Brevet FR2648756A1 — publié le 19901228

2648?56 CRAMPON A MONTAGE GAINÉ, POUR PNEUMATIQUE DE VEHICULE La présente invention se rapporte à un crampon à mon- tage gainé implanté dans un pneumatique de véhicule, et sur la collerette du rivet duquel des protubérances sont ménagées de telle sorte que, lorsque ce crampon effectue une course folle, la zone par laquelle il est en contact avec le caoutchouc soit substantiellement plus petite que la zone superficielle totale de la région équivalente de ce crampon. L'accroissement de la circulation automobile, conju- gué à des pneumatiques à crampons, se sont avérés être un facteur important d'usure des routes. Dans certains pays, cela a même conduit à l'interdiction de pneumatiques à crampons,ou au moins à des restrictions substantielles. Dans des conditions climatiques hivernales, en revanche, l'effet d'augmentation de la sécurité du trafic et l'in- fluence bénéfique sur la fluidité du trafic, exercés par des moyens antidérapage, ont indiscutablement fait leurs preuves, ce à quoi il ne faudrait pas renoncer. Toutefois, il conviendrait d'éliminer les inconvénients. De bons résultats sont assurément obtenus par la mise au point tant'des revêtements de chaussées, que des pneumatiques antidérapage. Lorsque le pneumatique d'une automobile roule sur une surface plane, il s'aplatit notablement dans la di- rection radiale, suite à sa résilience, des forces longi- tudinales et transversales, dues à une variation du rayon de roulement, étant elors développées dans la région de la surface de contact. Lorsque le pneumatique roule et que le crampon heurte la surface de la route, il se produit un choc très rapide contre cette route par suite de l'énergie motrice du crampon, et du caractère visco-élastique du caoutchouc s'opposant à des mouvements rapides. Lorsque le crampon avoisine le point de contact avec la route, la carcasse du pneumatique fléchit de façon telle que le rayon de la partie fléchie soit notablement plus petit que le rayon des parties équivalentes d'un pneu- matique au repos. Préalablement au contact avec la route, le crampon, monté rectangulairement contre la surface, est ainsi amené à une position verticale. Néanmoins, suite à la saillie de la pointe du crampon, il ne tourne assurément pas jusqu'à une position suffisamment verticale, mais ren- contre la surface de la route dans une position oblique. A ce stade également, les forces développées par la tendan- ce au glissement commencent à exercer leur effet. Etant donné que le crampon rencontre la surface de la route dans une position oblique, le chOc initial de ce crampon contre la route engendre, dans le crampon des réali- sations connues dans l'art antérieur, une force de bascu- lement qui, concernant en particulier des crampons à mon- tage gainé, exerce un effet au voisinage de l'orifice de la gaine. De surcroit, ladite force de basculement a tendance à amener le crampon par rotation à une position oblique, ce qui diminue substantiellement l'aptitude de ce crampon à pénétrer, par exemple, dans une couche de verglas sur la surface d'une route, de sorte que ce crampon commence à déraper. Ladite force de basculement engendre, dans la gaine, un effort de perforation transversale qui use cette gaine et le rivet. Dans les crampons selon l'art antérieur, cette caractéristique est inhérente à la réali- sation utilisée. Un crampon à montage gainé, selon l'art antérieur, est illustré sur la figure A1. Sur cette figure, le crampon à montage gainé est globalement désigné par la référence nu- mérique 30. Ce crampon 30 consiste en une partie 31 formant rivet, constituée d'-une collerette 32 du rivet et d'une pointe 33 du crampon. La partie 31 formant rivet a été ajustée à l'intérieur d'une partie 37 de montage gainé, sur laquelle est ménagée une collerette 38 de la gaine qui est plus large que la collerette du rivet. Comme illus- tré sur la figure A1, dans des crampons connus de l'art antérieur, une tête 34 du rivet est configurée en dôme ou bien le crampon est d'une réalisation telle que, lorsque ce crampon est monté dans le pneumatique, la tête du rivet soit supportée dans le fond du trou de montage du crampon, soit par toute la région de cette tête, soit, comme repré- senté sur la figure A1, par la zone centrale de la configu- ration en dôme de ladite tête. Sur la figure Ai, le fond du trou de montage du crampon est repéré par une ligne en pointillé et par la référence numérique 21. Lorsqu'un tel crampon rencontre la surface de la route, il est engendré une force F qui agit sur la pointe 33 dudit crampon, et est dirigée à l'oblique par rapport à l'axe longitudinal du rivet. Comme déjà décrit ci-avant, la tête 34 de ce rivet est quant à elle supportée par la zone centrale de cette tête vis-à-vis du fond 21 du trou de montage du cram- pon, de sorte que le point de support de la tête se trouve substantiellement dans la région de l'axe longitudinal du rivet. Ainsi, la force F et le point de support du rivet engendrent un couple qui fait basculer le crampon, et dont la valeur correspond à la force F multipliée par la distan- ce a entre la ligne d'action de la force et le point de support de la tête, agissant par conséquent comme un arbre de torsion. Par suite dudit couple de basculement, la position du crampon n'est pas avantageuse lors du contact initial. L'invention a pour objet de fournir un perfectionne- ment apporté à des conceptions de crampons connus dans l'art antérieur, en particulier à des conceptions de cram- pons à montage gainé. Un objectif plus spécifique de l'in- vention consiste à fournir un crampon à montage gainé, évitant les inconvénients qui affectent les réalisations de l'art antérieur. Les objectifs de l'invention sont atteints grâce à un crampon à montage gainé, qui est caractérisé par le fait que des protubérances sont ménagees sur la zone marginale externe de la collerette du rivet et sont dirigées vers les côtés et vers le haut à partir de la tête de ce rivet, de sorte que, lorsque le crampon effectue une course à vide et au cours du contact initial de la pointe du rivet et de la surface de la route, le crampon est ajusté en vue d'être supporté par le-caoutchouc du pneumatique, sur lesdites protubérances et sur ladite zone marginale de la collerette de la partie du crampon formant gaine, si bien que la tête de la partie formant rivet occupe une position détachée du caoutchouc du pneumatique, tout en étant pro- tégée par la partie formant gaine. Par rapport à des réalisations de l'art antérieur, l'invention permet d'atteindre de nombreux avantages nota- bles dont certains peuvent, par exemple, être exposés ci- après. La configuration de la tête du rivet et l'ajustement de ce rivet, par rapport à la gaine, se traduisent par le fait que, avec le crampon conforme à l'invention, il n'est exercé sur la surface de la route aucun effet équivalent de choc rude qui est dû à la nature visco-élastique du caoutchouc et à la transformation rapide de ce caoutchouc. En revanche, à l'aide du crampon conforme à l'invention, il est possible de prodiguer un "contact initial en douceur" grâce auquel l'effet d'usure, exercé par le crampon sur la route, est substantiellement plus faible qu'avec des crampons de l'art antérieur. D'autre part, la collerette et la tête du crampon selon l'invention ont été configurées de façon que, lors du contact avec la route, la force agis- sant sur le crampon provoque, à la place d'un couple de basculement dans les réalisations connues de l'art antérieur, un couple de support du crampon, c'est-à-dire un couple maintenant ce crampon en position verticale et grâce au- quel ledit crampon rencontre la surface de la route dans une position considérablement plus avantageuse que dans les conceptions de l'artantérieur. De ce fait, le crampon selon l'invention confère une meilleure adhérence. L'invention va à présent être décrite plus en détail à titre d'exemple nullement limitatif, en regard des des- sins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe schématique d'un crampon conforme à l'invention et de son effet de support; la figure 2 illustre, par une coupe schématique,le crampon conforme à l'invention monté dans un pneumatique; et la figure 3 représente le crampon de la figure 2, obser- vé dans la direction d'une flèche B. Sur les figures 1 à 3, le crampon conforme à l'inven- tion est globalement repéré par la référence numérique 10. Ce crampon 10 comprend un rivet 11 et une partie 17 formant gaine, entourant ledit rivet. Ce rivet 11 se compose d'une collerette 12 et d'une pointe 13 en un métal dur. Des protu- bérances 15, ménagées sur les zones marginales de la col- lerette 12 du rivet, sont dirigées latéralement et s'éten- dent au-delà de la délimitation théorique d'une tête 14 dudit rivet. Les protubérances 15 délimitent, entre elles, des espaces 16 dans lesquels la collerette 12 du rivet n'est pas uniforme sur sa zone marginale externe. Le rivet 11 a été ajusté, à l'intérieur de la partie 17 formant gaine du crampon, de telle sorte que, lorsque ce crampon accom- plit une course à vide, la tête 14 du rivet soit protégée par une collerette 18 de ladite partie formant gaine, si bien que la tête 14 du rivet, ou bien la surface théorique de cette tête,n'est pas en contact avec le caoutchouc du pneumatique repéré par la référence numérique 20 sur la figure 2. Par conséquent, lorsque le crampon 10 accomplit une course folle, seules les protubérances 15 situées sur la tête du rivet sont en contact avec un fond 21 du trou de montage du crampon, pratiqué dans le caoutchouc 20 du pneu- matique, un espace libre étant alors réservé entre la tête 14 du rivet et le fond 21 du trou de montage. Sur la colle- rette 12 du rivet, les protubérances 15 ont été façonnées de façon que la zone de contact de ces protubérances, dans laquelle lesdites protubérances 15 sont supportées par rapport au fond 21 du trou de montage du crampon, s'étende au-delà de la collerette 18 de la gaine du crampon, si bien que cette gaine 18 est également en contact, avec le caoutchouc du pneumatique,seulement par sa zone marginale externe. Sur les figures 2 et 3, la région de contact de la collerette 18 de la gaine est repérée par la référence numérique A2. Lors du roulement du pneumatique d'un véhicule, le crampon 10 conforme à l'invention entre en contact avec la route et la partie qui forme le rivet de ce crampon est supportée, par le caoutchouc du pneumatique, initialement seulement dans des régions de contact A1 des protubérances dudit rivet, situées sur les zones marginales extrêmes externes de la collerette 12 du rivet. De ce fait, la tête 14 du rivet est détachée du fond 21 du trou de montage du crampon. Il en résulte un "contact initial en douceur" avec la route, réduisant à un minimum l'effet de choc- du crampon au début du contact avec la route. Ainsi, le cram- pon selon l'invention permet une réduction substantielle de l'usure de la route, Suite au contact initial en douceur, lorsque le rivet 11 dépasse vers l'intérieur, la tête 14 de ce rivet est également supportée par rapport au fond 21 du trou de montage du crampon, la force de perforation de ce crampon augmentant alors jusqu'à une valeur suffi- sante, et jusqu'à ce que l'effet d'adhérence devienne avantageux. De surcroit, l'effet d'adhérence du crampon est amélioré grâce à la caractéristique consistant en ce que, dans une situation de contact avec la route, ledit crampon peut être conçu pour tourner jusqu'à une position avantageuse, quasiment optimale. Une démonstration de cet effet a été tentée notamment sur la figure 1. Comme illus- tré sur cette figure 1, dans une situation de contact, la pointe 13 du crampon est soumise à l'action d'une force F qui est dirigée vers l'arrière, à l'oblique à partir de l'axe médian du crampon. D'autre part, en phase de contact initiale, le rivet 11 est supporté, vis-à-vis du caoutchouc du pneumatique, par le seul concours des régions de contact A des protubérances de ce rivet, situées sur la zone marginale extreme externe de la collerette 12 dudit rivet. Lors de la phase initiale du contact, le point de support du rivet sur le caoutchouc du pneumatique se trouve, par conséquent, à l'extérieur de la ligne d'action de la force F par rapport à l'axe médian. Sur la figure 1, la référence b désigne la distance comprise entre la force F et la région de contact A1 d'une protubérance du rivet. Ainsi, cette distance b agit comme un arbre de torsion pour la force de support exerçant son influence sur la ré- gion de contact A1, de sorte que le crampon 10 est influen- cé par un couple qui supporte ce crampon et le maintient dans une position verticale, et dont la valeur est égale à la force F multipliée par l'arbre de torsion b. Suite audit couple de support, le crampon 10 parvient par rota- tion à une position verticale et conserve une position avantageuse dans une situation de choc avec la route, si bien que l'effet d'adhérence du crampon est très fort. Un accroissement de la largeur de la collerette 12 du ri- vet,et en particulier des protubérances 15, a pour effet d'augmenter davantage encore le couple de maintien à la verticale. Les protubérances 15 peuvent être disposées symétri- quement ou asymétriquement sur la collerette 12. Un agence- ment asymétrique a pour effet d'engendrer avantageusement une force faisant tourner le rivet 11 autour de son axe longitudinal, ce grâce à quoi la faculté de pénétration du rivet est accrue et l'usure de la pointe 13 dudit rivet est compensée. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au crampon décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Crampon à montage gainé implanté dans un pneumaw que de véhicule et dans la collerette (12) du rivet duquE! des protubérances (15) sont ménagées de telle sorte que, lorsque ce crampon effectue une course folle, la région par laquelle il est en contact avec son caoutchouc (20) soit substantiellement plus petite que la zone superficielle totale de la région respective de ce crampon, crampon ca- ractérisé par le fait que les protubérances (15) sont ména- gées sur la zone marginale extrême externe de la colleret- te (12) du rivet et sont dirigées vers les côtés et vers le haut à partir de la tête (14) de ce rivet, de telle sorte que, lorsque le crampon effectue une course à vide et cours du contact initial de la pointe (13) du rivet e la surface de la route, le crampon soit agencé en vue a etre supporté par le caoutchouc (20) du pneumatique, sur lesdites protubérances (15) et sur la zone marginale de la collerette (18) de la partie (17) de montage gainé du crampon, si bien que la tête (14) de la partie (11) formant rivet est déta- chée du caoutchouc (20) du pneumatique, tout en étant pro- tégée par la partie (17) formant gaine. 2. Crampon selon la revendication 1, caractéris le fait que, lorsque ce crampon accomplit une course vide, la région de contact (A1) des protubérances (15) avec le caoutchouc (20) du pneumatique se trouve au voisinage du pourtour extrême externe des protubérances (15), si bien que, lorsque le crampon (10) entre en contact avec la route, la ligne d'action de la force (F) agissant sur ledit cram- pon passe entre l'axe médian de ce crampon (10) et la ré- gion de contact (A1) des protubérances, la force de s.: agissant sur le caoutchouc (20) du pneumatique, par rapport aux protubérances (15),étant propre à engendrer un couple qui maintient le crampon (10) en position verticale. 3. Crampon selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que les protubérances (15) délimitent entre elles des espaces (16) qui, lorsque ce crampon (10) accor- plit une course à vide, sont exempts d'un contact avec le caoutchouc, ce caoutchouc du pneumatique étant destiné à fluer dans lesdits espaces (16), ainsi que contre la tête (14) du rivet, lorsque le crampon (10) entre en contact avec la route. 4. Crampon selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les protubérances (15) sont agencées symétriquement par rapport à l'axe longitudinal de ce crampon. 5. Crampon selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les protubérances (15) sont agencées asymétriquement par rapport à l'axe médian longitudinal dudit crampon, afin d'engendrer la force fai- sant tourner le rivet (11).