Brevet FR2534191A1 — publié le 19840413

1. "Pneu plein en caoutchouc ou matière analogue à bande de roulement amovible". La présente invention est relative à un pneu plein en caoutchouc ou matière analogue,à bande de roulement amovible>destiné à être utilisé notamment sur des roues de chariots de manutention ou autres véhi- cules industriels similaires. Les véhicules de ce type sont générale- ment équipés de pneus pleins plutôt que de pneus gonfla- bles utilisés pour des véhicules routiers, d'une part, par suite de l'insensibilité de ces pneus pleins aux coupures et aux perforations et, d'autre part, suite à leur rigidité radiale relativement élevée qui assure un faible affaissement sous des charges même importantes. De tels pneus pleins sont cependant assez coûteux étant donné qu'ilscomprennent plus de ca- outchouc ou matière analogue qu'un pneumatique De plus, la rigidité de tels pneus pleins a comme conséquence qu'ils font pratiquement corps avec leur jante, de sorte que le montage et le démontage de tels pneus doivent généralement être réalisés en atelier. Pour réduire autant que possible le coût de tels pneus pleins, il a été envisagé de mettre sur le marché des pneus pleins à bande de roulement amo- vible. 2. Ainsi, lorsque cette bande de roulement est usée, il suffit de la remplacer par une nouvelle ban- de de roulement. Toutefois, ces pneus pleinsà bande de roulement amovible sont-soumis à des exigences relative- ment sévères pour assurer la fixation et le maintien de cette bande de roulement sur le corps du bandage élasti- que du pneu. Dans les pneus pleins de ce type connus jusqu'à présent>le risque existe qu'après un certain temps d'utilisation la bande de roulement se détache du corps du bandage De plus,un certain jeu peut se former entre la jante ou la roue et le talon du pneu lorsque celui-ci est soumis à une charge relativement importante, ce qui provoque un glissement entre le pneu et la jante ou roue. Certains pneus connus à bande de roulement amovible présentent une gorge intérieure creuse dans le but de donner au pneu une certaine souplesse. Toutefois, la fixation à une jante d'un pneu à ame creuse ne permet pas au pneu de subir des efforts laté- raux importants et présente le risque de déjantement et de déplacement de la bande de roulement. D'autres pneus connus comprennent une bande de roulement amovible qui est fixée ou vulcanisée sur un cerclage métallique, qui est à son tour fixé au corps du pneu par frettage sur-un autre cercle métalli- que entourant le corps du pneu La fabrication de tels pneus est conteuse et délicate. 3. 2534191 3. Dans d'autres pneus encore, la bande de roulement amovible est maintenue sur le corps du pneu par pression d'air dans une chambre annulaire centrale. Cette façon de procéder est également assez compliquée et relativement peu fiable. La présente invention a essentiellement pour but de remédier aux inconvénients précités et de pré- senter un pneu plein à bande de roulement amovible de construction simple qui forme cependant pratiquement corps avec le bandage tout en pouvant être facilement remplacée après usure. A cet effet,suivant l'invention, le pneu comprend un bandage sensiblement élastique formé de deux parties annulaires coaxiales de duretés et de modules d'élasticité différents et présentant un coefficient d'allongement élastique compris entre 1,03 et 1,08,une partie intérieure constituant le talon destiné à coopé- rer avec la jante ou une roue et présentant un module d'élasticité situé entre 7 N/mm 2 (+ 70 Sh) et 15 N/mm 2 (+ 95 Sh), une deuxième partie constituant le corps du bandage présentant un module d'élasticité inférieur à ce- lui du talon et compris entre 3 N/mm 2 (+ 40 Sh) et 10 N/ mm 2 (+ 80 Sh),la bande de roulement étant constituée par un anneau sensiblement Inextensible dans le sens radial et circônférentiel et présentant un diamètre intérieur légè- rement supérieur au diamètre extérieur du bandage avant sa pose sur une jante ou roue et légèrement inférieur au diamètre extérieur du bandage posé,sans la bande de roule- ment, sur une jante ou une roue. Avantageusement,la bande de roulement est agencée par une armature annulaire s'étendant à 4. proximité de la surface intérieure de cette bande, desti- née à s'adapter sur le bandage. L'invention concerne également un pro- cédé de montage et d'assemblage du pneu susdit. Ce procédé de montage est caractérisé par le fait qu'on glisse d'abord la bande de roulement sur le bandage élastique et -qu'on force ensuite le bandage élastique muni de la bande de roulement sur la -jante ou la roue par l'intermédiaire d'un dispositif de guidage à surface conique, s'adaptant latéralement contre la jante ou la roue, et d'une presse agissant latéralement sur le talon du bandage engagé sur le dispositif de gui- dage. D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description donnée ci- après, à titre d'exemple non limitatif, de plusieurs formes de réalisation particulières de l'objet de l'in- ventionavec référence aux d Iessins annexés. La figure 1 est une coupe transversale et radiale d'une partie d'un pneu avant montage sur une roue ou jante. La figure 2 montre ce pneu monté sur une jante. La figure 3 est une coupe circonféren- tielle d'une partie d'une variante d'un pneu suivant l'invention. La figuré 4 montre schématiquement l'assemblage et le montage d'un pneu sur une jante. Dans les différentes figures les mêmes références désignent des éléments identiques ou analogues. Le pneu montré aux figures 1 et 2 com- prend un bandage sensiblement élastique formé de deux 5. parties annulaires coaxiales 2 et 3 de dureté et de mo- dules d'élasticité différents et présentant un coeffi- cient d'allongement élastique compris entre 1,03 et 1,08. Par coefficient d'allongement élastique il y a lieu d'entendre, dans la présente description, le rapport entre le diamètre maximum du pneu sous l'effet d'une dé- formation élastique et le diamètre du pneu avant défor- mation. La partie intérieure 3 constitue le talon destiné à coopérer avec une jante ou roue 4 et présente avantageusement un module d'élasticité supérieur à celui de la deuxième partie 2 constituant le corps du bandage. Plus particulièrement,le module d'élas- ticité du talon 3 est situé entre 7 N/mm 2 (+ 700 Sh) et N/mm 2 (+ 950 Sh) ,tandis que celui du corps de bandage 2 présente un module d'élasticité compris entre 3 N/mm 2 (+ 40 Sh) et 10 N/mm 2 (+ 800 Sh). Ce pneu comprend, en outre, une bande de roulement amovible 5 formée par un anneau sensible- ment inextensible dans le sens radial et circonférentiel du pneu Cette bande de roulement présente un diamètre intérieur légèrement supérieur au diamètre extérieur du bandage avant sa pose sur la jante ou roue 4 et légère- ment inférieur au diamètre extérieur du bandage 1 posé, sans bande de roulementsur cette jante ou roue Cette différence de diamètre relative est fonction de la nature de la matière dont sont constitués le bandage et la ban- de de roulement ainsi que de la forme et des dimensions des parties constitutives du pneu. Dans la forme de réalisation suivant les figures, la bande de roulement est renforcée par une 253419 1 6. armature annulaire 6 s'étendant à proximité de la surface intérieure 7 de cette bande destinée à s'adapter sur le bandage 1. Cette armature est formée par des câbles métalliques s'étendant sensiblement suivant la direction circonférentielle de la band&ede roulement. D'une manière pratique, cette armature est formée par un ruban dans lequel s'étendent plusieurs câbles les uns à côté des autres dans le sens longitudinal du ruban, ce dernier s'étendant de manière hélicoïdale autour de l'axe central de la bande de roulement 5 Ceci constitue donc un moyen pratique pour la pose des câbles dans la bande de roulement. Le corps du bandage 1 est réalisé en caoutchouc vulcanisable ou thermoplastique d'une dureté shore comprise entre 40 et 800 et avantageusement d'une dureté de l'ordre de 600 shore. Le talon du corps de bandage,par contre, est plus dur pour pouvoir résister au frottement et à l'éf- fritement provoqués par la jante ou roue 4. Pour obtenir cette dureté du talon,dif- férentes solutions peuvent être envisagées suivant l'inven- tion 1 utiliser un mélange vulcanisable de caoutchouc dur de 70 à 95 shore 2 utiliser un caoutchouc chargé de fibres textiles ou autres relativement courtes, notamment de l'ordre de 5 à mm. former le talon d'un matériau composite de couches de tissu alternant avec des couches de caoutchouc de dureté de 55 à 750 shore. La surface extérieure 8 du bandage 1 et la surface intérieure 7 de la bande de roulement 5 7. destinées à s'appliquer sur cette surface extérieure 8 sont sensiblement cylindriques Ceci est un avantage de fabrication et permet surtout de prévoir une différence minimum entre le diamètre intérieur de la bande de rou- lement 5 et le diamètre extérieur du bandage i non dila- té Il suffit que le jeu entre la bande de roulement et le bandage soit juste suffisant pour permettre le glisse- ment de l'un sur l'autre. De cette façon, l'expansion du bandage élastique 1 obtenue par le montage sur la jante ou roue 4 peut être réduite au strict minimum pour obtenir le blocage de la bande de roulement 5 sur ce bandage. Toutefois, dans certains cas, il peut être utile d'augmenter le contact entre le corps de ban- dage 1 et la bande de roulement 5 A cet effet, on pré- voit avantageusent sur les sufaces respectives de contact 7 et 8 des rainures et nervures complémentaires orienêes de préférence transversalement suivant l'axe du pneu. Eventuellement,on pourrait prévoir d'au- tres moyens d'emboîtement pour accrottre l'adhérence entre ces deux surfaces. Une autre caractéristique importante du pneu suivant l'invention est que le corps de bandage 1 présente un rétrécissement transversal à un endroit situé entre le talon 3 et sa surface de contact 8 avec la bande de roulement 5. Comme montré aux figures 1 et 2, ce ré- trécissement est avantageusement obtenu en prévoyant des parois latérales concaves 2 a et-2 b au corps du bandage 2. Par ailleurs, suivant la nature et la constitution de la matière dont sont formés le talon 3 et le corps 2 du bandage 1, avantageusement, la zone 10 du 8. talon 3 destinée à dépasser de la gorge de logement il prévue sur la périphérie de la roue ou de la jante 4 est plus large que la zone du bandage à proximité de sa sur- face de contact 8 avec la bande de roulement 5. Ces formes particulières permettent d'in- fluencer l'élasticité relative des différentes parties constituantes Cette élasticité relative constitue en ef- fet un facteur très important pour le montage et la fixa- tion-de la bande de roulement 5 sur le bandage 1 et pour l'adhérence du talon 3 à la jante, surtout lors de char- ges relativement importantes. Il est en effet ainsi qu'il est indis- pensable que le module d'élasticité et la dureté du talon soient supérieurs au module d'élasticité et à la dureté du corps du bandage 2. Comme déjà signalé ci-dessus, l'inven- tion concerne,en outre,un procédé de montage et d'assem- blage du pneu tel que décrit ci-dessus qui présente com- me avantage essentiel que, gr&ce à la simplicité du pro- cédé, ces assemblage, montage et démontage du pneu peuvent être réalisés par une main d'oeuvre non qualifiée et sans nécessiter un appareillage coûteux ou compliqué. A cet effet, comme il résulte claire- ment de la figure 4, on glisse d'abord la bande de rou- lement 5 sur le bandage élastique 1 et on force ensuite le bandage élastique 1, muni de la bande de roulement 2, sur la jante ou roue 4 par l'intermédiaire d'un disposi- tif de guidage 12 à surface conique s'adaptant latérale- ment contre la jante ou roue et d'une presse, non repré- sentée aux figures, agissant latéralement sur le talon 3 du côté opposé à celui engagé sur le dispositif de gui- dage 12. 9. Ci-après, est donné un exemple de ré- alisation pratique d'un pneu suivant l'invention qui per- met d'illustrer davantage les caractéristiques essentiel- les de celui-ci. -Il s'agit d'un pneu 700 x 12 constitué d'une bande de roulement remplaçable 5 réalisée en un caoutchouc résistant à l'abrasion de 69 shore, d'un corps de bandage 2 comprenant une couche en caoutchouc élastique ayant une dureté de 58 shore et d'un talon 3 comportant des couches de caoutchouc de 62 shore, ayant une épaisseur de 2 mm,altexnant avec des couches de tissu 13. La bande de roulement 5 comprend, à proximité de sa surface de contact 7, une couche de ca- bles métalliques laitonnés 6 du type 7 x 4 x 0,175 adhé- rent au caoutchouc présentant une résistance de 1800 N/ cable, le nombre de câbles par cm de largeur étant de cinq - Les couches de tissu 13 présentent une résistance en direction de la chaîne et de la trame de 800 N/cm. Les dimensions de la bande de roulement, du bandage et de la jante correspondante ont été indiquées par des références sur la figure 4 et ont été reprises dans le tableau suivant: Bande de roulement (mm) bandage(mm) jante 500-12 (mm) D 1 = 577,3 D 2 = 286,3 D 4 = 301,3 L 1 = 141 D 3 = 574,3 L 3 = 127 E 1 = 48 L 2 = 133 E 2 = ' 3 E 3 = 65 2 _ 3 10. Le bandage 1 doit donc représenter un coefficient d'allongement élastique d'au moins 1,05 (D 4/D 2 -301,3 / 286,3 = 1,05). Lors du montage du pneu sur la -jante 4, les constatations suivantes peuvent être faites: le diamètre intérieur D 2 du bandage 1 augmente de 286,3 mm à 301,3 mm, c à d de 15 mm, le diamètre extérieur D 3 du bandage 1 augmente de 574,3 mm à 589,3 mm c à d également de 15 mm (sans ban- de de roulement). si on admet que l'extension radiale de la bande de roulement est négligeable, lorsque celle-ci a été glis- sée sur le corps du bandage 2 avant de monter le pneu sur la jante, l'augmentation de la longueur du-diamètre D 3 est bloquée à la longueur du diamètre DB, c à d à 577,3 mm au lieu de 589,3 mm sans bande de roulement, la pression spécifique, ainsi obtenue par ce blocage, aux surfaces de contact 7 et 8 entre la bande de roule- ment et le bandage élastique est de 0,25 M Pa. Il a, de plus, été constaté, après l'u- sure de la bande de roulement, que le diamètre extérieur D 3 du bandage augmente jusqu'à 575 mm après avoir démonté le pneu de la jante-et enlevé la bande de roulement usée. Ceci permet de conclure que le rempla- cement de cette bande de roulement peut être réalisé sans aucun problème et que la nouvelle bande de roulement sera encore appliquée avec une pression suffisante sur le banda- ge élastique 11. La jante 4 peut être du type de celle représentée à la figure 2 qui est constituée de deux par- ties 4 a et 4 b assemblées suivant le plan médian par des boulons 4 c, pour former une jante ayant une gorge 11 à fond plat ou légèrement conique prolongée de chaque coté par des rebords relevés. Cette jante peut également être du type re- présenté à la figure 4 et comprendre un rebord amovible 14 retenu dans une rainure 15 par un cercle de verrouil- lage 16. Ce rebord 14 et ce cercle de verrouil- lage 16 ont été représentés en traits interrompus étant donné que ces éléments ne sont placés sur la jante qu'a- près le montage du pneu sur celle-ci. De la même façon que le talon 3, le corps 2 du bandage 1 peut être réalisé soit en-caoutchouc homogène soit être renforcé par des éléments souples, non représentés aux figures; qui peuvent y être incorpo- rés pour autant que ces éléments n'empêchent pas l'ex- tension radiale et circonférentielle du bandage jusqu'au taux désiré pour obtenir le blocage de la bande de rou- lement amovible sur la surface de contact de celle-ci% La bande de roulement 5 est constituée par un anneau de caoutchouc ou de-polyuréthane p e. présentant une bonne résistance à l'usure qui est rendu inextensible dans le sens radial et circonférentiel par une armature annulaire 6, comme déjà signalé ci-dessus. Cette armature est souple et est de préférence constituée par une nappe de cable métallique s'étendant suivant une direction circonférentielle, comme déjà signalé également ci-dessus: cette nappe de câbles peut être incorporée dans unruban 9 db caoutchouc, 12 - Toutefois, dans certains cas, il pour- rait être utile d'utiliser une nappe de cables textiles ou encore plusieurs -nappes de câbles textiles ou métalli- ques superposées disposées de manière à ce que les cables -5 superposés soient croisés symétriquement par rapport au plan médian en formant avec ce dernier un angle relative- ment petit. De plus, au lieu de cables, on pourrait faire usage d'autres moyens de renforcement remplissant lo le même rôle que ceux-ci, tel qu'une couche de caoutchouc à très haut module d'élasticité ou chargée de fibres ou en- core un anneau de tôle flexible pleine ou perforée etc. Une autre variante encore qui pourrait être envisagée pour assurer la fixation de la bande de roulement sur le corps du bandage est de prévoir,soit sur la bande,soit sur le corps du bandage, un rebord circonfé- rentiel et latéral de préférence relativement souple pour faciliter le montage et le démontage de la bande de roule- ment. Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée aux différentes formes de réalisation décrites et que bien des variantes pourraient encore être envisagées sans sortir du cadre du présent brevet. 13. REVENDI CATI ONS 1 Pneu plein en caoutchouc ou matière ana- logue à bande de roulement amovible caractérisé en ce qu'il comprend un bandage sensiblement élastique ( 1) formé de deux parties annulaires coaxiales ( 2 et 3) de duretés et modules d'élasticité différents et présen- tant un coefficient d'allongement élastique compris entre 1,03 et 1,08, une partie intérieure constituant le talon ( 3) destiné à coopérer avec un jante ou une roue et présentant un module d'élasticité situé entre 7 N/mm 2 ( sensiblement inextensible dans le sens radial et cir- conférentiel et présentant un diamètre intérieur légè- rement supérieur au diamètre extérieur du bandage ( 1) avant sa pose sur une jante ou roue ( 4) et légèrement inférieur au diamètre extérieur du bandage posé, sans bandage de roulement, sur une jante ou roue( 4). 2 Pneu suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que la bande de roulement ( 5) est renforcée par une armature annulaire ( 6) s'étendant à proximité de sa surface intérieure ( 7) destinée à s'adapter sur le bandage ( 1). 3 Pneu suivant la revendication 2, caracté- risé en ce que l'armature ( 6) est formée par des câbles s'étendant sensiblement suivant la direction circon- férentielle de la bande de roulement ( 5), à proximité de la surface intérieure de celle-ci s'adaptant sur le bandage ( 1). 4 Pneu suivant la revendication 3, 14. caractérisé en ce que les câbles ( 6) s'étendent de manière hélicoïdale autour de l'axe central de la bande de roulement. Pneu suivant l'une quelconque des revendi- cations 1 à 4, caractérisé en ce que le corps du bandage susdit ( 2) est réalisé en caoutchouc d'une dureté shore comprise entre 40 à 800 shore. 6 Pneu suivant la revendication 5, caracté- risé par le fait que la dureté du caoutchouc du corps de bandage ( 2) est de l'ordre de 600 shore. 7 Pneu suivant l'une quelconque des revendi- cations 1 à 6, caractérisé en ce que le talon ( 3) du corps dé bandage ( 2) est réalisé en caoutchouc ayant une dureté de 700 à 950 shore. 8 Pneu suivant l'une quelconque des revendi- cations 1 à 7, caractérisé en ce que le caoutchouc contient une charge de fibres courtes, notamment de l'ordre de 5 mm à 80 mm. 9 Pneu suivant l'une quelconque des revendi- cations 1 à 6, caractérisé en ce que le talon ( 3) con- tient un matériau composite formé de couchesde tissu alternant avec des couches de caoutchouc de dureté de 550 à 750 shore. Pneu suivant l'une quelconque des revendi- cations 1 à 9, caractérisé en ce que la surface exté- rieure du bandage ( 1) et la surface intérieure de la bande de roulement ( 5) s'appliquant sur cette surface extérieure sont sensiblement cylindriques. 11 Pneu suivant la revendication 10, caracté- risé en ce que les surfaces susdites sont nervurées dans le sens transversal. 12 Pneu suivant l'une quelconque des revendi- cations 1 à 11, caractérisé en ce que le corps de 15. bandage ( 2) présente un rétrécissement transversal à un endroit situé entre le talon et sa surface de contact avec la bande de roulement. 13 Pneu suivant la revendication 12, carac- térisé en ce que les parois latérales ( 2 a et 2 b) du corps de bandage ( 2) sont sensiblement concaves. 14 Pneu suivant l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que la zone du talon ( 3) du bandage ( 1) destinée à dépasser de la zone de logement prévue sur la périphérie de la roue ou de la jante ( 4) est plus large que la zone du bandage à proximité de sa surface de contact avec la bande de roulement. Procédé de montage et d'assemblage du pneu suivant l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'on glisse d'abord la bande de roulement ( 5) sur le bandage élastique ( 1) et en ce qu'on force ensuite le bandage élastique ( 1) muni de la bande de roulement ( 5) sur la jante ou la roue ( 4) par l'intermédiaire d'un dispositif de guidage à surface conique ( 12), s'adaptant latéralement contre la jante ou la-roue, et d'une presse agissant latéralement sur le talon du bandage engagé sur le dispositif de guidage ( 12).