Brevet FR2887820A1 — publié le 20070105

ENSEMBLE DE ROULAGE A PLAT COMPRENANT UN BOUDIN MOUSSE ET DES MEMBRANES ETANCHES PERFECTIONNEES [1] L'invention concerne les ensembles de roulage à plat destinés à équiper les véhicules automobiles. Ces ensembles comportent une jante dotée d'une valve, un pneumatique, et enferment un boudin de forme approximativement toroïdale. Ce boudin, plus communément dénommé boudin mousse, est généralement réalisé en caoutchouc alvéolaire à cellules fermées. [l est destiné à supporter la charge en cas de perte de pression du pneumatique. Les alvéoles peuvent, dans certains cas, contenir un gaz sous pression. [2] Des dispositifs de sécurité de ce type sont connus de l'état de la technique et de nombreuses variantes de réalisation ont été proposées. L'une d'entre elles est divulguée dans le brevet FR 1 450 638 qui en expose le principe de fonctionnement et décrit le comportement du boudin sous l'effet de la force centrifuge. Cette publication propose d'améliorer la tenue du boudin mousse sur la jante, en mettant la face radialement intérieure du boudin en contact avec la pression atmosphérique, et de faire agir la pression de gonflage sur la face radialement extérieure de ce boudin. [003.] Pour obtenir cet effet, il est proposé d'isoler le boudin mousse dans un premier compartiment en communication avec l'atmosphère à l'aide d'une membrane souple et étanche formant une séparation avec un second compartiment porté à la pression d'utilisation. [004] De la différence de pression entre les deux compartiments, il résulte une force dirigée radialement vers l'intérieur agissant sur le boudin et ayant pour effet de plaquer ledit boudin sur la jante en comprimant le gaz contenu dans les alvéoles. L'action de la pression de gonflage a également pour conséquence de réduire le volume dudit boudin, ce qui permet d'éviter tout contact entre la paroi intérieure du sommet du pneumatique et le boudin mousse. Cette force s'oppose également à la force centrifuge et participe au maintien du boudin en position contre la jante, quand le véhicule atteint une vitesse élevée. P10-1765 [005] Lorsque la pression dans l'enveloppe passe en dessous d'un certain seuil, le boudin mousse reprend sa forme naturelle et occupe tout le volume intérieur de l'enveloppe, et participe au maintien du pneumatique. [0061 Ce même brevet décrit également une forme particulière de réalisation de la valve qui est conçue de telle manière qu'elle permet de mettre en communication avec l'atmosphère le premier compartiment et de gonfler à la pression d'usage du pneumatique le second compartiment. [007j Il est également connu de la publication précédemment citée, des arrangements de la membrane dans lesquels l'ancrage de ladite membrane est réalisé soit: par collage d'un des bords de la membrane sur le flanc du boudin mousse et de l'autre bord sur la partie intérieure du bourrelet du pneumatique. Une variante de cette proposition technique consiste à prolonger les bords de la membrane le long de la paroi intérieure de l'enveloppe ou autour du boudin mousse de manière à s'affranchir des problèmes de collage sur le flanc du boudin mousse, par simple interposition du bord de la membrane entre le siège de la jante et le bourrelet de l'enveloppe. [008] Toutefois, si ces solutions techniques remplissent avec satisfaction la fonction de séparation recherchée, elles comportent quelques désavantages parmi lesquels: La difficulté de mise en place de la valve de gonflage liée à la nécessité de traverser la membrane tout en préservant l'étanchéité, de façon à faire parvenir l'air de gonflage dans le second compartiment, La modification des diamètres de la jante ou du bourrelet pour permettre d'intercaler la membrane entre le siège de la jante et le bourrelet, conduisant à une 25 déstandardisation de ces composants. [0091 La présente invention a pour objet de proposer des modes de réalisations améliorés de l'ancrage du bord de la membrane permettant de s'affranchir des problèmes énoncés ci-dessus. [0101 Elle concerne les ensembles formés d'une roue comprenant une jante dotée 30 d'une valve de gonflage, d'un pneumatique monté sur ladite jante de ladite roue, et d'un P10-1765 boudin mousse placé à l'intérieur du volume délimité par la paroi interne du pneumatique et la jante de la roue, dans lequel le boudin mousse est disposé dans un premier compartiment (A), en communication avec l'atmosphère par l'intermédiaire d'un conduit, et isolé par une membrane étanche du reste de l'espace intérieur de l'enveloppe du pneumatique formant un deuxième compartiment (B) étanche, communiquant avec la valve de gonflage, et gonflé à la pression d'utilisation du pneumatique. [0111 Selon l'invention, la membrane forme une liaison étanche directement avec la jante. [12] A cet effet, la jante comporte au moins une portée circulaire, distincte des sièges de jantes destinés à recevoir les bourrelets du pneumatique, et située axialement à l'intérieur de l'espace compris entre les deux sièges. Au moins un des bords de la membrane forme une liaison étanche avec la portée circulaire. [13] L'ancrage de la membrane s'effectuant directement sur la jante, il est possible de disposer le conduit d'amenée d'air de la valve de manière à ce qu'il débouche directement de la jante dans le second compartiment, ce qui évite toute traversée de la dite membrane. Ainsi les opérations de montage et de démontage s'en trouvent grandement facilitées. De plus il n'est pas nécessaire de modifier les diamètres du siège de la jante, ni de celui du pneumatique, dés lors que la portée circulaire sur laquelle le bord de la membrane repose de manière étanche se distingue du siège sur lequel repose le bourrelet du pneumatique. {014] De manière à augmenter l'effet lié à la pression sur le boudin mousse, il est intéressant de disposer l'ancrage des membranes sur la jante au plus près des sièges destinés à recevoir les bourrelets du pneumatique pour bénéficier d'une surface d'appui du boudin sur la jante la plus élevée possible. [015] La forme et la disposition du bord de la membrane étanche en contact avec la jante peuvent faire l'objet, selon l'invention, de modes de réalisation différents que la description qui suit permettra de mieux comprendre en s'appuyant sur les figures 1 à 8 dans lesquelles: la figure 1 représente une vue en coupe radiale d'un ensemble conforme à 30 l'invention en mode gonflé, P10-1765 la figure 2 représente une vue en coupe radiale d'une variante de réalisation de l'ensemble précédent comportant une membrane séparée en deux parties, la figure 3 représente une vue en coupe radiale de l'ensemble précédent en mode dégonflé, la figure 4 représente une vue en coupe radiale d'une première variante de réalisation de l'invention dans laquelle un des deux bords de la membrane est collé contre la partie interne du bourrelet du pneumatique, les figures 5, 6 et 7 représentent des vues en coupe radiale de différentes variantes de réalisation de la liaison du bord de la membrane avec la jante, La figure 8 représente une vue en coupe radiale d'une variante de réalisation de l'invention sur une jante à siège orienté vers l'intérieur. [16] L'ensemble 1, représenté à la figure 1, est formé d'une roue comprenant une jante 3 dotée d'une valve 4, d'un pneumatique 2 monté sur la jante 3 et d'un boudin mousse 5, placé dans l'espace intérieur délimité par la paroi interne du pneumatique 2 et la jante 3 de la roue. Les bourrelets 21a et 21b du pneumatique 2 reposent sur les sièges 31a et 31b de la jante 3. Une membrane étanche 51 de forme sensiblement toroïdale est disposée de manière à assurer la séparation entre les deux compartiments A et B. [17] La membrane 51 est placée sur la partie radialement supérieure du boudin mousse 5. Les bords 52a et 52b de la membrane 51 reposent sur les portées circulaires 32a et 32b réalisées sur la jante 3. Les portées circulaires 32a et 32b sont situées axialement dans l'espace compris entre les sièges 31a et 3lb. La membrane 51 permet ainsi d'isoler de manière étanche les compartiments A et B. [18] Le compartiment A est en communication avec la pression atmosphérique par l'intermédiaire de l'orifice 36. La valve 4 est prolongée par un conduit 41 permettant d'introduire de l'air sous pression dans le compartiment B. On observera que cette disposition particulière de la membrane 51 permet de faire communiquer la sortie du conduit 41 directement avec le second compartiment B sans qu'il soit nécessaire de disposer d'un moyen permettant de traverser ladite membrane. [19] La figure 2 représente une variante de réalisation de la membrane selon laquelle la membrane 51 est séparée en deux parties 51a et 5 lb dont les bords axialement internes sont collés de manière étanche respectivement sur chacun des flancs 50a, 50b du P10-1765 boudin mousse 50. ân observera dans ces conditions, qu'il est nécessaire que la paroi externe du boudin mousse soit elle-même être étanche à l'air, de manière à ce que l'air contenu dans le compartiment B ne puisse pas diffuser au travers du boudin mousse. Cet effet technique est généralement obtenu en utilisant des matériaux à base de polybutadiène comme cela est couramment le cas pour la réalisation desdits boudins mousses. [20] La mise sous pression du compartiment B provoque la compression du boudin mousse 5 comme cela est illustré sur la figure 1 ou 2. Le compartiment A reste à la pression atmosphérique. La figure 3 illustre le cas où une perte de pression se produit dans le second compartiment B. Le boudin mousse 5 occupe alors tout le volume de l'espace intérieur. [21] On remarquera qu'il est nécessaire que la membrane 51 puisse de déployer suffisamment pour venir se plaquer contre la paroi intérieure du pneumatique 2 et ne pas entraver l'expansion du boudin mousse. Cet effet est obtenu en réalisant la membrane à l'aide d'un matériau souple et élastique ou, de manière alternative en utilisant un matériau souple et non élastique. Dans cette deuxième configuration, la dimension de la membrane devra être ajustée à la dimension de la surface intérieure du pneumatique. [22] L'étanchéité entre les bords 52a et 52b de la membrane 51 et la portée circulaire32a, 32b est assurée par collage ou serrage desdits bords sur la portée circulaire. Ce dernier arrangement étant préférable en raison de sa facilité de mise en oeuvre et du fait de son caractère démontable. [23] Le serrage des bords 52a et 52b de la membrane 51 sur les portées 32a et 32b peut être amélioré en incorporant un renfort circulaire 53a, 53b dans le bord 52a, 52b de la membrane 51. Ce renfort circulaire 53a, 53b peut être formé à partir d'un ou plusieurs fils de renforts textiles ou métalliques présentant une forte résistance à l'allongement. Il est aussi possible de donner une légère conicité aux portées 32a et 32b de manière à favoriser le serrage. [24] Il peut être également judicieux de prévoir des butées 35a et 35b permettant de limiter le déplacement axial des bords 52a et 52b de la membrane et susceptibles de 30 provoquer une perte d'étanchéité. P10-1765 [25] La figure 4 représente une autre forme d'arrangement dans lequel seul un bord 52a de la membrane 51 est lié de manière étanche à la jante. L'autre bord 52b de la membrane 51 est collé sur la paroi intérieure du bourrelet 2lb du pneumatique 2. On choisira de coller de préférence le bord 52b de la membrane 51 opposé au bord où se situe la valve de gonflage 4 de manière à permettre à l'orifice 41 de déboucher directement dans le second compartiment B. Ce mode de réalisation peut s'avérer intéressant pour faciliter l'opération de montage et de démontage. [26] La liaison étanche entre les bords 51a, 51b de la membrane 51 et les portées circulaires 32a, 32b peuvent également faire l'objet de variantes de réalisation de 10 l'invention illustrées sur les figures 5, 6 et 7. [27] La figure 5 illustre le cas dans lequel le bord 52a, 52b est collé sur la portée radialement supérieure d'un anneau circulaire 54a, 54b. Cet anneau circulaire joue à la fois un rôle de renfort et de liaison. La portée circulaire 32a, 32b comporte une gorge 33a, 33b dans laquelle est disposée un joint torique 34a, 34b, Le diamètre de la portée radialement inférieure de l'anneau circulaire est ajusté pour former une liaison étanche avec le joint torique 34a, 34b. [28] On remarquera également une autre forme de réalisation de la butée 35b dans laquelle l'anneau circulaire 54b comprend une attache 55b qui vient se fixer sur une butée 35b située axialement à l'extérieur de la portée 32b. L'attache 55b tout en permettant de limiter la course axiale du bord 52b de la membrane 51, est entraîné par le mouvement du bourrelet 2. lb lors de l'opération de démontage ce qui rend d'autant plus aisée cette opération. [29] La figure 6 propose une deuxième variante de réalisation de la liaison étanche, dans laquelle le bord 52a, 52b de la membrane 51 est également collé sur la portée radialement supérieure de l'anneau circulaire 54a, 54b. Ledit anneau circulaire 54a, 54b comporte un joint circulaire 56a, 56b fixé sur sa portée radialement interne. Le joint 54a, 54b a pour fonction d'assurer l'étanchéité par serrage sur la portée circulaire 32a, 3211 [30] La figure 7 propose une troisième variante de réalisation dans laquelle les bords 52a, 52b de la membrane 51 sont élastiques. L'étanchéité avec la portée circulaire 30 32a, 32b est assurée par la combinaison de la force élastique de serrage du bord 52a, 52b P10-1765 sur la portée 32a, 32b et par les forces de pression s'exerçant sur la surface du bord 52a, 52b. La force élastique de serrage et la surface de contact entre la portée 32a, 32b et le bord 52a, 52b de la membrane 51 doivent être adaptées pour assurer un serrage étanche et pour s'opposer aux effets de la force centrifuge quelle que soit la vitesse de roulage du véhicule. [31] On observera que les jantes des roues présentées sur les figures 1 à 7 ont des sièges inclinés vers l'extérieur tel que cela est décrit par exemple dans le brevet EP 637 324. Ces sièges ont également des diamètres différents. [32] Ce type d'ensemble est particulièrement bien adapté pour le roulage à pression réduite et permet d'alléger les opérations de montage et de démontage du pneumatique et du boudin mousse comportant des membranes dont les bords comprennent un renfort circulaire. Toutefois, l'invention n'est pas limitée à ce type d'ensemble et peut également être mise en oeuvre sur un ensemble formé à partir d'une roue comportant des sièges de jante classiques, inclinés vers l'intérieur, et adaptés pour recevoir les pneumatiques les plus courrant comme cela est illustré sur la figure 8. [33] Toutes ces formes de réalisation concernant la forme de la membrane (51, 51a, 5 lb), ou la forme de la liaison étanche entre le bord (52a, 52b) de la membrane et la portée circulaire (32a, 32b) peuvent être combinées deux à deux, sans se départir de l'esprit de l'invention, en fonction des avantages particuliers qu'elles peuvent représenter. REVENDICATIONS 1. Ensemble (1) formé d'une roue comprenant une jante (3) dotée d'une valve de gonflage (4), d'un pneumatique (2) monté sur ladite jante (3) de ladite roue, et d'un boudin mousse (5) placé à l'intérieur du volume délimité par la paroi interne du pneumatique (2) et la jante (3) de la roue, dans lequel le boudin mousse (5) est disposé dans un premier compartiment (A), en communication avec l'atmosphère par l'intermédiaire d'un conduit (36), et isolé de manière étanche par une membrane souple (51, 51a, 51b) du reste de l'espace intérieur (B) de l'enveloppe du pneumatique, lequel espace forme un deuxième compartiment (B), communiquant avec la valve de gonflage (4, 41), et destiné à être gonflé à la pression d'utilisation du pneumatique, ensemble caractérisé en ce au moins un des bords de la membrane (52a, 52b) forme une liaison étanche avec la jante (3). 2. Ensemble selon la revendication 1 dans lequel la jante de roue (3) comprend au moins une portée circulaire (32a, 32b) distincte des sièges de jante (3la, 32b) destinés à recevoir les bourrelets (21a, 21b) du pneumatique (2), et située axialement dans l'espace compris entre lesdits siège (3la, 31b) et sensiblement à proximité de ces derniers, ladite portée circulaire (32a, 32b) étant destinée à former une liaison étanche avec au moins un des bords de la membrane (52a, 52b). 3. Ensemble selon la revendication 2 dans lequel, le bord (52a, 52b) de la membrane (51, 51a, 5 lb) en contact avec la portée circulaire (32a, 32b) comporte un renfort circulaire (53a, 53b, 54a, 54b) dont le diamètre est adapté pour renforcer le serrage dudit bord (52a, 52b) de la membrane (51, 51a, 51b) sur la portée circulaire (32a, 32b). 4. Ensemble selon la revendication 3 dans lequel, le bord (52a, 52b) de la membrane (51, 51a, 51b) est collé sur la portée radialement supérieure d'un anneau circulaire (54a, 54b). 5. Ensemble selon la revendication 4 dans lequel, les portées circulaires (32a, 32b) comportent une gorge (33a, 33b) dans laquelle est disposé un joint torique (34a, 34b) formant une liaison étanche avec la portée radialement inférieure de l'anneau circulaire (54a, 54b). 6. Ensemble selon la revendication 2 dans lequel, le bord (52a, 52b) de la membrane (51, 51a, 51b) en contact avec la portée circulaire (32a, 32b) a un module d'élasticité et une surface adaptée pour assurer une liaison étanche entre ledit bord (52a, 52b) et la portée circulaire (32a, 32b). 7. Ensemble selon la revendication 2 dans lequel, le bord (52a, 52b) de la membrane (51, 51a, 51b) est collé sur la portée circulaire (32a, 32b). 8. Ensemble selon l'une des revendications 2 à 7 dans lequel la portée circulaire (32a, 32b) comporte une butée (35a, 35b, ) permettant de limiter le déplacement axial du bord (52a, 52b) de la membrane (51, 51a, 51b) en contact avec la portée circulaire (32a, 32b). 9. Ensemble selon l'une des revendications 2 à 7 dans lequel la jante comporte deux portées circulaires (32a, 32b) assurant la liaison étanche avec chacun des bords (52a, 52b) de la membrane (51, 51a,51b). 10. Ensemble selon l'une des revendications 2 à 7 dans lequel, un des deux bords (52b) de la membrane (51) est collé sur la paroi interne du bourrelet (2lb) du pneumatique (2): 11. Ensemble selon la revendication 10 dans lequel le bord (52b) de la membrane (51) collé sur la paroi interne du bourrelet (21 b) est situé axialement sur le coté opposé au coté comportant l'orifice de la valve de gonflage (4) débouchant dans le second compartiment (B). 12. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 11 dans lequel la membrane (5la, 5 lb) est séparée en deux parties, dont les bords axialement internes sont collés de manière étanche sur chacun des flancs (50a, 50b) du boudin mousse (5).