Brevet FR3027256A1 — publié le 20160422

- 1 - P10-3450 FR DISPOSITIF DE PROTECTION DUN FLANC DE PNEU. DOMAINE DE L'INVENTION [0001] La présente invention concerne les pneus de véhicules fortement chargés comme 5 les pneus destinés à équiper des véhicules poids lourd. Elle concerne plus particulièrement un dispositif de protection de ces pneus contre d'éventuelles agressions subies par les flancs de ces pneus. ÉTAT DE LA TECHNIQUE [0002] Un pneu pour véhicule poids lourd comprend des bourrelets destinés à venir en 10 contact avec une jante de montage, des flancs et un sommet. Le sommet du pneu comprend une armature de renforcement surmontée radialement à l'extérieur par une bande de roulement dont une surface - dite surface de roulement - est destinée à venir en contact avec une chaussée ou un sol pendant le roulage du véhicule. Chaque flanc assure la liaison entre le sommet et l'un des bourrelets. 15 [0003] Il est connu que les pneus pour véhicule poids lourd, notamment ceux utilisés sur des réseaux routiers de piètre qualité, peuvent subir des agressions lors de roulage ou de manoeuvres. Ces mêmes pneus peuvent également venir lors de roulage en ville en contact avec des trottoirs qui dans certaines conditions peuvent être agressé et blesser l'un des flancs. Ces agressions sont le fait d'obstacles venant indenter un des flancs d'un pneu. 20 Ces agressions peuvent avoir pour conséquence de solliciter violemment les armatures de carcasse et de sommet voire même d'aller jusqu'à provoquer des ruptures de la matière caoutchoutique présente entre les câbles de l'armature de carcasse avec toutes les conséquences que l'on peut imaginer, notamment perte de pression dans le pneu. [0004] Ces mêmes agressions, sans provoquer de cassures à l'instant du contact, peuvent 25 affecter la résistance du pneu aux flexions répétées ; cela est dû aux grandes déformations subies par les matériaux au moment du contact avec un obstacle. [0005] Lors de roulage sur des routes comportant des obstacles ou objets divers, il peut arriver que les flancs soient soumis à des agressions exercées par ces obstacles ou ces objets. Si la majorité de ces agressions n'a que peu d'influence sur la tenue des flancs, il - 2 - peut toutefois apparaître des cassures dans le flanc sollicité. Cela est bien entendu fortement préjudiciable à la durée de vie des pneus puisque les flancs sont très souvent non réparables, les cassures se propageant entre les câbles de l'armature de carcasse renforçant les flancs. [0006] Ce problème est connu et il a déjà été proposé des solutions, mais il semblerait qu'aucune des solutions connues ne soit pleinement satisfaisante. [0007] [0008] On connaît notamment la demande W02009/029088 qui décrit un pneu pour un usage tout terrain, ce pneu étant pourvu de blocs de protection sur ses flancs. Ces blocs de protection ont des surfaces inclinées qui permettent d'éviter tout accrochage avec un objet externe. Les blocs sont disposés sur au moins deux cercles concentriques à l'axe de rotation de façon à être placés en alternance mais sans contact entre eux. [0009] On connaît notamment la demande US2013/0092308-A1 qui décrit un pneu dont les flancs sont pourvus d'une pluralité de motif en relief sur les flancs, ces motifs ayant une forme massive et sont placés sur deux lignes circonférentielles les uns à côté des autres sur chaque ligne avec un espace suffisant afin que chaque motif d'une ligne s'intercale partiellement entre deux motifs de l'autre ligne et puissent se déformer librement. [0010] Définitions : [0011] Plan médian équatorial : c'est un plan perpendiculaire à l'axe de rotation et passant par les points du pneu radialement les plus éloignés dudit axe. [0012] Par direction radiale, on entend dans le présent document toute direction qui est perpendiculaire à l'axe de rotation du pneu. [0013] Par direction transversale ou axiale, on entend une direction parallèle à l'axe de rotation du pneu. [0014] Par direction circonférentielle, on entend une direction qui est tangente à tout cercle centré sur l'axe de rotation. Cette direction est perpendiculaire à la fois à la direction axiale et à une direction radiale. - 3 - BREF EXPOSÉ DE L'INVENTION [0015] La présente invention vise à fournir un pneu dont au moins un flanc est protégé des agressions externes subies par l'un des flancs d'un pneu lors du contact avec un obstacle pendant le roulage de ce pneu. Ce contact peut se traduire par un effort violent ayant une composante dirigée dans une direction pointant vers l'intérieur de la cavité interne du pneu et une autre composante dirigée dans une direction circonférentielle. [0016] À cet effet, l'invention a pour objet un pneu pour véhicule destiné à porter de lourdes charges, ce pneu comprenant une armature de carcasse ayant des renforts, ce pneu comportant une partie sommitale comprenant une bande de roulement destinée à être en contact avec une chaussée lors d'un roulage, cette partie sommitale comprenant une armature de sommet étant prolongée de part et d'autre par des flancs, ces flancs étant eux-mêmes prolongés par des bourrelets destinés à venir en contact avec une jante de montage, ce pneu étant pourvu d'un dispositif de protection d'au moins un flanc contre les agressions extérieures, ce dispositif de protection comprenant une pluralité d'éléments en relief formés sur le flanc à protéger, cette pluralité d'éléments en relief de hauteur H étant disposée suivant la direction circonférentielle. Ce pneu est tel que chaque élément en relief étant formé par au moins deux parties, ces parties sont, au moins partiellement, disjointes les unes des autres selon une zone de séparation, cette zone de séparation étant orientée de manière substantielle dans la direction circonférentielle. En outre, chaque partie est apte à entrer en contact avec l'autre partie du même élément de relief de façon à fermer au moins partiellement sur la zone de séparation existant entre lesdites deux parties afin de générer un frottement par glissement d'une partie sur l'autre lorsque l'une desdites parties entre en contact avec un obstacle externe, dans le but de réduire les risques de déchirures du flanc. [0017] De façon préférentielle, les parties des éléments en relief du dispositif de protection destinées à entrer en contact les unes avec les autres sont reliées entre elles de manière solidaire les unes avec les autres grâce à la présence de pont de matière. [0018] De façon préférentielle, chaque partie d'élément en relief du dispositif de protection ayant une hauteur et une longueur circonférentielle, la zone de séparation entre deux parties d'un même élément en relief est au moins égale à 50% de la surface de - 4 - chaque partie, cette dernière surface étant égale au produit de sa hauteur par sa longueur mesurée dans la direction circonférentielle. [0019] Afin d'ajuster au mieux le dispositif de protection aux conditions de roulage et aux divers types d'obstacles il est avantageux que les parties de chaque élément en relief du dispositif de protection comportent des géométries augmentant les efforts de frottement dans la zone de séparation. [0020] Un moyen d'ajustement des forces de frottement par glissement consiste à former sur les parois en vis-à-vis formant la zone de séparation une géométrie comportant des ondulations ou des zigzags ou tout autre relief [0021] Un autre moyen d'augmentation des forces de frottement par glissement consiste à former une rugosité adaptée sur les parois en vis-à-vis des parties de chaque élément de relief, ces parois délimitant la zone de séparation. [0022] Préférentiellement, la surface de séparation entre deux parties d'un élément de relief du dispositif de protection s'étend sur une hauteur au moins égale à 50% de la hauteur de chaque partie d'élément en relief [0023] Encore plus préférentiellement, cette hauteur est au moins égale à 80% de la hauteur de chaque partie d'élément en relief [0024] Selon une variante intéressante, chaque élément de relief du dispositif a une géométrie allongée dans la direction circonférentielle et comprend deux extrémités et a, a chacune de ses deux extrémités, un prolongement faisant un angle au moins égal à 40° avec la direction de l'élément, la zone de séparation entre les parties disjointes de l'élément s'étendant dans la partie allongée et également dans chacun de ces prolongements. [0025] Pour un pneu destiné à un véhicule poids lourd de diamètre au siège égal à 20 pouces, il a été trouvé que les dimensions des éléments de relief du dispositif de protection étaient préférentiellement les suivantes : [0026] - longueur circonférentielle moyenne de chaque élément en relief au moins égale à 20 mm et au plus égale à 150 mm, -5- 100271 - hauteur au moins égale à 2 mm et au plus 15 mm (cette hauteur est encore plus préférentiellement inférieure à 10 mm). BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES [0028] La figure 1 représente une vue en perspective d'une partie d'un pneu selon une première variante de l'invention ; [0029] La figure 2 représente une vue en coupe selon un plan de l'élément de relief montré avec la figure 1 ; [0030] La figure 3 montre une vue en coupe de l'élément de relief montré avec la figure 2 et soumis à l'action d'un obstacle au cours d'un roulage ; [0031] La figure 4 montre un élément en relief d'un dispositif de protection d'un flanc selon une deuxième variante de l'invention ; [0032] La figure 5 montre un élément de relief d'un dispositif selon une troisième variante de l'invention. DESCRIPTION DES FIGURES [0033] Pour faciliter la lecture des figures, des mêmes signes de référence sont employés pour la description de variantes de l'invention dès lors que ces signes de référence renvoient à des éléments d'une même nature qu'elle soit structurelle ou bien fonctionnelle. [0034] La figure 1 représente une vue en perspective d'une partie d'un pneu 1 selon une première variante de l'invention. Le pneu 1 montré comprend une partie sommitale 20 prolongée de part et d'autre par des flancs 30, ces flancs 30 se raccordant à des bourrelets 40 destinés à venir en contact avec une jante de montage du pneu (non représentée ici). [0035] Le pneu 1 est renforcé par une armature de carcasse 31 constituée par une pluralité de renforts. Dans le cas présent ces renforts sont ancrés dans chaque bourrelet 40 sur des armatures de bourrelet 41 et s'étendent de bourrelet à bourrelet en passant par les flancs et la partie sommitale 20. [0036] Dans le cas décrit, seul le flanc 30 destiné à être positionné de manière à être visible de l'extérieur du véhicule sur lequel est monté le pneu est pourvu d'un dispositif - 6 - de protection 10 dudit flanc. Bien entendu cette invention peut être mise en oeuvre sur les deux flancs d'un même pneu. [0037] La partie sommitale 20 comprend radialement à l'extérieur de l'armature de carcasse 30 une armature de sommet 22 et radialement à l'extérieur une bande de roulement 21 dont une surface est destinée à servir de surface de roulement 200. [0038] Sur le flanc 30 on distingue un dispositif de protection 10 contre les agressions externes générées par obstacles contre lesquels le pneu et son flanc externe vient en contact tout en roulant. [0039] Ce dispositif 10 est constitué par une pluralité d'éléments en relief 100 solidaires 1() du flanc 300, ces éléments en relief étant disposés les uns à côté des autres dans la direction circonférentielle (repérée sur la figure par la flèche C). La distance circonférentielle existant entre chaque élément est appropriée pour empêcher tout obstacle de venir agresser directement le flanc. Les éléments du dispositif sont localisés entre une extrémité axiale de la partie sommitale et les points du flanc axialement les plus à 15 l'extérieur lorsque le pneu est monté sur sa jante de montage et gonflé à sa pression d'usage. [0040] Chaque élément en relief 100 est constitué de deux parties 101, 102 disjointes l'une de l'autre par un espace de largeur moyenne e, dans le cas présent égal à 1 mm en moyenne et s'étendant sur toute la hauteur des parties. Cet espace formant une zone de 20 séparation 103 entre les parties d'un même élément est orienté principalement suivant la direction circonférentielle C. [0041] La figure 2 représente une vue en coupe selon un plan II-II de l'élément de relief 100 montré avec la figure 1. Sur cette coupe on distingue les deux parties 101, 102 d'un même élément de relief 100 dans un état non sollicité. Chaque partie a une hauteur 25 H égale à 5 mm et une longueur circonférentielle égale à 100 mm avec une épaisseur moyenne égale à 10 mm. [0042] La figure 3 montre une vue en coupe de l'élément de relief tel que représenté sur la figure 2 lorsque cet élément vient en contact avec un obstacle schématisé par une flèche F sur la figure 3. L'obstacle exerce une sollicitation qui a la particularité d'être d'intensité 30 et de direction variables puisque le pneu est en rotation lorsqu'il se produit ce contact. - 7 - Sous cette sollicitation une première partie 101 de l'élément de relief 100 du dispositif 10 fléchit et vient en contact sur une seconde partie 102 et ferme ainsi partiellement la zone de séparation 103 entre ces parties dans un premier temps puis cette seconde partie 102 est amenée à fléchir elle aussi. Enfin un glissement se produit dans la zone de contact entre la première partie et la seconde partie, ce glissement étant modulé par les forces de frottement qui s'y développent. [0043] Grâce à ce mécanisme il a été observé qu'il est possible de limiter les déformations de l'armature de carcasse dans le flanc lors d'un contact avec un obstacle pendant un roulage, le dispositif de protection selon l'invention absorbant une grande partie des efforts de contact avec l'obstacle et redistribuant ces efforts d'une manière moins pénalisante pour ladite armature de carcasse. [0044] Cette variante décrite avec les figures 1 à 3 comprend deux parties par élément du dispositif de protection : bien entendu, il est tout à fait possible de former davantage de parties pour un même élément, ces parties étant prévues pour venir en contact les unes avec les autres. [0045] La figure 4 montre un élément en relief 100 d'un dispositif de protection d'un flanc selon une autre variante de l'invention. Dans cette variante, les deux parties 101, 102 d'un même élément de relief 100 d'un dispositif de protection d'un flanc sont séparées l'une de l'autre par une zone de séparation 103 délimitée par des faces qui comportent des zigzags 103', 103" dans deux directions, à savoir dans la direction de la hauteur de l'élément et dans celle de sa longueur prise dans la direction circonférentielle. [0046] La figure 5 montre un dispositif 10 de protection de flanc selon une autre variante de l'invention, ce dispositif comportant une pluralité d'éléments de relief 100 interagissant entre eux. Dans cette variante, chaque élément 100 comprend une partie principale 100' allongée dans la direction circonférentielle, cette partie principale 100' ayant deux extrémités pourvues chacune d'un prolongement 100" faisant chacune un angle égal à 45° par rapport à la direction de la partie principale 100'. Dans cette variante, chaque élément de relief 100 comprend deux parties 101, 102 séparée par une zone de séparation 103 s'étendant sur toute la longueur de la partie principale 100' et en partie seulement dans chaque prolongement. Ainsi les deux parties formant l'élément de relief - 8 - du dispositif sont reliées entre elles de part et d'autre de la zone de séparation par des ponts de matière 104. Cette liaison n'empêche pas la mise en contact et le glissement relatif d'une partie par rapport à l'autre lors d'un contact avec un obstacle externe. En outre, les éléments de relief 100 sont disposés les uns par rapport aux autres de manière à pouvoir interférer entre eux et générer ainsi des efforts de contact additionnels lors de contact par des objets externes. [0047] L'invention décrite ici avec plusieurs de ses variantes ne saurait bien entendu être limitée à ces seuls exemples et diverses modifications, notamment des combinaisons entre ces exemples, peuvent être faites sans sortir du cadre défini par les revendications.10 REVENDICATIONS1- Pneu (1) pour véhicule destiné à porter de lourdes charges, ce pneu comprenant une armature de carcasse (31) ayant des renforts, ce pneu comportant une partie sommitale (20) comprenant une bande de roulement (21) destinée à être en contact avec une chaussée lors d'un roulage, cette partie sommitale comprenant une armature de sommet (22) étant prolongée de part et d'autre par des flancs (30), ces flancs étant eux-mêmes prolongés par des bourrelets (40) destinés à venir en contact avec une jante de montage, ce pneu (1) étant pourvu d'un dispositif de protection (10) d'au moins un 10 flanc (30) contre les agressions extérieures, ce dispositif de protection (10) comprenant une pluralité d'éléments en relief (100) formés sur le flanc à protéger, cette pluralité d'éléments en relief de hauteur H étant disposée suivant la direction circonférentielle, ce pneu (1) étant caractérisé en ce que chaque élément en relief (100) est formé par au moins deux parties (101, 102), ces parties étant, au moins partiellement, disjointes les unes des 15 autres selon une zone de séparation (103), cette zone de séparation étant orientée de manière substantielle dans la direction circonférentielle, et en ce que chaque partie (101, 102) est apte à entrer en contact avec une autre partie du même élément de relief (100) de façon à fermer au moins partiellement la zone de séparation (103) existant entre lesdites deux parties afin de générer un frottement par glissement d'une partie contre l'autre 20 lorsque l'une desdites parties entre en contact avec un obstacle externe. 2 - Pneu (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que les parties (101, 102) des éléments en relief (100) du dispositif de protection destinées à entrer en contact les unes avec les autres sont reliées entre elles de manière solidaire les unes avec les autres grâce à 25 la présence de pont de matière (104). 3 - Pneu (1) selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que, chaque partie d'élément en relief du dispositif de protection ayant une hauteur et une longueur circonférentielle, la zone de séparation (103) entre deux parties d'un même élément en 30 relief est au moins égale à 50% de la surface de chaque partie, cette dernière étant égale au produit de sa hauteur par sa longueur mesurée dans la direction circonférentielle.27256 10- -10- - 4 - Pneu (1) selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que les parties (101, 102) d'élément en relief du dispositif de protection comportent des géométries augmentant les efforts de frottement dans la zone de séparation. - Pneu (1) selon la revendication 4 caractérisé en ce que la zone de séparation (103) a une géométrie comportant des ondulations ou des zigzags. 6 - Pneu (1) selon la revendication 4 ou la revendicatn1 5 caractérisé en ce que les parties (101, 102) d'élément en relief du dispositif de protection sont pourvues d'une rugosité apte à augmenter les efforts de frottement dans la zone de séparation. 7 - Pneu (1) selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que la zone de séparation (103) s'étend sur une hauteur au moins égale à 50% de la hauteur de chaque partie d'élément en relief. 8 - Pneu (1) selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que la zone de séparation (103) s'étend sur une hauteur au moins égale à 80% de la hauteur de chaque partie d'élément en relief. 9 - Pneu (1) selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que chaque élément de relief du dispositif a une géométrie allongée dans la direction circonférentielle et comprend deux extrémités et a à chacune de ses deux extrémités un prolongement (100") faisant un angle au moins égal à 40°, la zone de séparation (103) entre les parties disjointes de l'élément s'étendant dans ces prolongements.