LE COMPRENANT

[0001] L'invention concerne un adaptateur pour ensemble roulant formé principalement d'un pneumatique et d'une jante, et un ensemble roulant comprenant ledit adaptateur. L'invention concerne plus particulièrement les pneumatiques pour véhicules de tourisme et pour poids lourds.

[0002] On rappelle ci-après les définitions utilisées dans la présente invention :

« direction axiale » : direction parallèle à l'axe de rotation du pneumatique,

« direction radiale » : direction coupant l'axe de rotation du pneumatique et perpendiculaire à celui-ci,

« direction circonférentielle » : direction perpendiculaire à un rayon et comprise dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du pneumatique,

« coupe radiale » : coupe selon un plan qui contient l'axe de rotation du pneumatique, - « plan équatorial » : plan perpendiculaire à l'axe de rotation et qui passe par le milieu de la bande de roulement,

« composition caoutchouteuse » : composition de caoutchouc comportant au moins un élastomère et une charge.

[0003] La facilité avec laquelle un pneumatique décoince (c'est-à-dire avec laquelle le bourrelet du pneumatique quitte son siège) puis déjante (se détache de la jante) lorsque sa pression de gonflage diminue et qu'un effort transversal s'exerce sur le pneumatique fait partie des caractéristiques importantes du pneumatique pour la sécurité des passagers d'un véhicule équipé de pneumatiques. Les organismes de normalisation ont donc élaboré des valeurs cibles à atteindre (comme par exemple dans la norme chinoise GB/T 2978— 2008) et des méthodes de test correspondantes (comme par exemple la méthode préconisée dans la norme chinoise GB/T 4502-2009). Un exemple de méthode de test est aussi décrit dans le brevet US 3 662 597 selon lequel une forme conique est appliquée contre un flanc du pneumatique, puis la pression exercée contre le flanc est augmentée et le déplacement du flanc est enregistré. Une méthode d'essai similaire a été retenue dans le « Fédéral Motor Vehicle Safety Standard No.109 » de la NHTSA (National Highway Traffïc Safety Administration), l'organisme fédéral de sécurité routière américain.

[0004] Parmi des solutions envisagées on pourrait augmenter la résistance au décoincement en collant le pneumatique sur la jante de montage, mais cette solution a pour inconvénient de rendre très difficile le démontage du pneumatique. Il serait également possible de modifier la géométrie de la jante afin de rendre le décoincement plus difficile, mais cette approche nécessiterait une déstandardisation.

[0005] Il est connu du document GB 2 085 375 A un adaptateur que l'on dispose entre chaque bourrelet de pneumatique et chaque crochet de jante. Chaque adaptateur comprend une extrémité axialement extérieure et une extrémité axialement intérieure ayant chacune un renfort. Chaque renfort entouré par une unique nappe (matériau élastomère / renfort textile). Cette nappe relie chaque extrémité l'une à l'autre.

[0006] Le document DE 25 14 883 Al décrit un ensemble monté comprenant un pneumatique, une jante et au moins un adaptateur. Cet adaptateur comprend également une extrémité axialement extérieure et une extrémité axialement intérieure comprenant chacune un renfort. Chaque extrémité comprend une bague de butée ayant des inserts de renforcement constitués de fils textiles ou métalliques. En outre, l'adaptateur de ce document repose en totalité sur la jante.

[0007] Mais de tels adaptateurs comprennent encore des constituants complexes de type nappe de renfort comprenant une composition élastomère et des renforts textiles, en guise d'éléments de liaison, et ne permettent pas d'assurer correctement une déformation radiale à un ensemble monté. [0008] Aussi il subsiste le besoin de disposer d'un nouveau dispositif plus simple et moins complexe que ceux déjà connus, et qui évite au bourrelet du pneumatique de quitter son siège à faible pression et sous effort latéral important, tout en conservant un montage aisé. [0009] L'invention a donc pour objet un adaptateur pour ensemble roulant ayant un axe de rotation et comprenant :

- un pneumatique ayant deux bourrelets, et

- une jante, ledit adaptateur assurant la jonction entre l'un des bourrelets et la jante, ladite jante ayant deux sièges de jante et deux crochets de jante, ledit adaptateur ayant : une extrémité axialement intérieure destinée à être montée sur le siège de la jante et comprenant un élément de renfort intérieur, une extrémité axialement extérieure comprenant un élément de renfort extérieur, un corps connectant ladite extrémité extérieure avec ladite extrémité intérieure de manière à former une pièce unitaire et comprenant au moins une armature de renforcement principale assurant la liaison entre ledit renfort extérieur et ledit renfort intérieur, - un siège d'adaptateur sensiblement cylindrique destiné à recevoir l'un desdits bourrelets, ledit siège étant situé à l'extrémité axialement extérieure dudit corps, - une face d'appui d'adaptateur sensiblement comprise dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation, ladite face d'appui étant située sur la face axialement intérieure de l'extrémité axialement extérieure.

[0010] L'adaptateur se caractérise en ce que l'élément de renfort de l'extrémité axialement extérieure est en totalité située axialement à l'extérieur de la face d'appui, et en ce que le corps comprend en regard du siège d'adaptateur une excroissance annulaire de siège, ladite excroissance comprenant au moins une composition caoutchouteuse. Ladite excroissance est de préférence disposée radialement à l'extérieur dudit corps de l'adaptateur. [0011] L'extrémité axialement extérieure de l'adaptateur délimite, axialement, un « logement destiné à recevoir le bourrelet du pneumatique ». La face d'appui de l'extrémité axialement extérieure sert d'appui, dans le sens axial, au bourrelet du pneumatique à l'instar d'un crochet dé jante.

[0012] Ainsi le logement reçoit le bourrelet du pneumatique tout comme le fait classiquement le siège d'une jante. Le pneumatique est alors immobilisé axialement par la pression de gonflage, et est plaqué contre la face d'appui de cette extrémité axialement extérieure, à l'instar de ce qui est fait classiquement pour le bourrelet d'un pneumatique contre le crochet dé jante d'une jante.

[0013] L'extrémité axialement intérieure de l'adaptateur pourrait être dénommée « bourrelet d'adaptateur » puisqu'elle est destinée à accrocher l'adaptateur sur le crochet de jante d'une jante à l'instar de ce qui est fait classiquement par le bourrelet d'un pneumatique.

[0014] Ainsi, en fonctionnement de l'ensemble roulant selon l'invention et aux sollicitations de service pour lesquelles il est conçu, le pneumatique est immobilisé axialement par rapport à la jante, plus précisément les bourrelets du pneumatique sont immobilisés axialement par rapport à la jante de la même façon que pour un ensemble roulant classique dans lequel les bourrelets du pneumatique sont montés directement sur les sièges d'une jante, alors que les bourrelets du pneumatique ne sont pas immobilisés radialement par rapport à la jante, plus précisément les bourrelets du pneumatique sont capables d'un degré de déplacement radialement par rapport à la jante. En roulage standard, on peut dire qu'il n'y a quasiment pas de déformation axiale de l'adaptateur, ou alors elle est négligeable par rapport à la déformation radiale.

[0015] En revanche, lors d'un choc, la déformation axiale de l'adaptateur peut être importante, contribuant ainsi à réduire les contraintes sur l'ensemble monté.

[0016] L'adaptateur selon l'invention présente l'avantage d'être de constitution et de montage simples. L'adaptateur selon l'invention permet par ailleurs, d'effectuer un serrage moins important que lors de l'utilisation d'une jante standard beaucoup plus rigide. En effet, l'excroissance annulaire permet de diminuer la pression de serrage appliquée lors du montage du pneumatique sur la jante.

[0017] En outre, l'adaptateur selon l'invention permet d'assurer, lors d'un choc, une déformation selon l'axe radial à un ensemble monté. [0018] Un autre objet de l'invention est un ensemble roulant constitué d'un pneumatique comprenant deux bourrelets et une jante. Cet ensemble se caractérise en ce qu'il comprend au moins un adaptateur tel que décrit précédemment, l'adaptateur assurant la jonction entre un bourrelet du pneumatique et la jante.

[0019] De préférence, l'excroissance présente une forme sensiblement oblongue qui s'étend selon la direction axiale vers au moins un sens axial.

[0020] De préférence, le corps comprend un renfort annulaire de siège dans ladite armature de renforcement principale et en regard du siège d'adaptateur, ou bien, à la surface radialement extérieure de ladite armature de renforcement principale et en regard du siège d'adaptateur, ou bien, simultanément dans et à la surface de ladite armature de renforcement principale et en regard du siège d'adaptateur. [0021] Le renfort annulaire de siège est constitué d'au moins une composition caoutchouteuse et de renforts métalliques et/ou textiles.

[0022] De préférence, l'excroissance annulaire de siège présente un module de compression supérieur ou égal à 1 et inférieur ou égal à 50MPa et de préférence supérieur ou égal à 20 et inférieur ou égal à 50MPa. L'excroissance peut être constituée d'au moins deux couches de composition caoutchouteuse différentes ou identiques disposées en alternance lorsqu'elles sont différentes.

[0023] De manière préférée, l'excroissance annulaire de siège a une longueur axiale totale supérieure ou égale à 5mm et inférieure ou égale à 40mm, et de préférence supérieure ou égale à 5mm et inférieure ou égale à 20mm. Cette excroissance peut avoir une épaisseur radiale supérieure ou égale à 0,5mm et inférieure ou égale à 3mm, et de préférence supérieure ou égale à 1mm et inférieure ou égale à 1,5mm.

[0024] L'excroissance selon l'invention peut être accolée à la face d'appui ou espacée de cette face d'appui d'une longueur « m » supérieure ou égale à 5mm et inférieure ou égale à 20mm. L'excroissance peut s'étendre également à la surface radialement extérieure du corps vers le sens axialement intérieur. Lorsqu'elle s'étend dans ce sens, l'excroissance présente une épaisseur radiale qui diminue avec la progression dans ledit sens afin de présenter uniquement une épaisseur maximale à l'aplomb radial du siège d'adaptateur. [0025] Ladite excroissance peut également s'étendre vers le sens axial extérieur jusqu'à être disposée contre la surface d'appui de l'adaptateur. Dans ce cas, l'épaisseur radiale de l'excroissance peut diminuer progressivement ou non.

[0026] Le renfort annulaire de siège peut présenter un module de compression supérieur ou égal à lGPa, et de préférence supérieur à 4GPa, et plus préférentiellement supérieur à lOGPa. Il peut être constitué d'une âme entourée d'une composition caoutchouteuse. L'âme comprend de préférence au moins un élément choisi parmi un métal, un matériau composite, un thermoplastique, et leur mélange. Le matériau composite peut être réalisé à base de fibres de verre noyées dans un matériau résine.

[0027] De préférence, le renfort annulaire de siège a une longueur axiale totale supérieure ou égale à 30% de la largeur du bourrelet du pneumatique, et inférieure à 150% de cette même largeur, et plus préférentiellement une longueur axiale comprise entre 40 et 1 10%> de la largeur du bourrelet du pneumatique.

[0028] De manière préférée, le renfort annulaire de siège a une épaisseur radiale moyenne supérieure ou égale à 0,3mm et inférieure ou égale à 20mm.

[0029] Lorsque l'ensemble roulant selon l'invention comprend deux adaptateurs selon l'invention, ces derniers peuvent présenter chacun un corps de longueur identique ou différente. De préférence, la longueur du corps peut être comprise entre 65 mm et 135mm.

[0030] L'ensemble roulant selon l'invention peut comprendre une jante constituée en un matériau choisi parmi les alliages d'aluminium et/ou de magnésium, les matériaux composites à base de fibres de carbone, de fibres de verre, de fibres d'aramide, de fibres végétales, lesdites fibres étant comprises dans une matrice à base de composés thermodurcissables ou de composés thermoplastiques, ou en un composé complexe comprenant un élastomère et un complexe à base de résine et de fibres choisies parmi les fibres de carbone, les fibres de verre, les fibres d'aramide, les fibres végétales, ou parmi toutes les combinaisons de matériaux.

[0031] Les matériaux composites à base de fibres peuvent comprendre des fibres ayant une longueur supérieure ou égale à 5mm.

[0032] La matrice à base de composés thermodurcissables est de préférence choisie parmi les résines époxy, le vinylester, les polyesters insaturés, le cyanate ester, le bismaléimide, les résines acryliques, les résines phénoliques, les polyuréthanes et leur combinaison. [0033] La matrice à base de composés thermoplastiques est de préférence choisie parmi le polypropylène (PP), le polyéthylène (PE), les polyamides (PA), les polyamides semi-aromatiques, le polyester (PET), le polytéréphtalate de butylène (PBT), le polyétheréthercétone (PEEK), le polyéthercétonecétone (PEKK), le polyéthersulfone (PSU), le polyétherimide (PEI), le polyimide (PI), le polyamideimide (PAI), le polyphénylénesulfïde (PPS), le polyoxyméthylène (POM), le polyoxyde de phénylène (PPO).

[0034] L'adaptateur peut comprendre au moins une bande conductrice, amovible ou non, disposée sur la totalité ou sur une partie du pourtour circonférentiel dudit adaptateur, et sur un trajet complet allant du siège d'adaptateur à la jante J.

[0035] De préférence, la bande conductrice est disposée entièrement à la surface radialement externe au corps ou partiellement enfouie sous la surface radialement externe du corps.

[0036] De préférence, la bande conductrice présente une résistivité électrique inférieure ou égale à 10 ⁸ Ohm. cm, et de préférence inférieure ou égale à 10 ⁷ Ohm. cm.

[0037] De préférence, la bande conductrice est constituée au choix en une lame métallique ou en une composition élastomère comprenant du noir de carbone en une quantité supérieure ou égale à 15% et préférentiellement supérieure ou égale à 20%, le noir de carbone de la composition élastomère pouvant présenter une surface spécifique supérieure ou égale à 500m ² /g.

[0038] De préférence, la bande conductrice est collée ou réticulée à la composition élastomère du corps.

[0039] L'invention va maintenant être décrite à l'aide des exemples et des figures qui suivent et qui sont donnés uniquement à titre d'illustration, et dans lesquels : la figure 1 représente de manière schématique et en coupe radiale, l'adaptateur non monté entre jante et pneumatique selon l'invention, selon un premier mode de réalisation, la figure 2 représente de manière schématique et en coupe radiale, l'adaptateur non monté entre jante et pneumatique selon l'invention, selon un second mode de réalisation, la figure 3 représente de manière schématique et en coupe radiale, l'adaptateur non monté entre jante et pneumatique selon l'invention, selon un troisième mode de réalisation, la figure 4 représente de manière schématique et en coupe radiale, l'adaptateur non monté entre jante et pneumatique selon l'invention, selon un quatrième mode de réalisation, la figure 5 représente une vue schématique et en coupe radiale de deux adaptateurs selon l'invention montés entre jante et pneumatique selon un premier mode de réalisation, et la figure 6 représente une vue agrandie, schématique en coupe radiale de l'adaptateur selon l'invention monté entre une jante et un pneumatique représentés partiellement selon un second mode de réalisation.

[0040] Comme le montre la figure 1, l'adaptateur de référence générale A comprend principalement une extrémité axialement extérieure 1, une extrémité axialement intérieure 2 et un corps 3 connectant ladite extrémité 1 à ladite extrémité 2.

[0041] Comme le représente la figure 1 l'adaptateur selon l'invention, de référence générale A, est non monté sur jante. Cet adaptateur comprend, d'une part, une extrémité axialement extérieur 1 avec un renfort extérieur 4, de forme géométrique sensiblement sphérique, en coupe, constitué en matériau composite tel que du verre- résine, d'autre part, une extrémité axialement intérieure 2 avec un renfort métallique 5, et enfin un corps 3 constitué de deux nappes 6 comprenant des câbles textiles. Les câbles de chaque nappe 6 sont parallèles entre eux. Lesdites nappes 6 sont, d'une part, accolées axialement à l'intérieur et radialement à l'extérieur aux parois du renfort 4, et d'autre part, ancrées dans l'extrémité 2 au renfort métallique 5, telle qu'une tringle formant ainsi un retournement à chaque extrémité.

[0042] Le corps 3 comprend un siège d'adaptateur 7 sensiblement cylindrique destiné à recevoir un bourrelet du pneumatique (voir figure 5) disposé à l'extrémité axialement extérieure du corps 3.

[0043] Le corps 3 comprend également une face d'appui 8 d'adaptateur sensiblement comprise dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation, située sur la face axialement intérieure de l'extrémité axialement extérieure, et destiné à maintenir en place le bourrelet du pneumatique dans son logement. Ce siège d'adaptateur 7 comprend une excroissance 9 annulaire de siège comprenant une composition caoutchouteuse. Ladite excroissance 9 présente un module de compression compris entre 2 et 50MPa. Elle a une longueur « 1 » axiale totale égale à 20mm, une épaisseur « e » radiale égale à 2mm, et est espacée de ladite face d'appui 8 d'une longueur « m » égale à 6mm.

[0044] La variante de la figure 2 montre que l'excroissance 9 de l'adaptateur selon l'invention s'étend axialement vers le sens intérieur (signalé par la flèche 22) tout en diminuant son épaisseur « e ».

[0045] La variante de la figure 3 montre que l'excroissance 9 s'étend axialement vers le sens intérieur (signalé par la flèche 22) et vers le sens extérieur (signalé par la flèche 23) tout en diminuant son épaisseur « e » dans les deux sens 22,23.

[0046] Comme le montre la figure 4, un renfort annulaire de siège 10 ayant un module de compression égal à lOOGPa est disposé dans ladite armature de renforcment principale 6 du corps 3. [0047] Le renfort annulaire de siège 10 n'est pas solidaire du renfort extérieur 4. Ces deux renforts 10 et 4 sont totalement indépendants l'un de l'autre.

[0048] Le renfort 10 est constitué d'une tricouche comprenant des renforts métalliques sous forme de fils, alternés avec un élastomère de type caoutchouc-résine. Le renfort 10 a une épaisseur radiale totale d'environ 1,5mm et une longueur axiale totale d'environ 15mm.

[0049] La couche d'élastomère du renfort 10 a une épaisseur radiale d'environ 0,3mm et une longueur axiale d'environ 15mm.

[0050] Une couche de composition caoutchouteuse 11 recouvre l'ensemble des éléments constituant l'adaptateur, à savoir le renfort 6, le renfort 5, le corps 3 et, la surface radialement extérieure du renfort 10.

[0051] La figure 5 représente en coupe radiale un pneumatique P dont chaque bourrelet B est placé sur le siège d'adaptateur 7 de deux adaptateurs A et A'. Lesdits adaptateurs A et A' sont reliés chacun à un crochet déjante 12 d'une jante J. [0052] Le pneumatique de conception en soi inchangée dans l'invention, est formé d'une bande de roulement 13 renforcée par une armature de sommet 14 réunie à deux bourrelets B de part et d'autre d'un plan équatorial XX' par l'intermédiaire de deux flancs 15. Une armature de carcasse 16 renforçant principalement les flancs 15 est ancrée dans chaque bourrelet B à au moins une tringle, ici de type « tressée » 17 pour former des retournements 18.

[0053] Il est important de noter que l'invention peut être mise en œuvre avec de très nombreux types de pneumatiques, qu'ils soient à carcasse radiale ou diagonale, voire même avec des pneumatiques de type à flancs autoporteurs.

[0054] La jante J comprend une gorge 19, dite de montage, et réunissant de part et d'autre du plan équatorial, deux sièges de jante 20 axialement prolongés par des crochets dé jante 12 dont les bords radialement extérieurs sont recourbés. [0055] Le montage du pneumatique s'effectue de manière classique. Lorsque le montage est effectué, l'excroissance annulaire de siège 9 est écrasée entre le bourrelet B du pneumatique P et le corps 3 d'adaptateur. L'épaisseur de ladite excroissance 9 est variable selon les dimensions du pneumatique et/ou de la jante associée.

[0056] Lors du montage de l'ensemble comprenant le pneumatique, l'adaptateur et la jante selon l'invention, il est possible de faire apparaître une déformation, de référence générale 21, sur l'adaptateur comme cela est représenté sur la figure 6. Cette déformation 21 se situe sur la partie axialement intérieure du corps 3 de l'adaptateur. L'excroissance annulaire de siège 9 se retrouve écrasée entre le bourrelet B du pneumatique et le corps 3 de l'adaptateur. La présence de cette excroissance 9 combinée à cette déformation 21 permet d'améliorer l'antidécoincement du pneumatique tout en appliquant une pression de serrage identique à celui d'une jante classique.

[0057] Le tableau I ci-après rassemble les valeurs de pression de serrage appliquée sur un ensemble monté avec une jante standard (Témoin), avec un adaptateur et une jante standards (Adaptateur connu) et avec un adaptateur comprenant une excroissance annulaire de siège et une jante standard (Adaptateur invention).

Tableau I

[0058] Les résultats de ce tableau I montrent que l'adaptateur connu présente des pressions de serrage équivalentes à celle du témoin, alors que l'adaptateur selon l'invention présente des pressions de serrage nettement inférieures à celle du témoin. Ceci permet d'expliquer les différences observées lors d'un test de décoincement. L'exemple qui suit montre les résultats obtenus avec l'adaptateur selon l'invention. [0059] Exemple : Essais de décoincement

Cet essai consiste à déterminer la performance en décoincement d'un pneumatique de dimension 225/45 R17sur une jante de 7.5J17de référence en faisant rouler à 60km/h sur un cercle de 30m de rayon. On effectue plusieurs passages et on diminue régulièrement à chaque passage la pression de 0,lbars jusqu'à obtenir la pression de décoincement du pneumatique. Cette pression de décoincement permet de quantifier la performance de décoincement de l'ensemble monté.

[0060] Le tableau II ci-après rassemble les résultats obtenus.

Tableau II

[0061] Les résultats du tableau II ci-dessus montrent qu'avec l'adaptateur selon l'invention le pneumatique décoince à une valeur de pression quasiment double comparé à celle du témoin.