Brevet FR2548098A1 — publié le 19850104

L'invention concerne-une roue de véhicule équipée d'un pneumatique en caoutchouc sans chambre, gonflé de gaz, monté sur une jante à gorge creuse et d'une roue de secours de forme annulaire, disposée à l'intérieur de ce pneumatique, 5 composée de segments, dont les segments sont serrés sur la jante, à peu près au milieu axial de cette jante, au moyen de vis montées à joint étanche qui traversent la jante nadialement, ces segments étant, en outre, conformés sensiblement en double T en section transversale, comprenant un pied 10 de segment étroit situé radialement à l'intérieur et une tête de segment large, raidie par des nervures radiales, et étant réalisés en fonte de métal léger, la région radialement intérieure des segments étant de largeur axiale inférieure-à la distance libre entre les talons du pneumatique au moins égale à la moitié de la largeur des talons du pneumatique, une telle roue de véhicule étant connue, par exemple, par le DE-GM-19 50 530. En dépit du pied de segment relativement étroit, ce segment prend appui sur les bords intérieurs des talons du pneumatique par l'intermédiaire de ressorts qui sont construits à la façon de ressorts écarteurs et qui, lorsqu'on serre radialement les segments, s'écartent entre les talons du pneumatique par l'intermédiaire de surfaces en coin Ceci vise, d'une part, à stabiliser les segments entre les talons 25 du pneumatique et à aligner les segments dans une position exactement perpendiculaire à l'axe, dans le cas o la roue de secours vient porter D'autre part, ceci vise à maintenir les talons du pneumatique appuyés axialement avec sécurité contre les accrochages de la jante sous l'action des ressorts 30 écarteurs après la disparition de la pression du pneumatique. Cette roue de secours connue présente divers inconvénients; tout d'abord, le montage est très délicat parce que le segment garni des ressorts écarteurs ne se laisse pas engager radialement entre les talons du pneumatique sans diffi35 culté On doit tenir compte du fait que, dans l'état dégonflé du pneumatique, état dans lequel le pneumatique se présente au moment du montage de la roue de secours, la distance libre entre les talons du pneumatique est plus petite que la distance axiale entre les deux extrémités des ressorts 5 écarteurs à l'état détendu Pour le montage de cette roue de secours, on doit donc coller les talons du pneumatique aux accrochages de la jante, ce qui n'est possible que dans l'état gonflé du pneumatique, et, pour cela, lorsque les segments sont libres à l'intérieur du pneumatique, on doit 10 pour cela étancher tout d'abord les trous de passage des vis, ce qui est également très laborieux Le joint étanche entre la vis de fixation du segment, qui sera montée ultérieurement, et la jante sur le côté d'introduction de la vis est certes réalisé d'une façon qui facilite le montage, 15 sous la forme d'une rondelle d'étanchéité placée sous la tête de la vis Toutefois, lorsqu'on utilise une rondelle d'étanchéité souple, la force de serrage de la vis de fixation est alors limitée dans une mesure inacceptable; on doit tenir compte du fait que, dans le cas de la marche en roue 20 de secours, les vis de fixation de la roue de secours sont sollicitées avec des efforts analogues à ceux des vis de fixation de la roue Toutefois, une rondelle d'étanchéité dépourvue de souplesse, avec utilisation d'une bague d'étanchéité molle interposée, serait inévitablement de grandes 25 dimensions aussi bien en diamètre que dans la direction axiale, de sorte qu'une telle rondelle d'étanchéité ne pourrait plus être logée dans l'étroite fente radiale qui subsiste entre la face interne de la jante et le-tambour de frein. Pour des raisons de place, la formation d'un joint étanche 30 entre la vis et la jante doit donc s'effectuer sur le côté d'application des segments, ce qui pose, malheureusement, à nouveau, des problèmes de montage Un inconvénient que la roue de secours déjà connue présente sous l'aspect du montage consiste en ce qu'on n'a pas la possibilité de savoir dans 35 quel sens circonférentiel on doit les déplacer; à ce sujet, il convient de se rappeler que, tout d'abord, les segments qui se complètent en une couronne fermée sont tout d'abord disposés librement à l'intérieur du pneumatique et s'écartent n'importe comment dans le pneumatique et qu'on ne peut passavoir quelles sont les positions circonférentielles relatives qu'ils ont prises par hasard En outre, les trajets de déplacement que l'on doit imposer aux segments pour les placer dans une position circonférentielle correcte sont relativement grands Tout cela rend le montage des roues de 10 secours connues tellement compliqué et long que sauf exception contraignante, la pratique a, jusqu'à présent, rejeté l'introduction de roue de secours. Le but de l'invention est d'éliminer ces inconvénients et de perfectionner la roue de secours qui forme la base de l'invention de telle manière qu'elle puisse être montée facilement et avec une dépense de temps admissible. Selon l'invention, ce problème est résolu par une roue de véhicule caractérisée en ce que l'espace situé axialement entre la région radialement intérieure des segments et les 20 talons du pneumatique est maintenu entièrement libre d'éléments intérieurs en ce que, pour chaque segment, sont prévues deux vis de serrage et, par conséquent, deux trous de passage ménagés dans la jante, toutes les vis de serrage étant uniformément réparties sur la circonférence dans l'état entiè25 rement monté de la roue de secours, en ce que l'obturation à joint étanche entre la jante et la vis de serrage sur le côté d'appui des segments de la jante s'effectue au moyen d'une bague torique faite d'une matière ayant l, élasticité du caoutchouc, qui est disposée dans un fraisage du 30 perçage fileté du segment qui s'élargit avec une forme conique dans le sens orienté radialement vers l'extérieur relativement à la roue -, en ce que le fraisage présente une contre dépouille qui retient solidement la bague torique dans un état approprié, mais laisse cette bague déborder radiale35 ment vers l'intérieur et en ce que la face interne du pied du segment est munie sur toute la circonférence, en dehors de la région du perçage fileté de rainures, s'étendant axialement, dont l'espacement mutuel est égal ou légèrement inférieur au diamètre du perçage de passage des vis. Du fait que l'espace compris entre le talon du pneumatique et le pied du segment est maintenu entièrement libre d'éléments intérieurs et, en particulier, ne renferme aucun ressort écarteur ni élément équivalent, non seulement, on peut se dispenser du collage très délicat des talons du pneumatique contre les accrochages de la jante mais, en outre, les segments peuvent se déplacer sans grande résistance dans la direction circonférentielle, même dans l'état dégonflé du pneumatique, d'autant plus qu'au moins le segment qui se trouve en position extrême haute à un moment donné peut 15 s'appliquer sans difficulté sur la jante par la semelle de son pied Grâce au double boulonnage de chaque segment et à la répartition uniforme des vis, la course de translation nécessaire pour assurer un ajustement circonférentiel correct des segments est considérablement réduite Dans le cas de quatre segments, ces derniers n'ont à être déplacés au maximum que de 22,5 dans le cas le plus défavorable Grâce,à la contre-dépouille dans la région de l'évidement qui reçoit la bague torique, cette dernière peut être facilement logée et maintenue de façon sûre dans cet-évidement, de sorte que, 25 à ce propos, il ne se présente aucun problème de montage. Les rainures axiales permettent de faire avancer les segments dans la direction circonférentielle au moyen d'un tournevis passé à travers l'un des trous de passage des vis En particulier, selon une autre caractéristique de l'invention, le 30 flanc des rainures qui est le plus rapproché d'un perçage fileté est incliné vers le perçage fileté tandis que l'autre flanc est perpendiculaire à la face interne du pied du segment Cette inclinaison d'un seul côté des flancs des rainures rend mécaniquement reconnaissable le sens circonférentiel 35 dans lequel on doit déplacer le segment pour l'amener dans la position circonférentielle voulue par le chemin le plus court Au total, les caractéristiques selon l'invention ont permis de réduire le temps de montage à environ 10 mn, c'est-à-dire que, pour une personne entraînée, le montage 5 d'un pneumatique, y compris la roue de secours selon l'invention ne dure qu'environ 5 mn de plus que le simple montage d'un pneumatique de même dimension. En outre, dans le cas de la marche en roue de secours, l'espace axial laissé libre des deux côtés entre les seg10 ments et les talons du pneumatique permet aux talons du pneumatique de s'écarter axialement des accrochages et épaulements de la jante de sorte que le glissement entre la roue et le pneumatique qui se manifeste dans le cas de la marche en roue de secours se produit à cet endroit, relativement 15 peu chargé et non pas dans la région du contact à forte charge existant entre la roue de secours et la face interne du pneumatique normal L'usure du caoutchouc est ainsi considérablement réduite, ce qui se traduit par un roulement plus silencieux de la roue de secours et par une plus grande dis20 tance parcourue en secours Par ailleurs, l'augmentation du nombre des points de vissage stabilise chaque segment individuel dans les directions radiale et axiale indépendamment des accrochages de la-jante et des talons du pneumatique, de sorte que, même dans le cas d'une sollicitation latérale de 25 la roue de secours, on peut garantir une marche en roue de secours silencieuse. L'invention est encore exposée brièvement dans la suite à propos d'un exemple de réalisation représenté sur les dessins Sur ces derniers, la Fig; 1 est une coupe transversale d'une roue de véhicule équipé d'une roue de secours intérieure; la Fig 2 est une coupe perpendiculaire à l'axe de la roue de véhicule selon la Fig 1; et la Fig 3 est unevue de détail à plus grande échelle du 35 détail III des Fig 1 et 2. La roue de véhicule représentée sur les Figures comprend un pneumatique 1 muni de talons 2, qui est monté sur une jante à base creuse 3 présentant des accrochages de j ante 4 En raison de la présence de la ro Que de secours 7 à l'intérieur, le pneumatique ne peut pas comporter de chambre; la jante doit donc être fermée à joint étanche à l'air Le voile 6 de la roue est soudé sur le côté de la roue situé à gauche sur la Fig 1, ce qui impose que la gorge 5 de la base creuse soit située en position axialement décentrée dans la jante à base creuse et que, en conséquence, la jante possède un épaulement large et un épaulement étroit Par ailleurs, on a encore indiqué le contour du tambour de frein correspondant 27 en traits mixtes. A l'intérieur du pneumatique gonflé à l'air, est dispo15 sée la roue de secours 7 déjà mentionnée plus haut qui, dans l'exemple de réalisation représenté, est composée de quatre segments 8 Chaque segment 8 possède une section sensiblement à double T, qui comprend un pied de segment 10 relativement étroit et une tête de segment 11 plus large; plus pré20 cisément, la largeur de la tête de segment est à peu près aussi grande que la distance libre entre les talons du pneumatique lorsqu'ils sont convenablement placés contre les accrochages de la jante Par ailleurs, les segments sont raidis sur les deux c 6 tés par plusieurs nervures de raidis25 sement 9 disposées radialement Le pied du segment est serré par la face interne du segment dans la gorge 5 de la base creuse au moyen de vis de serrage 12 A cet effet, le perçage de passage de vis 14 est fermé à joint étanche à l'air contre la tige de la vis de serrage 12 au moyen d'une bague d'étan30 chéité torique 13 faite d'une matière ayant l'élasticité du caoutchouc Dans la région du pied du segment, sont prévues deux oreilles de vissage présentant, chacune, un perçage fileté 24 destiné à recevoir une vis de serrage, et un fraisage qui s'élargit vers l'extérieur avec une forme conique 35 pour recevoir la bague torique 13 Pour des raisons d'usure, le filetage est formé par un filetage rapporté vissable dit "Helicoil" de sorte que, en dépit de la fabrication des segments en fonte d'aluminium, il est possible de desserrer et de resserrer fréquemment le vissage avec une forte contrainte. Pour pouvoir mettre la bague d'étanchéité torique 13 en place dans le fraisage 22 dès avant le montage du segment et l'y retenir avec sécurité, il est prévu, au niveau du bord extérieur du fraisage, une contre-dépouille 23 qui en10 toure la bague torique à l'état détendu, représentée en traits continus sur la Fig 3, sur toutes les parties périphériques avec une légère précontrainte et sans coin d'air ni espace équivalent, mais laisse cependant cette bague déborder axialement en tous les points de la périphérie, dans 15 une mesure qui est suffisante pour assurer une étanchéité sure La bague d'étanchéité torique 13 peut facilement être mise en place, par exemple emmanchée à force, dans cette contre-dépouille et elle possède alors une précontrainte suffisamment élevée pour bien adhérer à la paroi de la con20 tre-dépouille 23 sans adhésif et sans s'échapper de la contre-dépouille sous l'effet des déplacements circonférentiels que l'on doit imposer aux segments de la roue de secours sur la jante à l'intérieur du pneumatique, et sous l'effet de frottements qui se manifestent de ce fait entre la bague 25 d'étanchéité et la gorge de la base creuse Ceci supprime le travail long et délicat d'introduction et de fixation des bagues d'étanchéité à travers les perçages 14 de passage des vis L'introduction des bagues d'étanchéité à travers les perçages au moyen d'outils de grande longueur que l'on avait 30 à effectuer jusqu'à présent conduisait facilement à des détériorations non décelées des bagues d'étanchéité La retenue selon l'invention évite également le coincement des bagues d'étanchéité dans le perçage fileté, les défauts formés au moment de l'introduction et du vissage des vis de fixation, 35 la perte des bagues d'étanchéité qui, autrement, pourraient glisser du fraisage et tomber à'l'intérieur du pneumatique, o elles pourraient faire obstacle à un montage et un appui corrects des segments Les tolérances dimensionnelles de la bague d'étanchéité torique 13,,du fraisage 22 et de la contre-dépouille 23 ainsi que de la tige des vis de fixation 12 peuvent être compensées par des réserves de place dans la région du fraisage conique 22; le contour de la bague d'étanchéité torique serrée 13 ' est indiqué en traits mixtes sur la Fig 3. Comme le montre le contour du tambour de frein 27 associé à la roue qui est représenté sur la Fig 1, on n'a plus de place pour monter les moyens d'étanchéité du passage des vis sur le côté 26 de la jante par o l'on introduit les vis, de sorte que, pour des raisons de place, la formation du joint étanche doit nécessairement s'effectuer sur la face 25 de la jante sur laquelle les segments s;'appliquent, c'est-àdire à l'intérieur dt-pneumatique. Pour pouvoir fabriquer d'une façon relativement simple les segments individuels qui possèdent une construction re20 lativement compliquée et pour pouvoir leur donner une construction légère, les segments 8 sont fabriqués en fonte d'aluminium De cette façon, la masse de la roue n'est augmentée que dans une mesure relativement minime par lintroduction de la roue de secours, ce qui vient également à l'avantage du confort de la suspension du véhicule aussi bien en fonctionnement-normal que pendant la marche en roue de secours et conduit, de cette façon, à un fonctionnement en: roue de secours silencieux. En raison de la largeur relativement petite du pied 10 30 du segment, comparativement à la distance libre entre les talons 2 du pneumatique, il subsiste de chaque c 6 té un espace latéral 16 qui, dans la roue de secours selon l'invention, est maintenu entièrement libre d'éléments intérieurs De cette façon, dans le cas de la marche en roue de secours, les 35 talons 2 du pneumatique peuvent glisser des épaulements de la jante en se dirigeant axialemxent vers le bas, de sorte que le glissement entre roue et pneumatique qui est inévitable dans la marche en roue de secours peut se produire à cet endroit Pour accroître la rigidité de la fixation des segments individuels dans la gorge de la base creuse en dépit de la base de fixation relativement étroite, il est prévu deux vis de fixation 12 pour chaque segment, de sorte que chaque segment est bloqué par les vis et par la liaison par sûreté de forme obtenue de cette façon et ne risque pas 10 de s'incliner sur la direction circonférentielle Des zones d'appui 15 sont prévues dans la région immédiatement voisine de chaque vis de fixation 12 et aux extrémités frontales des segments, ainsi que dans leur région centrale, cependant qu'entre chaque zone d'appui, il est prévu un évidement dans 15 lequel la face interne du segment ne s'appuie pas sur le fond de la gorge de la base creuse Ces portées étroites assurent la sécurité de la portée des segments sur la jante. Pour élargir la base de portée dans la direction axiale et renforcer les bords, il est prévu en supplément de former 20 encore latéralement sur chaque segment, dans la région des nervures de raidissement 6, des consoles d'appui 17 qui prennent appui sur la base de la jante à côté de la gorge de base creuse 5 Ces consoles d'appui 17 s'appuient sur les mêmes zones circonférentielles que les zones d'appui 15. Pour permettre de centrer plus facilement les segments du moins le premier segment, sur les perçages 14 de passage des vis dans la direction circonférentielle, au moyen d'un outil relativement simple, puisqu'avant leur vissage, les différents segments se trouvent librement dans une position 30 circonférentielle indéfinie à l'intérieur du pneumatique, on a prévu sur la face interne du pied du segment, sur toute la circonférence mais en dehors du perçage fileté 24, des rainures axiales 18 dont l'espacement mutuel A est légèrement plus petit que le diamètre du perçage de passage de vis 14. 35 De cette façon, il est possible de pousser le segment dans la direction circonférentielle, dent par dent, par exemple au moyen d'un tournevis, jusqu'à ce que l'oreille filetée du pied du segment coïncide circonférentiellement avec un perçage de passage de vis 14 Pour faciliter-ce déplacement 5 circonférentiel et également pour pouvoir reconnaître d'une façon simple, de l'extérieur, à travers le perçage de passage, dans quel sens il est le plus avantageux de déplacer un segment, les flancs des rainures qui sont les plus rapprochés d'un perçage fileté sont inclinés en direction du perçage fileté 24 tandis que les autres flancs sont perpendiculaires à la face interne du pied du segment De cette façon, on peut donc pousser un segment dans la direction circonférentielle jusqu'à la position oblique du tournevis dans la rainure 18. L'opération de montage de la roue de secours s'effectue à peu près de la façon suivante: tout d'abord on fait passer un talon du pneumatique pardessus l'accrochage supé- rieur de la jante On soulève axialement l'autre talon et on introduit les segments de la roue de secours un à un dans le volume intérieur du pneumatique, dans une direction radiale, les bagues toriques 13 ayant été préalablement montées d'une façon simple dans le fraisage 23 ou la contre-dépouille 23 du segment Ensuite, on fait passer le deuxième talon par-dessus l'accrochage correspondant de la jante On 25 peut maintenant centrer les segments de la roue de secours dans la direction circonférentielle sur les trous de passage, en agissant de la façon décrite plus haut, ces trous présentant exactement le même espacement dans la direction ciroonférentielle, de sorte qu'au maximum, on n'a à déplacer les E, 30 segments que de la moitié d'un pas d'écartement entre vis. Etant donné que les bagues dlétanchéité toriques ont déjà été correctement positionnées, il suffit maintenant d'introduire les vis de serrage 12 et de les serrer, ce qui fixe les segments rigidement et à joint étanche à l'air à la périphé35 rie de la jante à base creuse Il suffit de centrer circonfé- rentiellement un seul segment sur les perçages de passage de vis,pour les autres segments, ceci donne automatiquement une assistance de centrage circonférentiel. Etant donné que les segments 8 ne sont pas usinés cir5 conférentiellement par enlèvement de copeaux sur leur face externe et que, de cette façon, il peut exister des écarts de tolérance relativement grands sur les pièces de fonderie, pour éviter qu'il ne se forme un joint ou un échelon aux points de jointure entre deux segments voisins, ce qui se10 rait très abrasif, les têtes 11 des segments sont munies, au niveau de ces zones de joint aussi bien sur la face périphérique que dans la région des bords latéraux, d'un arrondi qui se raccorde à la surface frontale 21 des segments, le rayon de l'arrondi correspondant à peu près à l'épaisseur de 15 paroi des segments Ceci a pour effet, non seulement d'évi+ter les zones de joint à angle vif mais, en même temps de former des poches qui peuvent recevoir les résidus d'usure, ce qui permet d'obtenir une marche en roue de secours à la fois peu agressive et silencieuse On peut citer, en qualité 20 d'avantages de la roue de secours selon l'invention, les points suivants: Très grande facilité de montage de la roue de secours, en raison de la liberté de déplacement des segments non encore montés à l'intérieur du pneumatique et en raison du fai25 ble écartement angulaire entre les trous filetés et entre les trous de passage des vis et également en raison de la possibilité de monter les bagues toriques à l'avance; pour le montage de la roue de secours, on doit compter un temps de montage supplémentaire d'environ un quart d'heure au maxi30 mum par roue de véhicule; utilisation de pneumatiques et jantes de série, qui doivent seulement être munis en supplément de perçages de passage de vis 14 Le défaut d'équilibrage n'est pas plus important que dans le cas de pneumatiques sans roue de se35 cours; les segments de la roue de secours peuvent avanta- geusement être sélectionnés selon leur-poids, préalablement triés ou prééquilibrés, ce qui est toutefois superflu dans la plupart des cas; absence d'entretien et grande fiabilité de la roue du véhicule, même après des périodes prolongées d'usage normal; possibilité de réutiliser les segments 8 de la roue de secours après une utilisation en roue de secours; faible masse non suspendue de la roue de véhicule en fonctionnement normal en dépit de l'incorporation de la roue 10 de secours; confort de suspension suffisant dans la marche en roue de secours et aucune limitation du confort de roulement dans le fonctionnement normal; faible écrasement du pneumatique appuyé sur les segments 15 de la roue de secours après une défaillance du pneumatique et, par conséquent, bonne protection des parties basses du véhicule; possibilité d'absorber de grandes contraintes de force transversale par la roue de secours dans-le fonctionnement 20 en roue de secours; pas de déjantage ni d'échappement des talons du pneumatique des accrochages de la jante dans le fonctionnement en roue de secours sous l'effet des segments de-la roue de secours; hautes performances de roulement dans la marche en roue de secours, grâce au faible coefficient de frottement entre la fonte d'aluminium et le caoutchouc du pneumatique; en outre, la durée de vie peut être allongée par une anodisation dure au moins sur la surface de roulement de la tête des segments, ou par enduction de cette surface avec du polyté-. trafluoroéthylène. Revendications 1 Roue de véhicule équipée d'un pneumatique en caoutchouc sans chambre, gonflé de gaz, monté sur une jante 5 à gorge creuse et d'une roue de secours de forme annulaire, disposée à l'intérieur de ce pneumatique, composée de segments, dont les segments sont serrés sur la jante, à peu près au milieu axial de cette jante, au moyen de vis montées à joint étanche qui traversent la jante radialement, ces segments étant en outre conformés sensiblement en double T en section transversale comprenant un pied de segment étroit situé radialement à l'intérieur et une tête de segment large, raidie par des nervures radiales, et étant réalisé en fonte de métal léger, la région radialement intérieure des seg15 ments étant de largeur axiale inférieure à la distance libre entre les talons du pneumatique, dans une mesure au moins égale à la moitié de la largeur des talons du pneumatique, cette roue étant caractérisée en ce que l'espace ( 7) situé axialement entre la région radialement intérieure ( 10) des segments ( 8) et les talons ( 2) du pneumatique est maintenue entièrement libre d'éléments intérieurs en ce que, pour chaque segment ( 8), sont prévues deux vis de serrage ( 12) et, par conséquent, deux trous de passage de vis ( 14) ménagés dans'la jante, toutes les vis de serrage ( 12) étant unifor25 mément réparties sur la circonférence dans l'état entièrement monté de-la roue de secours ( 7), en ce que l'obturation à joint étanche entre la jante ( 3) et la vis de serrage ( 12) sur le c 6 té d'appui des segments ( 25) de la jante ( 3) s'effectue au moyen d'une bague torique ( 13) faite d'une matière 30 ayant l'élasticité du caoutchouc, qui est disposée dans un fraisage ( 22) du perçage fileté ( 24) du segment ( 3) qui s'élargit avec une forme conique dans le sens orienté radialement vers l'extérieur relativement à la roue -, en ce que le fraisage ( 22) présente une contre dépouille ( 23) qui 35 retient solidement la bague torique ( 13) dans un état appro- prié, mais laisse cette bague débordée radialement vers l'intérieur et en ce que la face interne du pied ( 10) du segment est munie sur toute la circonférence, en dehors de la région du perçage fileté ( 24) de rainures ( 18) s'étendant 5 axialement, dont l'espacement mutuel est égal ou légèrement inférieur au diamètre du perçage ( 14) de passage des vis. 2 Roue de véhicule selon la revendication 1, caractérisée en ce que le flanc ( 19) des rainunes ( 18) qui est le plus rapproché d'un perçage fileté ( 24) est incliné vers 10 le perçage fileté ( 24) et en ce que l'autre flanc ( 20), est perpendiculaire à la face interne du pied ( 10) du segment.