Brevet FR3044970A1 — publié le 20170616

- 1 - 2015PAT00547 FR DISPOSITIF CONTINU DE PROTECTION DUN FLANC DE PNEU. DOMAINE DE L'INVENTION [0001] La présente invention concerne les pneus de véhicules fortement chargés comme 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 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. [0003] Il est connu que les pneus pour véhicule poids lourd, notamment ceux utilisés sur des réseaux routiers de mauvaise qualité, peuvent subir des agressions lors de roulage ou de manoeuvres sur ces réseaux. Ces mêmes pneus peuvent également venir lors de roulage en ville en contact avec des trottoirs qui dans certaines conditions peuvent être agressifs et générer un dommage à l'un des flancs du pneu. Ces agressions sont le fait d'obstacles venant indenter un des flancs d'un pneu. 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 qui est présente entre les câbles de l'armature de carcasse avec toutes les conséquences que l'on peut imaginer, notamment une perte de pression dans le pneu. [0004] Ces mêmes agressions, sans provoquer de cassures à l'instant du contact, peuvent affecter la résistance du pneu aux flexions répétées ; cela résulte des 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'incidence sur la tenue mécanique des flancs, il peut toutefois apparaître des cassures dans le flanc fortement 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. 3044970 - 2 - [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] 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 5 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. [0008] 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 10 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 puisse se déformer librement. [0009] La demande US 2013/075006 A ldécrit un pneu comprenant des reliefs destinés à augmenter les turbulences de l'écoulement de l'air autour du pneu en roulage afin de réduire la 15 résistance au roulement. [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 20 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 25 direction radiale. BREF EXPOSÉ DE L 'INVENTION [0015] La présente invention vise à proposer un pneu dont au moins un flanc est protégé des agressions externes subies lors du contact entre ce flanc et un obstacle au cours du roulage de ce pneu. Ce contact peut se traduire par un effort très violent dont une composante est dirigée dans 30 une direction pointant vers l'intérieur de la cavité interne du pneu et une autre composante dirigée dans une direction circonférentielle. 3044970 - 3 - [0016] 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 5 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 est pourvu d'un dispositif de protection d'au moins un de ses flancs contre les agressions extérieures, ce dispositif de protection comprenant un élément en relief formé sur le flanc à protéger, cet élément en relief de hauteur H étant disposé suivant la direction circonférentielle. 10 [0017] Cet élément en relief est formé par au moins deux parties principales situées en vis-à-vis l'une de l'autre. Ces parties principales en vis-à-vis sont au moins partiellement, disjointes l'une de l'autre selon une zone de séparation, cette zone de séparation étant orientée de manière substantielle dans la direction circonférentielle et s'étendant dans la hauteur de l'élément de relief sur au moins 50% de la hauteur H de cet élément. Chaque partie principale en vis-à-vis est apte à 15 entrer en contact frottant avec l'autre partie principale du même élément de relief de façon à fermer au moins partiellement la zone de séparation existant entre lesdites deux parties principales en vis-à-vis de manière à 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. 20 [0018] Grâce à ce mécanisme il est possible d'absorber une grande partie de l'énergie produite au moment de la mise en contact avec le corps externe et ainsi de réduire l'énergie pouvant affecter la résistance du flanc. [0019] Selon une variante intéressante, l'élément de relief du dispositif comprend une série de motifs disposés en alternance dans la direction circonférentielle, chaque motif comprenant une 25 partie circonférentiel prolongée d'extensions formant un angle avec la direction circonférentielle. [0020] Dans une variante, la séparation entre les parties principales est continue tout le tour du pneu. [0021] Dans une autre variante, la séparation entre les parties principales d'un élément de relief est discontinue de manière à générer des ponts de matière entre lesdites parties principales, la 30 présence de ces ponts permettant d'adapter la rigidité du dispositif de protection. [0022] 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 3044970 -4 protection comportent des géométries augmentant les efforts de frottement dans la zone de séparation. [0023] 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 5 des zigzags ou tout autre relief [0024] 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. [0025] Préférentiellement, la surface de séparation entre deux parties principales d'un élément de 10 relief du dispositif de protection s'étend sur une hauteur au moins égale à 80% de la hauteur de l'élément en relief. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES [0026] La figure 1 représente une vue en perspective d'une partie d'un pneu comprenant un dispositif de protection d'un flanc selon l'invention ; 15 [0027] La figure 2 représente une vue en coupe selon un plan II-II de l'élément de relief du dispositif montré avec la figure 1 ; [0028] 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 ; [0029] La figure 4 montre une autre variante de l'invention. 20 DESCRIPTION DES FIGURES [0030] 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. [0031] La figure 1 représente une vue en perspective d'une partie d'un pneu 1 comprenant un 25 dispositif de protection d'un flanc selon 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). [0032] 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 30 de bourrelet 41 et s'étendent de bourrelet à bourrelet en passant par les flancs et la partie sommitale 20. 3044970 - 5 - [0033] 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 de protection 10 dudit flanc Bien entendu cette invention peut être mise en oeuvre sur les deux flancs d'un même pneu. 5 [0034] 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. [0035] Sur le flanc 30 on distingue un dispositif de protection 10 contre des agressions externes pouvant être générées par des obstacles contre lesquels le flanc externe du pneu vient en 10 contact pendant le roulage. [0036] Ce dispositif de protection 10 est constitué par un élément en relief 100 solidaire du flanc 30, cet élément en relief 100 étant disposé de manière à s'étendre dans la direction circonférentielle (repérée sur la figure 1 par la flèche C). L'élément de relief du dispositif de protection est localisé entre une extrémité axiale de la partie sommitale et les points du flanc 15 axialement les plus à l'extérieur lorsque le pneu est monté sur sa jante de montage et gonflé à sa pression d'usage. Cette disposition selon une seule ligne circonférentielle pourrait bien sûr être complétée par une autre ligne circonférentielle comprenant un autre élément de relief continu circonférentiellement. [0037] L'élément de relief 100 est formé par deux parties en vis-à-vis 101, 102, ces parties en 20 vis-à-vis étant, au moins partiellement, disjointes l'une de l'autre selon une zone de séparation 13 de largeur moyenne égale à 1 mm dans le cas présent. En outre, chaque partie en vis-à-vis 101, 102 est apte à entrer en contact avec l'autre partie du même élément de relief de façon à fermer au moins partiellement la zone de séparation 13 existant entre lesdites deux parties en vis-à-vis afin de générer un frottement par glissement d'une partie sur l'autre lorsque l'une desdites parties vient 25 en contact avec un obstacle externe, dans le but de réduire les risques de déchirures du flanc. [0038] 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 de l'élément de relief 100 séparées par la zone de séparation 13, ces deux parties étant dans un état non sollicité. Cet élément de relief a une hauteur H égale à 5 mm et une épaisseur moyenne E égale à 10 mm. 30 [0039] 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. L'action de cet obstacle est schématisée par une flèche F sur la figure 3. L'obstacle exerce une sollicitation qui a la 3044970 - 6 - particularité d'être d'intensité et de direction variables puisque le pneu est en rotation lorsque ce contact se réalise. 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 13 entre ces parties en vis-à-vis dans un premier temps puis cette seconde 5 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. [0040] 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 10 dispositif de protection selon l'invention absorbant une grande partie des efforts de contact avec l'obstacle et redistribuant ces efforts de contact d'une manière moins pénalisante pour l'armature de carcasse. [0041] La variante décrite avec les figures 1 à 3 comprend deux parties en vis-à-vis par élément du dispositif de protection, ces parties étant destinées à venir en contact l'une contre l'autre lors 15 d'un contact avec un corps externe. 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. [0042] Dans une variante non représentée la zone de séparation formée entre les parties en vis-à-vis destinées à coopérer par contact de frottement est pourvue de moyens de réduction des 20 mouvements relatifs d'une partie par rapport à l'autre. Ces moyens peuvent consister en une géométrie en zigzag ou une géométrie comportant des ondulations. [0043] 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 : 25 [0044] - la hauteur H est au moins égale à 2 mm et au plus 7 mm (cette hauteur est encore plus préférentiellement inférieure à 10 mm), [0045] - l'épaisseur E est au moins égale à 0.5 fois la hauteur H et au plus 3 fois la même hauteur. [0046] Avec la figure 4, il est représenté une autre variante d'un pneu selon l'invention. Selon 30 cette variante, un dispositif de protection est formé d'un élément de relief 100 sur l'un des flancs, cet élément étant continu circonférentiellement et ayant une géométrie composée de régions orientées circonférentiellement 100' de longueur moyenne Lc et de régions obliques 100" par 3044970 - 7 - rapport à cette direction circonférentielle de longueur moyenne Lv, ces régions circonférentielles et obliques étant disposées en alternance les unes avec les autres. L'élément de relief 100 comprend deux zones de séparation 13' et 13" sur toute la hauteur de l'élément de relief, ces zones de séparation découpant l'élément de relief en trois sous-éléments 101, 102, 103 continus 5 circonférentiellement. Ces sous-éléments 101, 102, 103 sont sensiblement de même largeur. Les zones de séparation 13' et 13" s'étendent dans toute la hauteur de l'élément 100. [0047] L'invention décrite ici avec au moins deux variantes ne saurait bien entendu être limitée à ces seuls exemples et diverses modifications, notamment des combinaisons entre les exemples décrits, peuvent être faites sans sortir du cadre défini par les revendications. En particulier cette 10 invention est applicable à des pneus radiaux ou conventionnels. REVENDICATIONS1- Pneu (1) pour véhicule destiné à porter de lourdes charges, ce pneu comprenant une armature de carcasse, une partie sommitale (20) 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 prolongée de part et d'autre par des flancs (30), 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 (10) d'au moins un de ses flancs (30) contre les agressions extérieures, ce dispositif de protection (10) étant formé d'un élément en relief (100) sur le flanc à protéger, cet élément en relief de hauteur H étant disposé suivant la direction circonférentielle, ce pneu étant caractérisé en ce que l'élément en relief (100) du dispositif de protection (10) est formé par au moins deux parties principales (101, 102) situées en vis-à-vis l'une de l'autre, ces parties principales (101, 102) en vis-à-vis étant au moins partiellement disjointes l'une de l'autre selon une zone de séparation (13), cette zone de séparation (13) étant orientée de manière substantielle dans la direction circonférentielle et s'étendant dans la hauteur de l'élément de relief sur au moins 50% de la hauteur H de cet élément, chaque partie principales (101, 102) en vis-à-vis étant apte à entrer en contact frottant avec l'autre partie principale du même élément de relief de façon à fermer au moins partiellement la zone de séparation (13) existant entre ces deux parties principales (101, 102) de manière à 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. 2 - Pneu (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que la zone de séparation (13) entre les parties principales (101, 102) de l'élément de relief (100) est continue sur tout le tour du pneu. 3 - Pneu (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que la séparation entre les parties principales (101, 102) de l'élément de relief est discontinue de manière à avoir des ponts de matière entre lesdites parties principales.. 4 - Pneu (1) selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que les parties principales (101, 102) de l'élément en relief du dispositif de protection comportent des géométries augmentant les efforts de frottement dans la zone de séparation. 3044970 - 9 - 5 - Pneu (1) selon la revendication 4 caractérisé en ce que les parois en vis-à-vis délimitant la zone de séparation (13) ont une géométrie comportant des ondulations ou des zigzags ou tout autre relief 5 6 - Pneu (1) selon la revendication 4 caractérisé en ce que la zone de séparation (13) comporte une rugosité adaptée sur les parois principales (101, 102) en vis-à-vis. 7 - Pneu (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que la zone de séparation (13) s'étend sur une hauteur au moins égale à 80% de la hauteur H de l'élément en 10 relief (100).