Brevet FR2942746A1 — publié le 20100910

PNEUMATIQUE POUR BICYCLETTE [0001] L'invention concerne un pneumatique destiné à équiper un véhicule et plus particulièrement destiné à équiper un véhicule à deux roues tel qu'une bicyclette. [0002] Les pneumatiques pour bicyclette ou vélo sont habituellement constitués d'une couche d'armature de carcasse ancrée dans deux bourrelets par retournement autour de deux tringles. Les bourrelets sont radialement prolongés par des flancs et eux-mêmes prolongés par la bande de roulement. [0003] La direction longitudinale du pneumatique, ou direction circonférentielle, est la direction correspondant à la périphérie du pneumatique et définie par la direction de roulement du pneumatique. [0004] Un plan circonférentiel ou plan circonférentiel de coupe est un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du pneumatique. Le plan équatorial est le plan circonférentiel passant par le centre ou sommet de la bande de roulement. [0005] La direction transversale ou axiale du pneumatique est parallèle à l'axe de rotation du pneumatique. [0006] La direction radiale est une direction coupant l'axe de rotation du pneumatique et perpendiculaire à celui-ci. [0007] L'axe de rotation du pneumatique est l'axe autour duquel il tourne en utilisation normale. [0008] Un plan radial ou méridien contient l'axe de rotation du pneumatique. [0009] Les pneumatiques pour vélo sont destinés à être utilisés soit en monte dite � tube-type �, c'est-à-dire associés à une chambre à air soit en monte dite � tubeless �, c'est-à-dire montés sur jante sans chambre à air. [0010] Dans un cas comme dans l'autre, la fonction des tringles qui retiennent la carcasse est notamment d'effectuer un serrage sur jante soit pour assurer l'étanchéité à l'air dans le cas des pneumatiques dits tubeless soit dans tous les cas pour maintenir les pneumatiques sur les jantes lors de leur utilisation. [0011] Il existe par ailleurs deux catégories de pneumatique dont l'aspect est fonction de la nature des tringles. [0012] Une première catégorie de pneumatiques est réalisée avec des tringles métalliques, consistant en un enroulement d'un fil métallique, le nombre de tour étant fonction de la taille et de l'usage du pneumatique et notamment de sa pression d'utilisation. Ces pneumatiques se présentent alors sous leur forme finale, c'est-à-dire un pneumatique formant un tore et donc d'un encombrement non négligeable dès lors qu'il est question de transport ou de stockage. [0013] Pour simplifier le stockage et le transport des pneumatiques pour vélo, il a déjà été proposé une deuxième catégorie de pneumatiques qui peuvent être pliés pour en limiter l'encombrement. De tels pneumatiques sont réalisés avec des tringles en matériau textile, par exemple en aramide, pouvant être déformées de manière élastique sans perturber leurs performances lorsqu'elles retrouvent leur forme initiale. De tels pneumatiques s'ils sont effectivement moins encombrant et donc plus faciles à transporter présentent des coûts de fabrication plus élevés que les pneumatiques de la première catégorie. [0014] L'invention a pour but de fournir un pneumatique pour bicyclette combinant les avantages des pneumatiques des deux catégories présentées ci-dessus et donc un encombrant pouvant être réduit pour faciliter le stockage et le transport dudit pneumatique, celui-ci pouvant être réalisé avec un coût de fabrication semblable à celui des pneumatiques de la première catégorie. [0015] Ce but est atteint selon l'invention par un pneumatique pour bicyclette comportant une armature de carcasse dont chaque extrémité est ancrée dans deux bourrelets par retournement autour d'une tringle, chacun des bourrelets étant prolongés radialement par des flancs rejoignant une bande de roulement, chacune des tringles étant formé par enroulement d'un câble métallique, formé de filaments, saturé et non fretté, le diamètre dudit câble étant inférieur à 1.5 mm et le diamètre des filaments étant inférieur à 0.25 mm. [0016] Un câble est dit � saturé � dès lors qu'il est impossible d'ajouter un filament supplémentaire entre les filaments formant ledit câble. Il est dit � non fretté � lorsque qu'il ne comporte par un filament supplémentaire enroulé en hélice sur la surface externe dudit câble. Un filament de frette est usuellement choisi avec un diamètre inférieur à celui des filaments du câble et est enroulé selon un pas réduit et dans un sens opposé ou identique à celui de l'enroulement des fils formant la surface externe du câble. La fonction première d'une frette est de limiter le flambage du câble. [0017] Les inventeurs ont su mettre en évidence que l'utilisation d'un câble métallique saturé et non fretté pour réaliser les tringles du pneumatique combinée au diamètre du câble et celui des filaments indiqués autorise une déformation des pneumatiques et un pliage de ceux-ci sans altération des tringles et de leurs propriétés qui rendrait le pneumatique non utilisable. [0018] Les premiers essais réalisés avec les pneumatiques selon l'invention ont en effet mis en évidence qu'il était possible de déformer les pneumatiques d'une façon tout à fait semblable à ce qui se fait actuellement avec les pneumatiques évoqués précédemment et appartement à la deuxième catégorie, c'est-à-dire réalisés avec des tringles en matériau textile. [0019] Les essais ont également montré qu'après stockage des pneumatiques dans leur état plié pendant un temps correspondant au cumul des temps de transport et du temps moyen de stockage avant utilisation sur une bicyclette, les pneumatiques conformes à l'invention retrouvent leur forme initiale et les propriétés des tringles ne sont pas modifiées. [0020] Selon un mode de réalisation préférée de l'invention, le diamètre du câble est inférieur à 1 mm. Un tel diamètre du câble va notamment permettre de réaliser des pneumatiques dont les dimensions du bourrelet sont identiques à celle des pneumatiques usuels, le câble réalisé selon l'invention pouvant présenter un diamètre très proche de celui des fils métalliques habituellement utilisés. [0021] De préférence également, le diamètre des fils ou filaments formant le câble est inférieur à 0.20 mm. De tels diamètres des filaments vont encore contribués à la souplesse du câble et limiter les efforts nécessaires pour plier le pneumatique. [0022] Un mode de réalisation avantageux de l'invention prévoit que le module en traction du câble est supérieur à 150 GPa. [0023] Avantageusement encore, le câble est pliable selon un rayon de courbure compris entre 2 et 5 mm sans présenter de déformation qui rendrait le pneumatique non utilisable. De préférence, il est pliable selon un rayon de courbure inférieur à 3 mm sans présenter de déformation qui rendrait le pneumatique non utilisable. [0024] Selon une variante de réalisation de l'invention, le câble est un câble métallique à couches de construction [L+M] ou [L+M+N] comportant une première couche Cl à L fils de diamètre di avec L allant de 1 à 4, entourée d'au moins une couche intermédiaire C2 à M fils de diamètre d2 enroulés ensemble en hélice selon un pas pz avec M allant de 3 à 12, ladite couche C2 étant éventuellement entourée d'une couche externe C3 de N fils de diamètre d3 enroulés ensemble en hélice selon un pas p3 avec N allant de 8 à 20. [0025] Lorsque L est égal à 1, la première couche forme une âme centrale constituée d'un fil métallique de diamètre di. [0026] Avantageusement selon cette variante de réalisation, le pas pz et le pas P3 sont identiques. [0027] Avantageusement encore selon cette variante de réalisation, le câble est un câble métallique 19.18 de formule 1+6+12, les couches étant formées avec le même sens de rotation et avec des pas identiques égaux à 10 mm. Un tel câble autorise la formation d'une tringle par un enroulement de 3 à 5 tours. Le nombre de tours nécessaires est fonction de la dimension du pneumatique et de son usage. [0028] Selon une autre variante de réalisation, le câble est un câble métallique 12.15 de formule 3+9, les couches étant formées avec le même sens de rotation et avec des pas identiques égaux à 10 mm. Un tel câble nécessite un enroulement de 6 à 10 tours pour former les tringles d'un pneumatique de bicyclette selon la dimension de celui-ci. [0029] Un mode de réalisation préféré de l'invention prévoit que le câble métallique est réalisé en acier présentant une teneur en carbone inférieure à 0.5 %. [0030] Le choix d'un tel acier permet encore de limiter le coût de revient du câble et donc du pneumatique. En effet, de telles teneurs en carbone permettent de simplifier le procédé de tréfilage de l'acier et notamment d'éviter ou tout au moins de limiter les phases de montée en température. [0031] D'autres détails et caractéristiques avantageux de l'invention ressortiront ci-après de la description des exemples de réalisation de l'invention en référence aux figures 1 à 3 qui représentent : - figure 1, une vue méridienne d'un schéma d'un pneumatique selon l'invention, - figure 2, une représentation schématique d'une vue en coupe du câble formant la tringle du pneumatique de la figure 1, - figure 3, une représentation schématique d'une vue en coupe d'un autre câble utilisable pour former une tringle d'un pneumatique selon l'invention. [0032] Les figures ne sont pas représentées à l'échelle pour en simplifier la compréhension. [0033] La figure 1 représente un pneumatique 1 de type 37-622 destiné à être monté sur une jante de diamètre 622 mm pour équiper une bicyclette du segment � city �, c'est-à-dire une bicyclette à usage urbain. [0034] Le pneumatique 1 est constitué d'une couche d'armature de carcasse 2 ancrée dans chacun des bourrelets 3 du pneumatique 1 par retournement autour des tringles 4. Les retournements 5 de la couche d'armature de carcasse 2 se prolongent jusqu'au sommet du pneumatique pour venir se chevaucher. Au sommet du pneumatique, on peut donc observer trois épaisseurs de la couche d'armature de carcasse 2. [0035] Les pneumatiques pour bicyclette peuvent comporter à leur sommet d'autres couches d'éléments de renforcement telles que des couches de protection qui viennent s'intercaler entre la couche d'armature de carcasse et ses retournements. Ces couches de protection peuvent encore s'étendre dans les flancs du pneumatiques jusqu'au niveau des tringles. [0036] L'armature est ensuite radialement surmontée d'une bande de roulement 6 formée d'une couche de mélange caoutchouteux qui se prolonge pour former les flancs 7 du pneumatique 1. [0037] Selon d'autres modes de réalisation, les matériaux caoutchouteux constitutifs de la bande de roulement et des flancs peuvent être différents. [0038] Conformément à l'invention, les tringles sont formées par enroulement d'un câble métallique 8 de type 19.18 sur lequel il sera revenu en référence à la figure 2. Dans le cas de la dimension présentée sur la figure 1 et pour l'application de type � City �, le câble choisi a nécessité un enroulement de quatre tours pour réaliser chacune des tringles. [0039] La figure 2 illustre une représentation schématique d'une vue en coupe du câble métallique 8 de type 19.18 formant les tringles 4 du pneumatique 1. Il s'agit d'un câble de formule 1+6+12 constitué de 19 filaments de 18/100 mm. Le câble 8 est ainsi constitué d'une âme centrale formée d'un filament 21 entourée d'une première couche 22 formée de 6 filaments 23, elle-même entourée d'une couche externe 24 formée de 12 filaments 25. Les filaments 23 et 25 sont enroulés dans le même sens avec des pas identiques égaux à 10 mm. Ce câble 8 est un câble saturé non fretté réalisé en acier avec une teneur en carbone égale à 0.4%. [0040] Le câble ainsi défini présente un module en traction égal à 190 GPa. [0041] Un tel câble autorise des pliages avec un rayon de 3 mm sans présenter de déformation permanente qui rendrait le pneumatique non utilisable. [0042] La figure 3 illustre une représentation schématique d'une vue en coupe d'un câble métallique 30 de type 12.15 pouvant former les tringles d'un pneumatique selon l'invention. Il s'agit d'un câble de formule 3+9 constitué de 12 filaments de 15/100 mm. Le câble 30 est ainsi constitué d'une première couche 31 formée de 3 filaments 32 entourée d'une deuxième couche 33 formée de 9 filaments 34. Les filaments 32 et 34 sont enroulés dans le même sens avec des pas identiques égaux à 10 mm. Ce câble 30 est un câble saturé non fretté réalisé en acier avec une teneur en carbone égale à 0.4%. [0043] Le câble ainsi défini présente un module en traction égal à 190 GPa. [0044] Un tel câble autorise des pliages avec un rayon de 2 mm sans présenter de déformation permanente qui rendrait le pneumatique non utilisable. [0045] L'invention ne doit pas être interprétée comme étant limitée à aux exemples illustrés. Les tringles peuvent par exemple être réalisé avec d'autres câbles dès lors que ceux-ci satisfont les critères définis ou bien par exemple avec des câbles dont les formules sont identiques à ceux cités avec des pas pouvant être différents et/ou les filaments étant enroulés en sens opposés. [0046] Par ailleurs, l'invention s'applique à tous types de bicyclettes ou vélos, tels que des vélos de type route, VTT (vélo tout terrain), VTC (vélo tout chemin), vélos avec moteurs par exemple électriques ... [0047] L'invention s'applique encore à des pneumatiques de type tubeless, c'est-à-dire monté directement sur une jante sans chambre à air ou bien à des pneumatiques de type � tube-type � nécessitant la présence d'une chambre à air. REVENDICATIONS1 û Pneumatique pour bicyclette comportant une armature de carcasse dont chaque extrémité est ancrée dans deux bourrelets par retournement autour d'une tringle, chacun des bourrelets étant prolongés radialement par des flancs rejoignant une bande de roulement, caractérisé en ce que chacune des tringles est formé par enroulement d'un câble métallique, formé de filaments, saturé et non fretté, en ce que le diamètre dudit câble est inférieur à 1.5 mm et en ce que le diamètre des filaments est inférieur à 0.25 mm. 2 - Pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre du câble est 10 inférieur à 1 mm. 3 - Pneumatique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le diamètre des filaments du câble est inférieur à 0.20 mm. 4 - Pneumatique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le module en traction du câble est supérieur à 150 GPa. 15 5 - Pneumatique selon la revendication 1 à 4, caractérisé en ce que le câble est pliable selon un rayon de courbure compris entre 2 et 5 mm sans présenter de déformation. 6 - Pneumatique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le câble est un câble métallique à couches de construction [L+M] ou [L+M+N] comportant une première couche Cl à L fils de diamètre di avec L allant de 1 à 4, entourée d'au moins une couche 20 intermédiaire C2 à M fils de diamètre d2 enroulés ensemble en hélice selon un pas pz avec M allant de 3 à 12, ladite couche C2 étant éventuellement entourée d'une couche externe C3 de N fils de diamètre d3 enroulés ensemble en hélice selon un pas p3 avec N allant de 8 à 20. 7 - Pneumatique selon la revendication 6, caractérisé en ce que le pas p2 et le pas p3 sont 25 identiques. 8 - Pneumatique selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le câble est un câble métallique 19.18 de formule 1+6+12, les couches étant formées avec le même sens de rotation et avec des pas identiques égaux à 10 mm. 9 - Pneumatique selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le câble est un 5 câble métallique 12.15 de formule 3+9, les couches étant formées avec le même sens de rotation et avec des pas identiques égaux à 10 mm. 10 - Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le câble métallique est réalisé en acier et en ce que l'acier présente une teneur en carbone inférieure à 0.5 %. 10