Brevet FR2802858A1 — publié le 20010629

La présente invention concerne les dispositifs que l'on souhaite fixer autour d'une jante tels des appuis de sécurité pour pneumatiques de véhicules, des capteurs, des systèmes automatiques de gonflage. Plus particulièrement, elle concerne la liaison entre dispositifs et les jantes autour desquelles ils sont montés. La fonction principale des appuis de sécurité est de supporter la charge en cas de perte importante pression de gonflage du pneumatique. Lorsque les pneumatiques sont normalement gonflés, les appuis de sécurité ne doivent pas nuire aux propriétés dynamiques pneumatiques. En particulier, ils doivent rester bien centrés autour de jante, c'est-à dire que les axes de rotation de l'appui de sécurité et de la roue doivent rester confondus, pour éviter tout effet de balourd, et cela quelles que soient la température l'appui et la vitesse de roulage du véhicule. Ils doivent aussi pouvoir être montés autour des jantes des roues des véhicules et démontés de façon aisée, c'est-à-dire avec des efforts limités autorisant un montage et un démontage manuels. Le brevet US 5,690,762 présente un appui de sécurité réalisé en un matériau élastique destiné à être monté sur une jante de véhicule de tourisme usuelle à base creuse. Cet appui comporte corps avec un sommet destiné à venir en contact avec le sommet du pneumatique cas de perte de pression et une base destinée à venir en contact avec la jante. Cet appui comprend en plus des renforts annulaires orientés circonférentiellement et sensiblement inextensibles dont le diamètre est légèrement supérieur au diamètre crochets jantes pour lesquelles l'appui est prévu. La base est constituée de deux zones annulaires dont le diamètre intérieur, à l'état libre, est inférieur à celui des parties la jante sur lesquelles elles doivent s'appuyer : la compression de ces zones annulaires assure donc un bon centrage de l'appui sur la jante. La fonction des renforts annulaires est notamment d'empêcher, qu'en raison des efforts de centrifugation à haute vitesse, les zones annulaires ne étendent jusqu'à perdre le contact avec la jante. Lorsqu'un appui de sécurité est destiné à équiper une jante en deux parties ou une jante possédant une portée pour un appui dont le diamètre est supérieur à celui de l'un des crochets de la jante telle que présentée à la figure 1, on peut disposer les renforts annulaires dans la base. C'est le de l'appui divulgué par la demande EP 0 796 747 Al. Une telle position des renforts annulaires facilite la confection de l'appui. Pour un tel appui, compte tenu des tolérances de fabrication de la jante et de appui, il n'est plus possible disposer des zones annulaires radialement intérieurement dont la compression assure un bon centrage autour de la jante quelle que soit la vitesse tout en assurant un montage un démontage aisés. L'invention a pour et un dispositif, tel un appui de sécurité, destiné à être monté sur une jante à l'intérieur d'un pneumatique équipant un véhicule, comportant - une base sensiblement cylindrique destinée à s'adapter autour de la jante, avec zone de résistance sensiblement inextensible circonférentiellement et dont le diamètre radialement intérieur est légèrement supérieur au diamètre de la portée d'appui de la jante, la base comportant aussi des moyens pour centrer l'appui relativement à la jante, et - un corps relié à ladite base. Ce dispositif est caractérisé en ce que la base comporte au moins une zone de centrage reliée à la zone de résistance par des liaisons de faible rigidité en extension et ainsi mécaniquement découplée du corps, et en ce que la surface radialement intérieure de la zone de centrage a, à l'état libre, un diamètre inférieur à celui de la portée d'appui de la jante. La zone de centrage un diamètre radialement intérieur inférieur à celui de la portée d'appui de la jante. Cette zone génère donc, lors du montage de l'appui autour de la jante, des efforts radiaux vont centrer l'appui autour de la jante. Dans le cas d'un roulage à haute vitesse, le couplage mécanique entre la zone de résistance de la base de l'appui et le corps implique que est cette zone de résistance qui reprend pratiquement tous les efforts de centrifugation dus à la vitesse s'appliquant sur le corps. Le découplage mécanique entre la zone de centrage et le corps implique que cette zone de centrage ne sera pas, ou pratiquement pas, sollicitée par ces efforts dus à la vitesse s'appliquant au corps. En conséquence, la variation des efforts radiaux entre la zone de centrage et la jante sera très faible, voire négligeable, en fonction de la vitesse. Selon un mode de réalisation préférentiel, la zone de centrage est constituée un élément circonférentiellement continu relié à la zone de résistance par une liaison adaptée pour développer lors du montage de l'appui sur la portée d'appui de la jante efforts de flexion-compression. L'élément continu circonférentiellement peut comprendre une armature de renfort. La zone de centrage peut aussi être constituée par une pluralité de protubérances reliées circonférentiellement par une armature de renfort, cette armature de renfort étant continue circonférentiellement. La présence d'une armature de renfort contribue à maintenir sensiblement constants dans une gamme large de températures et de vitesses de roulage les efforts de centrage. zone de centrage peut s'étendre axialement au-delà du corps. zone de résistance à la centrifugation peut comporter une armature renforcement, sensiblement inextensible circonférentiellement, comprenant des renforts orientés circonférentiellement ou selon des angles oc compris entre 10 et 40 degrés. Si nécessaire, cette armature peut aussi comporter des renforts orientés axialement. Plusieurs modes de réalisation de l'invention sont maintenant décrits, prenant comme exemple de dispositif un appui de sécurité, à l'aide du dessin annexé dans lequel figure 1 présente une coupe axiale partielle d'un ensemble monté équipé d'un appui de sécurité ; figure 2 présente une coupe axiale d'un mode de réalisation d'un appui ; - les figures 3a et 3b présentent deux autres modes de réalisation des moyens de centrage d'un appui ; - la figure 4 est une vue de côté d'un mode particulier de réalisation d'un appui ; - la figure 5 présente un quatrième mode de réalisation d'un appui selon l'invention ; - la figure 6 est un agrandissement d'une zone de centrage de l'appui de la figure 5 ; et - figure 7 présente une coupe axiale d'un autre appui selon l'invention. voit à la figure 1 un ensemble monté comportant un pneumatique 1, une jante 2 de roue et un appui de sécurité 3 disposé autour de la portée 4 de la jante 2. La géométrie particulière de cette jante 2 de roue est notamment décrite dans le brevet US 5 634 993. Elle présente deux sièges de bourrelets 5 extérieur et 5' intérieur diamètres différents et particulièrement adaptée pour la mise en place aisée de cet appui de sécurité 3. Cet ensemble permet le roulage malgré une baisse de pression importante dans le pneumatique . L'appui de sécurité 3 comprend deux parties principales, un corps 9 avec un sommet 6 destiné à venir en contact avec la bande de roulement 7 du pneumatique 1 en cas de pression de gonflage nulle ou très faible - c'est ce qui est représenté à la figure 1 - et une base 8 destinée à venir entourer la portée 4 de la jante 2. Le corps peut être de formes extrêmement variées. La figure 2 présente un appui 10 selon l'invention dont la base et corps sont constitués essentiellement d'un matériau élastomérique, à base de caoutchouc naturel ou synthétique, ou de tout autre matériau élastique comme par exemple les élastomeres de polyuréthanne. Ces matériaux ont des modules d'élasticité usuellement compris entre 1 et 50 MPa (modules d'extension sécants à 20 degrés celcius et à une déformation de 10 %). L'appui 10 se compose d'un corps 13 avec un sommet 11 et d'une base 12. La base 12 comprend une armature de renforcement sensiblement inextensible circonferentiellement destinée à reprendre les efforts dus à la centrifugation de l'appui à grande vitesse. Cette base 12 comporte aussi des moyens de centrage 14, 15 découplés mécaniquement du corps de l'appui. Les moyens de centrage sont un voile continu 14 de forme sensiblement cylindrique relié à la zone de la base 12 en liaison avec le corps 3 par une liaison 15 de plus faible section et donc de faible rigidité d'extension. Ces moyens sont disposés axialement des deux côtés de la base de l'appui pour obtenir un maintien de l'appui autour de la jante. Dans certains cas, ces moyens de centrage peuvent aussi être disposés seulement du côté de l'appui destiné à être enfilé sur la portée 4 la jante 2 en dernier. Cela permet de limiter les efforts de frottement entre l'appui et la portée 4 lors du montage. Le voile 14 a un diamètre radialement intérieur inférieur au diamètre de la portée 4 de la jante. Lors du montage, il est soumis à une extension circonférentielle qui assure le centrage de l'appui sur la portée de la jante. Les liaisons 15 sont sollicitées en flexion- compression lors du montage de l'appui autour de la jante. Lors du roulage, compte tenu de la masse très faible du voile 14 et de son découplage mécanique de la base 13, les efforts de centrifugation de l'appui sont principalement liés au corps 13 et vont s'exercer sur la zone de résistance de la base 12 et entraîner son extension circonférentielle plus ou moins marquée. Cette extension n'aura pratiquement aucune conséquence sur l'extension circonférentielle du voile 14. On peut donc dire que l'appui 10 comprend dans sa base 12 une zone de résistance destinee à reprendre les efforts de centrifugation de l'appui et une zone de centrage destinée à assurer le centrage dans une très large gamme de vitesses de roulage. Le voile 14 peut aussi présenter des chanfreins 16 et 17 disposés axialement intérieurement 16 et extérieurement 17, vis ' vis de la surface de contact entre le voile 14 et la portée d'appui 4 de la jante 2 pour faciliter la mise en place et/ou le démontage de l'appui sur la portée d'appui. Ces chanfreins peuvent être de formes variées, par exemple avoir une génératrice tronconique inclinée entre 20 et 50 degrés de la direction axiale. Les figures 3a et 3b présentent des appuis de sécurité 20 et 26 avec deux autres modes de réalisation des moyens de centrage. Les moyens de centrage de l'appui 20 (figure 3a) sont constitués d'un voile cylindrique 24 continu circonférentiellement et comportent une armature de renforcement elle aussi circonférentielle. Cette armature de renforcement 25 est noyée dans le voile cylindrique 24 et a un diamètre d'enroulement légèrement supérieur à celui de la portee d'appui 4 de la jante 2. Elle permet de bien maîtriser les efforts de centrage ainsi que de les conserver à un niveau sensiblement constant quelles que soient la vitesse de roulage et température. Les moyens de centrage l'appui 26 (figure 3b) sont constitués aussi d'un voile cylindrique 27 continu circonférentiellement et d'une armature de renforcement circonférentielle 28. L'armature 28 est disposée dans une gorge 29 de la surface radialement extérieure du voile 27. La figure 4 une vue de côté d'un autre mode de réalisation des moyens de centrage. Dans cet exemple, les moyens de centrage de l'appui 30 comprennent armature de renforcement continue axialement maintenue par une pluralité de protubérances 33 régulièrement réparties sur la circonférence de la base 32 de l'appui. section des protubérances 33 est similaire à celle du voile continu 26 de la figure 3b. Le nombre de protubérances est d'environ 20 à 40. Ce mode de realisation des moyens de centrage est utilisable pour des matériaux constitutifs de la base (ainsi que, éventuellement, du corps) de l'appui de modules relativement élevés, par exemple, un élastomère diénique ou de polyuréthanne de module supérieur à 20 MPa. Il est toutefois particulièrement indiqué lorsque le matériau utilisé est un thermoplastique, tel un polyamide, de module d'élasticité supérieur à 1 GPa, à 20 C. Dans ce dernier cas, la rigidité du matériau est telle que la base de l'appui ne comporte plus systématiquement d'armature de renforcement destinée à supporter les efforts dus à la centrifugation ' haute vitesse. Un autre mode de réalisation d'un appui 50 selon l'invention est décrit à la figure 5. L'appui 50 comprend un corps 52 avec un sommet 51 et une base 53. Une armature de renfort 54 est noyée dans la base 53. Cette armature définit la zone de résistance de la base 54. Cette armature de renfort est très peu extensible circonférentiellement et est adaptée pour reprendre efforts de centrifugation de l'appui 50 en roulage. La base 53 comprend aussi des zones de centrage 57, ici quatre sont représentées. Dans ces zones le diamètre radialement intérieur est légèrement inférieur au diamètre de la surface intérieure de la base 53. Cela permet de n'avoir de contact en permanence que sous les zones centrage. Les zones de centrage 57 sont continues circonférentiellement et comprennent une armature de renfort 55 adaptée pour développer lors du montage sur la portée de la jante des efforts acceptables. L'extension de seconde armature de renfort 57 autour de la portée de la jante entraîne l'apparition des efforts de centrage nécessaire pour conserver le contact entre l'appui et la portée de la jante avec le même axe de rotation. Radialement extérieurement de l'armature 55, et donc des zones de centrage 57, on trouve des zones de découplage radial 56. Ces zones permettent de découpler mécaniquement les zones de centrage 57 de la zone de résistance liée à l'armature 54. Les zones de découplage radial ont, par exemple, leurs deux surfaces radialement intérieure et extérieure non liées. Lors d'un roulage à grande vitesse les efforts de centrifugation vont entraîner une certaine extension de l'armature 54 à son tour va entraîner un décollage de ces deux surfaces intérieure et extérieure des zones de découplage radial 56 l'une par rapport à l'autre. Et l'extension de l'armature 54 n'aura pratiquement aucune conséquence sur la sollicitation des armatures de renforcement 55 des zones de centrage 57. On a bien un découplage mécanique ces deux zones. Cette zone de découplage peut être obtenue par l'insertion d'un tube fermé aplati lors de la mise en place des matériaux dans le moule de réalisation de l'appui. Ce peut aussi être une feuille en matériau non-adhérent (Téflon, anticollant sur la surface..) disposée droit des zones de centrage dans le moule. Une zone de découplage peut aussi être constituée par une couche d'un matériau dont le module est très inférieur à ceux des matériaux environnants. La rigidité en flexion-extension des liaisons 15, par exemple, doit permettre à appui de sécurité d'avoir une fréquence propre de vibration lors d'une sollicitation selon l'axe vertical fortement supérieure au domaine de fréquence de rotation des véhicules (environ de 0 à 50 Hz) afin d'éviter la génération de balourd lors du roulage. La rigidité minimale à donner à la zone de liaison est à déterminer en connaissant la masse d'appui de sécurité considéré et la fréquence propre souhaitée. On choisira préférentiellement une fréquence propre supérieure à 200 Hz. Dans le cas d'un appui de masse 3 kg et comprenant une zone de centrage constituée de 36 protubérances, une rigidité radiale de 4 daN/mm pour chacune des protubérances permet d'obtenir une fréquence propre supérieure à 500 Hz. La figure 7 présente en coupe axiale un appui 60 selon l'invention dont le corps 61 est constitué d'un boudin en caoutchouc alvéolaire à cellules fermées. Ce corps peut être associé, par collage notamment, à toutes les bases précédemment décrites équipées de moyens de centrage. Dans l'exemple de la figure 7, les moyens de centrage la base 62 sont similaires à ceux de la figure 5. La base 62 comprend une armature de renforts orientés sensiblement axialement 63, une première armature de renforts annulaires 64 noyée dans la base 62. La base comprend aussi des zones de centrage 65, deux sont représentees. Ces zones 65 sont continues circonférentiellement et comprennent une seconde armature de renforts annulaires 67 adaptée pour développer lors du montage sur la portée la jante des efforts acceptables. Comme précédemment, radialement extérieurement relativement aux zones de centrage 65, on trouve des zones de découplage radial 68. La base 62 se prolonge, axialement des deux côtés, par des ailes 66. Ces ailes peuvent ne comporter que l'armature de renforts orientés sensiblement axialement 63 et ont une inclinaison y relativement à la direction axiale comprise entre 30 et 50 degrés. Ces ailes 66 sont collées au corps 61 et favorisent son maintien latéral lors de roulages gonflé grande vitesse. La base 62 et le corps 61 sont collés par des colles usuelles. Les armatures de renfort des zones de résistance des bases des appuis selon l'invention peuvent être composées de renforts tels des fils, câbles, assemblages, ou tout équivalent, par exemple en aramide ou en Nylon. Ces armatures de renforcement peuvent aussi être constituées d'un enroulement circonférentiel de renforts en une ou plusieurs couches, elles peuvent aussi être un binappe croisé dont les renforts sont orientés selon des angles a ; de l'ordre de 10 à 40 degrés relativement à la direction circonférentielle pour garantir une bonne résistance à la centrifugation de l'appui lors de roulages à vitesse élevée. Lorsque portée d'appui de la jante est constituée de deux zones cylindriques séparées d'une gorge circonférentielle d'allégement, on peut aussi avantageusement compléter l'armature renfort de la base par un ensemble de renforts orientés axialement. Cela améliore le fonctionnement de cet appui sur cette portée de surface limitée. Les armatures de renforcement des zones de centrage sont tout à fait similaires avec une rigidité en extension adaptée pour permettre un montage aisé de l'appui sur la jante. REVENDICATIONS 1. Dispositif, tel un appui de sécurité, destiné à être monté sur une jante ' l'intérieur d'un pneumatique équipant un véhicule, comportant une base sensiblement cylindrique destinée ' s'adapter autour de la jante, et un corps relié à ladite base, caractérisé ce que ladite base comporte au moins une zone de résistance sensiblement inextensible circonférentiellement et mécaniquement reliée au corps et au moins une zone de centrage reliée à la zone de résistance par des liaisons de faible rigidité en extension et ainsi mécaniquement découplée dudit corps et en ce que la surface radialement intérieure de ladite zone de centrage a, à l'état libre, un diamètre inférieur à celui de la portée d'appui de jante. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la zone de centrage est constituée par un 'lément circonférentiellement continu relié à la zone de résistance par liaison adaptée pour développer lors du montage de l'appui sur la portée d'appui de la jante des efforts de flexion-compression. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel l'élément continu circonférentiellement comprend une armature de renfort. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la zone de centrage est constituée par une pluralité de protubérances reliées circonférentiellement par une armature renfort, ladite armature de renfort étant continue circonférentiellement. 5. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel ledit élément continu circonférentiellement s'étend axialement au-delà dudit corps. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel la zone de résistance comporte une armature de renforcement avec des renforts orientés circonférentiellement. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel zone de résistance comporte une armature de renforcement avec des renforts orientés selon des angles a compris entre 10 et 40 degrés relativement à la direction circonférentielle. 8. Dispositif selon l'une des revendications 6 et 7, dans lequel l'armature de renforcement la zone de résistance comporte en plus des renforts orientés axialement. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, dont la base est essentiellement réalisée un matériau élastomérique. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel le matériau constitutif de la base dudit dispositif a un module d'élasticité à 20 C supérieur ou égal à 1 GPa. 11. Dispositif selon la revendication 10, dans lequel le matériau constitutif de la base est un thermoplastique. 12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, dans lequel rigidité radiale des liaisons est telle que la fréquence propre dudit dispositif est supérieure à 200 Hz. 13. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12, dans lequel le corps est constitué par un boudin de forme sensiblement toroïdale réalisé en caoutchouc alvéolaire à cellules fermées. 14. Dispositif selon la revendication 13, dans lequel la base se prolonge axialement, des deux côtés, par une aile s'étendant radialement vers l'extérieur avec un angle ï compris entre 30 et 50 degrés relativement à la direction axiale.