Brevet FR3066436A1 — publié le 20181123

DISPOSITIF 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 des agressions subies par les flancs de ces pneus lors d'un roulage dans des champs recouverts de chaumes de maïs ou des chaumes de cannes à sucre après la récolte. ÉTAT DE LA TECHNIQUE [0002] De façon usuelle, un pneu pour véhicule poids lourd comprend des bourrelets destinés à venir en contact avec une jante, ces bourrelets étant prolongés par des flancs se raccordant de part et d'autre d'une partie de sommet, cette dernière étant recouverte par une bande de roulement dont la fonction est d'assurer le contact pendant le roulage avec la route. [0003] En outre ce pneu comprend une armature de carcasse qui est ancrée dans les bourrelets et qui s'étend dans les flancs et dans la partie de sommet du pneu. Cette armature de carcasse, formée d'une ou plusieurs couches renforcées, est surmontée radialement vers l'extérieur dans la partie de sommet du pneu par une armature de sommet elle-même formée par une pluralité de couches renforcées. [0004] Parmi les couches renforcées de l'armature de sommet on trouve au moins deux couches de travail, chacune de ces couches de travail comprenant une pluralité d'éléments de renforcement tels des fils ou des câbles métalliques à faible extensibilité et parallèles dans chaque couche de travail et croisés d'une couche de travail à la suivante en faisant avec la direction circonférentielle un angle compris entre 10° et 45°. [0005] Dans l'armature de sommet, les couches de travail peuvent être recouvertes par au moins une couche de protection, cette couche de protection étant formée d'éléments de renforcement avantageusement élastiques, c'est à dire présentant une plus grande extensibilité comparativement à celle des éléments de renforcement des couches de travail. L'armature de sommet peut également comprendre une couche de triangulation comprenant une pluralité de fils ou câbles métalliques à faible extensibilité faisant avec la 3066436 2 direction circonférentielle un angle compris entre 45° et 90°, cette couche étant située radialement entre l'armature de carcasse et la première couche de travail. [0006] Radialement sur l'extérieur de l'armature de sommet, on place une bande de roulement destinée à venir au contact d'une chaussée dans l'aire de contact entre ladite 5 chaussée et le pneumatique. [0007] Définitions : [0008] Une direction radiale est une direction coupant l'axe de rotation du pneumatique et perpendiculaire à celui-ci. Une distance radiale est mesurée selon une direction radiale. L'expression « radialement intérieur à, respectivement radialement 10 extérieur à » signifie « dont la distance radiale mesurée à partir de l'axe de rotation du pneumatique est inférieure à, respectivement supérieure à ». [0009] Une direction axiale ou direction transversale désigne une direction qui est parallèle à l'axe de rotation du pneu. [0010] Par direction circonférentielle, on entend une direction qui est tangente à tout 15 cercle centré sur l'axe de rotation. Cette direction est perpendiculaire à la fois à la direction axiale et à une direction radiale [0011] La surface de roulement d'une bande de roulement désigne la surface de la bande de roulement susceptible de venir au contact d'une chaussée lors du roulage. [0012] La surface externe d'un pneu comprend la surface de roulement et les autres 20 surfaces visibles du pneu lorsque celui-ci est monté sur une jante en conditions d'utilisation. [0013] Il est connu que pour certains usages liés à la récolte des moissons de maïs ou de canne à sucre, des pneus pour véhicule poids lourd peuvent être amenés à rouler sur des terres agricoles recouvertes de chaumes coupés formant des sortes de tiges après la 25 récolte. Ces tiges ou chaumes sont particulièrement agressifs car ils peuvent venir au contact des flancs des pneus. En effet, ces chaumes après la récolte sont ancrés en terre et ont des longueurs de quelques centimètres et sont dirigés dans des directions verticales par rapport au sol mais aussi selon des directions obliques ce qui augmente leur agressivité. 3066436 3 [0014] Les dommages que peuvent subir les flancs des pneus dans ces conditions de roulage résultent de l'indentation des extrémités des chaumes, lesquelles entrent en contact avec l'un des flancs et font subir à ce flanc une déformation complexe et de forte amplitude. Sous l'effet de cette déformation, il a pu être observé l'apparition de cassures 5 du matériau caoutchoutique composant le flanc ; en outre, les renforts composant l'armature de carcasse du pneu subissent également des fortes contraintes ce qui peut avoir une incidence défavorable sur leur endurance. Les cassures de la matière caoutchoutique des flancs notamment pour des pneus tubeless peuvent générer une perte brutale de pression et comme ces cassures ne sont pas réparables ceci a pour conséquence 10 un retrait du pneu bien avant d'avoir atteint la limite d'usure de sa bande de roulement. [0015] Ces mêmes agressions, sans provoquer de cassures à l'instant du contact avec au moins chaume, peuvent 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. 15 [0016] Ces agressions s'exercent dans la partie du flanc qui est proche des bords de l'armature de sommet, cette partie du flanc étant celle où on peut constater une assez forte variation d'épaisseur de matière entre l'armature de carcasse et la surface externe du pneu. [0017] Ce problème est connu et il a déjà été proposé des solutions, mais il semblerait 20 qu'aucune des solutions connues ne soit entièrement satisfaisante. [0018] On connaît notamment la demande W02009/029088 qui décrit un pneu pour un usage tout terrain, ce pneu étant pourvu d'une pluralité de blocs de protection sur ses flancs. Ces blocs de protection ont des parois latérales inclinées de manière à éviter tout accrochage avec un objet externe. Les blocs sont disposés sur au moins deux cercles 25 concentriques à l'axe de rotation de façon à être placés en alternance mais sans contact entre eux. [0019] On connaît aussi la demande US2013/0092308-A1 qui décrit un pneu dont les flancs sont pourvus d'une pluralité de blocs sur les flancs, ces blocs ayant une forme massive et sont placés sur deux lignes circonférentielles les uns à côté des autres sur 3066436 4 chaque ligne avec un espace suffisant afin que chaque bloc d'une ligne s'intercale partiellement entre deux blocs de l'autre ligne et se déforme librement. [0020] Le document W02016/062623 décrit un pneu dont l'un au moins des flancs comprend une pluralité de motifs en relief, chaque motif en relief étant pourvu d'une zone 5 de séparation appropriée pour se refermer et générer des forces de contact lorsque le motif en relief est agressé par un corps extérieur comme un chaume. [0021] Si cette dernière solution a montré un intérêt certain, il a été constaté que dans certaines conditions, cette solution méritait encore d'être perfectionnée. BREF EXPOSE DE L'INVENTION 10 [0022] La présente invention vise à fournir un pneu dont au moins un flanc est protégé des agressions externes subies lors du contact avec un obstacle pendant le roulage de ce pneu notamment dans un champ recouvert de chaumes après une récolte. Ce contact sur la paroi externe de l'un des flancs se traduit par un effort violent dont une composante est dirigée dans une direction pointant vers l'intérieur de la cavité interne du pneu et une 15 autre composante dirigée dans une direction circonférentielle. [0023] 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 enrobés dans un matériau caoutchoutique, ce pneu comportant une partie sommitale comprenant une bande de roulement délimitée axialement par des bords, cette bande de roulement 20 étant destinée à être en contact avec un sol lors du roulage, la partie sommitale comprenant une armature de sommet et étant prolongée axialement 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. [0024] Par ailleurs, ce pneu est pourvu d'un dispositif de protection d'au moins un flanc 25 contre les agressions extérieures, ce dispositif de protection comprenant une pluralité d'éléments en relief formés sur le flanc à protéger, ces éléments en relief étant disposés suivant la direction circonférentielle selon au moins une première ligne circonférentielle et une deuxième ligne circonférentielle, la première ligne circonférentielle étant la plus proche des bords de la bande de roulement du pneu. Chaque élément en relief d'une même ligne circonférentielle d'indice i a une même hauteur maximales Hi mesurée par 3066436 5 rapport à la surface du flanc sur lequel il est formé. Par définition l'indice i de la première ligne circonférentielle est égal à 1 ; sur cette première ligne circonférentielle sont formés des éléments de relief de hauteur maximale Hl. [0025] Ce pneu est tel que les hauteurs maximales Hi des éléments de relief des lignes 5 circonférentielles successives en allant de la première ligne circonférentielle vers les suivantes vont en décroissant. [0026] Ceci signifie que la hauteur maximale H1 des éléments de relief de la première ligne circonférentielle est plus grande que la hauteur maximale H2 des éléments de relief de la deuxième ligne circonférentielle, cette dernière hauteur maximale H2 étant elle- 10 même plus grande que la hauteur maximale H3 des éléments de relief de la troisième ligne circonférentielle et ainsi de suite. [0027] Préférentiellement, la première ligne circonférentielle d'éléments de relief est localisée sur le flanc de manière à ce que ces éléments soient placés radialement vers l'intérieur par rapport à une surface enveloppant et prolongeant axialement vers 15 l'extérieur l'armature de sommet. [0028] Il est judicieux de prévoir que des éléments de relief d'une ligne circonférentielle ne puissent pas venir en contact des éléments de relief d'une ligne circonférentielle voisine. [0029] Il est également judicieux de former sur chaque élément de relief d'au moins la 20 première ligne circonférentielle une coupure se prolongeant à partir de la surface externe de l'élément de relief dans son épaisseur afin de générer des forces de frottement lors d'un contact éventuel avec un obstacle pendant le roulage à l'image de ce qui est décrit dans le document publié sous le numéro W02016/062623. [0030] Chaque élément de relief comprend une région intermédiaire de forme allongée 25 dans la direction circonférentielle, cette région intermédiaire comprenant deux extrémités et étant prolongée, à chacune de ses deux extrémités, par une extension faisant un angle non nul avec la région intermédiaire allongée de l'élément de relief. Selon une variante intéressante, chaque extension d'un élément de relief du dispositif fait un angle au moins égal à 40° avec la direction circonférentielle. 3066436 6 [0031] Préférentiellement, la longueur circonférentielle moyenne hors tout de chaque élément en relief est au moins égale à 20 mm et au plus égale à 150 mm. [0032] Préférentiellement, la hauteur des éléments de relief de la première ligne circonférentielle est au moins égale à 3 mm et au plus 15 mm. 5 [0033] Préférentiellement, la largeur méridienne des éléments de relief est au moins égale à 0.5 fois leur hauteur et au plus 3 fois cette même hauteur. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [0034] La figure 1 représente une vue partielle d'un pneu selon une réalisation de l'invention ; 10 [0035] La figure 2 représente une vue en coupe d'un flanc du pneu montré avec la figure 1; [0036] La figure 3 montre en coupe une variante d'un flanc comprenant un dispositif de protection selon une variante de l'invention. DESCRIPTION DES FIGURES 15 [0037] La figure 1 représente une vue partielle d'un pneu 1 destiné à un véhicule poids lourd de dimension 295/80 R 22.5 et comprenant un dispositif de protection 10 d'un flanc 30 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 20 pneu (non représentée ici). [0038] 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. 25 [0039] 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, la présente invention peut être mise en oeuvre sur les deux flancs d'un même pneu. 3066436 7 [0040] La partie sommitale 20 comprend, radialement à l'extérieur de l'armature de carcasse 31, 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 pour venir en contact avec une chaussée au cours du roulage. 5 [0041] Sur le flanc 30 on distingue un dispositif de protection 10 contre des agressions externes pouvant être générées par des corps rigides contre lesquels ledit flanc du pneu peut entrer en contact pendant le roulage. [0042] Le dispositif de protection 10 comprend une pluralité de premiers éléments en relief 101 et de deuxièmes éléments de relief 102 disposés respectivement sur une 10 première ligne circonférentielle Cl et sur une deuxième ligne circonférentielle C2. Chaque ligne circonférentielle est un cercle centré sur l'axe de rotation du pneu. [0043] La première ligne circonférentielle C1 a un rayon R1 plus grand que celui R2 de la deuxième ligne circonférentielle C2 ; cette première ligne circonférentielle Cl est située entre la deuxième ligne C2 et l'un des bords 210 de la bande de roulement 20 du pneu. 15 Les éléments de relief 101 formés sur cette première ligne circonférentielle Cl ont une géométrie en forme de U retournée comprenant une partie médiane orientée circonférentiellement prolongée de part et d'autre par des extensions, ces extensions étant positionnées du côté de l'axe de rotation du pneu par rapport à ladite partie médiane. [0044] La distance circonférentielle entre chaque élément de relief 101 est appropriée afin 20 d'empêcher tout corps de venir agresser directement le flanc. [0045] Dans cette variante, la première ligne circonférentielle C1 d'éléments de relief 101 est localisée sur le flanc de manière à ce que ces éléments de relief portés sur cette première ligne soient placés radialement vers l'intérieur par rapport à une surface enveloppant (indiquée sur la figure 2 par la ligne S représentant la coupe de cette surface 25 avec le plan de la figure 2) et prolongeant axialement vers l'extérieur l'armature de sommet 22. [0046] Sur la deuxième ligne circonférentielle C2 sont disposés les éléments de relief 102 de forme allongée et comprenant à leurs extrémités des extensions obliques par rapport à la direction circonférentielle ; ces éléments ont une géométrie sensiblement identique à 30 celle des premiers éléments de relief de la première ligne circonférentielle. Ces extensions 3066436 8 obliques sont orientées vers les éléments de relief 101 de la première ligne circonférentielle C 1. [0047] Les éléments de relief 101 de la première ligne circonférentielle C 1 sont disposés sur le flanc 30 du pneu de manière à être décalés circonférentiellement par rapport aux 5 éléments de relief 102 de la deuxième ligne circonférentielle C2 de manière à créer une sorte de barrage à tout corps venant à passer entre deux éléments de relief consécutifs de la première ligne circonférentielle. [0048] La longueur moyenne totale de chaque élément de relief de la première ligne circonférentielle est égale à 75 mm, et sa largeur moyenne égale à 11 mm. 10 [0049] Chaque élément de relief 101 de la première ligne circonférentielle C 1 a une hauteur Hl dans le cas présent constante et égale à 5 mm. Cette hauteur Hl est mesurée par rapport à la surface externe 300 du flanc 30. [0050] Les éléments de relief 102 formés sur la deuxième ligne circonférentielle C2 ont une géométrie en forme de U inversée par rapport à celle des éléments de la première 15 ligne circonférentielle : une partie médiane orientée circonférentiellement prolongée de part et d'autre par des extensions, ces extensions étant orientées vers les éléments de relief de la première ligne circonférentielle. [0051] La longueur moyenne totale de chaque élément de relief de la deuxième ligne circonférentielle est égale à 72 mm, et sa largeur moyenne égale à 11 mm. 20 [0052] Chaque élément de relief 102 de la deuxième ligne circonférentielle a une hauteur H2 dans le cas présent constante et égale à 3 mm. Cette hauteur H2 est mesurée par rapport à la surface externe 300 du flanc 30. [0053] Dans la variante montrée, les éléments de relief de chaque ligne circonférentielle ne sont pas destinés à entrer en contact avec les éléments de relief de l'autre ligne 25 circonférentielle. Bien entendu, il est possible de prévoir que ces éléments puissent entrer en contact les uns avec les autres. [0054] Grâce à cette diminution des hauteurs des éléments de relief selon leur position par rapport à la surface de roulement de la bande de roulement, il est possible de limiter les 3066436 9 volumes de matière additionnels tout en réduisant les effets d'un contact contre des corps venant à agresser le flanc en roulage. [0055] La figure 2 représente une vue en coupe du flanc du pneu montré avec la figure 1. Sur cette figure on distingue en relief sur la surface externe 300 du flanc 30 un premier 5 élément de relief 101 et un deuxième élément de relief 102 situés respectivement sur une première ligne circonférentielle Cl de rayon R1 et une deuxième ligne circonférentiel C2 de rayon R2, ce deuxième rayon R2 étant plus petit que le rayon Rl. [0056] L'élément de relief 101 a une surface externe 1010 dont tous les points sont situés à une distance Hl constante de la surface externe 300 du flanc. L'élément de relief 102 a 10 une surface externe 1020 dont tous les points sont situés à une distance H2 constante de la surface du flanc. [0057] Dans une variante non montrée, chaque élément de relief du dispositif de protection de flanc comprend une zone de séparation réalisée sous la forme d'une incision de largeur appropriée pour que cette incision puisse se fermer lors du contact avec un 15 corps étranger et ainsi générer un effort de frottement. Cette incision est orientée de manière substantielle dans la direction circonférentielle dans la région intermédiaire et s'étend sur toute la longueur de chaque extension de manière à générer des efforts de frottement entre les faces en vis-à-vis délimitant cette incision lorsque l'un desdits éléments de relief entre en contact avec un corps externe. 20 [0058] La figure 3 montre en coupe une autre variante d'un flanc comprenant un dispositif de protection selon l'invention. Selon cette variante, les surfaces externes 1010 et 1020, des éléments de relief 101, 102 respectivement, sont inclinées par rapport au profil de la surface externe 300 du flanc. Chaque premier élément de relief 101 présente des arêtes 1011 et 1012 limitant la surface externe 1010, l'arête 1011 située du côté du 25 bord 210 de la bande de roulement étant située à une distance H11 de la surface externe du flanc qui est supérieure à la distance H12 de l'autre arête 1012 mesurée par rapport à la même surface. [0059] Il en est de même pour le deuxième élément de relief 102 qui présente des arêtes 1021 et 1022 limitant la surface externe 1020, l'arête 1021 située du côté du premier 3066436 - 10- élément de relief 101 étant située à une distance H21 de la surface externe du flanc qui est supérieure à la distance H22 de l'autre arête 1022. [0060] Dans cette variante, la hauteur maximale H21 de chaque deuxième élément 102 est inférieure à la hauteur minimale H12 de chaque premier élément 101. 5 [0061] La description de deux variantes de l'invention, dans le seul but de faire comprendre l'invention, ne saurait bien entendu limiter la portée de cette invention qui est définie par les revendications et la personne du métier est à même d'adapter à son besoin les paramètres de l'invention. REVENDICATIONS1- Pneu (1) pour véhicule destiné à porter de lourdes charges, ce pneu comprenant une armature de carcasse (31) ayant des renforts enrobés dans un matériau caoutchoutique, ce pneu comportant une partie sommitale (20) comprenant une bande de roulement (21) délimitée axialement par des bords (210), cette bande de roulement étant destinée à être en contact avec un sol lors du roulage, la partie sommitale (20) comprenant une armature de sommet (22) et étant prolongée axialement 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, ce pneu étant pourvu d'un dispositif de protection (10) d'au moins un flanc contre des agressions extérieures, ce dispositif de protection (10) comprenant une pluralité d'éléments en relief formés sur le flanc à protéger, ces éléments en relief étant disposés suivant la direction circonférentielle selon au moins une première ligne circonférentielle (C 1) et une deuxième ligne circonférentielle (C2), la première ligne circonférentielle étant la plus proche des bords (210) de la bande de roulement du pneu, chaque élément en relief d'une même ligne circonférentielle d'indice i ayant une même hauteur maximale Hi mesurée par rapport à la surface du flanc sur lequel il est formé, l'indice i de la première ligne circonférentielle est égal à 1, sur cette première ligne circonférentielle (C 1) sont formés des éléments de relief (101) de hauteur maximale Hl, ce pneu étant caractérisé en ce que les hauteurs maximale Hi des éléments de relief (102) des lignes circonférentielles successives en allant de la première ligne circonférentielle vers les suivantes vont en décroissant. 2- Pneu selon la revendication 1 caractérisé en ce que la première ligne circonférentielle (C1) d'éléments de relief (101) est localisée sur le flanc de manière à ce que ces éléments de relief soient placés radialement vers l'intérieur par rapport à une surface enveloppant (S) et prolongeant axialement vers l'extérieur l'armature de sommet (22). 3- Pneu selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que les éléments de relief de chaque ligne circonférentielle ne peuvent venir en contact avec des éléments 3066436 - 12- de relief d'une ligne circonférentielle voisine. 4- Pneu selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que sur chaque élément de relief (101) d'au moins la première ligne circonférentielle (Cl) il est formé 5 une coupure s'ouvrant sur la surface externe de l'élément de relief et prolongée dans son épaisseur. 5- Pneu selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que chaque élément de relief comprend une région intermédiaire de forme allongée dans la direction 10 circonférentielle, cette région intermédiaire comprenant deux extrémités et étant prolongée, à chacune de ses deux extrémités, par une extension faisant un angle non nul avec la région intermédiaire allongée de l'élément de relief. 6- Pneu selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que la largeur 15 des éléments de relief (101, 102) est au moins égale à 0.5 fois leur hauteur (Hl, H2) et au plus 3 fois cette même hauteur (Hl, H2). 7- Pneu selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que la hauteur des éléments de relief (101) de la première ligne circonférentielle (Cl) est au 20 moins égale à 3 mm et au plus 15 mm.