Brevet FR2664857A1 — publié le 19920124

- ENSEMBLE PNEUMATIQUE ET PROTECTEUR DE BOURRELET AMOVIBLE La présente invention concerne les pneumatiques sans chambre à air indépendante destinés à être montés sur des jantes dont les sièges sontinclinés, par rapport à l'axe de rotation du pneumatique monté, d'un angle égal à 15 ' 1 selon les normalisations en cours. Un tel pneumatique a une armature de carcasse radiale, ancrée dans chaque bourrelet à au moins une tringle, généralement formée de fils à section rectangulaire. Axialement à l'extérieur de la partie retournée de l'armature de carcasse est disposée une nappe de fils ou câbles faisant avec la direction circonférentielle un angle d'environ 20, cette nappe étant destinée à rigidifier la partie du bourrelet concernée. Lors de la vie du pneumatique, les portions de caoutchouc en contact avec la jante s'usent par frottement, et d'autant plus que des particules étrangères sont souvent présentes entre le caoutcouc et le métal de la jante (sable, poussières) En outre, ces portions sont soumises à un échauffement non négligeable, échauffement pouvant être tel que le caoutchouc directement en contact avec la jante durcit et se "bakélise" Lors du rechapage de la bande de roulement du pneumatique après un certain nombre de kilomètres effectués, ces portions de bourrelet endommagées peuvent être réparées avec apport de caoutchouc Ces opérations de réparation sont compliquées, longues et coûteuses. 2 - Afin de remédier aux inconvénients cités ci-dessus, l'invention propose de remplacer le pneumatique se montant normalement sur la jante à sièges tronconiques 15 par un ensemble formé d'un pneumatique et d'un protecteur de bourrelet amovible renforcé, susceptible d'assurer un montage correct de l'enveloppe pneumatique, l'étanchéité nécessaire, et d'être remplacé aisément après dégradation en roulage. Conformément à l'invention, l'ensemble pneumatique formé d'un pneumatique sans chambre à air, comprenant une bande de roulement, une armature de sommet, une armature de carcasse ancrée dans chaque bourrelet à au moins une tringle et d'un protecteur amovible, ensemble destiné à être monté sur une jante à sièges tronconiques à 15 de dimensions normalisées, caractérisé en ce que le protecteur amovible, destiné à s'insérer entre le bourrelet du pneumatique et la partie de jante composée du siège et du rebord de jante, est un anneau circulaire de caoutchouc renforcé, de largeur au moins égale à la largeur des sièges tronconiques de la jante et dont le profil radialement intérieur, vue en section méridienne, est identique au profil correspondant de la jante de service du pneumatique jusqu'au sommet du rebord de jante de diamètre D, mais dont les points les plus éloignés de l'axe de rotation du pneumatique sont sur un cercle de diamètre DB, perpendiculaire à l'axe de rotation, et compris entre 0,9 et 1 fois le diamètre DJ du rebord de jante, dont le profil radialement extérieur est composé d'une zone tronconique dont la génératrice est parallèle à'la génératrice radialement intérieure, située à une distance (e) de ladite génératrice, (e) étant compris entre 2 mm et mm, et prolongée axialement à l'extérieur pour une zone en arc de cercle de rayon égal au rayon correspondant de 3 - la zone du profil intérieur, ladite zone en arc de cercle étant tangente à une zone tronconique dont la générative fait avec l'axe de rotation du pneumatique un angle p compris entre 45 et 90 ', zone tronconique elle même reliée au profil radialement intérieur par une zone sensiblement circulaire entourant au moins une nappe de fils ou câbles orientés par rapport à la direction circonférentielle d'un angle compris entre 90 S et 45, et formant deux couches de renforcement s'étendant au moins jusqu'à la pointe axialement intérieure du protecteur, après enroulement autour d'une tringle de module d'extension au moins égale à 4000 M Pa et située dans la partie de l'adaptateur destiné à recouvrir le rebord -D1 DB de jante, tel que le rapport S = à à soit au moins D 1 DB égal à 0,1, D T étant le diamètre intérieur de la tringle du protecteur amovible, et en ce que le pneumatique a des bourrelets dont la base de largeur axiale au plus égale à la largeur axiale du protecteur amovible est formée, vue en section méridienne, d'une zone tronconique dont la génératrice fait avec l'axe de rotation du pneumatique un angle (T) compris entre 15 ' et 25 ', suivie axialement à l'extérieur d'un arc de cercle tangent à une deuxième zone tronconique dont la génératrice fait l'angle (P) avec l'axe de rotation du pneumatique. Il faut entendre par tringle du protecteur amovible tout anneau circulaire, ayant une section transversale de forme quelconque et une composition quelconque, dans la mesure o cette composition présente un module d'extension au moins égal à 4000 M Pa. Cet anneau pourra être par exemple en toute matière plastique connue, mais pourra être aussi, comme les tringles habituelles, composé de plusieurs fils ou câbles assemblés, ou alors plusieurs fils ou câbles enrobés dans une matière plastique ou élastique et assemblés. La section transversale est préférentiellement circulaire et la tringle du type tressé, c'est-à-dire formée de fils ou câbles enroulés autour d'une âme centrale qui peut être un fil ou un câble L'avantage de ce type de tringle est de présenter une certaine extension sous effort, extension possible qui facilite le montage de la partie axialement extérieure du protecteur amovible sur le rebord de jante, tout en offrant une meilleure répartition des contraintes. Le diamètre de la section transversale de la tringle est fonction de la résistance désirée, mais est choisi préférentiellement de manière à ce que la zone de jonction entre la génératrice d'angle (g) du profil radialement extérieur du protecteur et l'extrémité axialement intérieure du profil intérieur soit circulaire, avec la même épaisseur (e/2) autour de la tringle, enrobée circulairement de caoutchouc vulcanisé. Les fils ou câbles de la nappe enroulée autour de la tringle du protecteur amovible peuvent être textiles ou métalliques. Ils sont préférentiellement textiles car moins conducteurs de la chaleur. La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple, fera mieux comprendre comment l'invention est mise en oeuvre. Sur ce dessin, les figures l A, l B, 1 C représentent de manière séparée, chaque élément de l'ensemble: la jante à sièges coniques normalisée, le protecteur amovible, et le bourrelet du pneumatique. La jante (J) de la figure l A est une jante 22 5 x 9 00 normalisée, dont les contours et les dimensions se trouvent, 4 - - par exemple, dans le livre de la "Tire and Rim Association". Cette jante (J) comprend principalement, en ce qui concerne l'invention, un siège ( 10) tronconique, la génératrice du tronc de c 8 ne faisant avec l'axe de rotation du pneumatique un angle (a) de 15 1 , et un rebord de jante ( 12) formé d'une portion circulaire de rayon R 2 ( 12,7 mm), reliée au siège tronconique ( 10) par une deuxième portion circulaire ( 11 il) de rayon R 1 ( 8 mm) Les largeurs de jante (A), du siège tronconique (P), ainsi que la distance (L) séparant axialement l'extrémité axialement extérieure du siège tronconique ( 10) du plan (XX') dans lequel est contenu le cercle, lieu des points du rebord de jante les plus éloignés de l'axe de rotation, sont normalisés Le cercle ci-dessus a un diamètre D ( 597 mm), qui est le diamètre du rebord de jante ( 12). Ce diamètre (D) du rebord de jante est supérieur d'une quantité 2 R 2 ( 25,4 mm) au diamètre DE, diamètre nominal de la jante (J), égal à 571,5 mm. Sur la figure l BE, montrant les contours, dimensions et structure du protecteur amovible ( 2) apparaissent les dimensions des profils radialement intérieur et extérieur du protecteur ( 2) Le profil radialement intérieur se compose d'une zone tronconique dont la génératrice ( 20) fait avec l'axe de rotation du pneumatique l'angle (o) du siège tronconique ( 10) de la jante (J), c'est-à-dire à 15 1 La génératrice ( 20) est prolongée axialement à l'extérieur par un arc de cercle ( 21) de rayon (R 1 '), identique au rayon (R 1) correspondant de la jante (J), lui-même prolongé d'un arc de cercle ( 22) de rayon (R'2) identique au rayon (R 2) de la portion correspondante ( 12) de la jante (J). L'extrémité axialement extérieure de cette portion ( 22) se trouve dans le plan (XX') contenant le diamètre (D 3) du rebord de jante ( 12) Le profil radialement intérieur ( 20, 21, 22) du protecteur ( 2) est donc identique au profil ( 10, -6- 11, 12) de la jante (J), mais il est globalement plus proche D DB de l'axe de rotation d'une quantité étant le diamètre du cercle, lieu des points de ce profil intérieur les plus éloignés de l'axe de rotation du pneumatique. Autrement dit, le profil intérieur ( 20, 21, 22) du protecteur ( 2) se déduit du profil ( 10, 11, 12) de la jante normalisée (J) par DJ B translation radiale d'une quantité vers l'axe de rotation La largeur P' du protecteur amovible, mesurée comme étant la largeur du profil radialement intérieur est égale dans cet exemple à la largeur P du siège de la jante (J). Quant au profil radialement extérieur ( 20 ', 21 ', 22 ') du protecteur ( 2), il se compose de la génératrice ( 20 ') parallèle à la génératrice ( 20) mais séparée de celle-ci de la distance e = 4 mm La génératrice ( 20 ') est prolongée par l'arc de cercle ( 21 ') de rayon R'1 de 8 mm A cet arc de cercle ( 21 ') tangente la génératrice ( 22 ') qui fait avec l'axe de rotation un angle de 60 ' Cette génératrice ( 22 ') est reliée à l'arc de cercle ( 22) du profil radialement intérieur ( 20, 21, 22) par une courbe ( 23), qui est, dans le cas étudié, un cercle. Le protecteur amovible ( 2) est renforcé dans sa partie axialement extérieure d'une tringle ( 3) entourée d'un mélange d'enrobage ( 30) Cette tringle ( 3) est du type tressé et son diamètre intérieur D Test égal à 606 mm de sorte que le serrage (s) défini par le rapport décrit ci-dessus est égal à 0,18 Ce serrage, associé au fait que le profil intérieur du protecteur ( 2) a globalement un 7 - diamètre nominal (D' N) inférieur au diamètre nominal (DN) de la jante, de la quantité D J-DB, permet d'une part une mise en place facile du protecteur ( 2) sur la jante (J), mais aussi un maintien parfait de ce protecteur sur la jante (J). Autour de la tringle ( 3) est enroulée une nappe ( 4) de câbles de polyamide 1680 x 3 Ces fils font avec la direction circonférentielle un angle de 90 , et la nappe ( 4) donne naissance à deux couches ( 41) et ( 42) superposées l'une sur l'autre, renforçant en particulier la partie axialement intérieure du protecteur Avant la superposition des deux couches ( 41) et ( 42), les deux brins de la nappe ( 4) sont séparés par un mélange de caoutchouc ( 40) ou bourrage Le calandrage ( 40 ') de lal nappe ( 4) est assymétrique, de manière à ce qu'il soit plus épais d'un côté que de l'autre, le côté le plus épais formant le gainage extérieur du protecteur ( 2) Dans le cas étudié, pour l'épaisseur globale (e) donnée, le calandrage à épaisseur faible est de 0,2 mm, la couche de fils a une épaisseur de 0,8 mm et le calandrage à épaisseur forte est de 1,0 mm. Le rayon de la section transversale de la tringle ( 3), comme montré sur la figure 1 B, est choisi tel que la courbe ( 23) reliant l'arc de cercle ( 22) du profil intérieur ( 20, 21, 22) à la génératrice tronconique ( 22 ') d'angle 60-, soit un cercle ( 23). La figure lc montre le bourrelet ( 5) du pneumatique destiné à être monté sur la jante (J) munie de deux protecteurs amovibles ( 2) Ce bourrelet ( 5) contient une tringle ( 6) à fils rectangulaires, de section en forme de parallélogramme, et autour de laquelle vient s'enrouler l'armature de carcasse ( 7) pour former le retournement ( 7 ') La base du bourrelet ( 5) de largeur P" inférieure à P' et égale à 33 mm se compose de la zone tronconique ( 80) faisant avec l'axe de rotation l'angle y égal à 20 , zone prolongée de l'arc de 8 - cercle ( 81), tangent à la zone tronconique ( 82) faisant l'angle (P) de 60 ' avec l'axe de rotation du pneumatique Le diamètre nominal du bourrelet ( 5) (D"N) est égal à (D' N-e), ce qui permet un serrage efficace du bourrelet ( 5) sur le protecteur ( 2), et donc le maintien correct du pneumatique sur la jante munie de protecteurs, quelles que soient les conditions de roulage utilisées. Si le pneumatique et-le protecteur amovible ( 2) sont fabriqués séparément, ils peuvent par contre être montés sur la jante de service (J) soit séparément, soit ensemble. Dans le premier cas le pneumatique est mis en place après positionnement correct du protecteur amovible sur la jante (J) Dans le deuxième cas, le protecteur amovible ( 2) est dans une première opération collé à l'aide d'une dissolution à base de caoutchouc au bourrelet ( 5) du pneumatique, et l'ensemble pneumatique est alors monté sur la jante (J). 9 - REVENDICATIONS 1 Ensemble pneumatique formé d'un pneumatique sans chambre à air indépendante comprenant outre une bande de roulement et une armature de sommet, une armature de carcasse radiale ( 7) ancrée dans chaque bourrelet ( 5) à au moins une tringle ( 6) et d'un protecteur amovible ( 2), ensemble destiné à être monté sur une jante (J) à sièges ( 10) tronconiques à 15 et de dimensions normalisées, caractérisé en ce que le protecteur amovible ( 2), destiné à s'insérer entre le bourrelet ( 5) du pneumatique et la partie de la jante (J) composée du siège ( 10) et du rebord de jante ( 12), est un anneau circulaire de caoutchouc renforcé, de largeur P' au moins égale à la largeur (P) des sièges de jante (J), dont le profil radialement intérieur ( 20, 21, 22), vu en section méridienne, est identique au profil correspondant ( 10, 11, 12) de la jante (J) de service du pneumatique jusqu'au sommet du rebord de jante de diamètre DJ, mais dont les points les plus éloignés de l'axe de rotation du pneumatique sont sur un cercle de diamètre (DB), perpendiculaire à l'axe de rotation, et compris entre 0,9 et 1 fois le diamètre (D) du rebord de jante, dont le profil radialement extérieur ( 20 ', 21 ', 22 ') est composé d'une zone tronconique ( 20 ') dont la génératrice est parallèle à la génératrice ( 20) radialement intérieure, située à une distance (e) de ladite génératrice ( 20), (e) étant compris entre 2 mm et 10 mm, et prolongée axialement à l'extérieur par une zone ( 21 ') en arc de cercle de rayon égal au rayon (RI) correspondant de la zone ( 21) du profil intérieur, ladite zone ( 21 ') étant tangente à une zone ( 22 ') tronconique dont la génératrice fait avec l'axe de rotation un angle (y) compris entre 450 et 90 , la zone ( 22 ') étant reliée au profil radialement intérieur ( 20, 21, 22) par une zone ( 23) sensiblement circulaire, entourant au moins une nappe - ( 4) de fils ou câbles orientés par rapport à la direction circonférentielle d'un angle compris entre 90 et 45 ', et formant deux couches ( 41, 42) de renforcement s'étendant jusqu'à la pointe axialement intérieure du protecteur ( 2), après enroulement autour d'une tringle du module d'extension au moins égal à 4000 M Pa et située dans la partie du protecteur amovible destiné à recouvrir le rebord de jante, tel que le rapport Dl DB s = soit au moins égal à 0,1 D D T J DT étant le diamètre intérieur de la tringle du protecteur amovible * et en ce que le pneumatique a des bourrelets ( 5) dont la base, de largeur axiale (P") au plus égale à la largeur axiale (P') du protecteur amovible ( 2) est formée d'une zone tronconique ( 80) dont la génératrice fait avec l'axe de rotation du pneumatique un angle (y) compris entre 15 ' et 25 ', suivie axialement à l'extérieur d'un arc de cercle ( 81) tangent à une deuxième zone tronconique ( 82) dont la génératrice fait l'angle (p) avec l'axe de rotation. 2 Protecteur amovible faisant partie d'un ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tringle ( 3) est une tringle de section circulaire et de type tressé. 3 Protecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tringle ( 3) a une section transversale dont le rayon est tel que la zone de jonction ( 23) entre les profils radialement intérieur et extérieur soit circulaire. 4 Protecteur selon l'une des revendications 2 à 3, caractérisé en ce que la nappe ( 4) est formée de câbles en polyamide.