Brevet FR2933904A1 — publié le 20100122

La présente invention concerne le domaine technique des crampons antidérapants pour pneumatiques de véhicules automobiles ou analogues. D'une manière générale, les crampons antidérapants du type ci-dessus sont destinés à être adaptés dans la bande de roulement d'un pneumatique pour ne laisser dépasser, en saillie de la surface externe du pneumatique, que l'extrémité d'une tige en matériau de dureté élevée, tel que du carbure de tungstène. Les crampons antidérapants sont montés dans la bande de roulement du pneumatique au moyen d'un pistolet permettant de les introduire, à force, dans des alvéoles aménagés à cet effet. Un pneumatique ainsi appareillé de crampons antidérapants présente, réparties de manière uniforme sur toute sa bande de roulement, une série de pointes saillantes qui lui confèrent une bonne adhérence sur des surfaces glissantes, comme de la neige compactée ou surtout du verglas. De manière générale, un crampon antidérapant pour un pneumatique de véhicule comprend un fourreau, à symétrie de révolution d'axe, présentant un pied d'ancrage dans le pneumatique et, à l'opposé du pied, une tête à partir de laquelle s'étend en saillie un noyau ou une mise, en matériau de dureté élevée, sertie dans un alésage axial borgne de forme complémentaire. Ainsi, il est connu des crampons antidérapants dont le fourreau présente une forme cylindrique de révolution. Toutefois, il est apparu qu'une telle forme n'est pas toujours en mesure d'assurer une bonne immobilisation du crampon dans le pneu, le crampon pouvant, en effet, connaître une oscillation dans la gomme du pneu autour de son pied, notamment lors des phases d'accélération ou de freinage du véhicule. Cette oscillation parasite diminue également l'efficacité du crampon. Cette oscillation est, de plus, susceptible d'entraîner un échauffement et/ou une détérioration de la gomme pouvant aboutir à une éjection du crampon. Afin de remédier à cet inconvénient, il a été proposé des crampons dont le fourreau présente une forme dite bi-cône qui, comme son nom l'indique, correspond à la succession de deux cônes convergeant vers le pied du crampon. Une telle conformation du fourreau a effectivement permis une amélioration de la stabilité du crampon dans les pneumatiques dont la bande de roulement est homogène et constituée par un élastomère de dureté relativement élevée. Cependant, il est apparu sur le marché une nouvelle génération de pneumatiques dont la bande de roulement pourrait être dite hétérogène, dans la mesure où elle comprend une âme interne réalisée dans un élastomère de dureté supérieure à celle de sa couche externe destinée à être en contact avec la chaussée. Or, il a été constaté par la demanderesse que les crampons dont le fourreau présente une forme bi-cône ne sont pas à même de d'assurer une bonne immobilisation du crampon dans de tels pneumatiques hétérogènes. Ainsi, il est apparu le besoin d'un nouveau type de crampon qui présente une bonne stabilité dans le pneumatique hétérogène et, en tout état de cause, une stabilité meilleure que celle obtenue avec les crampons bi-cône. Afin d'atteindre cet objectif l'invention concerne un crampon antidérapant pour un pneumatique de véhicule, comprenant un fourreau allongé d'axe présentant un pied d'ancrage dans le pneumatique et, à l'opposé du pied, une tête à partir de laquelle s'étend en saillie un noyau ou une mise, en matériau de dureté élevée, sertie dans un alésage axial borgne de forme complémentaire. Selon l'invention, le fourreau présente, à proximité du pied, une partie basse de forme renflée qui se prolonge, vers la tête, par une partie de forme 25 tronconique convergeant vers le pied. La demanderesse a pu mettre en évidence que, de façon fort avantageuse, la forme renflée ou arrondie de la partie basse du fourreau évite une sollicitation trop importante de la zone d'interface entre la gomme tendre et la gomme dure du pneu hétérogène, augmentant ainsi la stabilité 30 du crampon dans ce pneu hétérogène. Selon une caractéristique de l'invention, la partie basse renflée du fourreau possède un diamètre nominal inférieur ou égal au diamètre nominal de la partie tronconique convergeant vers le pied. Cette caractéristique avantageuse permet à la gomme dure du pneu hétérogène de parfaitement épouser la partie basse du fourreau pour en assurer une bonne immobilisation. Selon une autre caractéristique de l'invention et afin d'obtenir une répartition homogène de l'emprise de la gomme dure sur la partie basse du fourreau, cette dernière présente la forme d'un segment sphérique. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la partie basse renflée du fourreau présente, en section droite axiale, un profil convexe. Selon l'invention le profil convexe de la partie basse du fourreau est susceptible de présenter différentes formes en fonction, notamment, de la dureté de la gomme dure du pneu hétérogène dans laquelle la partie basse du fourreau est plus particulièrement destinée à venir s'insérer. Ainsi, selon une caractéristique de l'invention le profil convexe présente la forme d'un arc elliptique. Selon une autre caractéristique de l'invention, le profil convexe présente, dans sa partie haute, une zone dont le rayon de courbure est inférieur au rayon de courbure d'une zone située dans sa partie basse. Cette dernière caractéristique permet de dégager la zone de jonction entre le pied et le fourreau du crampon, de manière à favoriser l'ancrage du pied dans le pneumatique. Selon une autre caractéristique de l'invention, la partie basse renflée présente la forme de deux troncs de cône reliés par leur grande base. Selon une autre caractéristique de l'invention, la partie basse renflée présente une partie cylindrique de raccordement pour les grandes bases de deux troncs de cône. Avantageusement, la partie basse renflée est raccordée au pied 30 d'ancrage par l'intermédiaire d'une partie cylindrique de liaison. Selon une autre caractéristique de l'invention, la partie tronconique convergeant vers le pied se prolonge vers la tête, par une partie terminale cylindrique. Selon une autre caractéristique de l'invention et afin de dégager l'extrémité de la tige ou mise en matériau de dureté élevée, la partie tronconique ou sa partie terminale cylindrique se prolonge, vers la tête, par une partie de forme tronconique convergeant vers la tête. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le crampon comprend, au niveau de la zone de raccordement entre la partie renflée du fourreau et le pied d'ancrage, au moins une nervure qui s'étend dans un plan axial du fourreau et qui est destinée à bloquer la rotation axiale du crampon dans le pneumatique. En évitant la rotation axiale du crampon dans le pneumatique, cette nervure contribue à la stabilité du crampon. Selon l'invention il est possible de prévoir une ou plusieurs nervures et, 15 dans une forme préférée de réalisation, le crampon comprend trois nervures de blocage disposées à 120° les unes des autres. Selon l'invention, le crampon antidérapant peut être réalisé en tout matériau approprié. Ainsi, selon une forme de réalisation, le crampon est réalisé en acier frappé. 20 Selon une autre forme de réalisation et afin d'obtenir un crampon léger, ce dernier est réalisé en aluminium ou alliage d'aluminium frappé. Dans une forme de réalisation préférée, le fourreau sera réalisé dans un alliage aluminium-magnésium à hautes caractéristiques mécaniques. Bien entendu, les différentes caractéristiques de l'invention évoquées 25 ci-dessus peuvent être mises en oeuvre les unes avec les autres selon différentes combinaisons lorsqu'elles ne sont pas exclusives les unes des autres. Par ailleurs, diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui 30 montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. La figure 1 est une élévation d'une première forme de réalisation d'un crampon antidérapant selon l'invention. La figure 2 est une coupe selon la ligne II-II de la fig. 1. La figure 3 est une élévation d'une autre forme de réalisation d'un crampon antidérapant selon l'invention. La figure 4 est une élévation d'une autre forme de réalisation d'un crampon antidérapant selon l'invention. La figure 5 est une élévation d'une autre forme de réalisation d'un crampon antidérapant selon l'invention. La figure 6 est une élévation d'une variante de réalisation de la forme du crampon antidérapant illustré à la fig. 5. Comme cela ressort de la fig. 1, un crampon antidérapant, destiné à être adapté dans la bande de roulement d'un pneumatique, est constitué d'un fourreau désigné dans son ensemble par la référence 1, portant un noyau ou une mise 2 en matériau de dureté élevée, tel qu'un matériau de la famille des carbures comme du carbure de tungstène ou, encore, un matériau céramique. Le fourreau 1 présente une forme allongée d'axe longitudinal x-x' comportant deux extrémités. Le fourreau 1 possède, de préférence, une forme générale à symétrie de révolution d'axe x-x', cette symétrie de révolution pouvant être plus ou moins parfaite ou régulière selon le mode de fabrication du fourreau 1. La mise 2 s'étend en saillie à partir de l'une des extrémités, dite tête 3, tandis que l'extrémité opposée, dite pied 4, définit une zone d'ancrage pour le crampon dans un alvéole, non représenté, aménagé dans la bande de roulement d'un pneumatique de véhicule. La mise 2 possède une forme sensiblement tronconique pour être sertie dans un alésage 5 axial borgne, de forme complémentaire aménagé dans le fourreau 1. La conformation de la mise 2 et de l'alésage 5 permet d'obtenir un emmanchement à force par coincement conique entre la mise 2 et le fourreau 1. Selon l'invention, le fourreau 1 possède, à proximité du pied 4, une partie basse 6 de forme renflée ou bombée. Ainsi, selon l'exemple illustré à la fig. 1, la partie basse renflée 6 présente un profil convexe proche dans sa forme d'un arc d'ellipse, de sorte que la partie basse renflée 6 pourrait être assimilée à un segment d'ellipsoïde. La partie basse renflée 6 se prolonge, vers la tête 3, par une partie 7 de forme sensiblement tronconique d'axe x-x' convergeant vers le pied 4 ou la partie basse renflée 6. Selon l'exemple illustré, la partie tronconique 7, située juste au-dessus de la partie basse renflée 6, se prolonge par une partie extrême 8 de forme également tronconique mais convergeant vers la tête 3. Enfin, selon cet exemple, le pied 4, présente sensiblement la forme générale d'un disque 41 d'axe x-x' avec une partie inférieure 42 également tronconique convergeant à l'opposé de la tête 3. Le disque 41 possède une section constante. Dans la forme de réalisation illustrée à la fig. 1, la partie basse renflée possède un diamètre nominal D6 inférieur ou égal au diamètre nominal D7 de la partie tronconique 7. De même, toujours selon cet exemple de réalisation, le disque 41 formant le pied 4 possède un diamètre nominal D4 supérieur ou égal au diamètre nominal D7 de la partie tronconique 7. Bien entendu, selon l'invention d'autres configurations des diamètres nominaux pourraient être envisagées. Le crampon antidérapant, tel qu'ainsi constitué, est destiné à être mis en place dans la bande de roulement d'un pneumatique, au niveau d'alésages de réception aménagés dans ce dernier. Ce crampon est plus particulièrement adapté aux pneumatiques hétérogènes dont la bande de roulement possède une âme en gomme dure et une zone externe en gomme tendre. Le pied 4 et la partie basse renflée 6 sont alors plus particulièrement destinées à se trouver insérées dans l'âme en gomme dure, tandis que la partie tronconique 7 se trouvera placée dans la zone externe en gomme tendre. La partie basse renflée 6 offre alors, de manière particulièrement avantageuse, une importante surface de contact avec la gomme dure garantissant, lors du roulement, la stabilité du crampon dans le pneumatique, tout en évitant une sollicitation trop importante de la zone d'interface gomme tendre - gomme dure, comme cela serait le cas avec un crampon à fourreau bi-cône. Cette faible sollicitation de la zone d'interface gomme tendre - gomme dure résulte également de la progressivité de la variation du diamètre du crampon associée à la réduction du diamètre dans la zone de jonction entre la partie basse renflée 6 et la partie tronconique 7. Dans la forme de réalisation illustrée aux fig. 1 à 3, le fourreau comprend, en outre, au niveau de la zone de raccordement entre la partie renflée 6 et le pied ancrage 4, trois nervures 9 qui, comme le montre la fig. 2, sont placées à 120° les unes des autres. Les nervures 9 s'étendent chacune dans un plan axial du fourreau 1 et sont destinées à bloquer la rotation axiale du crampon dans le pneumatique. Les nervures 9 contribuent alors à la stabilité du crampon et, en bloquant la rotation axiale de ce dernier, évitent un échauffement local de la bande de roulement. Selon l'invention, le crampon antidérapant décrit en relation avec les fig. 1 et 2 est obtenu en fabriquant, de manière séparée, la mise 2 et le fourreau 1 qui peut alors être réalisé de toute manière appropriée telle que, par exemple, par usinage d'un bloc de métal ou, dans une forme de réalisation plus particulièrement préférée, par frappe d'un lopin de métal. Le métal utilisé pourra alors être de l'acier ou, encore, de l'aluminium ou un alliage d'aluminium approprié tel qu'un alliage aluminium - magnésium. La fig. 3 illustre une autre forme de réalisation d'un crampon selon l'invention qui se différencie de l'exemple illustré à la fig. 1 par la forme de la partie basse renflée 6. En effet, selon l'exemple de la fig. 3, la partie basse renflée 6 possède une forme d'amphore dont la partie supérieure, vers la tête 3, est ventrue, tandis que sa partie inférieure, vers le pied 4, est étroite. Ainsi, le profil convexe de la partie renflée 6 présente dans sa partie haute ou supérieure, une zone dont le rayon de courbure est inférieur au rayon de courbure de sa zone inférieure en partie basse. Cette forme de réalisation permet de dégager plus encore le pied d'ancrage 4. Bien entendu il pourrait être envisagé d'adopter d'autres formes pour la partie renflée 6, telles que, par exemple, la forme d'un segment sphérique, le profil convexe de la partie renflée 6 présentant alors la forme d'un arc de cercle. D'une manière générale, il doit être considéré que la partie basse renflée 6 présente, en section droite axiale, un profil convexe qui d'une part diverge à partir du pied d'ancrage 4 (ou converge en direction du pied d'ancrage 4), et d'autre part diverge à partir de la partie tronconique 7 (ou converge en direction de la partie tronconique 7). Les fig. 4 et 5 décrivent d'autres variantes de réalisation pour la partie basse renflée 6. La fig. 4 illustre une autre forme de réalisation d'un crampon selon l'invention dont la partie basse renflée 6 présente un profil convexe et une forme pouvant être décomposée en deux troncs de cône 61,62 raccordés par leur grande base, le tronc de cône supérieur 61 convergeant vers la partie tronconique 7 et le tronc de cône inférieur 62 convergeant vers le pied 4. Afin, d'assurer une progressivité de la variation du diamètre au niveau de la zone de raccordement entre les deux troncs de cône 61,62 de la partie basse renflée 6, le profil convexe R1 est arrondi. De la même manière, afin d'assurer une progressivité la variation du diamètre dans la zone de jonction entre la partie basse renflée 6 et la partie tronconique 7, le profil concave R2 est arrondi. Par ailleurs, il sera remarqué que selon la forme de réalisation illustrée à la fig. 4, le crampon ne présente pas de nervures de blocage. En effet, de telles nervures de blocage ne sont pas strictement nécessaires à la réalisation d'un crampon selon l'invention. La fig. 5 illustre encore une autre variante de réalisation d'un crampon selon l'invention dont la partie basse renflée 6 présente une partie cylindrique 11 de raccordement pour les troncs de cône 61,62 tels que décrits à la fig. 4. Ainsi, les troncs de cône 61,62 sont raccordés par leur grande base à la partie cylindrique 11 qui présente une section constante. Ainsi, le tronc de cône 62 qui diverge à partir du pied d'ancrage 4 est raccordé par sa grande base à la partie cylindrique 11 qui est raccordée au tronc de cône 61 qui converge en direction de la partie tronconique 7. Selon la variante de réalisation illustrée à la fig. 5, la partie basse renflée 6 est raccordée au pied d'ancrage 4 par l'intermédiaire d'une partie cylindrique 12 de liaison de section constante. Ainsi, le tronc de cône 62 situé le plus proche du pied 4 est raccordé par sa petite base à la partie cylindrique 12 qui se raccorde au disque 41 du pied 4. Selon la variante de réalisation illustrée à la fig. 5, la partie tronconique 7 convergeant vers le pied 4 se prolonge vers la tête 3 par une partie terminale cylindrique 14 de section constante. Dans l'exemple illustré à la fig. 6, cette partie terminale cylindrique 14 est aménagée pour comporter la partie 8 tronconique convergeant vers la tête 3. Selon les variantes de réalisation illustrées aux fig. 5 et 6, la partie terminale cylindrique 14 de la partie tronconique 7 possède un diamètre nominal supérieur au diamètre nominal de la partie cylindrique 11 de raccordement pour les troncs de cône 61,62. En d'autres termes, la partie terminale cylindrique 14 de la partie tronconique 7 possède un diamètre nominal supérieur au diamètre nominal de partie basse renflée 6. Bien entendu diverses autres modifications pourraient être apportées au crampon sans sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS1 - Crampon antidérapant pour un pneumatique de véhicule, comprenant un fourreau (1) allongé d'axe (x-x'), présentant un pied (4) d'ancrage dans le pneumatique et, à l'opposé du pied (4), une tête (3) à partir de laquelle s'étend en saillie un noyau ou une mise (2), en matériau de dureté élevée, sertie dans un alésage axial borgne (5) de forme complémentaire, caractérisé en ce que le fourreau (1) présente, à proximité du pied (4), une partie basse (6) de forme renflée qui se prolonge, vers la tête (3), par une partie (7) de forme tronconique convergeant vers le pied. 2 - Crampon antidérapant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie basse renflée (6) du fourreau possède un diamètre nominal (D6) inférieur ou égal au diamètre nominal (D7) de la partie tronconique (7) convergeant vers le pied (3). 3 - Crampon antidérapant selon la revendication 2, caractérisé en ce que 15 la partie basse renflée (6) du fourreau présente, en section droite axiale, un profil convexe. 4 - Crampon antidérapant selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la partie basse renflée (6) présente la forme d'un segment sphérique ou d'un arc elliptique. 20 5 - Crampon antidérapant selon la revendication 3, caractérisé en ce que le profil convexe présente, dans sa partie haute, une zone dont le rayon de courbure est inférieur au rayon de courbure d'une zone située dans sa partie basse. 6 - Crampon antidérapant selon la revendication 3, caractérisé en ce que 25 la partie basse renflée (6) présente la forme de deux troncs de cône (61,62) reliés par leur grande base. 7 - Crampon antidérapant selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie basse renflée (6) présente une partie cylindrique (11) de raccordement pour les grandes bases de deux troncs de cône (61,62). 8 - Crampon antidérapant selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la partie basse renflée (6) est raccordée au pied d'ancrage (4) par l'intermédiaire d'une partie cylindrique de liaison (12). 9 - Crampon antidérapant selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la partie tronconique (7) convergeant vers le pied (4) se prolonge vers la tête (3), par une partie terminale cylindrique (14). - Crampon antidérapant selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la partie tronconique (7) ou sa partie terminale cylindrique (14) se prolonge, vers la tête (3), par une partie (8) de forme 10 tronconique convergeant vers la tête. 11 - Crampon antidérapant selon la revendication 9, caractérisé en ce que la partie terminale cylindrique (14) de la partie tronconique (7) possède un diamètre nominal supérieur au diamètre nominal de partie cylindrique (11) de raccordement pour les troncs de cône (61,62). 12 - Crampon antidérapant selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend, au niveau de la zone de raccordement entre la partie renflée (6) du fourreau et le pied d'ancrage (4), au moins une nervure (9) qui s'étend dans un plan axial du fourreau et qui est destinée à bloquer la rotation axiale du crampon dans le pneumatique. 13 - Crampon antidérapant selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il est réalisé par frappe d'un lopin d'acier, d'un lopin d'aluminium ou d'alliage d'aluminium.