Brevet FR2889110A1 — publié le 20070202

P10-1778fr1.2 1] L'invention a pour objet un ensemble pour véhicule comportant une roue et un pneumatique avec des sièges de diamètres inégaux. 2] La demande WO 01/08905 décrit une roue de véhicule avec des sièges de diamètres inégaux et un ensemble constitué d'une telle roue et d'un appui de soutien. La roue de véhicule, présentée par ce document, de révolution, est destinée au montage d'un pneumatique et d'un appui de soutien de bande de roulement et comporte un disque et une jante. La jante est telle qu'elle comporte: [0003] -un premier et un second siège destinés à recevoir et maintenir un premier et un second bourrelets du pneumatique, chaque siège ayant un fond sensiblement tronconique confondu localement avec un cône de révolution coaxial à la jante et ouvert vers l'autre siège, un bossage de sécurité prolongeant le fond du siège vers l'autre siège, et un rebord externe prolongeant le fond du siège du côté opposé à l'autre siège, et le diamètre maximum du premier siège étant inférieur au diamètre maximum du second siège; et [0004] -du premier siège vers le second siège, une première gorge circonférentielle, une portée d'appui de diamètre sensiblement égal au diamètre maximum du premier siège et une seconde gorge circonférentielle. 5] Cette roue est telle que le disque est relié à la jante du côté du premier siège. 6] La roue et l'ensemble roue/appui présentés dans ce document permettent un roulage à plat dans d'excellentes conditions notamment avec des risques de décoincement des bourrelets des pneumatiques très réduits. Par ailleurs, ce type d'ensemble présente une largeur inférieure au niveau des flancs qu'au niveau du rebord externe de jante. La jante est donc susceptible de subir des chocs ou agressions externes, tels que des chocs trottoirs. Pour protéger les jantes, un cordon de protection, ou protège-jante, est typiquement utilisé. Ce moyen de protection est certes efficace, mais il est aussi coûteux en poids et en temps de fabrication. Ce type d'ensemble présente par ailleurs une sensibilité aux chocs, P101778fr1.2 notamment sur le siège de plus grand diamètre de la roue situé du côté intérieur de la roue. 7] Pour pallier ces différents inconvénients, l'invention prévoit un ensemble comprenant: [0008] -une roue de véhicule, de révolution, comportant un disque et une jante, ladite jante comportant un premier et un second siège destinés à recevoir et maintenir un premier et un second bourrelets de pneumatique, chaque siège ayant un fond sensiblement tronconique confondu localement avec un cône de révolution coaxial à la jante et ouvert vers l'autre siège, et un rebord externe io prolongeant le fond dudit siège du côté opposé à l'autre siège et comportant une portion extérieure, ladite jante définissant, au niveau d'une droite axiale passant par les points les plus éloignés des portions extérieures, une largeur Lj; [0009] -et d'autre part un pneumatique pour roue de véhicule, comprenant: [0010] -deux flancs espacés axialement l'un de l'autre, et définissant, au niveau is d'une droite axiale passant par les points les plus éloignés, une largeur Lf, lesdits flancs étant réunis à leurs portions radialement extérieures par une zone de sommet pourvue sur sa portion radialement extérieure d'une bande de roulement circonférentielle; [0011] -des bourrelets, disposés radialement intérieurement à chacun des flancs, 20 chaque bourrelet comportant un siège et un rebord externe destinés à venir en contact avec ladite jante; [0012] -une structure de renfort s'étendant sensiblement radialement depuis chacun des bourrelets, le long des flancs, vers la zone sommet; [0013] -au moins un desdits bourrelets comprenant: ] -un siège de bourrelet comportant une génératrice dont l'extrémité axialement intérieure est sur un cercle de diamètre supérieur au diamètre du cercle sur lequel se trouve l'extrémité axialement extérieure; P10-1778fr1.2 [0015] -une zone d'ancrage de la structure de renfort dans ledit bourrelet; [0016] -ledit ensemble étant caractérisé, lorsque ledit pneumatique est monté sur ladite jante et gonflé sensiblement à sa pression nominale d'utilisation et lorsque ledit pneumatique est sensiblement non écrasé (sensiblement sans charge), par le fait que ladite largeur Lf est supérieure à ladite largeur Lj (Lf >Lj). 7] De manière avantageuse, le diamètre maximum du premier siège de la jante est inférieur au diamètre maximum du second siège de la jante. 8] Selon un mode de réalisation avantageux, la zone de liaison entre le disque et la jante est reliée à ladite jante du côté dudit second siège. Cette o inversion de la position des deux sièges de jante en disposant le siège de plus grand diamètre ou second siège du côté extérieur de la roue, c'est-à-dire du côté relié au disque, permet de placer la zone de la jante de plus grand diamètre dans une zone de très forte rigidité donc beaucoup moins sensible aux chocs que le siège du côté intérieur. Cela a aussi l'avantage de permettre une diminution du ls poids de la roue en raison des sollicitations mécaniques en fatigue plus faibles du siège intérieur ou premier siège. Ce mode de réalisation permet d'obtenir un bon compromis en terme de capacité de charge et en rigidité. Enfin, ce mode permet, pour une dimension courante, une diminution de masse pouvant atteindre 1.2 kg. 9] Selon une variante avantageuse, chaque siège comporte, du côté de l'autre siège, une gorge circonférentielle adjacente, dans laquelle ladite jante comporte disposée entre lesdites deux gorges une portée d'appui de diamètre sensiblement égal au diamètre maximum dudit premier siège. Les gorges circonférentielles adjacentes aux sièges ont une fonction de gorge de montage. Ces gorges sont adaptées pour permettre le franchissement lors du montage et/ou du démontage du pneumatique sur la jante du siège par le bourrelet correspondant du pneumatique. Il est à noter que la gorge adjacente au second siège de plus grand diamètre a une profondeur (Hmax) adaptée pour permettre le franchissement du second siège par le second bourrelet du pneumatique seulement. P10-1778fr1.2 [0020] L'ensemble comprend de préférence un appui de soutien de bande de roulement, disposé autour de ladite portée d'appui de la jante. Cet appui permet un roulage sur une distance donnée lors de condition de pression réduite ou nulle. 1] Les roues selon l'invention sont adaptées pour être montées en utilisant le procédé décrit par exemple dans le brevet EP 1351832 B1. Ce montage s'effectue en enfilant axialement le pneumatique (et l'appui de soutien s'il y a lieu) autour de la jante du côté du premier siège de plus petit diamètre jusqu'à faire o franchir le second siège de la jante par le second bourrelet du pneumatique. La mise en place s'effectue avec l'aide de galets de montage rotatifs qui poussent le bourrelet (et/ou l'appui) en place. 2] Lorsque le bossage de sécurité du second siège comporte une zone cylindrique de révolution ou ledge de largeur axiale L, la profondeur (Hmax) de la gorge adjacente au second siège est fonction du diamètre maximum (CDs2max) du second siège et de la largeur axiale L du legde. 3] En conséquence, en fonction de la géométrie et du diamètre du second siège, la profondeur de la seconde gorge circonférentielle peut être égale, inférieure ou supérieure à celle de la première gorge circonférentielle. 4] Avantageusement, la jante peut comporter entre les deux gorges une portée d'appui destinée à recevoir un appui de soutien. 5] Si l'on conserve pour l'ensemble roue/appui et pneumatique le même aspect, c'est-à-dire le même diamètre du siège extérieur visible lorsque l'ensemble est monté sur un véhicule, la roue selon l'invention a l'avantage d'avoir une portée d'appui dont le diamètre peut être diminué sensiblement, de l'ordre de 20 mm par rapport aux ensembles actuellement définis par l'ETRTO (Standards Manual 2004, Rims, R. 14). Cela augmente la garde entre l'appui et la bande de roulement et ainsi diminue l'importance des efforts susceptibles d'être transmis au véhicule en cas de choc violent. P 10-1778fr1.2 [0026] Avantageusement, la portée d'appui de la jante comprend une nervure circonférentielle destinée à bloquer en position l'appui de soutien, notamment lorsque la dimension axiale de cet appui de soutien n'occupe qu'une fraction axiale de la zone de la jante entre les deux sièges. 7] Avantageusement, l'appui comprend une partie de support disposée autour de la portée d'appui de la jante et une partie de blocage disposée radialement extérieurement relativement à la seconde gorge circonférentielle. 8] De façon préférentielle, le second siège étant prolongé vers le premier siège par un flanc de la seconde gorge circonférentielle, l'appui est adapté pour io venir en appui contre le flanc de la seconde gorge circonférentielle. 9] Cela permet à la partie de blocage de l'appui de coopérer avec le bossage de sécurité du second siège de la jante pour garantir une excellente performance d'antidécoincement du bourrelet du pneumatique sans dégrader les possibilités de montage et de démontage du pneumatique. 0] De préférence l'ensemble selon l'invention est tel que la portée d'appui de la jante comporte une rainure circonférentielle qui coopère avec une pluralité de cales disposées circonférentiellement sur la paroi radialement intérieure de l'appui de soutien pour bloquer en position l'appui sur la portée d'appui. 1] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la 20 description faite ci-après en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention: la figure 1 présente une vue en coupe méridienne partielle d'un ensemble jante et pneumatique selon l'invention, en superposition à un ensemble de type connu, de dimension équivalente, afin de permettre la visualisation des profils dimensionels qui diffèrent; les figures 2 et 3 présentent chacune une vue en coupe méridienne partielle d'un ensemble jante et pneumatique selon l'invention. P10-1778frl.2 [0032] On entend par plan méridien ou axial tout plan passant par l'axe A de la roue et de la jante. 3] A la figure 1 est présenté, vu en section méridienne ou axiale partielle, un ensemble appui 10, jante 20 et pneumatique 1 selon l'invention. La jante 20 forme avec un disque 21 une roue 2 monobloc. Le disque peut aussi être fabriqué indépendamment de la jante et réuni à celle-ci par la suite. La jante 20 comprend un premier siège 22 et un second siège 24 destinés à servir de portée d'appui aux premier 3 et second 5 bourrelets du pneumatique 1. 4] Le premier siège 22 comprend un fond tronconique confondu localement avec un cône de révolution coaxial à la jante et ouvert vers le second siège 24, un bossage de sécurité 222 prolongeant le fond du premier siège 22 vers le second siège 24, et un rebord externe 223 prolongeant le fond du premier siège du côté opposé au second siège 24. Le diamètre maximum du premier siège 22 est cPslmax. Ce diamètre correspond au diamètre maximum du bossage de sécurité 222. 5] Le second siège 24 comprend un fond tronconique confondu localement avec un cône de révolution coaxial à la jante et ouvert vers le premier siège 22, un bossage de sécurité 242 prolongeant le fond du second siège 24 vers le premier siège 22 et un rebord externe 243 prolongeant le fond du second siège du côté opposé au premier siège 22. Le diamètre maximum du second siège 24 est (Ps2maxÉ Ce diamètre correspond au diamètre maximum du bossage de sécurité 242. 6] Selon l'invention, on définit une largeur Lj de la jante à l'aide d'une droite axiale passant par les points les plus espacés des portions extérieures opposées 223 et 243. Ces points étant les plus à l'extérieur de la jante, ce sont les plus exposés aux chocs et agressions externes. 7] Le diamètre maximum du second siège est supérieur à celui du premier siège. Dans l'exemple représenté, l'ordre de grandeur de l'écart entre les P10-1778fr1.2 diamètres maximum 1S2max DS1max est de l'ordre de 20 mm. L'écart entre les rayons minimum des deux sièges est donc de l'ordre de 10 mm. 8] Du premier siège 22 vers le second siège 24, on trouve successivement une gorge circonférentielle, une portée d'appui 28 et une seconde gorge circonférentielle 30. La seconde gorge circonférentielle 30 sert de gorge de montage pour le second siège 24. La gorge 30 comprend un flanc 301 adjacent au bossage de sécurité 242. Sur la portée d'appui 28, se trouve une rainure circonférentielle 281. Le diamètre extérieur de la portée d'appui 28 correspond sensiblement au diamètre maximum du premier siège 22 pour permettre d'enfiler ro l'appui 10 sur cette portée d'appui 28 en franchissant le premier siège 22. 9] Le pneumatique 1 comprend deux bourrelets 3 et 5 destinés à venir en appui sur les sièges 22 et 24 de la jante 20, deux flancs 7 et une bande de roulement 9. Chaque bourrelet comporte des renforts annulaires orientés sensiblement circonférentiellement et pratiquement inextensibles. Ces renforts, tels des tringles 4 et 6, sont destinés à assurer en service le maintien des bourrelets sur les sièges de jante. 0] Le pneumatique comporte une structure de renfort de type carcasse, pourvue de renforts avantageusement configurés selon un agencement sensiblement radial. Cette structure peut être agencée de façon continue d'un bourrelet à l'autre, en passant par les flancs et le sommet, ou encore, elle peut comporter deux ou plusieurs parties, agencées par exemple le long des flancs, sans couvrir la totalité du sommet. 1] Les portions d'extrémité de la structure de renfort sont situées dans les bourrelets. Chaque bourrelet comporte un siège et un rebord externe destinés à venir en contact avec une jante adaptée: afin de favoriser le roulage en mode dégradé, le siège de bourrelet comporte une génératrice dont l'extrémité axialement intérieure est sur un cercle de diamètre supérieur au diamètre du cercle sur lequel se trouve l'extrémité axialement extérieure. P10-1778fr1.2 [0042] Chaque bourrelet comporte par ailleurs une zone d'ancrage sensiblement circonférentielle. Selon un premier mode de réalisation, classiquement connu, la zone d'ancrage comprend une tringle contre laquelle la portion d'extrémité de la structure de renfort est retournée. La tringle est destinée d'une part à procurer un ancrage de la structure de renfort et d'autre part le serrage du pneumatique lorsque ce dernier est monté sur une jante adaptée. 3] Selon une variante de réalisation, la zone d'ancrage est réalisée autrement que par retournement autour d'une tringle. Selon cette variante, également de type connu, la zone d'ancrage comprend un arrangement de fils circonférentiels io disposés de façon sensiblement adjacente à une portion de la structure de renfort. Ladite zone d'ancrage comprend au moins deux piles réparties de part et d'autre de la structure de renfort, un mélange de liaison (ou d'ancrage) étant disposé entre les fils circonférentiels et la structure de renfort. 4] Dans la zone d'ancrage, l'espace entre les fils et la structure de renfort est occupé par un mélange caoutchoutique de liaison. On peut également prévoir l'utilisation de plusieurs mélanges ayant des caractéristiques différentes, délimitant plusieurs zones, les combinaisons de mélanges et les agencements résultants étant quasi- illimités. Selon diverses variantes, on utilise des mélanges caoutchoutiques de liaison selon une panoplie de modules: à titre d'exemple non limitatif, le module d'élasticité peut être situé entre 10 et 20 Mpa, ou même à des valeurs supérieures, telles que 40 Mpa ou plus. 5] Les arrangements de fils peuvent être agencés et fabriqués différemment. Par exemple, une pile peut avantageusement être constituée d'un seul fil, enroulé (sensiblement à zéro degrés) en spirale, de préférence depuis le plus petit diamètre vers le plus grand diamètre. Une pile peut également être constituée de plusieurs fils concentriques posés l'un dans l'autre. 6] Les deux flancs 7 sont espacés axialement l'un de l'autre, et définissent, à l'aide d'une droite axiale passant par les points les plus espacés de ces flancs, une largeur Lf. P10-1778fr1.2 [0047] Selon l'invention, lorsque ledit pneumatique est monté sur ladite jante et gonflé sensiblement à sa pression nominale d'utilisation, ladite largeur Lf est supérieure à ladite largeur Lj de la jante (Lf >Lj). On assure ainsi la protection de la jante, notamment des portions extérieures 223 et 243, qui sont les plus exposées et qu'il est donc souhaitable de pouvoir protéger des agressions susceptibles d'endommager la jante ou tout au moins d'affecter son aspect visuel. Cette protection permet par la même occasion de protéger l'ensemble de la jante. Ce type de configuration, avec Lf > Lj, est avantageusement obtenu par une réduction de la largeur de la jante par rapport à une configuration classique. to Par exemple, sur un ensemble de dimension courante, la réduction de largeur par rapport à une jante classique peut être de l'ordre de 20 mm. De manière préférentielle, on réduit la largeur de 3 à 15 % et même parfois plus. Ainsi, alors que dans une configuration classique la zone de plus grande largeur correspond à celle de Lb, à savoir la largeur entre les protèges jantes, selon l'invention, la zone de plus grande largeur se situe au niveau de Lf, soit la largeur entre les flancs. Ce sont donc les flancs qui protègent la roue contre les chocs. Ainsi, tel que montré à la figure 3, afin de tirer un maximum de bénéfice de cet agencement, il est possible de prévoir un bourrelet allégé 51 avec un profil externe sensiblement droit, c'est-à-dire sans protège jante. La suppression du cordon de protection permet d'alléger l'ensemble. 8] Selon une forme de réalisation préférentielle, tel que représenté à la figure 2, on voit que le disque 21 est relié à la jante 20 du côté du second siège de jante 24, c'est-à-dire du côté du siège de plus grand diamètre. Le bossage de sécurité 242 du siège 24 est la partie de la jante de plus grand diamètre. C'est donc celle qui est la plus sollicitée mécaniquement lors de chocs trottoir ou nid de poule. Cette zone se trouve ainsi adjacente à la liaison entre le disque 21 et la jante 20 et a donc une forte rigidité favorable à une excellente résistance mécanique aux chocs. Le premier siège de jante est aussi moins sollicité mécaniquement relativement aux roues de l'état de la technique: cela permet de diminuer l'épaisseur de la jante dans cette zone et ainsi de diminuer la masse totale de la P10-1778fr1.2 roue. Dans le cas d'une comparaison à diamètre du siège extérieur ou second siège constant, on peut obtenir un gain de masse pouvant aller jusqu'à 20 %. 9] L'ensemble selon l'invention peut comporter un appui 10. Celui-ci comprend essentiellement: - un sommet 12 sensiblement cylindrique destiné à entrer en contact avec la bande de roulement 9 du pneumatique 1 en cas de perte de pression, et laissant une garde par rapport à celui-ci à la pression nominale, - une semelle 14 sensiblement cylindrique destinée à s'adapter autour de la jante 20, cette semelle comprend une pluralité de cales 141 disposées circonférentiellement, de section sensiblement demi cylindrique et destinées à coopérer avec la rainure 281 pour bloquer en position l'appui 10 sur la portée d'appui 28 de la jante 20, et - un corps 16 annulaire reliant la semelle 14 et le sommet 12, ce corps comprend un ensemble de cloisons en forme de Y reliant sensiblement radialement la semelle et le sommet et orientées sensiblement axialement d'un côté à l'autre de l'appui. 0] La semelle 14 comporte des renforts orientés circonférentiellement tels des fils d'acier ou des renforts textiles haut module comme de l'aramide. Leur fonction est de s'opposer aux efforts de centrifugation subis par l'appui lors de roulage à grande vitesse pour permettre à l'appui de rester en appui contre la portée d'appui sans se déplacer circonférentiellement. Ces renforts non représentés sur la figure sont disposés axialement de part et d'autre du logement 40. 1] Le fait d'avoir un appui de soutien qui vient en appui contre le flanc 301 de la gorge 30 adjacent au bossage de sécurité 242 permet de diminuer de façon substantielle la largeur du bossage 242 relativement au fond tronconique du siège 24. Cela permet ainsi de diminuer d'autant la profondeur de la gorge circonférentielle 30 sans dégrader la capacité de montage et de démontage du pneumatique. Cette profondeur de la gorge circonférentielle 30, dont la fonction est aussi de permettre le franchissement du siège 24 par le bourrelet 5 du P10-1778fr1.2 pneumatique 1 peut être comprise entre 10 et 15 mm et de préférence entre 12 et 13 mm. 2] L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés et diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre qui n'est 5 limité que par les revendications suivantes. P10-1778fr1.2 REVENDICATIONS 1. Ensemble comprenant: - une roue de véhicule, de révolution, comportant un disque et une jante, ladite jante comportant un premier et un second siège destinés à recevoir et s maintenir un premier et un second bourrelets de pneumatique, chaque siège ayant un fond sensiblement tronconique confondu localement avec un cône de révolution coaxial à la jante et ouvert vers l'autre siège, et un rebord externe prolongeant le fond dudit siège du côté opposé à l'autre siège et comportant une portion extérieure, ladite jante définissant, au niveau d'une droite axiale passant io par les points les plus éloignés des portions extérieures, une largeur Lj; -et d'autre part un pneumatique pour roue de véhicule, comprenant: - deux flancs espacés axialement l'un de l'autre, et définissant, au niveau d'une droite axiale passant par les points les plus éloignés, une largeur Lf, lesdits flancs étant réunis à leurs portions radialement extérieures par une zone de sommet pourvue sur sa portion radialement extérieure d'une bande de roulement circonférentielle; - des bourrelets, disposés radialement intérieurement à chacun des flancs, chaque bourrelet comportant un siège et un rebord externe destinés à venir en contact avec ladite jante; - une structure de renfort s'étendant sensiblement radialement depuis chacun des bourrelets, le long des flancs, vers la zone sommet; - au moins un desdits bourrelets comprenant: - un siège de bourrelet comportant une génératrice dont l'extrémité axialement intérieure est sur un cercle de diamètre supérieur au diamètre du 25 cercle sur lequel se trouve l'extrémité axialement extérieure; P10-1778fr1.2 - une zone d'ancrage de la structure de renfort dans ledit bourrelet; - ledit ensemble étant caractérisé, lorsque ledit pneumatique est monté sur ladite jante et gonflé sensiblement à sa pression nominale d'utilisation et lorsque ledit pneumatique est sensiblement non écrasé, par le fait que ladite largeur Lf est supérieure à ladite largeur Lj. 2. Ensemble selon la revendication 1, dans lequel le diamètre maximum du premier siège de la jante est inférieur au diamètre maximum du second siège de io la jante. 3. Ensemble selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel la zone de liaison entre le disque et la jante est reliée à ladite jante du côté dudit second siège. 4. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, dans lequel chaque is siège comporte, du côté de l'autre siège, une gorge circonférentielle adjacente, dans laquelle ladite jante comporte disposée entre lesdites deux gorges une portée d'appui de diamètre sensiblement égal au diamètre maximum dudit premier siège. 5. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, comprenant par 20 ailleurs un appui de soutien de bande de roulement, dans lequel ledit appui de soutien est disposé autour de ladite portée d'appui de la jante. 6. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit appui de soutien s'étend axialement jusqu'au second siège.