Brevet FR2467714A1 — publié le 19810430

1. 2467714 L'invention concerne un ensemble particulier d'un seul bloc à roue et bandage pneumatique dans lequel le bandage est moulé directement et fixé sur la roue de façon à éliminer la nécessité de mettre en place un chapeau de roue classique ou un enjoliveur de roue. De plus, dans cet ensem- ble, la roue et le bandage sont réalisés de manière à pouvoir rouler à plat sans destruction, dans certaines limites. Jusqu'à présent, la pratique classique dans l'automobile et dans les autres applications aux poids lourds est de monter de manière amovible un bandage pneumatique sur une roue. En ce qui concerne notamment les automobiles, il est classique de réaliser les roues au moyen d'éléments emboutis, à pièces multiples, convenablement fixés les uns aux autres par soudage et sur la face extérieure desquels un chapeau de roue métallique convenable est normalement posé à titre décoratif. En variante, de telles roues peuvent être moulées en une seule pièce ou en plusieurs pièces, ce qui les rend encore plus coûteuses, de manière que leurs caractéris- tiques de décoration ou de conception viennent de moulage. Il est également classique, dans l'art antérieur, de réaliser de telles roues avec des jantes à base creuse, par exemple avec une jante évidée radialement vers l'intérieur et vers l'axe de rotation de la roue, le bandage étant monté et reposant sur les bords intérieur et extérieur, espacés transversa- lement, de la jante. Les bandages montés sur des roues à jante du type à base-creuse présentent normalement de faibles possibilités de roulement à plat et ces bandages sont souvent sérieusement endommangés pendant l'intervalle de temps demandé pour arrêter un véhicule en marche comportant un bandage dégonflé. L'invention concerne un ensemble d'un seul bloc à roue et bandage présentant une possibilité limitée de roule- ment à plat et qui est donc conçu pour éliminer la nécessité de disposer d'un bandage de secours. Cet ensemble est égale- ment réalisé de manière à rendre inutile le chapeau rapporté classique de roue. En utilisant une roue d'une seule pièce, de faible coût, en combinaison avec un bandage pneumatique 2. réalisé d'une seule pièce avec une partie de recouvrement de la roue, il est possible de remplacer en bloc le bandage pneumatique et la roue au moment o le bandage n'est plus utilisable ni réparable. L'invention concerne plus particulièrement une roue réalisée d'une seule pièce, à faible coût, présentant une surface relativement grande sur laquelle un bandage pneu- matique renforcé est moulé, de manière à rendre inutile l'enjoliveur rapporté et classique de roue. De plus, dans l'ensemble selon l'invention, le bandage est fixé à la roue de manière à ne pas pouvoir se séparer de la roue et à ne pas être détérioré lorsqu'il est utilisé à l'état dégonflé pendant une durée limitée. Bien que l'invention soit applicable à des bandages pneumatiques de véhicules de réalisation plus classique, elle est d'une application particulièrement utile aux bandages perfectionnés à haute performance du type décrit dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n0 3 606 921 et nO 3 999 585. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: - la figure 1 est une coupe axiale partielle de l'ensemble d'un seul bloc à roue et bandage selon l'inven- tion; - la figure 2 est une coupe partielle suivant la ligne 2-2 de la figure 1; et - la figure 3 est une élévation partielle - suivant la ligne 3-3 de la figure 1. La figure 1 représente un bandage pneumatique indiqué globalement en 10 et la roue associée indiquée en 12. A titre illustratif, la partie pneumatique du bandage 10 décrite ci-après est réalisée selon les procédés et les structures décrits dans les brevets n0 3 606 921 et/ou n0 3 999 585 précités. Le bandage 10 comprend un élément tubulaire toroidal ou annulaire 14 réalisé en élastomère convenable. Ce tube 14 présente la forme initiale montrée sur la figure 1 et 3. il comprend des parois latérales courbes 16 et 18 reliées par une couronne supérieure 20 relativement plate et par une paroi inférieure 22 de jante. Le tube 14 présente un plan circonférentiel médian 24 qui est essentiellement vertical ou perpendiculaire à l'axe de rotation du bandage et par rapport auquel la partie pneumatique du bandage est réalisée de manière à être à peu près symétrique. Comme indiqué dans le brevet n0 3 606 921 précité, le tube 14 peut être réalisé par enroulement de couches d'élastomère non vulcanisé autour d'un noyau rigide préfaçonné (non représenté) ayant la forme extérieure du tube tel que montré sur la figure 1. Le noyau rigide peut être réalisé dans toute matière convenable pouvant ultérieurement être désintégrée et retirée, par la mise en oeuvre de la technique décrite dans le brevet précité, en passant dans le trou ménagé-dans le tube et destiné à recevoir la tige de la valve. Le tube 14 peut être réalisé en butylcaoutchouc ayant la dureté, la résistance à la traction- et l'allongement demandés. Le tube 14 peut être vulcanisé après avoir été mis en forme sur le noyau rigide, ou bien il peut être ensuite vulcanisé en même temps que la carcasse du bandage. Dans le cas o il est vulcanisé avant la fabrication et la vulcanisation de la carcasse du bandage, le tube 14 doit être nettoyé et sa surface extérieure doit être polie afin d'assu- rer une adhérence convenable avec les autres éléments utili- sés pour former la carcasse du bandage. Le polissage n'est pas nécessaire si le tube n'est pas vulcanisé avant la carcasse du bandage. Pour conserver sensiblement le -tube 14 dans la forme montrée sur la figure 1 lorsque le bandage est gonflé et en cours d'utilisation, plusieurs plis de renfort peuvent être incorporés dans la structure du bandage. Par exemple, un premier pli de renfort est formé de plusieurs boucles 26 enroulées autour du tube 14. Ces boucles 26 sont constituées d'un câble métallique ou d'une corde continue, posé par une machine de bobinage (non représentée), mais d'un type décrit dans le brevet n0 3 606 921 précité. Au moment de l'enroule- 4. ment des boucles 26 autour du tube 14, ce dernier est rempli par le noyau rigide amovible qui, comme mentionné précédem- ment, est ultérieurement désintégré et enlevé en passant dans un ou plusieurs trous 28 destinés chacun à une tige de valve pneumatique, comme décrit dans le brevet n0 3 606 921 précité. La matière constituant les boucles 26 peut être un métal, du verre ou des fibres synthétiques convenables et cette matière est choisie de manière à avoir un allongement total de 5 % ou moins et elle est donc définie comme étant inextensible. Les boucles 26 sont aussi rapprochées circonfé- rentiellement les unes des autres que possible, compte tenu de différences entre les diamètres intérieur et extérieur du tube 14. En d'autres termes, les boucles sont davantages rapprochées les unes des autres au diamètre intérieur, par exemple à la paroi 22 de jante, qu'au diamètre extérieur, par exemple à la couronne 20. Bien que les boucles 26 forment un petit angle d'hélice, pour des raisons pratiques, on peut considérer qu'elles sont perpendiculaires au plan circonférentiel médian 24, afin que la résistance à la traction de la matière constituant les boucles soit utilisée au maximum. Ensuite, pour maintenir le tube 14 dans sa forme ovale, une bande ou un pli circonférentiel inextensible 28 est utilisé. Le pli 28 est de préférence réalisé en filaments ou corde continus formant des spires 30 enroulées en hélice sur la circonférence extérieure de la couronne du tube 14. De même que précédemment, bien que les spires 30 des filaments soient légèrement hélicoïdales, elles peuvent être considé- rées comme étant à peu près parallèles au plan circonféren- tiel médian 24. De même que les boucles radiales 26, les spires 30 sont pratiquement inextensibles et s'étendent sensiblement sur toute la largeur de la couronne 20 du tube. Comme décrit dans le brevet n0 3 999 585 précité, des plis 32 et 34 de division peuvent être placés entre la bande circonférentielle 28 et les boucles radiales 26. Les plis de division de chaque couche sont étendus l'un contre l'autre transversalement. Les couches formées par les 5. plis de division sont étendues de manière à former des angles égaux, mais opposés avec le plan circonférentiel médian 24, ces angles étant de l'ordre de 10 à 250, et avantageusement de l'ordre de 18 à 220. Les couches 32 et 34 des plis de divi- sion non seulement protègent le bandage contre les perfora- tions, mais également donnent une grande rigidité horizontale au bandage et diminuent donc la tendance de ce dernier à se tordre ou à rouler transversalement dans les virages. Une carcasse élastomérique non vulcanisée 36 de bandage est formée autour du tube intérieur 14 et des plis de renfort 26, 28, 32 et 34. La carcasse 36 comprend une partie 38 formant bande de roulement et des flancs intérieur et extérieur 40 et 42. Bien que la carcasse 36 du bandage puisse être réalisée dans un seul élastomère, il est plus courant d'utiliser plusieurs élastomères compatibles pour former diverses parties du bandage. Par exemple, il est commun d'utiliser le même élastomère de base pour former la paroi de jante de l'enveloppe, les flancs de l'enveloppe et la partie du bandage située au-dessous de la bande de roulement. Par ailleurs, un élastomère plus dur et plus résistant est norma- lement utilisé pour la réalisation de la bande de roulement 38. Si l'on souhaite empêcher l'abrasion entre les plis adjacents de renfort, des couches ou des bandes d'élas- tomère ou die toile convenables (non représentées) peuvent être intercalées entre ces plis. La roue 12 comprend une partie 44 de jante plane ou horizontale qu'il convient de distinguer de la jante clas- sique du Gtype à base creuse ou évidée. La suppression de la jante du type à base creuse a pour avantage de ménager un intervalle radial plus grand avec l'essieu 46 de la roue, ce qui permet l'utilisation d'un frein 47 du type à disque de plus grande dimension radiale et donc d'une plus grande effi- cacité, cette jante plate contribuant également à conférer une possibilité de roulement à plat comme décrit ci-après. La roue 12 comporte un corps à peu près radial 48 qui part de l'extrémité extérieure de la jante 44 et qui se termine radialement vers l'intérieur à proximité de l'essieu 6. 46 de la roue. Bien que décrite comme étant orientée à peu près radialement, la partie située radialement à l'extérieur du corps 48 de la roue est de préférence évidée ou incurvée vers l'extérieur afin de renforcer la roue et d'agrandir l'espace offert à l'écoulement d'air entre la roue et le mécanisme de frein adjacent. Plusieurs goujons 50 permettent le montage de l'ensemble à roue et bandage sur l'essieu 46 à travers le mécanisme 47 de frein. Comme représenté sur la figure 1, le corps 48 de roue est décalé latéralement du plan circonféren- tiel médian 24 du bandage 10 vers le flanc extérieur 42 de ce bandage 10, afin que la jante 44 soit supportée. en porte-à- faux vers l'intérieur à partir de son extrémité supérieure. En raison de la suppression de la jante à base creuse ainsi que du décalage ou du porte-à-faux latéral entre la jante 44 et le corps- 48 de roue, la roue 12 peut être réalisée par emboutissage d'une seule pièce, à faible coût. Des bossages 52 sont formés dans la jante 44 afin de raidir cette partie de la roue 12. Pour réduire l'abrasion entre les boucles 26 de renfort du bandage et la jante 44 de la roue, le bandage 10 comporte une bande 54 de caoutchouc vulcanisé. Comme montré sur la figure 1, le flanc extérieur 42 du bandage 10 estréalisé d'une seule pièce avec une partie 56 qui s'étend radialement vers l'intérieur et qui est destinée à recouvrir la surface extérieure du corps 48 de roue. Cette partie 56 du bandage est destinée à remplacer l'enjoliveur de roue rapporté et classique en métal. Le cycle de montage du bandage 10 sur la roue 12 sera à présent décrit. Le tube 14, dans lequel le noyau rigide (non représenté) est encore en place, est enveloppé ou recouvert de plis convenables de renfort tels que les plis 26, 32, 34 et 28. La carcasse non vulcanisée 36 du bandage est ensuite formée sur le tube renforcé 14. Un adhésif conve- nable de fixation du caoutchouc et durcissant à la chaleur est appliqué sur les surfaces extérieures de la jante 44 et du corps de roue 48. En variante, des matières convenables liant le caoutchouc à l'acier peuvent être incorporées dans 7. le caoutchouc de la carcasse afin de réaliser une liaison lorsque le bandage 10 est vulcanisé sur la roue 12. Le coussin ou la bande annulaire non vulcanisée 54 est appliqué sur la jante 44. La carcasse non vulcanisé 36 du bandage, qui comprend la partie 56 de recouvrement de la roue, est ensuite placée sur la roue 12 et l'ensemble à bandage et roue est placé dans un moule convenable de bandage o le bandage est vulcanisé à chaud et sous pression afin de prendre sa configuration extérieure finale. Pendant l'application de chaleur et de pression à l'intérieur du moule, le tube 14, la carcasse 36 et la bande anti-abrasion 54 sont durcis ou vulcanisés afin que les divers éléments du bandage deviennent solidaires. Simultanément, l'adhésif ou la matière de liaison incorporé dans le caoutchouc de la carcasse est amené à matu- ration pour lier à la roue 12 le bandage 10 et la partie 56 destinée à recouvrir la roue. Etant donné que le bandage 10 est vulcanisé et qu'il prend sa forme extérieure finale alors qu'il est monté sur la roue 12, une partie du moule du bandage correspond à la forme de base du corps 48 de roue en ménageant avec ce dernier un espace suffisant pour permettre à la partie 56 de recouvrerment de la roue de prendre la configuration exté- rieure finale telle que déterminée par le corps 48 de roue et par la partie complémentaire du moule. Le moule de bandage (non représenté) peut être réalisé afin de donner à la partie 56 de recouvrement de la roue des caractéristiques fonctionnelles ou de conception souhaitées. Par exemple, dans la configuration représentée sur la figure 1, la partie 56 de recouvrement de la roue comporte des organes 58 en forme d'ailettes ou de rayons qui s'étendent radialement entre le moyeu 60 d'essieu et le bord radialement intérieur du flanc extérieur 42 de la carcasse 36 du bandage. Comme montré sur les figures 1 et 3, des trous alignés 62 destinés au passage de l'air sont réalisés à travers le corps de roue 48 et la partie 56 de recouvrement de la roue de manière que, lorsque l'ensemble d'un seul bloc à bandage et roue tourne, des ailettes 58 se comportent comme un ventilateur accélérant le courant d'air de refroidissement 8. passant sur le mécanisme de frein 47. La configuration exté- rieure exacte de la partie 56 de recouvrement de la roue peut être modifiée pour permettre l'obtention de la configuration esthétique ou fonctionnelle souhaitée. Par exemple, les ailettes 58 peuvent être réalisées afin de permettre l'inser- tion d'organes chromés rapportés ou autres destinés à amélio- rer la décoration de la partie 56 de recouvrement de la roue. En fixant la carcasse 36 du bandage, y compris la partie 56 de recouvrement de la roue, à la fois à la jante 44 de roue et au corps 48 de roue, le bandage 10 ne peut se déga- ger de la roue 12 lorsqu'il est dégonflé, ce qui confère à ce bandage une possibilité limitée de roulement à plat. Cette possibilité de roulement à plat du bandage 10 est également favorisée par la forme horizontale ou plate de la jante 44. Etant plate, cette jante 44 supporte le bandage 10 sur une grande partie de sa largeur, même lorsqu'il est dégonflé. Ce support de grande largeur est totalement différent de celui offert par une jante classique à base creuse au moyen de laquelle, lorsqu'il est dégonflé, le bandage n'est supporté que par les bords extérieurs, espacés transversalement, de la jante, ce qui, non seulement, constitue un faible support pour le bandage dégonflé, mais fait apparaître également des bords relativement vifs ou étroits qui tendent à déchiqueter la carcasse du bandage avant que le véhicule puisse être arrêté. La désintégration rapide affectant un bandage pneumatique dégonflé sur un véhicule en marche est due en partie au fait que le bandage se sépare partiellement de la roue, ou au moins se libère de manière à pouvoir se déplacer par rapport à la roue, ce qui provoque une torsion et un pincement ou un cisaillement du bandage entre les bords étroits de la jante de la roue et la chaussée. Dans le cas de l'ensemble d'un seul bloc à bandage et roue selon l'inven- tion, étant donné que le bandage est fixé sur une large étendue de la roue, qui comprend à la fois les surfaces extérieures de la jante 44 et le corps de roue 48, le bandage , même lorsqu'il est dégonflé, conserve son orientation sur la roue 12 et ne porte pas contre des bords étroits ou vifs 9. présentés par la roue, ce qui permet au véhicule de ralentir et d'être ensuite conduit sur des distances limitées sans que la carcasse du bandage soit détruite. Cette possibilité limitée de roulement à plat de l'ensemble d'un seul bloc à bandage et roue selon l'invention permet de supprimer le coût et le poids supplémentaires constitués par un bandage de secours, en particulier dans le cas des véhicules utilisés principalement en ville et qui peuvent en général accéder aisément à des installations de réparation des bandages. Dans le cas d'une perforation, le tube intérieur 14 incorporé à l'ensemble peut être réparé par la mise en oeuvre d'une technique classique à bouchon introduit exté- rieurement. De même, lorsque la bande de roulement 38 est usée, le bandage 10 peut être rechapé. Cependant, lorsque le bandage 10 devient irréparable, il est prévu que l'ensemble constitué par le bandage et la roue soit remplacé en tota- lité. Plusieurs raisons justifient, du point de vue écono- mique, ce remplacement de l'ensemble à bandage et roue. Tout d'abord, en coulant ou moulant le bandage d'une seule pièce avec la partie 56 de recouvrement de la roue, le coût initial de l'enjoliveur de roue disparaît. Ensuite, en raison de la conception relativement simple de la jante plate, la roue 12 peut être réalisée par emboutissage d'une seule pièce plutôt que par moulage ou assemblage de plusieurs pièces, ce qui en réduit sensiblement le coût. En outre, attendu que la surface extérieure de la roue 12 est totalement recouverte par le bandage 10 et qu'elle ne constitue donc pas une partie esthé- tique du véhicule, il est inutile de soumettre la roue à une opération de finissage, ce qui réduit davantage son coût de fabrication. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'ensemble à bandage et roue décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. 10. REVENDICATIONS 1. - Ensemble d'un seul bloc à roue et bandage pneumatique, caractérisé en ce qu'il comporte une roue (12) qui comprend un corps (48) s'étendant à peu près radialement et présentant des surfaces intérieure et extérieure, une jante plate (44) qui part à peu près horizontalement de l'extrémité supérieure du corps, un bandage (10) qui comprend un tube annulaire (14) en élastomère, une carcasse (36) en élastomère, qui est armée et formée autour du tube, cette carcasse comportant des flancs intérieur (40) et extérieur (42) qui sont espacés latéralement, une bande de roulement (38) comprise entre les extrémités radialement extérieures des flancs de la carcasse, une partie plate (54> destinée à porter contre la jante et située entre les extrémités radia- lement intérieures des flancs de la carcasse, cette partie (54) étant liée à la jante, une partie (56) de recouvrement de la roue, réalisée d'une seule pièce avec le flanc exté- rieur de la carcasse, faisant saillie radialement vers l'intérieur de ce flanc et s'étendant sur toute la surface extérieure du corps (48) de la roue, cette partie (56) étant liée à ladite surface extérieure. 2. - Ensemble d'un seul bloc à roue et bandage pneumatique, caractérisé en ce qu'il comporte une roue (12) qui comprend un corps (48) s'étendant à peu près radialement et présentant des surfaces intérieure et extérieure, une ouverture centrée sur l'axe de rotation de la roue, une jante plate (44) qui part à peu près horizontalement de l'extrémité - supérieure du corps, un bandage (10) qui comporte un tube (14) en élastomère, une carcasse (36) en élastomère, qui est armée, formée autour du tube et comportant des flancs inté- rieur et extérieur (40, 42) espacés latéralement, une bande de roulement (38) comprise entre les extrémités radialement extérieures des flancs, une partie plate (54) destinée à porter contre la jante et située entre les extrémités radia- lement intérieures des flancs de la carcasse, cette partie (54) étant liée à la jante, une partie (56) de recouvrement de la roue, réalisée d'une seule pièce avec la carcasse, faisant saillie radialement vers l'intérieur du flanc exté- 1 1. rieur 42 de ladite carcasse, cette partie de recouvrement s'étendant sur toute la surface extérieure, à laquelle elle est liée, du corps de la roue et comprenant un moyeu annu- laire (60) qui est concentrique à l'ouverture ménagée dans le corps (48) de la roue. 3. - Ensemble selon la revendication 2, caracté- risé en ce que la partie (56) de recouvrement de la roue, faisant partie du bandage (10), est réalisée en une seule pièce avec plusieurs ailettes (58) qui font saillie radiale- ment du moyeu annulaire (60) et qui aboutissent à proximité de l'extrémité radialement intérieure du flanc extérieur (42) de la carcasse. 4. - Ensemble selon la revendication 3, caracté- risé en ce que des trous alignés (62) de passage d'air sont réalisés à travers le corps (48) de roue et la partie (56) de recouvrement de la roue, de manière à être intercalés avec les ailettes. 5. - Ensemble d'un seul bloc à roue et bandage pneumatique, caractérisé en ce qu'il comporte une roue (12) qui comprend un corps (48) s'étendant à peu près radialement et présentant des surfaces intérieure et extérieure, une jante plate (44) qui part à peu près horizontalement de l'extrémité supérieure du corps, un bandage (10) qui comporte un tube annulaire (14) en élastomère de section droite sensi- blement ovale, ce tube comportant deux parois latérales courbes intérieure et extérieure (16, 18) espacées transver- salement, une première partie relativement plate (20) formant couronne qui relie les extrémités supérieures des parois latérales, une seconde partie relativement plate (22) qui relie les extrémités inférieures des parois latérales et qui est disposée immédiatement au-dessus de la jante, un plan circonférentiel médian (24) étant orienté à peu près perpen- diculairement à l'axe de rotation de la roue et se trouvant à mi-distance entre les parois latérales, le corps de la roue étant décalé latéralement de ce plan vers la paroi latérale extérieure, une carcasse renforcée (36) en élastomère étant formée autour du tube et comprenant des flancs intérieur et extérieur (40, 42) espacés latéralement, une bande de roule- 12. 2467714 ment (38) comprise entre les extrémités radialement exté- rieures des flancs, une partie plate (54) destinée à entrer en contact avec la jante, située entre les extrémités radia- lement intérieures des flancs de la carcasse et liée à la jante (44), une partie-(56) de recouvrement de la roue étant réalisée d'une seule pièce avec le flanc extérieur (42) de la carcasse duquel elle fait saillie radialement vers l'inté- rieur, cette partie de recouvrement s'étendant sur toute la surface extérieure, à laquelle elle est liée, du corps (48) de la roue.