Brevet FR2381637A1 — publié le 19780922

D'une façon générale, les fabricants de véhicules sont obligés d'acheter des roues chez un fournisseur et des pneus chez un autre fournisseur ou, au mieux, l'un ou l'autre des fournisseurs doit sous-traiter pour obtenir l'autre élément constitutif. En outre, il est souvent nécessaire que le pneu ou la roue soit fabriqué suivant certaines spécifications pour assurer une compatibilité des deux éléments constitutifs. De toute façon, les prix d'achat, comprenant les prix d'expédition élevés, sont maximimisés pour le fabricant de véhicules et, par conséquent, pour ses clients. De plus, le fabricant d'équipement doit inclure les prix du montage des pneus sur les roues dans ses coûts de fabrication globaux. I1 est évidemment souhaitable de réduire le nombre de fournisseurs et de pouvoir se procurer un ensemble roue-pneu à une somme inférieure à celle des colts des éléments distincts. D'autres inconvénients de l'ensemble classique de pnep et de roue résident dans l'apparition d'un patinage à la jante qui réduit l'efficacité de fonctionnement du véhicule. En outre, dans certains cas, le poids excessif d'une roue classique peut être un facteur dont l'amélioration serait une fin sou habitable, Certains ont reconnu l'avantage de disposer d'un ensemble roue-pneu monobloc monté sur un moyeu central devant être supporté directement par l'essieu du véhicule.Toutefois, de tels ensembles roue -pneu sont généralement limités à des roues très petites, comme par exemple les roues des jouets, des karts, des patins à roulettes, etc.. et sont souvent réalisés sous une forme rigide pour supporter des charges sans etre gonflés Lorsque la présence de pneumatiques gonflables est désirable, comme dans le cas d'un véhicule conduit par une personne, on a éprouvé des difficultés considérables pour maintenir une enceinte ou enveloppe étanche à l'air dans laquelle le pneu est fixé mécaniquement à un moyen central. On a également éprouvé des difficultés pour obtenir une liaison ferme entre l'ensemble roue-pneu et le moyeu.De plus, quand un ensemble roue-pneu monobloc, s'étendant du moyeu jusqu'à la bande de roulement est gonflé, le pneu a tendance à s'arrondir exagérément dans les directions latérales.-Ceci est particulièrement important lorsqu'il est nécessaire de maintenir une stabilité dimensionnelle de l'ensemble monobloc roue-pneu afin d'éviter une interférence avec d'autres parties du véhicule. La présente invention a pour objet un ensemble monobloc roue-pneu dans lequel une enveloppe complète de forme torique est moulée directement sur un moyeu coaxial central. La presente invention a encore pour objet un ensemble monobloc roue-pneu, pneumatique ou semi-pneumatique, d'un poids minimum avec des possibilités maximales de résistance mécanique et de performances0 La présente invention a également pour objet un ensemble monobloc roue-pneu capable de supporter des charges de véhicule et de transmettre à partir d'un moyeu un couple à la bande de roulement0 La présente invention a aussi pour objet un ensemble monobloc roue-pneu comportant des moyens de renforcement à 1' extérieur du moyeu. La présente invention a encore pour objet un ensemble monobloc roue-pneu qui peut être gonflé à des fins de support de charge, de flottaison et de confort. La présente invention a aussi pour objet la realisa- tion d'un ensemble roue-pneu d'une seule pièce pour simuler l'aspect d'un ensemble classique de pneu et de roue. La présente invention a aussi pour objet un ensemble roue-pneu eomportant des moyens pour réduire la déformation latérale des flancs ou parois latérales. D'autres objets et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description faite ci-aprèsO Dans la mise en oeuvre de la présente invention l'ensemble monobloc roue-pneu est moulé à partir d'une matière polymère appropriée et se présente sous la forme d'une enveloppe complète étanche à l'air moulée directement autour d'un moyeu central.Un adhésif peut dextre appliqué au moyeu central avant le moulage afin d'accrortre l'adhérence entre le moyeu et le polymère qui doit s'accumuler autour de ce moyeu pendant l'opé- ration de moulage0 Une multiplicité d'entretoises tubulaires font corps avec les parois latérales de manière à s'étendre entre ces dernières pour agir comme éléments de renforcement structuraux et pour limiter la déformation latérale desdites parois latérales.On forme les éléments d'entretoisement en disposant des barres d'une configuration de section transversale voulue d'un des cotés du moule jusqu'à l'autre coté, grtce & quoi le polymère s' accumule vautour des barres pendant l'opération de moulage de manière à former des entretoises de renforcement structural creuses faisant corps avec les parois latérales. V de chez l'intérieur des entretoises creuses ap paratt comme des espaces entre des parties de roue non perforées qui, de ce fait, ressemblent à des rayons. On va maintenant décrire la présente invention en se référant au dessin annexé sur lequel 2 la figure 1 est une vue en élévation, partiellement arrachée, d'un pneu tsPosé dans une section de moule, ce pneu étant fabriqué suivant la présente invention la figure 2 est une vue en coupe suivant 2-2 de la figure 1 les figures 3 et 4 sont des vues d'extrémité partielles de modes de réalisation des moyeux la figure 5 est une vue en élévation d1un antre mode de réalisation de pneu ; et la figure 6 est une vue en coupe suivant 6-6 de la figure 5. On va se référer maintenant aux figures 1 et 2 d'une façon plus particulière . L'ensemble monobloc roue-pneu 10 de la présente invention est, de préférence,moulé à partir d'une matière polymère appropriée. Quelle que soit la matière , l'ensemble roue-pneu se présente sous la forme d'une enveloppe con- plate étanche à ''air avec une paroi radialement extérieure ou bande de roulement 12, des flancs annulaires 14 parallèles dans leur ensemble et séparés l'un de l'autre approximativement par la largeur de la bande de roulement 12, des éléments de paroi latérale intérieurs 16 qui forment un épaulement vers l'intérieur en 17 depuis les flancs extérieurs 14 de manière à former une discontinuité visuelle et à simuler une roue, et une paroi cylindrique intérieure 18. Une valve 20 pour le gonflage peut entre placée dans une partie des flancs, grâce à quoi la structure complète roue-pneu, depuis la bande de roulement jusqu') la paroi intérieure, peut titre gonflée sous une pression uniforme si on le désire. Pendant la fabrication, comme on va le décrire, la paroi intérieure 18 est moulée autour d'un manchon intérieur coaxial 22 en une matière assez rigide, de préférence un métal approprié. Ce manchon est fixé rigidement à la paroi intérieure 18 de l'ensemble monobloc roue-pneu, par exemple au moyen d'un adhésif compatible avec le polymère et le métal afin d'augmenter la liaison obtenue pendant l'opération de moulage. La liaison solide résultante permet la transmission du couple depuis le manchon intérieur 22 à l'ensemble roue-pneu 10.Le manchon intérieur 12 peut avoir une surface intérieure 23 hexagonale ou non circulaire de toute autre manière, comme on peut le voir sur la figure 3, pour permettre à l'ensemble roue-pneu 10 de fonctionner comme une roue d'entratnement et de transmettre un couple provenant d'un arbre d'entratnement (non représenté) de section complémentaire qui y est logé. Par ailleurs, le manchon peut ensuite être pourvu d'un roulement 24 comme représenté sur la figure 4, pour présenter de meilleures caractéristiques de rotation. En outre, le manchon 22a peut comporter des saillies radiales 25 ou autres irrégularités sur sa surface extérieure afin d'assurer une association mécanique ainsi qu'adhésive, avec l'ensemble monobloc roue-pneu. L'ensemble roue-pneu de la présente invention peut être façonné de toute manière appropriée, par exemple par moulage avec soufflage ou par moulage avec rotation, comme décrit dans le brevet U.S. nO 3 470.933. Dans le cas d'un moulage avec rotation, comme décrit dans le brevet précité, on place une certaine quantité de polymère approprié à l'intérieur d'une section de moule 26 et on bloque sur cette dernière la section complémentaire 27 du moule à l'aide de tout moyen approprié, par exemple à l'aide de l'agencement à boulons pivotant 28 representé. Ensuite, on fait tourner le moule autour de deux axes tandis qu'on le chauffe afin de répartir et de disposer le polymère sur les surfaces intérieures dégagées du moule.Ceci est représenté schématiquement sur la figure 1 où le moule est entravé en rotation autour de son propre axe x sur l'arbre 30 et en rotation sur l'arbre 32 autour d'un axe y parallèle à un diamètre de l'ensemble roue-pneu 10. Quel que soit le procédé de moulage, à savoir un moulage avec soufflage, un moulage avec rotation ou tout autre procédé, on place le polymère à l'intérieur du moule et on le fait venir contre et autour de toute esurfaces intérieures de ce moule. Dans chaque section de moule 26, 27 est ménagée une ouverture coaxiale centrale 34 dont les dimensions lui permettent de loger le manchon coaxial central 22, ce manchon y étant retenu enserré à ses extrémités opposées de manière à s'étendre entre lesdits évidements 34 des sections de moule 26, 27 pendant l'opération de moulage. Avant de commencer l'-opération de moulage, on applique un adhésif sur la surface extérieure du manchon métallique 22 de manière à augmenter considérablement la liaison entre la aroi intérieure 18 de l'ensemble roue-pneu 10 et la surface extérieure du manchon. Une adhérence d'origine chimique et mécanique est créée lorsque de la chaleur est appliquée pendant le moulage de l'ensemble roue-pneu 10.Ensuite, comme on peut le voir sur la figure 2, quand on sépare les sec tions de moule 26 et 27, le manchon est libéré par celles-ci et demeure dans l'ensemble roue-pneu 10 avec lequel il fait corps. Une caractéristique particulière de la présente invention réside dans la présence d'une multiplicité d'entretoises tubulaires 38 qui s'étendent entre les parois latérales 14 et 16 et font corps avec celles-ci. Les entretoises 38 se comportent comme des éléments de renforcements structuraux vis-a-vis de l'ensemble roue-pneu 10 et réduisent en outre la déformation vers l'extérieur des parois latérales lorsque l'ensemble rouepneu 10 est gonflé. Les entretoises 38 ont une configuration tubulaire mais elles peuvent avoir n'importe quelle forme de section droite choisie.Par exemple, comme on peut le voir sur les figures 1 et 2 les entretoises 38 peuvent avoir une configuration trapézordale dans leur ensemble en formant un espace trapézoidal ouvert avec des éléments 16a analogues à des rayons et constitues par les parties de paroi latérales 16 en simulant ainsi la configuration générale d'une roue de véhicule. Toutefois, les entretoises peuvent entre circulaires ou de toute autre configuration voulue.Les éléments de formage d'entretoises 40 peuvent comprendre deux sections, chacune de celles-ci étant fixée à une section de moule 26 et 27, grâce à quoi lorsque le moule est assemblé, les sections 40 de formage d'entretoises portent l'une contre l'autre à leurs bords avant de manière à constituer une forme complète d'entretoise traversant le moule 26, 27 de pneu.Les formes 40 diminuent de préférence de section en direction du centre du moule 26 27, pour qu'elles pnis- sent hêtre enlevées facilement de l'intérieur des entretoises 38 qui sont moulées autour de celles-ci pendant 1'opération de moulage Le polymère est plastifié pendant le moulage et est amené à prendre sa lorme autour de la surface des sections 26, 27 de moule de manière à constituer, avec les parois 12, 14 16 et 18, une enveloppe ou enceinte étanche à l'air et de forme torique, les éléments de renforcement structuraux tubulaires 38 s'étendant entre les parois latérales 16 de l'ensemble roue-pneu. Quand les demi-moules 26, 27 sont séparés à la fin de l'opération de moulage, les moules d'entretoise 40 sont extraits de la roue en laissant subsister les entretoises 38 espacées autour de l'arbre à des fins de renforcement. En se référant maintenant aux figures 5 et 6, on voit que l'on y a représenté un ensemble roue-pneu monobloc 50 dans lequel certains éléments d'e b oSemzntE2 ont une section circulaire et sont disposés de manière à épouser la forme de l'intervalle séparant les goujons 94 sur le cercle de boulon d'un plateau d'essieu 56 classique pourvu de goujons de fixation de roue. L'ensemble roue-pneu 50 peut donc être monté directement sur le plateau d'essieu de manière à tourner avec ce dernier, c'est-à-dire à entre entralné par ce dernier.Si on le désire , on peut fixer des éléments de portée mécaniques appropriés 58 à l'intérieur des ouvertures des entretoises 52 pour améliorer la caractéristique d'usure des entretoises 52 comportant les trous powr les goujons. ne tel; élmenes de portee 58 peuvent entre moulés dans le pneu, comte dans le cas du manchon coaxial intérieur 60, ou bien ils peuvent ttre collés dans les ouvertures des entretoises quand le moulage est terminé. De plus, une seconde série d'entretoises tubulaires 62 peut être disposée à l'extérieur du cercle de goujons à des fins supplémentaires de renforcement structural et de manière à limiter la déformation latérale vers l'extérieur en direction de la partie 64 formant le pneu0 Les entretoises tubulaires peuvent avoir une section de configuration circulaire, comme représenté, su hien torte autre forme géométrique voulue . Comme on peut le voir, la partie 66 formant la roue de l'ensemble roue-pneu peut titre décalée axialement par rapport à la partie 64 formant pneu en vue d'un équilibre global et des débattements ou autres espaces libres nécessaires. I1 est bien entendu que la description qui précède n' a été donne qu'à titre purement illustratif et non limita- tif et que des variantes ou des modifications peuvent y entre apportées dans le cadre de la présente invention dont l'étendue est définie par les revendications ci-annexéese REVENDICÂTIONS lo Ensemble monobloc roue-pneu gonflable caractérisé par le fait qu'il comprend : une partie formant pneumatique comprenant une bande de roulement et deux flancs espacés qui coopèrent pour définir une chambre à air de forme torique ; une partie formant roue -comprenant un moyeu central et deux parois latérales espacées l'une de l'autre, chacune desdites parois latérales de la partie formant roue faisant corps avec un desdits flancs de ladite partie formant pneumatique et s' étendant à partir de ce flanc jusqu'an dit moyeu central en faisant corps avec ce moyeu, lesdites pa- rois latérales de ladite partie formant roue délimitant une chambre à air continue et reliant mutuellement ledit moyeu central et ladite partie formant pneumatique en constituant ainsi un ensemble roue-pneu monobloc, ladite chambre à air de ladite partie formant pneumatique débouchant dans ladite chambre à air de la partie formant roue et constituant un agencement de chambre à air gonflable monobloc et continu à l'intérieur dudit ensemble roue-pneu en vue d'entre mise sous pression pneumati queuen en maintenant l'intégrité de la structure dudit ensemble roue-pneu pour former un ensemble roue-pneu soutenu pneumatiquement, ladite structure formant roue comprenant une multi plicité d'éléments de renfvrcement structuraux creux disposés entre ledit moyeu central et ladite partie formant pneumatique, lesdits éléments de renforcement comprenant des parties de paroi faisant corps avec lesdites parois latérales de la dite partie formant roue et s'étendant entre les parois latérales de manière à limiter la déformation latérale de ladite partie formant roue; et une valve pour le gonflage à la pression pneumatique voulue dudit agencement de chambre à air de l'ensemble roue-pneu gonflable. 2. Ensemble roue-pneu suivant la revendication 1 caractérisé par le fait que lesdits éléments de renforcement sont tubulaires. 3. Ensemble roue-pneu suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits éléments de renforcement sont tubulaires et disposés de manière à coTncîder avec le système de goujon de fixation d'un moyeu de véhicule. 4. Ensemble roue-pneu suivant la revendication I , caractérisé par le fait que lesdits éléments de renforcement sont tubulaires et sont configurés et disposés de manière que les parties de paroi latérales intérieures présentes entre eux ressemblent à des rayons de roue0 5. Ensemble roue-pneu suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits flancs de ladite partie formant pneumatique sont espacés l'un de l'autre d'une distance sensiblement égale à la largeur de ladite bande de roulement et que lesdites parois latérales de ladite partie formant roue sont disposées plus près l'une de l'autre que lesdits flancs de la partie formant pneumatique afin de simuler une roue. 6. Ensemble monobloc roue-pneu moulé et gonflahlefi caractérisé par le fait qu'il comprend : une partie formant pneumatique comprenant une bande de roulement et deux flancs espacés l'un de 1' autre et coopérant de manière à délimiter une chambre à air de forme torique autour de ladite bande de roulement et de même étendue que cette dernière ; une partie formant roue comprenant un moyeu pour ladite partie formant pneumatique, ladite partie formant roue comprenant deux parois latérales espacées l'une de l'autre, chacune desdites parois latérales de ladite partie formant roue faisant corps avec l'un desdits flancs de ladite partie formant pneumatique, lesdites parois latépales de ladite partie formant roue délimitant une chambre à air continue à l'intérieur de ladite partie formant roue et reliant mutuellement s sous la forme d'un ensemble roue-pneu monobloc, ladite partie formant pneu et ladite partie formant roue ; une multiplicité d'éléments de renforcement structuraux creux espacés l'un de l'autre à l'intérieur de ladite partie formant roue, chacun desdits éléments de renforcement comprenant des parties de paroi faisant corps avec lesdites parois latérales de ladite partie formant roue et s'étendant entre lesdites parois latérales de ladite partie formant roue de manière à réduire la déformation latérale de ces dernières, ladite chambre à air de ladite partie formant roue débouchant dans ladite chambre à air de la partie formant roue précitée et constituant un agencement de chambre à air gonflable monobloc et continu à l'intérieur dudit ensemble roue-pneu en vue d'être mise sous pression pneumatique tout en maintenant l'intégrité structurale dudit ensemble roue-pneu de manière à constituer un ensemble roue-pneu supporté pneumatiquement ; un moyen pour relier mutuellement ledit ensemble roue-pneu à un essieu ; et un agencement de valve pour le gonflage à la pression pneumatique voulue de ladite chambre à air dudit ensemble rouepneu gonflable0