[0001] La présente invention concerne un bandage non pneumatique, destiné à être monté sur une jante et à équiper un véhicule léger, et a plus précisément pour objet un élément de bandage, apte à être enroulé sur une jante pour constituer un bandage non pneumatique pour véhicule léger.

[0002] Par véhicule léger, on entend un véhicule ayant une faible masse, par exemple au plus égale à 200 kg en charge, et se déplaçant à faible vitesse, par exemple au plus égale à 50 km/h. Un vélo, une voiture pour enfants, un fauteuil roulant pour personne handicapée sont des exemples de véhicules légers. Bien que non limitée à cette application, l’invention sera décrite plus particulièrement pour un bandage non pneumatique destiné à équiper un véhicule léger à deux roues de type vélo.

[0003] De façon connue, un pneumatique est un corps torique creux ouvert constitué par au moins un matériau élastomérique, soumis à une pression de gonflage déterminée, fonction des caractéristiques dimensionnelles du pneumatique et des sollicitations de charge et de vitesse auxquelles il est destiné à être soumis, telles que définies, par exemple, par les normes de la European Technical Rim and Tyre Organization (« ETRTO »). Un pneumatique comprend usuellement une bande de roulement, destinée à entrer en contact avec un sol par l’intermédiaire d’une surface de roulement, et reliée par deux flancs à deux bourrelets, destinés à coopérer avec une jante.

[0004] Il est également connu qu’un pneumatique, gonflé à une pression initiale déterminée, présente l’inconvénient d’avoir une diminution progressive de sa pression au cours du temps, d’où la nécessité d’une surveillance continue de la pression et d’éventuels ajustements de pression. Cette perte de pression peut être partielle, en cas de perte d’étanchéité au niveau de la jante ou de percement de la bande de roulement, ou totale, en cas d’éclatement du pneumatique.

[0005] Par définition, un bandage non pneumatique est un corps torique constitué par au moins un matériau polymérique, destiné à assurer la fonction d’un pneumatique mais sans être soumis à une pression de gonflage. Un bandage non pneumatique peut être plein ou creux. Un bandage non pneumatique creux peut contenir de l’air, mais à la pression atmosphérique, c’est-à-dire qu’il n’a pas de rigidité pneumatique apportée par un gaz de gonflage à une pression supérieure à la pression atmosphérique.

[0006] Un bandage non pneumatique permet avantageusement d’éliminer la contrainte de surveillance et d’ajustement de pression et les risques de perte de pression partielle ou totale d’un pneumatique.

[0007] La jante, sur laquelle est destiné à être monté un bandage non pneumatique, comprend deux rebords de jantes reliés entre eux par un fond de jante. Une jante comprend usuellement un trou de jante permettant l’implantation d’une valve de gonflage. Une jante peut être constituée par un matériau métallique ou polymérique ou composite.

[000S] Diverses conceptions de bandage non pneumatique ont été proposées dans l’état de la technique. Parmi les bandages non pneumatiques proposés, certains ont été conçus de façon à avoir un serrage sur jante efficace. Par exemple, la demande de brevet US 20120318421 Al divulgue un bandage non pneumatique constitué par un corps creux fermé en matériau élastomérique, fixé sur une jante par un élément de serrage, positionné circonférentiellement à l’intérieur du bandage non pneumatique. Cet élément de serrage de type câble comprend deux extrémités respectivement de verrouillage et dentée liées ensemble pour assurer le serrage, au niveau d’un trou débouchant à la surface extérieure du bandage non pneumatique. Cette conception présente l’inconvénient d’avoir un élément de serrage sur jante pouvant être difficile à insérer dans le bandage non pneumatique. Par ailleurs, un tel bandage non pneumatique de dimension donnée doit être monté sur jante de dimension adaptée.

[0009] Pour remédier aux inconvénients précédents, le document WO 2017067869 propose un ensemble monté comprenant un bandage non pneumatique monté sur une jante, avec un montage et un serrage sur jante facilités et avec une montabilité flexible, c’est-à-dire possibles sur des jantes ayant des largeurs axiales différentes mais voisines, présentant un écart relatif au plus égal à 20%. L’ensemble monté, décrit dans ce document, comprend un bandage non pneumatique monté sur une jante et un insert de serrage fïlaire appliqué sur toute la circonférence radialement intérieure de la cavité torique fermée du bandage non pneumatique. L’insert de serrage comprend des moyens de serrage appliquant un effort de précontrainte assurant un serrage par écrasement d’une portion radialement intérieure du bandage non pneumatique sur la jante. Selon l’invention, le bandage non pneumatique comprend au moins une discontinuité circonférentielle traversante, la portion radialement intérieure du bandage non pneumatique comprend deux bourrelets déformables s’adaptant géométriquement à la jante sous l’action du serrage par écrasement, et l’insert de serrage traverse successivement, radialement vers l’intérieur, la portion radialement intérieure du bandage non pneumatique et un trou de jante, de telle sorte que les moyens de serrage sont positionnés radialement à l’intérieur de la jante. Ce bandage non pneumatique présente toutefois l’inconvénient d’avoir une flèche ou déformation radiale trop importante, lorsqu’il est monté sur sa jante et soumis à une charge nominale telle que définie, par exemple, par la norme ETRTO. Une flèche radiale trop importante peut entraîner, en particulier, un cloquage, c’est-à-dire un décollement local, de la portion centrale de la surface de roulement, dans l’aire de contact de la surface de roulement avec le sol. Ce cloquage entraîne un fonctionnement dégradé de la bande de roulement, en particulier vis-à-vis de l’usure et de l’adhérence. Par conséquent la capacité de port de charge d’un tel bandage non pneumatique est insuffisante pour un fonctionnement optimal du bandage non pneumatique. En outre le bandage non pneumatique décrit par le document WO 2017067869 a la particularité de pouvoir être obtenu par enroulement sur une jante d’un élément de bandage découpé à une longueur sensiblement égale à la circonférence de la jante.

[0010] Les inventeurs se sont donnés pour objectif de proposer un élément de bandage, apte à être enroulé sur une jante pour constituer un bandage non pneumatique pour véhicule léger, de telle sorte que le bandage non pneumatique ainsi obtenu a une capacité de port de charge augmentée par rapport à un bandage non pneumatique creux de l’état de la technique.

[0011] Cet objectif a été atteint par un élément de bandage, apte à être enroulé sur une jante pour constituer un bandage non pneumatique pour véhicule léger:

-l’élément de bandage étant un corps tubulaire creux ayant une ligne moyenne longitudinale de longueur L et comprenant au moins un matériau polymérique, -l’élément de bandage comprenant un sommet, destiné à entrer en contact avec un sol, et relié par deux flancs à deux bourrelets, destinés à coopérer avec la jante,

-rensemble constitué par le sommet, les deux flancs et les deux bourrelets délimitant une cavité intérieure principale ouverte,

-l’élément de bandage comprenant deux portions de rigidifïcation au moins en partie non liées entre elles, c’est-à-dire partiellement disjointes entre elles, et, en particulier, dans la cavité intérieure principale ouverte, de façon à avoir des comportements mécaniques essentiellement indépendants

-et chaque portion de rigidifïcation s’étendant dans la cavité intérieure principale ouverte, à partir d’une zone de transition entre le bourrelet et le flanc jusqu’au voisinage du milieu du sommet, et délimitant, avec une portion d’élément de bandage en vis-à-vis de ladite portion de rigidifïcation, une cavité intérieure secondaire fermée, de telle sorte que la cavité intérieure principale est ainsi divisée en deux cavités secondaires fermées, séparées l’une de l’autre par une troisième cavité secondaire ouverte au niveau des bourrelets.

[0012] L’objet de l’invention est un élément de bandage permettant de réaliser un bandage non pneumatique par enroulement dudit élément de bandage sur une jante. En d’autres termes, le bandage non pneumatique est réalisé directement sur la jante par enroulement de l’élément de bandage, généralement découpé à une longueur sensiblement égale à la circonférence de la jante de montage, et par aboutage des faces d’extrémités de l’élément de bandage ainsi découpé. Il ne s’agit donc pas d’un bandage non pneumatique torique, fabriqué au préalable puis monté sur une jante.

[0013] L’élément de bandage est un corps tubulaire creux ayant une ligne moyenne longitudinale de longueur L. Par définition, la ligne moyenne longitudinale de l’élément de bandage est le lieu des centres de gravité des sections perpendiculaires à ladite ligne moyenne longitudinale et est positionnée dans un plan moyen longitudinal XZ passant par le milieu du sommet. Par convention, la direction XX’ est la direction longitudinale, tangente à la ligne moyenne longitudinale, la direction ZZ’ est la direction perpendiculaire à la ligne moyenne longitudinale et positionnée dans le plan moyen longitudinal XZ et la direction YY’ est la direction transversale, perpendiculaire au plan moyen longitudinal XZ. [0014] L’élément de bandage comprend au moins un matériau polymérique, qui est le type de matériau couramment utilisé dans le domaine des bandages non pneumatiques.

[0015] L’ensemble constitué par le sommet, les deux flancs et les deux bourrelets délimite une cavité intérieure principale ouverte, celle-ci étant ouverte au niveau des bourrelets. En d’autres termes, les bourrelets ne sont pas solidarisés entre eux par une portion d’élément de bandage. Toutefois, cette cavité intérieure principale ouverte peut contenir au moins une sous-cavité ou cavité secondaire fermée.

[0016] Selon une première caractéristique de l’invention, l’élément de bandage comprend deux portions de rigidifïcation au moins en partie non liées entre elles, qui permettent d’augmenter la rigidité de l’élément de bandage vis-à-vis de l’écrasement. Ces deux portions de rigidifïcation sont partiellement disjointes entre elles, et, en particulier, dans la cavité intérieure principale ouverte, de façon à avoir des comportements mécaniques essentiellement indépendants. Elles ne constituent donc pas, par exemple, une structure de rigidifïcation en treillis et contribuent à la rigidité essentiellement par leur forme intrinsèque et par leur matériau constitutif.

[0017] Selon une deuxième caractéristique de l’invention, chaque portion de rigidifïcation s’étend dans la cavité intérieure principale ouverte à partir de chaque bourrelet jusqu’au sommet, et délimite, avec une portion d’élément de bandage en vis-à- vis de ladite portion de rigidifïcation, une cavité intérieure secondaire fermée. La forme géométrique da chaque portion de rigidifïcation assure donc un contreventement de l’élément de bandage, de part et d’autre de son plan moyen longitudinal. La cavité intérieure principale est ainsi divisée en deux cavités secondaires fermées, séparées l’une de l’autre par une troisième cavité secondaire ouverte au niveau des bourrelets. Le plus souvent, chaque portion de rigidifïcation s’étend dans la cavité intérieure principale ouverte, à partir d’une zone de transition entre le bourrelet et le flanc jusqu’au voisinage du milieu du sommet : ce qui crée un contreventement entre le milieu du sommet et le bourrelet, sans interaction avec le flanc.

[0018] L’invention précédemment décrite permet ainsi d’augmenter la capacité de port de charge d’un bandage non pneumatique, par rapport à un bandage non pneumatique creux de référence sans portion de rigidifïcation. La rigidifïcation du bandage non pneumatique entraîne une diminution de la déformation radiale du sommet ou flèche, ce qui permet de garantir le contact intégral de la surface de roulement avec le sol, en supprimant tout risque de cloquage, c’est-à-dire de décollement local de la surface de roulement dans sa partie médiane.

[0019] Préférentiellement les deux portions de rigidifïcation sont symétriques par rapport à un plan moyen longitudinal, passant par le milieu du sommet et contenant la ligne moyenne longitudinale de l’élément de bandage. L’élément de bandage étant lui- même généralement symétrique par rapport à son plan moyen longitudinal, la symétrie des portions de rigidifïcation garantie un comportement symétrique du bandage non pneumatique lors de son écrasement sur le sol.

[0020] Encore préférentiellement, chaque portion d’élément de bandage en vis-à- vis d’une portion de rigidifïcation ayant, dans tout plan transversal perpendiculaire à la ligne moyenne longitudinale de l’élément de bandage, une courbure transversale C ₀ , chaque portion de rigidifïcation a, dans tout plan transversal, une courbure transversale Ci ayant une orientation opposée à celle de la courbure transversale Co de la portion d’élément de bandage en vis-à-vis de la portion de rigidifïcation. Plus précisément, la courbure transversale Co de la portion d’élément de bandage étant concave, la courbure transversale Ci de la portion de rigidifïcation est convexe. Par conséquent, à partir d’un certain niveau d’écrasement du bandage non pneumatique, les deux portions de rigidifïcation déformés sont susceptibles d’entrer en contact entre eux, et, en prenant appui l’un sur l’autre par leurs faces extérieures respectives, d’augmenter encore la rigidité du bandage non pneumatique vis-à-vis de l’écrasement.

[0021] L’élément de bandage est avantageusement constitué par un matériau polymérique unique. C’est le mode de réalisation le plus simple du point de vue de la conception et de la fabrication.

[0022] Dans le cas d’un matériau polymérique unique, le matériau polymérique constituant l’élément de bandage a préférentiellement une dureté Shore au moins égale à 70. En deçà de cette dureté Shore, la rigidifïcation est insuffisante. De façon connue, le comportement mécanique d’un mélange élastomérique peut être caractérisé, en particulier, par sa dureté Shore, mesurée conformément aux normes DIN 53505 ou ASTM 2240. [0023] Selon deux modes de réalisation particuliers d’un matériau polymérique ayant une dureté Shore au moins égale à 70, le matériau polymérique constituant l’élément de bandage est avantageusement un matériau thermoplastique élastomérique ou un matériau thermoplastique vulcanisé. Ces types de matériaux sont couramment utilisés dans le domaine des bandages non pneumatiques. Ils présentent l’avantage d’avoir des températures de cuisson modérées, comprises entre l20°C et 250°C.

[0024] Selon un mode de réalisation avantageux l’élément de bandage a une ligne moyenne longitudinale courbe ayant un rayon de courbure monotone R. Un rayon de courbure monotone R est, au sens mathématique, un rayon ayant toujours le même sens de variation. Autrement dit, une telle ligne moyenne longitudinale courbe d’élément de bandage n’a pas d’inversion de courbure. L’intérêt d’avoir un rayon de courbure monotone R est de faciliter, dans un premier temps, l’enroulement de l’élément de bandage sur une bobine de stockage, puis, dans un deuxième temps, de faciliter sa mise en place par enroulement sur une jante, grâce à cette géométrie initiale préformée. En effet, dans le cas d’un élément de bandage rectiligne, c’est-à-dire avec un rayon de courbure infini, lors de sa mise en place sur une jante, le corps tubulaire creux peut être soumis à flambage du fait de la forte extension de sa portion correspondant au sommet et de la forte compression de la portion correspondant aux bourrelets. A contrario, dans le cas d’un élément de bandage courbe, avec un rayon de courbure adapté au rayon de la jante, les déformations respectives des portions correspondant au sommet et aux bourrelets sont limitées et ne sont pas susceptibles d’entraîner le flambage du corps tubulaire creux. Le rayon de courbure R de l’élément de bandage est généralement sensiblement constant et doit être compatible avec le rayon de la jante sur laquelle l’élément de bandage est destiné à être mis en place. Pour un vélo usuel, le rayon de courbure R peut être compris, typiquement, entre 200 mm et 500 mm.

[0025] Selon un autre mode de réalisation avantageux chaque bourrelet comprend une rainure longitudinale débouchant sur une face intérieure de bourrelet, en vis-à-vis de la cavité intérieure principale ouverte, et s’étendant sur toute la longueur L de l’élément de bandage. La présence d’une telle rainure longitudinale dans chaque bourrelet permet en particulier d’accueillir les extrémités d’un éventuel insert de serrage, reliant les bourrelets entre eux et garantissant un meilleur serrage du bandage non pneumatique sur sa jante.

[0026] L’invention a également pour objet un procédé de fabrication d’un élément de bandage tel que précédemment décrit. [0027] Le procédé de fabrication d’un élément de bandage tel que précédemment décrit comprend une étape d’extrusion à chaud du corps tubulaire creux constituant l’élément de bandage. Un tel procédé permet simultanément de réaliser la géométrie requise pour l’élément de bandage et de cuire les matériaux polymériques constitutifs de l’élément de bandage. Les deux étapes d’extrusion et de cuisson sont donc simultanées. Typiquement, compte tenu des matériaux polymériques couramment utilisés, tels que des matériaux thermoplastique élastomériques ou des matériaux thermoplastiques vulcanisés, les températures d’extrusion sont comprises entre l20°C et 250°C.

[0028] En ce qui concerne le cas particulier de la fabrication d’un élément de bandage ayant une ligne moyenne longitudinale courbe ayant un rayon de courbure monotone R, le procédé de fabrication d’un tel élément de bandage comprend une étape d’extrusion à chaud du corps tubulaire creux constituant l’élément de bandage, à l’aide d’une buse d’extrusion ayant une ligne moyenne longitudinale courbe ayant un rayon de courbure monotone R. Ce mode de réalisation particulier du procédé d’extrusion à chaud permet d’obtenir directement, grâce à la forme courbe de la buse d’extrusion, un élément de bandage ayant une ligne moyenne longitudinale courbe ayant un rayon de courbure monotone R.

[0029] L’invention est illustrée par les figures ci-dessous référencées, non représentées à l’échelle et décrites ci-après:

-Figure 1 A : Coupe transversale d’un élément de bandage selon l’invention.

-Figure 1B : Vue en perspective d’un élément de bandage selon l’invention.

-Figure 1C : Vue de côté d’un élément de bandage selon l’invention.

-Figure 2 : Coupe transversale d’un bandage non pneumatique, obtenu par enroulement d’un élément de bandage selon l’invention, dans un état écrasé.

-Figure 3A : Vue partielle en perspective d’un bandage non pneumatique en cours de réalisation, par enroulement d’un élément de bandage selon l’invention sur une jante. -Figure 3B : Vue partielle en perspective d’un bandage non pneumatique obtenu par enroulement d’un élément de bandage selon l’invention sur une jante.

-Figure 4 : Schéma de principe d’un procédé d’extrusion à chaud d’un élément de bandage courbe selon un mode de réalisation préféré de l’invention.

[0030] La figure 1A représente une coupe transversale, dans un plan transversal YZ, d’un élément de bandage selon l’invention. L’élément de bandage 1 est un corps tubulaire creux, comprenant au moins un matériau polymérique. Il comprend un sommet 2, destiné à entrer en contact avec un sol, et relié par deux flancs 3 à deux bourrelets 4, destinés à coopérer avec une jante (non représentée). L’ensemble constitué par le sommet 2, les deux flancs 3 et les deux bourrelets 4, délimite une cavité intérieure principale ouverte 5. Selon l’invention, l’élément de bandage 1 comprend deux portions de rigidifïcation 6 au moins en partie non liées entre elles, et chaque portion de rigidifïcation 6 s’étend dans la cavité intérieure principale ouverte 5 à partir de chaque bourrelet 4 jusqu’au sommet 2, et délimite, avec une portion d’élément de bandage 7 en vis-à-vis de ladite portion de rigidifïcation 6, une cavité intérieure secondaire fermée 8. Dans le mode de réalisation préféré représenté, les deux portions de rigidifïcation 6 sont symétriques par rapport au plan moyen longitudinal XZ, passant par le milieu du sommet 2 et contenant la ligne moyenne longitudinale L _m (représentée sur la figure 1 C) de l’élément de bandage 1. En outre, chaque portion de rigidifïcation 6 a, dans le plan transversal YZ, une courbure transversale Ci ayant une orientation opposée à celle de la courbure transversale Co de la portion d’élément de bandage 7 en vis-à-vis de la portion de rigidifïcation 6. Enfin, chaque bourrelet 4 comprend une rainure longitudinale 41 débouchant sur une face intérieure de bourrelet 42, en vis-à-vis de la cavité intérieure principale ouverte 5, et s’étendant sur toute la longueur L de l’élément de bandage 1. La figure 1B est une vue en perspective d’un élément de bandage selon l’invention, dont la coupe transversale est représentée sur la figure 1A. Enfin, la figure 1C est une vue de côté d’un élément de bandage selon l’invention, dans le cas particulier où l’élément de bandage 1 a une ligne moyenne longitudinale L _m courbe ayant un rayon de courbure monotone R.

[0031] La figure 2 est une coupe transversale, dans un plan transversal YZ, d’un bandage non pneumatique, obtenu par enroulement d’un élément de bandage selon l’invention, dans un état écrasé. Aux éléments représentés sur la figure 1A s’ajoutent une jante 10, sur laquelle est enroulé l’élément de bandage en vue de constituer un bandage non pneumatique, ainsi qu’un insert de serrage 9, dont les extrémités sont positionnées dans les rainures longitudinales 41 de chaque bourrelet 4 en vue de garantir un serrage optimal des bourrelets 4 sur la jante 5. Cet insert de serrage 9, dans le cas représenté, a la forme d’un ruban s’étendant circonférentiellement, selon la direction XX’, sur toute la circonférence du bandage non pneumatique. Lors de l’écrasement sur le sol du bandage non pneumatique, monté sur sa jante 10, les portions de rigidifïcation 6 viennent en contact entre elles, et, en prenant appui l’un sur l’autre par leurs faces extérieures respectives, augmentent la rigidité du bandage non pneumatique vis-à-vis de l’écrasement.

[0032] La figure 3A est une vue partielle en perspective d’un bandage non pneumatique en cours de réalisation, par enroulement d’un élément de bandage 1 selon l’invention sur une jante 10. L’élément de bandage 1, découpé à une longueur L sensiblement égale à la circonférence de la jante 10, et muni d’un insert de serrage, sous forme de ruban 9, est mis en place progressivement sur la jante 10, avec un ajustement des bourrelets contre les rebords de la jante. La figure 3B est une vue partielle en perspective d’un bandage non pneumatique obtenu par enroulement d’un élément de bandage selon l’invention sur une jante et représente l’état final du montage ainsi réalisé.

[0033] Enfin la figure 4 est un schéma de principe d’un procédé d’extrusion à chaud d’un élément de bandage 1 courbe, selon un mode de réalisation préféré de l’invention. La figure 4 décrit schématiquement le dispositif de réalisation de l’étape d’extrusion à chaud du corps tubulaire creux constituant l’élément de bandage 1, à l’aide d’une buse d’extrusion 11 ayant une ligne moyenne longitudinale L’ _m courbe ayant un rayon de courbure monotone R. L’élément de bandage 1 courbe obtenu a donc une ligne moyenne longitudinale L _m courbe ayant un rayon de courbure monotone R, et est facile à enrouler sur une bobine de stockage, dans l’attente de la réalisation d’un bandage non pneumatique.

[0034] L’invention a été plus particulièrement étudiée dans le cas d’un bandage non pneumatique pour vélo de dimension 37-622, selon la désignation de la norme ETRTO. [0035] Un tel bandage non pneumatique pour vélo a une largeur de section, selon la direction YY’, égale à 37 mm et une hauteur de section, selon la direction ZZ’, égale à 39 mm. Il est destiné à être monté sur une jante ayant un diamètre égal à 622 mm. Chaque portion de rigidifïcation de l’élément de bandage a une épaisseur égale à 3 mm et une longueur curviligne, comprise entre son interface avec le bourrelet et son interface avec le sommet, égale à 22 mm. En outre, chaque portion de rigidifïcation de l’élément de bandage a une interface avec le bourrelet positionnée, dans la direction ZZ’, à une distance, par rapport à l’extrémité du bourrelet, égale à 3 mm, et a une interface avec le sommet positionnée, selon la direction YY’, à une distance, par rapport au plan moyen longitudinal XZ, égale à 2 mm. Le matériau polymérique constituant l’élément de bandage est un matériau thermoplastique vulcanisé, ayant une dureté Shore A égale à 86, mesurée à 23°C, et une température de cuisson comprise entre l75°C et 230°C. Enfin, l’élément de bandage a une ligne moyenne longitudinale courbe ayant un rayon de courbure monotone R égal à environ 300 mm.

[0036] Les inventeurs ont montré que la rigidifïcation du bandage non pneumatique entraîne une diminution importante de la déformation radiale du sommet ou flèche. On passe d’une flèche égale à 15 mm pour un bandage non pneumatique de référence, sans portion de rigidifïcation, à une flèche égale à 5 mm pour un bandage non pneumatique selon l’invention, avec deux portions de rigidifïcation, c’est-à-dire à une flèche divisée par 3, pour une même charge appliquée.