savoir quel taux d'usure est atteint, notamment lorsque l'indicateur permet de distinguer plusieurs états d'usure (comme celui de la Figure 3(h) du document cité).
[0009] Le document US 2006/037683 divulgue une bande de roulement comportant une surface de roulement et plusieurs indicateur d'usure formés par plusieurs cavités débouchant sur la surface de roulement, la forme géométrique de la trace des cavités sur la surface de roulement étant modifiée en fonction du taux d'usure de la bande de roulement. Chaque indicateur d'usure comporte une série de portions empilées dont chacune a une configuration qui indique de manière visible l'épaisseur de la bande de roulement, les portions ayant chacune une configuration différente.
[0010] Enfin, le document US 2006/213594 divulgue une bande de roulement comportant une surface de roulement et au moins un indicateur d'usure formé par au moins une cavité débouchant sur la surface de roulement, la forme géométrique de la trace de la cavité sur la surface de roulement étant modifiée en fonction du taux d'usure de la bande de roulement La forme géométrique de la trace est une expression analogique du taux d'usure de la bande de roulement et l'aire de la trace change en fonction du taux d'usure de la bande de roulement.
[001 1] La forme de la trace est une « expression analogique » du taux d'usure de la bande de roulement lorsque cette forme exprime à elle seule et directement le taux d'usure, sans qu'il soit indispensable d'introduire une autre référence. En d'autres termes, un indicateur pour lequel la forme géométrique de ladite trace est une expression analogique du taux d'usure de la bande de roulement permet à l'utilisateur de connaître le taux d'usure « en un coup d'œil », sans se référer à autre chose ; il est en quelque sorte auto-explicatif.
[0012] En cela, un indicateur US 2006/213594 se distingue, par exemple, d'un indicateur tel que décrit dans EP 1 574 363 où la forme géométrique de la trace en elle-même ne permet pas de connaître le taux d'usure. Ce n'est qu'en consultant un document de référence que l'utilisateur peut identifier le taux d'usure. A titre d'exemple, l'indicateur peut être dimensionné de façon à ce qu'il adopte une géométrie triangulaire à un taux d'usure de 80 %, mais ce taux d'usure ne découle pas d'une manière évidente de la géométrie triangulaire en tant que telle. L'indicateur divulgué dans US 6,523,586 ne permet pas non plus d'obtenir une expression analogique du taux d'usure, dans la mesure où l'indication de l'épaisseur restante ne permet pas à l'utilisateur de connaître le taux d'usure s'il ne dispose pas par ailleurs de l'épaisseur totale à user. Le même constat se vérifie encore pour l'indicateur d'usure qu'enseigne le document EP 0 250 113, car si un tel indicateur permet d'illustrer l'avancement de l'usure et de signaler qu'un seuil est atteint, l'utilisateur ne peut pas connaître directement le taux d'usure. Pour cela, il doit connaître le nombre d'incisions et leur répartition en fonction de l'épaisseur résiduelle de la bande de roulement. [0013] L'indicateur de US 2002/0036039 se rapproche d'une expression analogique du taux d'usure, dans la mesure où la comparaison de la surface de deux cavités dont l'une seulement change en fonction du taux d'usure permet d'estimer le taux d'usure. Ce type d'indicateur présente néanmoins l'inconvénient de nécessiter une comparaison optique de deux surfaces alors que cette opération mentale n'est pas nécessaire dans le cas d'un indicateur selon le document US 2006/213594.
[0014] Ce dernier document enseigne notamment un mode de réalisation particulier (voir la Figure 3 ci-après) dans lequel la trace de la cavité sur la surface de roulement comprend une surface portante et une pluralité de parties connectées à et faisant saillie sur la surface portante, le nombre des parties faisant saillie étant une fonction du taux d'usure de la bande de roulement.
[0015] Ce mode de réalisation constitue un indicateur d'usure simple, permettant de déterminer le taux d'usure en un clin d'oeil et occupant une surface très limitée de la surface de roulement. Il comporte néanmoins l'inconvénient que la simple inspection visuelle de l'indicateur d'usure ne permet pas de déterminer l'évolution que connaîtra la trace de l'indicateur d'usure sur la surface de roulement, en fonction du taux d'usure de la bande de roulement.
RESUME DE L'INVENTION
[0016] Un objectif de la présente invention est de fournir une bande de roulement comportant au moins un indicateur d'usure simple, qui permet de déterminer le taux d'usure en un clin d'ceil, qui occupe une surface très limitée de la surface de roulement et qui permet en outre de déterminer par simple inspection visuelle l'évolution que connaîtra la trace de l'indicateur d'usure sur la surface de roulement, en fonction du taux d'usure de la bande de roulement.
[0017] Cet objectif est atteint à l'aide d'une bande de roulement comportant une surface de roulement et au moins un indicateur d'usure formé par au moins une cavité débouchant sur la surface de roulement, la trace de la cavité sur la surface de roulement comprenant une surface portante et une pluralité de parties connectées à et faisant saillie sur la surface portante, le nombre des parties faisant saillie étant une fonction du taux d'usure de la bande de roulement, la forme géométrique et l'aire de la trace de la cavité sur la surface de roulement étant modifiées en fonction du taux d'usure de la bande de roulement, la forme géométrique de ladite trace étant une expression analogique du taux d'usure de la bande de roulement, la bande de roulement étant caractérisée en ce que la trace de la cavité sur la surface de roulement est une courbe fermée unique.
[0018] Le fait que la trace de la cavité sur la surface de roulement est une courbe fermée unique a pour conséquence que l'inspection visuelle de la cavité se trouve facilitée car il n'y a pas de portion de la surface de roulement qui obstrue la vue et l'empêche l'inspection du fond de la cavité, comme cela est le cas dans certains indicateurs d'usure de l'art antérieur.
[0019] La modification de la forme géométrique de la trace peut notamment se faire de façon discontinue, c'est-à-dire par pas discrets. Une modification discontinue présente l'avantage d'être plus économique sur le plan industriel, car la fabrication des éléments moulants correspondants est peu coûteuse.
[0020] Selon un mode de réalisation préférentiel, l'indicateur d'usure est formé par une seule cavité débouchant sur la surface de roulement, ce qui permet d'avoir un affichage particulièrement compact et de faciliter à l'utilisateur la lecture du taux d'usure. Ce mode de réalisation a également l'avantage de réduire le nombre d'éléments moulants nécessaire au moulage.
[0021] L'aire de la trace de la cavité peut notamment être une fonction sensiblement linéaire du taux d'usure de la bande de roulement, ce qui a l'avantage que la surface de la trace participe à l'expression analogique fournie par l'indicateur.
[0022] L'aire de ladite trace est considérée comme étant une fonction « sensiblement linéaire » du taux d'usure lorsque, au cours de l'usure du pneumatique, l'aire de la trace évolue de manière linéaire ou quasi linéaire en fonction du taux d'usure, entre aire initiale A, (l'aire de la trace pour un taux d'usure de 0 %) et l'aire finale Af (l'aire de la trace pour un taux d'usure de 100 %) : l'écart maximal entre l'aire de la trace réelle et une fonction linéaire qui relie A, à Af - les écarts étant déterminés au même taux d'usure - est inférieur à 25 % de la différence entre A, et Af, et, plus préférentiellement, inférieur à 10 % de cette différence. - T -
[0023] II est d'ailleurs préférable que le nombre des parties faisant saillie soit une fonction sensiblement linéaire du taux d'usure. Ainsi il est possible d'évaluer simplement le taux d'usure en comptant le nombre des parties faisant saillie.
[0024] En principe, la modification de la forme géométrique et la modification de l'aire de la trace peuvent se faire de manière indépendante (chacune pouvant changer de façon continue ou discontinue, c'est-à-dire par pas discrets), mais cette modification peut également s'effectuer de la même façon pour les deux.
[0025] II a été constaté qu'une représentation sur la base d'une géométrie circulaire est particulièrement avantageuse pour permettre à l'usager de saisir très rapidement l'information concernant le taux d'usure. Des géométries rondes ont de surcroît l'avantage d'éviter la présence d'angles aigus qui pourraient constituer des amorces de fissure.
[0026] Etant donné que l'usure de la bande de roulement n'est pas nécessairement régulière sur la largeur de la bande de roulement, il peut être avantageux de répartir une pluralité d'indicateurs d'usure selon l'invention transversalement, en plusieurs endroits de la surface de roulement, ce qui permet de déterminer le taux d'usure en différentes positions sur la largeur de la bande de roulement.
[0027] Préférentiellement, une pluralité d'indicateurs d'usure sont disposés à des intervalles réguliers sur la surface de roulement, dans le sens de sa plus grande dimension, c'est-à-dire autour de la périphérie du pneumatique lorsque la bande de roulement est fixée sur le pneumatique.
[0028] L'invention concerne également un pneumatique comportant une bande de roulement selon l'invention.
[0029] La forme géométrique de la trace de la cavité sur la surface de roulement étant modifiée en fonction du taux d'usure de la bande de roulement, il peut être utile et avantageux de prévoir, sur au moins un flanc du pneumatique prolongeant la bande de roulement, un moyen visuel reproduisant la forme de la trace de la cavité sur la bande de roulement à l'état initial. Bien évidemment, on peut reproduire les formes correspondant à plusieurs taux d'usure, éventuellement assorties d'une indication de l'épaisseur de bande de roulement à user avant d'atteindre une limite d'utilisation. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
[0030] La figure 1 représente schématiquement, en perspective, un pneumatique dont la bande de roulement comporte une pluralité d'indicateurs d'usure.
[0031] La figure 2 représente schématiquement, en perspective, une partie de la bande de roulement de la figure 1.
[0032] La figure 3 représente schématiquement la trace d'un indicateur d'usure de l'art antérieur sur la surface de roulement, en fonction du taux d'usure de la bande de roulement.
[0033] La figure 4 représente schématiquement la trace d'un indicateur d'usure selon l'invention sur la surface de roulement, en fonction du taux d'usure de la bande de roulement.
[0034] Les figures 5 et 6 représentent schématiquement la trace des indicateurs d'usure des figures 3 et 4 sur la surface de roulement d'une bande de roulement à l'état neuf, pour illustrer la notion de « courbe fermée unique ».
[0035] Les figures 7 et 8 représentent schématiquement un élément moulant permettant de mouler un indicateur d'usure selon l'invention.
[0036] Les figures 9 et 10 représentent schématiquement deux indicateurs d'usure selon l'invention.
[0037] Les figures 1 1 et 12 représentent schématiquement la trace des indicateurs d'usure des figures 9 et 10 sur la surface de roulement, en fonction du taux d'usure de la bande de roulement.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
[0038] Par « bande de roulement » pour pneumatique, on entend une quantité de composition caoutchouteuse, délimitée par deux surfaces principales dont une est destinée à entrer en contact avec le sol lorsque le pneumatique roule, et par des surfaces latérales. [0039] Par « surface de roulement », on entend la surface formée par les points de la bande de roulement d'un pneumatique qui entrent en contact avec le sol lorsque le pneumatique roule.
[0040] Par « taux d'usure » d'une bande de roulement d'un pneumatique, on entend le ratio entre l'épaisseur que la bande de roulement a perdue par usure et l'épaisseur totale que la bande de roulement peut perdre avant de devoir être remplacée ou recreusée.
Ainsi, un taux d'usure de 25 % signifie que la bande de roulement a perdu un quart de la composition caoutchouteuse à user jusqu'à ce qu'un remplacement (ou un recreusage) soit nécessaire. Le taux d'usure est généralement exprimé en pour cent ; à un moment donné, toutes les zones de la bande de roulement n'ont pas forcément le même taux d'usure (« usure irrégulière »).
[0041] Le terme « pneumatique » désigne ici tous types de bandages élastiques, soumis en service à une pression interne ou non.
[0042] Une courbe est « fermée » quand elle se replie sur elle-même. Il est dit de la trace d'une cavité sur la surface de roulement qu'elle est une « courbe fermée unique » si, lorsqu'on met un pointeur sur un point de la trace et lui fait suivre, à partir de ce point initial, la trace dans un sens donné, le pointeur passe sur tous les points de la trace et finit par revenir sur le point initial.
[0043] La figure 1 représente schématiquement, en perspective, un pneumatique 10 dont la bande de roulement 20 comporte une pluralité de cavités 40 servant d'indicateurs d'usure. Les cavités 40 sont disposées sur toute la largeur de la surface de roulement, aussi bien dans la nervure centrale 50 que dans les éléments de sculpture 60 de la bande de roulement 20. On notera également que des cavités 40 sont disposées à plusieurs positions autour de la périphérie du pneumatique. Le flanc du pneumatique porte la référence 80.
[0044] La figure 2 représente schématiquement, en perspective, la partie d'une tranche d'une bande de roulement 20 selon l'art antérieur. La figure montre deux éléments de sculpture 60 séparés par une rainure 70 ; sur l'un des éléments de sculpture 60 une cavité 40 est disposée dans la surface de roulement 30.
[0045] La figure 3 représente schématiquement la trace d'un indicateur d'usure selon l'art antérieur (US 2006/213594) sur la surface de roulement 30, en fonction du taux d'usure de la bande de roulement. La trace de la cavité sur la surface de roulement 30 comprend une surface portante ayant la forme d'un anneau et une pluralité de parties faisant saillie sur la surface portante ayant chacune la forme d'un disque. Les parties 110 faisant saillie disparaissent au fur et à mesure que l'usure avance alors que la surface portante 100 subsiste. L'indicateur ne disparaît donc pas totalement lorsque le taux d'usure est très élevé. Le comptage des éléments faisant saillie qui subsistent permet de déterminer facilement le taux d'usure. A titre d'exemple, l'indicateur d'usure de la figure 3(d) ne compte plus que deux parties faisant saillie. Sachant que l'indicateur comptait initialement huit parties faisant saillie, on constate que six parties sur huit (ou 75 %) ont disparu. Le taux d'usure est donc de 75 %. Dans le cas de l'indicateur d'usure de la figure 1 1 , le taux d'usure est affiché avec une résolution de 12.5 %, mais en modifiant le nombre de parties faisant saillie, on peut obtenir une finesse de gradation plus ou moins importante. Il serait bien sûr possible d'avoir un indicateur d'usure semblable à celui de la figure 11 , mais sans la surface portante. L'avantage de la géométrie de l'indicateur de la figure 11 est de rassembler, d'une façon qui « saute aux yeux », les parties dont le nombre diminue au fur et à mesure que le taux d'usure augmente.
[0046] L'aire de la trace de la cavité sur la surface de roulement est une fonction en escalier du taux d'usure. L'écart maximal entre l'aire de la trace et une fonction linéaire qui relie A, à Af dépend du nombre des parties faisant saillie ; dans l'exemple représenté, il est de 12.5 %.
[0047] L'indicateur d'usure de la figure 3 comporte néanmoins l'inconvénient que la simple inspection visuelle de l'indicateur d'usure à l'état neuf (lorsque le pneumatique n'est pas encore usé) ne permet pas de déterminer l'évolution que connaîtra la trace de l'indicateur d'usure sur la surface de roulement, en fonction du taux d'usure de la bande de roulement.
[0048] L'indicateur selon l'invention représenté à la figure 4 permet de surmonter cette difficulté, tout en conservant les avantages de l'indicateur de la figure 3.
[0049] La trace de la cavité de cet indicateur d'usure sur la surface de roulement comprend une surface portante 101 circulaire et une pluralité de parties 11 1 connectées à et faisant saillie sur la surface portante. Comme pour l'indicateur de la figure 3, le nombre des parties faisant saillie est une fonction du taux d'usure de la bande de roulement, et la forme géométrique et l'aire de la trace de la cavité sur la surface de roulement sont modifiées en fonction du taux d'usure de la bande de roulement. Contrairement à la trace de l'indicateur d'usure de la figure 3, la trace de la cavité sur la surface de roulement est une courbe fermée unique.
[0050] Cette notion est illustrée aux figures 5 et 6. La figure 5 représente la trace de la cavité de l'indicateur d'usure de la figure 3 lorsque la bande de roulement est à l'état neuf. La trace de la cavité comprend deux courbes fermées 121 et 122. Lorsqu'on met un pointeur sur un point A de la portion 122 de la trace et lui fait suivre, à partir de ce point A, la trace dans un sens donné (ici indiqué par la flèche B), le pointeur passe sur tous les points de la partie 122 de la trace de la cavité et finit par revenir sur le point A, mais il ne passe sur aucun point de la partie 121 de la trace de la cavité. Le même constat, mutatis mutandis, est obtenu lorsque le point de départ est choisi sur la partie 121 de la trace de la cavité.
[0051] La situation est différente pour la trace 123 de la cavité de l'indicateur d'usure de la figure 4, représentée à la figure 6. Lorsqu'on met un pointeur sur un point A de la trace et lui fait suivre, à partir de ce point A, la trace dans un sens donné (ici indiqué par la flèche B), le pointeur passe sur tous les points de la trace de la cavité et finit par revenir sur le point A. La trace de la cavité sur la surface de roulement est une courbe fermée unique.
[0052] En d'autres termes, la cavité formant l'indicateur d'usure de la figure 4 n'entoure pas un « îlot » de composition caoutchouteuse, contrairement à l'indicateur de la figure 3 où la cavité entoure une portion 90 de composition caoutchouteuse. C'est précisément la portion 90 de composition caoutchouteuse qui obstrue la vue de l'utilisateur et l'empêche de connaître, par simple inspection visuelle, l'évolution que connaîtra la trace de l'indicateur d'usure sur la surface de roulement, en fonction du taux d'usure de la bande de roulement. Lorsqu'il n'y a pas de telle portion 90, comme c'est le cas dans un indicateur d'usure selon l'invention, l'utilisateur peut facilement connaître, par inspection visuelle, la géométrie intérieure de la cavité et, par conséquent, l'évolution que connaîtra la trace de l'indicateur d'usure sur la surface de roulement, en fonction du taux d'usure de la bande de roulement.
[0053] Les figures 9 et 10 représentent deux autres modes de réalisation d'un indicateur d'usure selon l'invention, vus depuis un point radialement à l'extérieur de la portion de la surface de roulement 30 qui comprend l'indicateur d'usure. Cette vue correspond à ce que voit un utilisateur du pneumatique lorsqu'il effectue une inspection visuelle du pneumatique. Il est donc en mesure de connaître l'évolution future de la géométrie de la trace de l'indicateur d'usure, dès avant la première utilisation du pneumatique, et sans qu'il ait besoin d'autres informations.
[0054] La figure 9 représente un indicateur d'usure formé par une cavité débouchant sur la surface de roulement 30, la trace de la cavité sur la surface de roulement comprenant une surface portante circulaire et trois parties 11 1-1 13 connectées à et faisant saillie sur la surface portante. Comme cela est représenté à la figure 11 , le nombre des parties faisant saillie diminue lorsque le taux d'usure de la bande de roulement augmente. Par conséquent, la forme géométrique et l'aire de la trace de la cavité sur la surface de roulement sont modifiées en fonction du taux d'usure de la bande de roulement. La trace de la cavité sur la surface de roulement est une courbe fermée unique, à la fois à l'état neuf et à tous les taux d'usure.
[0055] La particularité de l'indicateur d'usure de la figure 9, par rapport à celui de la figure 4, réside dans le fait que l'aire de la surface portante circulaire diminue. Autrement dit, la cavité a une géométrie conique, ce qui présente un avantage en termes de rétention de cailloux par la cavité.
[0056] La figure 10 représente un indicateur similaire à celui de la figure 9. La seule différence significative réside dans le fait que l'aire des trois parties 1 11-113 connectées à et faisant saillie sur la surface portante reste sensiblement constante alors que l'aire de la surface portante circulaire diminue (voir la figure 12). Leur visibilité s'en trouve améliorée.
[0057] Les figures 7 et 8 représentent schématiquement des vues en perspective d'un élément moulant 200 permettant de mouler l'indicateur d'usure de la figure 10. La partie permettant la fixation de l'élément moulant 200 dans le moule n'est pas représentée.
[0058] Les traces des cavités des indicateurs d'usure selon l'invention représentés aux figures 4, 9 et 10 comportent toutes une surface portante circulaire. Il ne s'agit bien entendu pas d'une caractéristique essentielle de l'invention. La surface portante peut avoir une multitude de géométries : elle peut notamment être oblongue, ellipsoïdale, ovoïde, mais aussi carrée, rectangulaire ou polygonale. De préférence, d'éventuels angles - aussi à la jonction avec parties connectées à et faisant saillie sur la surface portante - sont arrondis car des angles vifs pourraient constituer une amorce de fissuration.
[0059] Dans les indicateurs selon l'invention représentés, l'aire de la trace de l'indicateur sur la surface de roulement est réduite d'une quantité qui est une fonction sensiblement linéaire du taux d'usure de la bande de roulement, de façon a permettre à l'usager de suivre l'évolution de l'usure. L'homme du métier comprend qu'il pourrait être intéressant, pour certaines applications, de choisir plutôt une fonction non linéaire, par exemple pour prévenir l'usager que la fin de vie de la bande de roulement est atteinte, avant même que ce soit effectivement le cas.
[0060] Signalons enfin que l'évolution de l'usure de la bande de roulement, telle qu'elle est mise en évidence par les indicateurs d'usure selon l'invention, peut être suivie de façon automatique par analyse d'image.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Bande de roulement comportant une surface de roulement (30) et au moins un indicateur d'usure (40) formé par au moins une cavité débouchant sur la surface de roulement, la trace de la cavité sur la surface de roulement comprenant une surface portante (101 ) et une pluralité de parties (1 11-113) connectées à et faisant saillie sur la surface portante, le nombre des parties faisant saillie étant une fonction du taux d'usure de la bande de roulement, la forme géométrique et l'aire de la trace de la cavité sur la surface de roulement étant modifiées en fonction du taux d'usure de la bande de roulement, la forme géométrique de ladite trace étant une expression analogique du taux d'usure de la bande de roulement, caractérisée en ce que la trace de la cavité sur la surface de roulement est une courbe fermée unique.
2 - Bande de roulement selon la revendication 1 , dans laquelle la modification de la forme géométrique de la trace se fait de façon discontinue, c'est-à-dire par pas discrets.
3 - Bande de roulement selon l'une des revendications 1 ou 2, dans laquelle l'indicateur d'usure est formé par une seule cavité débouchant sur la surface de roulement.
4 - Bande de roulement selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle l'aire de ladite trace est une fonction sensiblement linéaire du taux d'usure de la bande de roulement.
5 - Bande de roulement selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle la modification de l'aire de la trace se fait de façon discontinue, c'est-à-dire par pas discrets.
6 - Bande de roulement selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle une pluralité d'indicateurs d'usure sont disposés transversalement, en plusieurs endroits de la surface de roulement.
7 - Bande de roulement selon l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle une pluralité d'indicateurs d'usure sont disposés à des intervalles réguliers sur la surface de roulement, dans le sens de sa plus grande dimension. 8 - Pneumatique (10) comportant une bande de roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.
9 - Pneumatique comportant une bande de roulement comportant au moins une cavité selon l'une des revendications 1 à 7 et au moins un flanc (80) prolongeant la bande de roulement, le pneumatique comprenant au moins un moyen visuel sur au moins un flanc, ledit moyen visuel reproduisant au moins la trace de la cavité sur la surface de roulement de la bande de roulement à l'état initial.
10 - Pneumatique selon la revendication 9, dans lequel le moyen visuel reproduit la trace de la cavité sur la surface de roulement de la bande de roulement à l'état initial et à au moins un autre taux d'usure prédéterminé.
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