INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Les véhicules concernés par l’invention, outre de porter de la charge et donc d’avoir une certaine pression sont utilisés sur des terrains comprenant des pierres ou d’autres objets plus ou moins tranchants présents sur les sols de roulages, sols en travaux, pistes, routes minières sur lesquelles circulent les dumpers, routes forestières pour les pneumatiques agricoles considérés. Le sommet d’un pneumatique est fréquemment soumis à des coupures susceptibles de le traverser radialement vers l’intérieur et selon la taille de l’objet, de perforer l’ensemble de l’armature de sommet et de carcasse créant une perte de pression et la défaillance du pneumatique. L’utilisation de renforts métalliques extensibles dans les couches de protection est connue pour améliorer la résistance des pneumatiques à la perforation en permettant une meilleure adaptation de ladite couche de protection à la forme de l’obstacle ; néanmoins étant donné le coût des pneumatiques de grande dimension et la fréquence de ces incidents, il est toujours important d’améliorer la performance de la résistance à la perforation.
Les inventeurs se sont donnés pour objectif, pour un pneumatique radial pour véhicules lourds de type camionnette, poids-lourd, génie civil ou agricole, ayant un indice de charge supérieur à 110 ou une charge nominale supérieure 1050 kg, de diminuer le risque de perforation du pneumatique à la suite d’agressions de la bande de roulement lors d’un roulage sur des pierres tranchantes tout en maîtrisant la masse de l’armature de sommet.
Cet objectif a été atteint, selon l’invention, par un pneumatique radial pour véhicules lourds de type camionnette, poids-lourd, génie civil ou agricole, ayant un indice de charge supérieur à 110 ou une charge nominale supérieure 1050 kg comprenant : une armature de sommet, radialement extérieure à une armature de carcasse et radialement intérieure à une bande de roulement, ladite bande de roulement étant réunie par l’intermédiaire de deux flancs, à deux bourrelets de part et d’autre d’un plan circonférentiel médian, dit plan équateur, perpendiculaire à l’axe de rotation du pneumatique et passant au centre de la bande de roulement, l’armature de carcasse s’étendant entre les deux bourrelets, l’armature de sommet comprenant au moins deux couches de renforts métalliques transverses, ayant chacune une masse surfacique de métal, les renforts métalliques desdites couches de renforts transverses formant, avec la direction circonférentielle au niveau du plan équateur, des angles orientés au moins égaux à 10° et au plus égaux à 70°, au moins deux angles de deux couches de renforts transverses étant de signes opposés, les renforts métalliques d’au moins une desdites couches de renforts transverses ayant une résistance à la rupture au moins égale à 80 daN, l’armature de sommet comprenant au moins une couche anti-perforation la plus radialement extérieure, ayant une masse surfacique de métal, la au moins une couche anti-perforation étant une cotte de maille constituée par un assemblage d’anneaux métalliques en alliage ferreux et ayant un diamètre extérieur (d), ladite cotte de maille étant enrobée dans au moins un matériau polymérique, la masse surfacique de métal de la au moins une couche anti-perforation étant au plus égale 70% de la somme des masses surfaciques de métal des couches de renforts transverses.
Pour les pneumatiques, dont les couches de sommet sont en textile, et pour lesquels la masse est une préoccupation majeure, l’invention n’est pas une solution technique intéressante. Pour les pneumatiques dont les indices de charge sont faibles comme les pneumatiques de tourisme, leurs usages sont limités à des routes asphaltées avec une pression nominale et un indice de charge les rendant aptes à absorber les chocs usuels. L’invention n’a dans cet usage que peu d’intérêt pour l’usager.
L’invention consiste en un pneumatique radial ayant un indice de charge supérieur à 110 et dont l’armature de sommet comprend au moins deux couches de renforts transverses métalliques. Ces deux couches de renforts transverses sont habituellement nommées couches de travail lorsque leurs renforts sont inélastiques. Leur fonction est de reprendre les efforts notamment transverses dans les virages et une partie, si ce n’est la totalité, des efforts de pression du pneumatique. Dans cette configuration, les renforts métalliques d’au moins une desdites couches de renforts transverses ont une résistance à la rupture au moins égale à 80 daN.
Si l’armature de sommet comprend une armature de frettage dont les renforts métalliques forment avec l’axe circonférentiel du pneumatique un angle au plus égal à 10°, les renforts des couches transverses reprennent seulement une partie des efforts de pression et de centrifugation.
Les éléments de renforts des couches de renforts transverses peuvent être élastiques ou inélastiques. Ils ont donc un module élastique ou module d’Young en extension au moins égal à 40 GPa. En effet, un pneumatique comprenant uniquement des renforts élastiques, pour peu que les élasticités des renforts soient équilibrées par rapport à leurs différentes fonctions dans le pneumatique, a montré son intérêt dans certaines performances notamment en résistance au choc sommet. Ces pneumatiques selon l’état de l’art comprennent au moins une couche de protection la plus radialement extérieure. Une couche de protection diffère des couches de renforts transverses dans le sens où soit son module élastique est significativement inférieur au module élastique des couches de renforts transverses, soit son allongement structurel As est significativement supérieur à l’ allongement structurel As des couches de renforts transverses. Dans ces deux cas, elle ne reprend que très peu d’efforts transverses. Les inventeurs ont constaté avec surprise qu’en remplaçant la ou les couches de protection par une cotte de maille d’anneaux métalliques enrobée d’au moins un matériau polymérique, à masse équivalente voire à masse réduite comparativement à une ou des couches de protection, améliorait la performance de résistance aux chocs sommet notamment avec des indenteurs à l’extrémité biseautée plus aptes à perforer le pneumatique, et ce bien que l’acier des anneaux de la cotte de maille ait une résistance à la rupture très inférieure aux aciers à haute résistance des couches de protection et que la couche antiperforation ait, de par sa construction, une résistance à la rupture d’un ordre de grandeur inférieure aux couches de protection.
Pour mesurer la masse surfacique des couches une solution bien connue de l’homme de l’art est de prélever toute ou partie de la couche de renforts métalliques sur un pneumatique. Le prélèvement sera de préférence de forme rectangulaire de la largeur de la couche dans le pneumatique et d’une longueur proche de ladite largeur. Après la mesure la surface dudit prélèvement, les mélanges caoutchouteux du prélèvement sont enlevés par un procédé mécano chimique connu de l’homme de l’art et la masse de métal de l’échantillon est pesée permettant ainsi le calcul de la masse surfacique de la couche de sommet considérée.
Une méthode préférée de fabrication est de déposer de manière régulière, avec ou sans tension, la cotte de maille sur une première couche de mélange caoutchouteux, ou matériau d’enrobage, et de calandrer celle-ci avec une deuxième couche de mélange caoutchouteux. Les anneaux sont ainsi maintenus en position relative les uns par rapport aux autres dans un agencement circonférentiellement régulier. Cette phase est particulièrement importante, la cotte de maille ayant une très grande déformabilité. La mesure de l’allongement à rupture selon la norme ASTM E8 d’une telle couche anti-perforation, en traction dans le sens longitudinal, est au moins égale à 120% et, de préférence, au moins égale à 140% dans les versions où la cotte de maille est posée non tendue, à savoir avec un faible pas. Cette valeur est à comparer avec des allongements au plus égaux à 10% pour les couches de protection des produits existants. Cette caractéristique semble plus apte à expliquer la performance car les couches anti-perforation testées ont une résistance à la rupture nettement plus faible que lesdites couches de protection usuelles. Par ailleurs cette grande déformabilité est un des intérêts majeurs de la cotte de maille, car étant très souple, elle n’offre aucune résistance aux déformations en flexion et en compression provoquées par l’écrasement du pneumatique sous sa charge ou par le roulage. De ce fait une couche anti-perforation peut sans problème être positionnée à une certaine distance de la fibre neutre de l’armature de sommet. La souplesse des couches antiperforation leur permet de supporter sans endommagement les cycles de traction - compression à une distance de la fibre neutre de l’armature de sommet où des couches de renforts métalliques transverses, des couches de frettage ou des couches de protection rompraient rapidement en fatigue.
Par ailleurs l’impact sur la résistance au roulement du pneumatique d’une telle couche est de l’ordre de grandeur de la contribution de son volume en mélange caoutchouteux. Son utilisation n’est donc pas pénalisante sur cette performance en remplacement d’une ou deux couches de protection.
De manière préférée la au moins une couche anti-perforation est une cotte de maille dont l’assemblage est dit de 4 anneaux en 1 anneau selon l’expression de l’homme de l’art. Ceci signifie qu’à l’exception des anneaux situés aux extrémités notamment axiales de la couche anti-perforation, qu’en tout anneau passent 4 anneaux. Plus précisément une cotte de maille est constituée par un assemblage d’anneaux dans lequel chaque anneau, à l’exception des anneaux positionnés aux extrémités transversales de la couche anti-perforation, est entrelacé avec quatre autres anneaux, de façon à constituer un maillage de rangées d’anneaux respectivement longitudinales et transversales. Il existe des assemblages de 6 anneaux en 1 anneau ou de 8 anneaux en 2 anneaux, cependant ces agencements ne sont pas optimaux en termes d’épaisseurs de chaque couche anti-perforation.
La cotte de maille créant un maillage de rangées d’anneaux respectivement longitudinales et transversales, il est possible de mesurer un pas longitudinal et un pas transversal, le pas étant la distance entre deux anneaux consécutifs sur une même rangée longitudinale, respectivement transversale. Une solution préférée est que le pas longitudinal, respectivement le pas transversal de la au moins une couche anti-perforation soit compris entre 0.5 et 0.7 fois le diamètre extérieur des anneaux. Ainsi posée la couche anti-perforation a une plus grande efficacité qu’une cotte de maille posée tendue. Il semble que de manière étonnante pour bien résister à perforation, il ne convient pas d’opposer immédiatement une certaine rigidité à l’indenteur mais de se déformer d’abord puis d’amener de la rigidité. Le pas de pose longitudinal ou transversal se mesure sur un tissu prélevé du pneumatique. Quand les anneaux de la cotte de maille sont disposés de manière régulière les anneaux sont disposés selon des lignes transversales et longitudinales. En enlevant les mélanges caoutchouteux radialement extérieurs à la couche anti-perforation, pour chaque anneau, hormis les anneaux situés sur le bord de la couche antiperforation, il y a des anneaux longitudinalement, respectivement transversalement, adjacents dont le centre est situé sur le même axe longitudinalement, respectivement transversalement, aux erreurs de positionnement près à savoir à plus ou moins 25% du diamètre extérieur des anneaux. Le pas longitudinal, respectivement transversal, est la distance longitudinale, respectivement transversale, entre les deux centres de ces deux anneaux longitudinalement, respectivement transversalement, adjacents. Cette pratique de mesure est connue de l’homme du métier pour faire les mesures sur les différentes couches de renforts métalliques perpendiculairement aux câbles.
La mesure des épaisseurs radiales du mélange caoutchouteux et de la couche antiperforation se fait sur une coupe méridienne du pneumatique, obtenue par découpage du pneumatique selon deux plans méridiens. A titre d’exemple, une coupe méridienne de pneumatique a une épaisseur selon la direction circonférentielle d’environ 60 mm au niveau de la bande de roulement. La mesure se fait en maintenant la distance entre les deux bourrelets identique à celle du pneumatique monté sur sa jante et faiblement gonflé. Les mesures se feront sur plusieurs coupes méridiennes réparties tout autour du pneumatique et seront traitées statistiquement pour l’évaluation d’une valeur moyenne sur la circonférence du pneumatique. Les mesures se font de bord à bord de renforts métalliques. Ainsi l’épaisseur radiale du mélange caoutchouteux se fait depuis le bord le plus radialement extérieur d’un câble de la couche de renforts métalliques radialement adjacente à la couche antiperforation au bord le plus radialement intérieur des anneaux de la couche antiperforation. L’épaisseur radiale de la couche antiperforation se fait entre les deux bords, le plus radialement intérieur et le plus radialement extérieur des anneaux de la couche antiperforation.
Une solution avantageuse est que les anneaux de la au moins une couche anti-perforation est un acier dont le taux de carbone est inférieur à 0.2% en pourcentage massique. Cela améliore considérablement la possibilité de souder les deux extrémités des anneaux entre elles afin d’obtenir une cotte de maille selon l’invention.
De même, pour faciliter la soudure des extrémités de chaque anneau entre elles afin d’avoir des anneaux fermés sur eux-mêmes, une solution avantageuse est que les anneaux de la au moins une couche anti-perforation soient en un acier dont le taux de chrome est supérieur à 10.5% en pourcentage massique. Les mélanges d’enrobage doivent adhérer à la cotte de maille car, dans le cas contraire, sous les efforts transverses, une fissure dans la largeur de la cotte de maille se créerait rapidement amenant à une séparation d’une partie de la bande de roulement et du reste du pneumatique. Les anneaux de la cotte de maille sont donc traités chimiquement afin de permettre l’adhésion du mélange caoutchouteux aux anneaux de la cotte de maille, ce qui est un procédé connu de l’homme de l’art.
L’expérience montre que, pour une même masse de métal, il est plus intéressant d’avoir une seule couche anti-perforation avec un pas plus petit que deux couches de sommet anti-perforation avec un pas plus grand. Pour gagner en masse, il est donc plus intéressant que l’armature de sommet comprenne une unique couche antiperforation.
Une solution préférée est que la couche anti-perforation soit séparée de la couche de sommet de renforts métalliques la plus proche par une épaisseur radiale de mélange caoutchouteux au moins égale, au niveau du plan équateur, à 0.5 fois, et de préférence, au moins une fois, l’épaisseur radiale de la couche anti-perforation. L’expérience a montré que le découplage de la couche anti-perforation et de la couche de sommet de renforts métalliques la plus proche avait un effet très bénéfique sur la résistance aux chocs avec un indenteur biseauté. Cette position est tout à fait acceptable pour une couche anti-perforation compte tenu de sa souplesse en compression et en traction. Une couche de protection constituée de câbles et de mélanges caoutchouteux romprait en compression en se trouvant ainsi éloignée de la fibre neutre de l’armature de sommet. La couche de sommet de renforts métalliques la plus proche peut être une couche de renforts transverses ou une couche de frettage selon les cas.
Les caractéristiques de l’invention sont illustrées par les figures 1 à 4 schématiques et non représentées à l’échelle, en référence à un pneumatique de type génie civil : : coupe méridienne d’un sommet de pneumatique selon l’invention comprenant deux couches de renforts transverses, deux couches de frettage et une couche anti-perforation découplée des autres couches de sommet. : coupe méridienne d’un sommet de pneumatique selon l’état de l’art comprenant deux couches de renforts transverses, deux couches de frettage et deux couches de protection. : une représentation d’un motif d’une cotte de maille dont l’assemblage est de 4 anneaux en 1 anneau avec un pas de pose maximal. : une représentation d’un motif d’une cotte de maille dont l’assemblage est de 4 anneaux en 1 anneau avec un pas de pose minimal.
Les figures ne représentent pas dans leur totalité les possibilités offertes par l’invention comme, une version de l’invention comprenant deux couches anti-perforation ou pas de couches de frettage. Il existe de nombreuses variantes possibles de positionnement des différentes couches comprises dans l’invention qui ne sont pas représentées.
Sur la est représentée une coupe méridienne d’un pneumatique 1 pour véhicule lourd de type génie civil selon l’invention comprenant une armature de sommet 3, radialement intérieure à une bande de roulement 2 et radialement extérieure à une armature de carcasse 4. L’armature de sommet 3 comprend des couches de renforts transverses, plus particulièrement des couches de travail (321, 322), comprenant des renforts métalliques inextensibles enrobés dans un matériau élastomérique, parallèles entre eux et formant un angle compris entre 10° et 45°, avec une direction circonférentielle XX’ tangente à la circonférence du pneumatique, les renforts métalliques des deux couches de travail 321 et 322 étant croisés d’une couche à la suivante. L’armature de sommet comprend également deux couches de frettage (331, 332) dont les renforts métalliques extensibles enrobés dans un matériau élastomérique, parallèles entre eux, forment, avec la direction circonférentielle XX’, un angle au plus égal à 8°. La couche la plus radialement extérieure 311 est une couche anti-perforation constituée d’une cotte de maille de 4 anneaux en 1, c’est-à-dire qu’excepté pour les anneaux sur les extrémités axiales de la cotte de maille, 4 anneaux passent dans 1 anneau. La couche anti-perforation est distante d’une épaisseur radiale (E) de mélange caoutchouteux de la couche de travail la plus proche.
Sur la est représentée une coupe méridienne d’un pneumatique 1 pour véhicule lourd de type génie civil selon l’état de l’art comprenant une armature de sommet 3, radialement intérieure à une bande de roulement 2 et radialement extérieure à une armature de carcasse 4. L’armature de sommet 3 comprend des couches de renforts transverses, plus particulièrement des couches de travail (321, 322), comprenant des renforts métalliques inextensibles enrobés dans un matériau élastomérique, parallèles entre eux et formant un angle compris entre 10° et 45°, avec une direction circonférentielle XX’ tangente à la circonférence du pneumatique, les renforts métalliques des deux couches de travail 321 et 322 étant croisés d’une couche à la suivante. L’armature de sommet comprend également deux couches de frettage (331, 332) dont les renforts métalliques extensibles enrobés dans un matériau élastomérique, parallèles entre eux, forment, avec la direction circonférentielle XX’, un angle au plus égal à 5°. L’armature de sommet comprend également deux couches de protection 311 et 312 comprenant des renforts métalliques extensibles enrobés dans un matériau élastomérique, parallèles entre eux et formant un angle compris entre 10° et 45°.
La est une représentation d’un motif d’une cotte de maille dont l’assemblage est de 4 anneaux en 1 anneau avec un pas de pose maximal p et un diamètre extérieur d’anneau d. La cotte de maille ainsi positionnée et enrobée d’un matériau élastomérique d’enrobage, a l’allongement à rupture le plus faible.
Facultativement, les compositions peuvent comprendre plus d’un agent de gommage, comme, par exemple, au moins deux agents de gommage, au moins trois agents de gommage, au moins quatre agents de gommage, et ainsi de suite. Par exemple, les compositions peuvent comprendre deux ou plusieurs AHA, peuvent comprendre deux ou plusieurs BHA, peuvent comprendre une combinaison d’un ou plusieurs AHA et d’un ou plusieurs BHA, et ainsi de suite. À titre d’exemple non limitatif uniquement, les compositions peuvent comprendre de l’acide glycolique et de l’acide lactique, peuvent comprendre de l’acide glycolique et de l’acide salicylique, peuvent comprendre de l’acide lactique et de l’acide salicylique, peuvent comprendre de l’acide glycolique et de l’acide trichloracétique, peuvent comprendre de l’acide lactique et de l’acide trichloracétique, peuvent comprendre de l’acide salicylique et de l’acide trichloracétique, peuvent comprendre de l’acide glycolique, de l’acide lactique et de l’acide trichloracétique, peuvent comprendre de l’acide glycolique, de l’acide salicylique et de l’acide trichloracétique, et ainsi de suite.
Dans divers modes de réalisation, les compositions selon la divulgation comprennent au moins un agent de gommage mais sont exemptes ou sensiblement exemptes d’acétyl trifluorométhylphényl valylglycine.
À titre d’exemple non limitatif uniquement, les compositions comprenant au moins un agent de gommage qui sont exemptes ou sensiblement exemptes d’acétyl trifluorométhylphényl valylglycine peuvent comprendre des composants supplémentaires et leurs quantités typiquement utilisés dans les compositions de gommage, tels que, par exemple, au moins un solvant, au moins une huile et des composants facultatifs supplémentaires. Ces compositions peuvent, dans certains modes de réalisation, avoir un pH non inférieur à environ 3,0, comme, par exemple, non inférieur à environ 3,5. Le pH peut être corrigé à la valeur désirée par l’addition d’une base (organique ou inorganique) à la composition, par exemple l’ammoniaque ou une (poly)amine primaire, secondaire ou tertiaire, telle que monoéthanolamine, diéthanolamine, triéthanolamine, isopropanolamine ou 1,3-propanediamine, ou alternativement par l’addition d’un acide inorganique ou organique tel qu’un acide carboxylique, par exemple l’acide citrique.
Par exemple, les compositions comprenant au moins un agent de gommage qui sont exemptes ou sensiblement exemptes d’acétyl trifluorométhylphényl valylglycine peuvent comprendre au moins un solvant choisi parmi l’eau et les solvants organiques. À titre d’exemple, les compositions peuvent comprendre de l’eau en une quantité d’au moins environ 15 % en poids, comme, par exemple, d’environ 20 % en poids à environ 70 % en poids, d’environ 25 % en poids à environ 60 % en poids, d’environ 30 % en poids à environ 50 % en poids, ou d’environ 35 % en poids à environ 40 % en poids, y compris toutes les plages et sous-plages intermédiaires.
Dans d’autres modes de réalisation, les compositions comprenant au moins un agent de gommage qui sont exemptes ou sensiblement exemptes d’acétyl trifluorométhylphényl valylglycine incluent un ou plusieurs solvants organiques tels que des monoalcools et polyols, par exemple alcool éthylique, alcool isopropylique, alcool propylique, alcool benzylique et alcool phényléthylique, ou des glycols ou éthers de glycol tels que, par exemple, les éthers monométhyliques, monoéthyliques et monobutyliques d’éthylène glycol, propylène glycol ou leurs éthers tels que, par exemple, l’éther monométhylique de propylène glycol, de butylène glycol, d’hexylène glycol, de dipropylène glycol ainsi que les éthers alkyliques de diéthylène glycol, par exemple l’éther monoéthylique ou l’éther monobutylique de diéthylène glycol. Dans certains modes de réalisation, le solvant alcoolique est choisi parmi éthanol, alcool isopropylique, éthylène glycol, propylène glycol, butylène glycol, hexylène glycol, propanediol, glycérine, ou leurs mélanges. Facultativement, dans certains modes de réalisation, le(s) solvant(s) organique(s) peut (peuvent) être présent(s) en quantités allant jusqu’à environ 20 % en poids, par exemple d’environ 0,1 à environ 20 % en poids, d’environ 1 à environ 20 % en poids, d’environ 5 à environ 20 % en poids, ou d’environ 10 à environ 15 % en poids, sur la base du poids de la composition.