Brevet FR3015360A1 — publié le 20150626

- 1 - DOMAINE DE L'INVENTION [0001] La présente invention concerne les roues destinées à être équipées de pneumatiques, et plus particulièrement les jantes de ces roues. ARRIERE-PLAN [0002] Lorsqu'un véhicule équipé de roues pourvues de pneumatiques roule sur la chaussée, l'état imparfait de celle-ci peut avoir un effet négatif sur le confort de l'utilisateur du véhicule, en augmentant le bruit auquel est exposé cet utilisateur, et sur l'intégrité du véhicule et notamment des pneumatiques. En effet, ceux-ci subissent en premier des chocs provenant, par exemple, du contact avec un trottoir ou avec un « nid de poule », c'est-à-dire une cavité dans la chaussée générée par une dégradation de son revêtement. RESUME DE L'INVENTION [0003] Un des objectifs de la présente invention est de définir une jante de roue destinée à être équipée d'un pneumatique, permettant de réduire le risque de dommages du pneumatique résultant de chocs du type chocs trottoir ou nid de poule, et d'améliorer le confort de l'utilisateur d'un véhicule dont les roues sont équipées de telles jantes, en diminuant le bruit dans le véhicule et en réduisant la gêne occasionnée par le franchissement de petites irrégularités de la route, comme par exemple des plaques d'égout. [0004] Cet objectif est atteint par une jante de véhicule, de révolution, destinée au montage d'un pneumatique, comportant : une partie axialement centrale comportant un disque ; deux parties latérales, au moins une des parties latérales (et de préférence les deux parties latérales) étant distincte de la partie axialement centrale, chacune des parties latérales étant pourvue d'un siège de jante destiné à recevoir un bourrelet d'un pneumatique, la partie axialement centrale et les deux parties latérales étant réalisées dans une matrice rigide pouvant être renforcée par une armature de renforcement ; - 2 - une partie intermédiaire formant le seul lien mécanique entre la partie axialement centrale et chaque partie latérale distincte de la partie axialement centrale, cette partie intermédiaire étant réalisée dans une matrice souple renforcée par une armature de renforcement comprenant une pluralité d'éléments de renforcement, le module de Young d'extension monoaxiale de la matrice souple étant supérieur et égal à 1 MPa et inférieur ou égal à 100 MPa, et de préférence supérieur et égal à 1.5 MPa et inférieur ou égal à 50 MPa, et encore plus préférentiellement supérieur et égal à 2 MPa et inférieur ou égal à 10 MPa, le module de Young d'extension monoaxiale des d'éléments de renforcement étant supérieur ou égal à 5 GPa (et de préférence supérieur ou égal à 10 GPa). dans lequel le module de Young d'extension monoaxiale de la matrice rigide est supérieur ou égal à 5 GPa. [0005] Selon un premier mode de réalisation, le contact entre la partie axialement centrale et chaque partie intermédiaire se fait par une extrémité de la partie axialement centrale qui pénètre dans la partie intermédiaire. [0006] Cette extrémité de la partie axialement centrale peut notamment comporter une surépaisseur permettant d'ancrer l'extrémité dans la partie intermédiaire. [0007] Selon un second mode de réalisation, qui est avantageusement combiné avec le premier mode de réalisation, le contact entre chaque partie latérale distincte de la partie axialement centrale et la partie intermédiaire en contact avec elle se fait aussi par une extrémité de la partie latérale qui pénètre dans la partie intermédiaire. [0008] Cette extrémité de la partie latérale peut, elle aussi, comporter une surépaisseur permettant d'ancrer l'extrémité dans la partie intermédiaire. [0009] Selon un troisième mode de réalisation, chaque partie latérale distincte de la partie axialement centrale est totalement recouverte du matériau constituant la matrice souple de la partie intermédiaire en contact avec elle. Ce mode de réalisation permet d'augmenter la surface de contact, pour améliorer le contact entre la partie latérale et la partie intermédiaire. Par ailleurs, une transition trop abrupte peut servir de point de départ d'une fissure ou d'un décollage - 3 - [0010] Selon un quatrième mode de réalisation, l'armature de renforcement est une armature de renforcement textile ou métallique. [0011] Cette armature peut comporter des éléments de renforcement filaires disposés radialement. Alternativement, elle peut comprendre deux couches comportant des éléments de renforcement filaires, les éléments de renforcement de chaque couche étant parallèles entre eux et croisés d'une couche à l'autre. [0012] L'armature de renforcement de chaque partie intermédiaire peut avantageusement comporter des câbles ayant chacun deux extrémités, une extrémité étant solidarisée à la partie axialement centrale et l'autre extrémité étant solidarisée à une partie latérale. Dans une variante avantageuse, les câbles sont soudés à la partie axialement centrale et à une partie latérale. [0013] Selon un cinquième mode de réalisation particulièrement avantageux, la jante comporte deux parties intermédiaires, et les deux parties intermédiaires sont symétriques l'une par rapport à l'autre. [0014] Le matériau constituant la matrice souple de chaque partie intermédiaire peut notamment être le polyuréthane, une composition caoutchouteuse ou un élastomère thermoplastique. Le polyuréthane et les élastomères thermoplastiques ont l'avantage de pouvoir être injectés. De par leurs rigidités, les polyuréthanes sont particulièrement aptes à une utilisation comme partie intermédiaire [0015] Le matériau constituant la matrice rigide de la partie axialement centrale et des deux parties latérales peut notamment être un métal ou un alliage de métaux. [0016] II est particulièrement intéressant de prévoir que le module de Young d'extension monoaxiale de la matrice rigide est supérieur au module de Young d'extension monoaxiale de la matrice souple d'un facteur supérieur ou égal à 100. Ainsi les parties latérales sont réellement flottants et les efforts transmis lors d'un choc sont plus faibles. [0017] Bien entendu, il peut être avantageux de combiner plusieurs ou même tous les modes de réalisation évoqués. - 4 - BREVE DESCRIPTION DES DESSINS [0018] La figure 1 représente, en coupe radiale, un ensemble pneumatique-roue. [0019] Les figures 2 à 6 représentent chacune une partie d'une jante selon l'invention [0020] Toutes les figures sont schématiques. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION [0021] Dans l'emploi du terme « radial » il convient de distinguer plusieurs utilisations différentes du mot par la personne du métier. Premièrement, l'expression se réfère à un rayon de la jante (et du pneumatique dont celle-ci est équipée). C'est dans ce sens qu'on dit d'un point P1 qu'il est « radialement intérieur » à un point P2 (ou « radialement à l'intérieur » du point P2) s'il est plus près de l'axe de rotation que le point P2. Inversement, un point P3 est dit « radialement extérieur à » un point P4 (ou « radialement à l'extérieur » du point P4) s'il est plus éloigné de l'axe de rotation du pneumatique que le point P4. On dira qu'on avance « radialement vers l'intérieur (ou l'extérieur) » lorsqu'on avance en direction des rayons plus petits (ou plus grands). Lorsqu'il est question de distances radiales, ce sens du terme s'applique également. [0022] En revanche, un fil ou une armature est dit « radial(e) » lorsque le fil ou les éléments de renforcement de l'armature font avec la direction circonférentielle un angle supérieur ou égal à 80° et inférieur ou égal à 90°. Précisions que dans le présent document, le terme « fil » doit être entendu dans un sens tout à fait général et comprend les fils se présentant sous la forme de monofilaments, de multifilaments, d'un câble, d'un retors ou d'un assemblage équivalent, et ceci, quelle que soit la matière constituant le fil ou le traitement de surface pour favoriser sa liaison avec le caoutchouc. [0023] Enfin, par « coupe radiale » ou « section radiale » on entend ici une coupe ou une section selon un plan qui contient l'axe de rotation de la jante (et du pneumatique dont celle-ci est équipée). [0024] Une direction « axiale » est une direction parallèle à l'axe de rotation de la jante (et du pneumatique dont celle-ci est équipée). Un point P5 est dit « axialement intérieur » à un point P6 (ou « axialement à l'intérieur » du point P6) s'il est plus près du plan médian de la jante que le point P6. Inversement, un point P7 est dit « axialement extérieur à » un point P8 (ou « axialement à l'extérieur » du point P8) s'il est plus - 5 - éloigné du plan médian de la jante que le point P8. Le « plan médian » de la jante est le plan qui est perpendiculaire à l'axe de rotation de la jante et qui se situe à équidistance des sièges de jante destinés à recevoir un bourrelet d'un pneumatique. [0025] Une direction « circonférentielle » est une direction qui est perpendiculaire à la fois à un rayon de la jante et à la direction axiale. [0026] Dans le cadre de ce document, l'expression « composition caoutchouteuse » désigne une composition de caoutchouc comportant au moins un élastomère et une charge. [0027] Par « module de Young d'extension monoaxiale » d'un matériau, on entend ici le module d'extension mesuré à partir d'un test de traction. Pour les matrices souples et les éléments de renforcement textiles, on procède selon la norme DIN EN ISO 527-2 sur une éprouvette de type A selon la norme DIN EN ISO 3167 avec une vitesse de traverse d'1 mm/min. Pour les matrices rigides et les éléments de renforcement métalliques, en revanche, on procède selon la norme ASTM E111-04(2010). [0028] La figure 1 représente, en coupe radiale, un ensemble pneumatique-roue comportant un pneumatique 5. Le pneumatique 5 est monté sur une jante de montage 10 creuse conforme aux normes de l'ETRTO (European Tyre and Rim Technical Organisation). L'axe de rotation commun porte la référence 1. [0029] La figure 2 représente, en coupe radiale, une partie d'une jante 10 selon l'invention. Cette jante 10 comporte une partie axialement centrale 20 comportant un disque (non représenté), deux parties latérales 31 et 32 et une partie intermédiaire 41. La partie latérale 31 est distincte de la partie axialement centrale 20 tandis que la partie latérale 32 est d'une pièce avec celle-ci. Chacune des parties latérales 31 et 32 est pourvue d'un siège de jante destiné à recevoir un bourrelet d'un pneumatique (non représenté). La partie axialement centrale 20 et les deux parties latérales 31 et 32 sont réalisées dans une matrice rigide pouvant être renforcée par une armature de renforcement. En l'occurrence, ces parties sont réalisées en acier dont le module de Young d'extension monoaxiale est égal à 190 GPa. La partie intermédiaire 41 forme le seul lien mécanique entre la partie axialement centrale 20 et la partie latérale 31 ; elle est réalisée dans une matrice souple, en l'occurrence en polyuréthane, renforcée par une armature de renforcement. Le module de Young d'extension monoaxiale de la matrice souple est en l'occurrence égal à 90 MPa. - 6 - [0030] La figure 3 présente, en coupe radiale, une partie d'une jante 10 selon un autre mode de réalisation de l'invention. A la différence de la jante de la figure 2, les deux parties latérales 31 et 32 sont distinctes de la partie axialement centrale 20 et il y a deux parties intermédiaires 41 et 42 réalisées en polyuréthane. [0031] La figure 4 présente, en coupe radiale, une partie d'une autre jante selon l'invention. Ici, le contact entre la partie axialement centrale 20 et la partie intermédiaire 42 se fait par une extrémité 21 de la partie axialement centrale 20 qui pénètre dans la partie intermédiaire 42. De même, le contact entre la partie latérale 32 (qui est distincte de la partie axialement centrale 20) et la partie intermédiaire 42 en contact avec elle se fait par une extrémité 34 de la partie latérale 32 qui pénètre dans la partie intermédiaire 42. La partie intermédiaire 42 comporte une armature de renforcement 50 textile noyée dans la matrice souple. Cette armature de renforcement 50 est constituée de fils en nylon disposés radialement. Il serait également possible d'utiliser des fils en PET, aramide, rayonne, en fibres de verre, de carbone ou de basalte, en PEN ou PVA, etc. [0032] La figure 5 présente, en coupe radiale, une partie d'une autre jante selon l'invention. En l'occurrence, l'extrémité 21 de la partie axialement centrale 20 comporte une surépaisseur 22 permettant d'ancrer l'extrémité dans la partie intermédiaire 42. De même, l'extrémité 34 de la partie latérale 32 comporte une surépaisseur 33 permettant d'ancrer l'extrémité 34 dans la partie intermédiaire 42. Par ailleurs, la partie latérale 32 (qui est distincte de la partie axialement centrale 20) est totalement recouverte du matériau constituant la matrice souple de la partie intermédiaire 42 en contact avec elle. L'armature de renforcement de la partie intermédiaire comprend deux couches 51, 52 comportant des éléments de renforcement filaires, les éléments de renforcement de chaque couche étant parallèles entre eux et croisés d'une couche à l'autre. Il s'agit en l'occurrence de fibres de Kevlar ayant un module de Young d'extension monoaxiale égal à 35 GPa. [0033] La figure 6 présente, en coupe radiale, une partie d'une autre jante selon l'invention. Ici, l'armature de renforcement de la partie intermédiaire 42 comprend des câbles 60 ayant chacun deux extrémités 61 et 62, l'extrémité 61 étant solidarisée à la partie axialement centrale 20 et l'extrémité 62 étant solidarisée à la partie latérale 32. En l'occurrence, ces câbles sont soudés à la partie axialement centrale 20 et à la partie latérale 32. De nouveau, la partie latérale 32 (qui est distincte de la partie axialement - 7 - centrale 20) est totalement recouverte du matériau constituant la matrice souple de la partie intermédiaire 42 en contact avec elle. [0034] Des essais ont été effectués avec une jante comportant deux parties intermédiaires souples correspondant à la figure 4, la partie intermédiaire étant réalisée en polyuréthane ayant un module de Young de 90 MPa, renforcée par des fils de nylon ayant un module de Young de 5.1 GPa. La roue a été montée sur le train avant d'un véhicule Peugeot 307 HDI. Des mesures de bruit ont permis de constater une atténuation significative du bruit perçu à la place du conducteur sur les bandes 80-100 Hz, 140-170 Hz et 340-380 Hz, par rapport à une roue comportant une jante équivalente dépourvue de parties intermédiaires souples. Les tests de choc trottoir ont également confirmé une amélioration de la résistance de l'ensemble pneumatique-roue aux chocs.15 REVENDICATIONS1. Jante de véhicule, de révolution, destinée au montage d'un pneumatique, comportant : une partie axialement centrale (20) comportant un disque ; deux parties latérales (31, 32), au moins une des parties latérales (et de préférence les deux parties latérales) étant distincte de la partie axialement centrale, chacune des parties latérales étant pourvue d'un siège de jante destiné à recevoir un bourrelet d'un pneumatique, la partie axialement centrale et les deux parties latérales étant réalisées dans une matrice rigide pouvant être renforcée par une armature de renforcement ; une partie intermédiaire (41, 42) formant le seul lien mécanique entre la partie axialement centrale et chaque partie latérale distincte de la partie axialement centrale, cette partie intermédiaire étant réalisée dans une matrice souple renforcée par une armature de renforcement comprenant une pluralité d'éléments de renforcement, le module de Young d'extension monoaxiale de la matrice souple étant supérieur et égal à 1 MPa et inférieur ou égal à 100 MPa, le module de Young d'extension monoaxiale des d'éléments de renforcement étant supérieur ou égal à 5 GPa ; dans lequel le module de Young d'extension monoaxiale de la matrice rigide est supérieur ou égal à 5 GPa. 2. Jante de véhicule selon la revendication 1, dans laquelle le contact entre la partie axialement centrale (20) et chaque partie intermédiaire (31, 32) se fait par une extrémité (21) de la partie axialement centrale qui pénètre dans la partie intermédiaire. 3. Jante de véhicule selon la revendication 2, dans laquelle ladite extrémité (21) de la partie axialement centrale (20) comporte une surépaisseur (22) permettant d'ancrer l'extrémité dans la partie intermédiaire (31, 32). 4. Jante de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle le contact entre chaque partie latérale (31, 32) distincte de la partie axialement centrale (20) et la partie intermédiaire (41, 42) en contact avec elle se fait par une extrémité (34) de la partie latérale qui pénètre dans la partie intermédiaire.- 9 - 5. Jante de véhicule selon la revendication 4, dans laquelle ladite extrémité (34) de la partie latérale (31, 32) comporte une surépaisseur (33) permettant d'ancrer l'extrémité dans la partie intermédiaire (41, 42). 6. Jante de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle chaque partie latérale (31, 32) distincte de la partie axialement centrale (20) est totalement recouverte du matériau constituant la matrice souple de la partie intermédiaire (41, 42) en contact avec elle. 7. Jante de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle l'armature de renforcement (50) est une armature de renforcement textile ou métallique. 8. Jante de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle l'armature de renforcement de chaque partie intermédiaire comporte des éléments de renforcement filaires disposés radialement. 9. Jante de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle l'armature de renforcement de chaque partie intermédiaire (41, 42) comprend deux couches (51, 52) comportant des éléments de renforcement filaires, les éléments de renforcement de chaque couche étant parallèles entre eux et croisés d'une couche à l'autre. 10. Jante de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans laquelle l'armature de renforcement de chaque partie intermédiaire (41, 42) comprend des câbles (60) ayant chacun deux extrémités (61, 62), une extrémité (61) étant solidarisée à la partie axialement centrale (20) et l'autre extrémité (62) étant solidarisée à une partie latérale (31, 32). 11. Jante de véhicule selon la revendication 10, dans laquelle les câbles (60) sont soudés à la partie axialement centrale (20) et à une partie latérale (31, 32). 12. Jante de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, comportant deux parties intermédiaires (41, 42), dans laquelle les deux parties intermédiaires sont symétriques l'une par rapport à l'autre. 13. Jante de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans laquelle le matériau constituant la matrice souple de chaque partie intermédiaire (41, 42) est le polyuréthane, une composition caoutchouteuse ou un élastomère thermoplastique.-10- 14. Jante de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans laquelle le matériau constituant la matrice rigide de la partie axialement centrale (20) et des deux parties latérales (31, 32) est un métal ou un alliage de métaux. 15. Jante de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, dans laquelle le module de Young d'extension monoaxiale de la matrice rigide est supérieur au module de Young d'extension monoaxiale de la matrice souple d'un facteur supérieur ou égal à 100.