Brevet FR2726226A1 — publié le 19960503

GARNITURE POUR PNEUMATIOUE DU TYPE INCREVABLE L'invention concerne une garniture pour pneumatique du type increvable, cette garniture étant réalisée en caoutchouc ou en élastomère et occupant tout l'espace disponible à l'intérieur de l'enveloppe du pneumatique. Les pneumatiques équipés de ces garnitures sont principalement utilisés sur des engins de transport ou de manutention de charges lourdes (engins militaires, engins de travaux publics, etc) qui se déplacent à vitesse faible (de l'ordre de 5 à 15 km/h par exemple) ou moyenne (de l'ordre de 30 à 50 km/h par exemple ou davantage), ces pneumatiques devant présenter des qualités combinées d'adhérence, d'élasticité, de rigidité transversale, de faible résistance au roulement et de forte résistance à l'usure, et se distinguant par ces qualités des produits concurrents, tels que les pneumatiques pleins souples et les pneumatiques remplis de mousse de polyuréthanne qui sont en général très durs et qui ont une durée de vie inférieure à celle d'un pneumatique normal, les pneumatiques remplis de mousse de polyuréthanne ayant de plus l'inconvénient de s'écraser à plat à l'arrêt lorsqu'ils ont été utilisés un certain temps, en raison de la déformabilité à chaud de la mousse de polyuréthanne. Les garnitures concernées par l'invention sont constituées essentiellement d'un coussin torique dans lequel sont formés des canaux étanches qui s'étendent circonférentiellement autour de l'axe du pneumatique et qui sont remplis de gaz, notamment d'air, le coussin torique ayant en section transversale une forme correspondant à celle de la face intérieure de l'enveloppe du pneumatique. On connaît déjà, par le Brevet Français 2 655 919 de la Demanderesse, une telle garniture dans laquelle les canaux ont une section circulaire et sont à disposition matricielle, en étant agencés en rangées et en colonnes qui sont respectivement parallèles et perpendiculaires à l'axe du pneumatique. La présente invention a essentiellement pour but d'améliorer les performances et la durée de service de ces garnitures. Elle propose à cet effet une garniture de pneumatique increvable, en particulier pour des engins de transport et/ou de manutention de charges lourdes, cette garniture étant destinée à occuper sensiblement tout l'espace interne disponible à l'intérieur d'une enveloppe de pneumatique et étant constituée essentiellement d'un coussin torique en élastomère ou en caoutchouc formé avec une pluralité de canaux parallèles étanches remplis de gaz, qui sont séparés les uns des autres et s'étendent circonférentiellement autour de l'axe de la garniture, caractérisée en ce que les canaux sont à section transversale polygonale à sommets arrondis ayant un nombre de côtés supérieur ou égal à 5, ces canaux étant disposés en quinconce les uns par rapport aux autres et séparés les uns des autres par une épaisseur de matière sensiblement constante. On a constaté que grâce à cette caractéristique, la durée de service de la garniture était largement augmentée, en raison d'une meilleure répartition des contraintes dans la matière de la garniture en charge. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, les canaux sont à section transversale hexagonale. Cette forme permet-notamment d'éviter un effet de pincement trop important des bords des canaux et d'"oeil de chat" qui se produit à la compression du coussin torique lorsque les canaux sont à section circulaire, la réduction ou la suppression du pincement et de cet effet "oeil de chat" évitant l'apparition d'amorces de rupture dans la matière du coussin torique. Dans une forme de réalisation particulière de l'invention, les canaux précités sont alignés entre eux dans des plans perpendiculaires à l'axe du pneumatique et sont disposés ou décalés en quinconce dans les directions parallèles à cet axe, et ils ont deux côtés parallèles à l'axe du pneumatique ou de la garniture. Cette disposition particulière des canaux est favorable à l'obtention d'une épaisseur sensiblement constante de matière entre les canaux voisins et à la suppression des amorces de rupture dans la garniture. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique partielle en coupe transversale d'une roue équipée d'une garniture selon l'invention ; la figure 2 est une vue schématique partielle en perspective d'un élément de cette garniture. La roue représentée schématiquement en figure 1 est équipée d'une garniture selon l'invention, et comprend essentiellement une jante 10 sur laquelle est montée une enveloppe 12 de pneumatique au moyen de pièces annulaires 14, 16 de maintien et de blocage, l'espace disponible à l'intérieur de l'enveloppe 12 montée sur la jante 10 étant occupé entièrement par une garniture 18 qui est constituée de deux demi-tores identiques 20 placés face à face et juxtaposés le long d'un plan équatorial ou plan médian 22 perpendiculaire à l'axe 24 de la roue ou du pneumatique. Les demi-tores 20 sont fabriqués par extrusion d'un boudin de gomme crue à l'aide d'une filière appropriée, leur face plane 26 permettant de les supporter sans déformation en sortie de filière. Le boudin extrudé est ensuite coupé à longueur, les tronçons sont placés sur des plateaux de vulcanisation de forme torique où les deux extrémités planes et biaisées 28 de chaque tronçon sont réunies et appliquées l'une sur l'autre, après quoi les demi-tores vulcanisés ainsi obtenus sont placés face à face à l'intérieur d'une enveloppe 12 de pneumatique sur une jante 10. Avantageusement, les deux demi-tores 20 ne sont pas collés ou soudés l'un à l'autre, mais simplement juxtaposés à l'intérieur de l'enveloppe 12, et les surfaces de jonction des extrémités soudées 28 des demitores 20 sont de préférence décalées l'une par rapport à l'autre à l'intérieur de l'enveloppe 12. Chaque demi-tore 20 est formé avec des canaux parallèles 30 longitudinaux, qui s'étendent circonférentiellement autour de l'axe 24 du pneumatique ou de la roue, ces canaux 30 étant étanches et séparés les uns des autres, et remplis de gaz, en général d'air, à pression atmosphérique normale au moment de la fabrication des demi-tores 20. Les canaux 30 sont conformés et agencés à l'intérieur de chaque demi-tore 20 de façon à ce que l'épaisseur de matière entre les canaux voisins, dans une coupe transversale du demi-tore comme représenté en figure 1, soit sensiblement constante, l'épaisseur de matière entre la surface périphérique extérieure d'un demitore et les canaux 30 voisins de cette surface périphérique pouvant également être sensiblement constante et égale à l'épaisseur de matière entre les canaux voisins. Chaque canal 30 est à section transversale polygonale, notamment hexagonale et les canaux sont alignés entre eux dans des plans perpendiculaires à l'axe 24 du pneumatique ou de la garniture, c'est-à-dire parallèles au plan équatorial 22 de la roue, en étant par contre disposés ou décalés en quinconce dans des directions parallèles à l'axe 24, ce qui est favorable à l'obtention de l'effet recherché. Par exemple, et comme on le voit bien en figure 1, un canal 3 0a d'une rangée perpendiculaire à 1 ' axe 24 et comprise entre deux autres rangées de canaux perpendiculaires à l'axe 24, est entouré par six canaux 30 à section hexagonale dont il est séparé par une épaisseur de matière sensiblement constante. De même, un canal 30b de la rangée suivante est également entouré de six canaux 30 à section hexagonale qui sont séparés du canal 30b par une épaisseur de matière sensiblement constante. Certains des canaux 30 qui se trouvent au voisinage de la surface périphérique extérieure du demitore 20 peuvent être à section semi-hexagonale, c'est-àdire trapézoïdale, comme représenté en 30c, pour être séparés de cette surface extérieure du demi-tore par une épaisseur de matière sensiblement constante et égale à l'épaisseur de matière précitée. En outre, certains des canaux 30 tels que ceux de la rangée perpendiculaire à 1 ' axe 24 comprenant le canal 30a précité, peuvent avoir des dimensions en section transversale légèrement inférieures à celles des canaux des rangées voisines. La section polygonale à au moins 5 côtés, de préférence hexagonale, des canaux 30 a pour but d'une part de réduire l'effet "oeil de chat" en charge aux sommets des sections transversales des canaux et la formation d'amorces de rupture sur ces sommets, d'autre part d'avoir une épaisseur de matière aussi constante que possible entre les canaux voisins, ce qui permet d'éviter des concentrations de contraintes et des amorces de rupture dans des zones qui seraient d'épaisseur plus faible. Il en résulte également une meilleure dissipation de la chaleur générée dans la garniture en service. Tout cela se traduit par une augmentation de la durée de service de la garniture. Les parties des demi-tores 20 désignées par les lettres A et B, c'est-à-dire les parties des demi tores qui sont voisines du plan de jonction 22 entre les demi-tores et, respectivement, de la bande de roulement de l'enveloppe 12 et de la jante 10, sont dépourvues de canaux, pour offrir une plus grande résistance à la compression et éviter un affaissement du pneumatique dans ces zones A et B et également pour permettre la transmission du couple moteur appliqué à la roue. Enfin, les canaux 30 ont tous la même disposition angulaire dans une section transversale d'un demi-tore 20, avec deux côtés parallèles à l'axe 24 du pneumatique ou de la roue, et aucun côté parallèle au plan de jonction 22 des demi-tores. Pour éviter en charge la formation d'amorces de rupture aux sommet des sections transversales polygonales des canaux 30, ces sommets sont arrondis avec un rayon compris entre 1 et 5 mm environ selon les dimensions de la garniture et des sections transversales des canaux. Typiquement, une garniture selon l'invention, destinée à être montée dans une enveloppe de pneumatique d'un diamètre de 8 à 25 pouces, soit 20,32 à 63,5 cm, comprend environ de 12 à 65 canaux 30 ayant une surface en section transversale d'environ 1,24 à 3,81 cm2, De façon approximative, la surface en section transversale de l'ensemble des canaux 30 représente 15 à 25% environ et de préférence 20% de celle de la garniture. Les dimensions d'une garniture selon l'invention à l'état libre (non montée dans une enveloppe 12) sont légèrement supérieures aux dimensions internes de l'enveloppe 12 pour que la garniture soit en pression à l'intérieur de l'enveloppe, et de préférence en équipression, c'est-à-dire comprimée de façon uniforme à l'intérieur de l'enveloppe 12. On améliore ainsi très nettement la durée de service de la garniture et son comportement sous charge, notamment par augmentation de sa rigidité transversale. De façon générale, la disposition et la conformation des canaux 30 dans les demi-tores 20 permettent d'uniformiser la rigidité du demi-tore en compression, de mieux répartir dans la matière des demi-tores les contraintes résultant des efforts de roulement et d'éviter les amorces de rupture résultant de la compression radiale des canaux, de sorte que la durée de service de la garniture selon l'invention est notablement supérieure à celle des garnitures antérieures. Des essais longue durée ont permis de constater que la durée de service d'une garniture selon l'invention est environ 3 fois supérieure à celle de l'enveloppe de pneumatique dans laquelle elle est montée. On peut donc, dans des conditions normales, utiliser un pneumatique comprenant une garniture selon l'invention jusqu'à usure du pneumatique, démonter la garniture et la remonter dans un pneumatique neuf, utiliser celui-ci jusqu'à l'usure, démonter la garniture et la remonter une nouvelle fois dans un pneumatique neuf, et l'utiliser encore jusqu'à usure du troisième pneumatique. Le prix de revient d'une garniture selon l'invention est alors nettement inférieur à celui des dispositifs concurrents du type pneu plein souple ou pneu rempli de mousse de polyuréthanne. Par ailleurs, les garnitures selon l'invention peuvent être conçues pour donner, quand elles sont montées dans des enveloppes de pneumatique, les mêmes souplesses qu'un pneumatique classique dont la pression de gonflage est comprise entre 2 et 10 bars environ. L'invention est applicable aux roues de véhicules tels que des chariots de manutention, des engins de chantier, des remorques de transport de tous types, etc, et en général à tout véhicule militaire ou civil qui doit évoluer dans des conditions difficiles et qui doit conserver ses propriétés de mobilité même en cas de crevaison de l'enveloppe d'une roue, tout en présentant cependant des caractéristiques de roulement, en particulier de souplesse, comparables à celles des roues à pneumatiques usuels avec ou sans chambre à air. REVENDICATIONS 1. Garniture de pneumatique du type increvable, en particulier pour des engins de transport et/ou de manutention de charges lourdes, cette garniture étant destinée à occuper sensiblement tout l'espace interne disponible à l'intérieur d'une enveloppe (12) de pneumatique et étant constituée essentiellement d'un coussin torique en élastomère ou en caoutchouc formé avec une pluralité de canaux (30) parallèles étanches remplis de gaz, qui sont séparés les uns des autres et s'étendent circonférentiellement autour de l'axe (24) de la garniture, caractérisée en ce que les canaux (30) sont à section transversale polygonale à sommets arrondis ayant un nombre de côtés supérieur ou égal à 5, ces canaux étant disposés en quinconce les uns par rapport aux autres et séparés les uns des autres par une épaisseur de matière sensiblement constante. 2. Garniture selon la revendication 1, caractérisée en ce que les canaux (30) sont à section transversale hexagonale. 3. Garniture selon la revendication 2, caractérisée en ce que les canaux (30) ont une même orientation angulaire dans une section transversale de la garniture et ont deux côtés parallèles à l'axe (24) du pneumatique. 4. Garniture selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les canaux (30) sont alignés entre eux dans des plans perpendiculaires à 1 ' axe (24) du pneumatique et sont disposés ou décalés en quinconce dans les directions parallèles à cet axe. 5. Garniture selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend des canaux (30, 30a) ayant des dimensions différentes en section transversale. 6. Garniture selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la section transversale de l'ensemble des canaux (30) représente de 15 à 25% environ et de préférence environ 20% de celle de la garniture. 7. Garniture selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est formée de deux demi-tores (20) juxtaposés le long d'un plan équatorial (22) ou plan médian perpendiculaire à l'axe (24) du pneumatique. 8. Garniture selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle a, à l'état libre, des dimensions supérieures aux dimensions internes de l'enveloppe (12) de pneumatique pour être en compression quand elle est montée dans l'enveloppe (12).