LU83268A1 - Roue comprenant un pneumatique et un element rapporte empechant un affaissement total en cas de degonflement - Google Patents

Description

t * 1

La présente invention concerne des roues comprenant un pneumatique et plus précisément des roues qu'on peut continuer à utiliser lorsque le pneumatique s'est dégonflé.

5 Plus précisément, l'invention concerne un élément annulaire rapporté qui se loge dans le pneumatique et sur la jante d'une roue afin qu'il empêche un affaissement total du pneumatique lorsque l'air s'échappe.

L'idée générale de la disposition d'un élément \ 10 rapporté entre les talons d'un pneumatique afin qu'il puis se rouler après s'être dégonflé est connue depuis un certain temps. Les brevets des Etats-Unis d'Amérique n° 2 067 545 et 2 224 066 décrivent des exemples de tels éléments rapportés. Cependant, un problème habituellement présenté par 15 ces éléments rapportés, représentés dans ces brevets, est que, lorsque l'élément rapporté construit est suffisamment robuste pour pouvoir supporter les charges normalement encaissées par le pneumatique gonflé et pour maintenir les talons du pneumatique sur leur siège, il devient 20 beaucoup trop épais et rigide pour pouvoir être monté facilement sur la jante de la roue. Par exemple, les éléments rapportés décrits dans les deux brevets précités ont des ossatures métalliques épaisses et rigides, et celui % qui est décrit dans le brevet précité des Etats-Unis 25 d'Amérique n° 2 224 066 a en outre une partie élastomère très épaisse. Un autre inconvénient de nombreux éléments rapportés est que, étant donné leur rigidité, ils ne peuvent pas être montés sur une jante normale mais nécessitent une jante divisée en parties qui doivent être séparées 30 pour le montage de l'élément rapporté. L'élément décrit ' dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 2 067 545 est s un exemple nécessitant une jante en plusieurs parties.

' D'autres éléments rapportés, par exemple du type décrit dans le brevet précité des Etats-Unis d'Amérique n° 2 224 066, 35 nécessitent l'utilisation d'une chambre à air séparée de façon étanche du pneumatique afin que 1'élément puisse supporter les charges lorsque le pneumatique est dégonflé.

* 2 ' L'invention concerne au contraire une roue à pneu matique ayant un élément élastomère rapporté qui peut être facilement monté sur une jante classique de roue tout en pouvant supporter les charges du véhicule normalement en-5 caissées par un pneumatique gonflé, même lorsque celui-ci est dégonflé et roule à des vitesses pouvant atteindre 40 km/h. En outre, l'élément élastomère rapporté maintient les talons du pneumatique en place dans leur siège sur la ” jante et empêche le flottement latéral ou dandinement du 10 pneumatique pendant sa rotation. L'élément rapporté est de construction légère si bien qu'il n'augmente que très peu le poids du véhicule ; cependant, il reste fermement en place entre les talons du pneumatique et ne crée pas de vibrations sous l'action de la force centrifuge, même l'ors-15 que le véhicule roule à des vitesses de 88 km/h alors que les pneumatiques sont gonflés à la pression normale.

En outre, l'élément rapporté utilisé selon l'invention est formé comme un tout séparé du pneumatique et il est monté de manière qu'il n'affecte pas les caractéristiques 20 du pneumatique telles que de manipulation et de résistance de roulement lorsque le pneumatique est gonflé à sa pression normale. En outre, l'élément rapporté ne nécessite aucune pression de gonflage pour le support du pneumatique lorsque celui-ci est dégonflé, et l'élément peut être monté sur une 25 jante classique de roue en une seule pièce.

A cet effet, l'élément annulaire rapporté de la roue selon l'invention a des bords radialement internes qui sont montés sur les flasques de la jante et qui coopèrent * avec les talons du pneumatique qui sont aussi montés sur 30 ces flasques. L'élément rapporté est formé de premiers tronçons distants, placés autour de la circonférence et ayant chacun une paroi rectangulaire dirigée radialement vers l'extérieur et sensiblement concentrique à la bande de roulement du pneumatique, avec deux bords latéraux qui 35 sont chacun parallèles à l'un des bords radialement internes précités de l'élément. Chacun des premiers tronçons a une première paire de parois latérales disposées entre les deux • 3 bords latéraux précités de la paroi externe radialement et t les bords internes radialement de l'élément rapporté, et une seconde paire de parois latérales dirigées radialement vers l'intérieur depuis les deux autresbords latéraux de 5 la paroi rectangulaire externe radialement. Toutes les parois latérales sont sensiblement perpendiculaires à la paroi exterre radialement. L'élément élastomère rapporté a en outre plusieurs seconds tronçons espacés circonféren-tiellement et reliant les premiers tronçons les uns aux ' i 10 autres, ces seconds tronçons ayant des parois latérales dis posées entre les secondes paires de parois des premiers tronçons et dirigées radialement vers 11 extérieur et les unes vers les autres depuis les bords radialement internes de l'élément rapporté qui coopèrent avec les talons du 15 pneumatique.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une élévation latérale avec des 20 parties arrachées d'une roue selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la roue de la figure 1 ; - la figure 3 est une élévation suivant les flèches 25 III de la figure 2 d'une partie de la roue de la figure 1, à savoir l'élément annulaire rapporté ; et - la figure 4 est une coupe partielle agrandie de la roue de la figure 1, suivant la Ugne IV-IV de celle-ci.

Comme indiqué sur les figures 1 et 2, une roue 2 30 a une jante 4 ayant des flasques latéraux 6, un pneumatique - 8 ayant des talons 9 qui se logent sur les flasques 6, et un élément annulaire élastomère rapporté 10 disposé autour de la circonférence de la jante 4.Le pneumatique 8 est représenté à l'état dégonflé, étant donné que, au point de la 35 circonférence auquel la bande de roulement du pneumatique est au contact du sol, le pneumatique 8 est partiellement affaissé et la jante 4 est supportée essentiellement par l'élë- . 4 ment rapporté 10.

L'élément ëlastomère rapporté 10 a des bords internes radialement 12 montés sur les flasques 6 de la jante 4 et coopérant avec les talons 9 du pneumatique.

5 Comme indiqué dans les parties arrachées de la figure 1, l’élément rapporté 10 est divisé en tronçons 14 et 15 qui alternent circonférentiellement.

*» Comme indiqué sur les figures 3 et 4, chaque tron çon 14 a une paroi externe radialement et rectangulaire 16, 10 concentrique à la bande de roulement du pneumatique 8, avec des bords latéraux 18 disposés parallèlement aux bords internes radialement 12 de l'élément rapporté. Deux parois latérales 20 sont disposées entre les bords latéraux 18 et les bords internes radialement 12. La structure en forme de 15 caisscnde chaque tronçon 14 est complétée par une seconde paire de parois latérales 22 disposées radialement vers l'intérieur à partir des bords 24 de la paroi externe 16. Dans le mode de réalisation considéré, chacune des parois latérales 22 est divisée en deux tronçons séparés par 20 l'orifice 23 (figure 4). Chaque paroi latérale 20 et 22 est pratiquement perpendiculaire à la paroi externe radialement 16 et ces parois latérales sont ainsi placées de manière qu'elles réagissent aux charges appliquées à la paroi externe radialement 16 en opposant une résistance 25 à la compression analogue à celle des structures en caisson. Cependant, les parois latérales 20 et 22 sont suffisamment épaisses, compte tenu de leur hauteur radiale, pour qu'elles réagissent élastiquement aux charges les plus fortes qu'elles peuvent supporter, sans jamais s'affaisser lors-* 30 qu'elles flambent. Grâce à cette construction, les tron- ; çons 14, en coopération avec les tronçons 15 décrits dans la suite du présent mémoire, permettent à l'élément 10 de supporter les charges appliquées au véhicule et normalement supportées par un pneumatique gonflé 8. La forme de 35 caisson des tronçons 14, comme représenté sur les figures 1 et 2, contribue aussi à donner à l'élément 10 une bonne stabilité latérale et une bonne résistance au flottement « ( * 5 latéral lorsque l'élément roule sur un pneumatique dégonflé.

Les tronçons 15 de l'élément 10 ont une section triangulaire ou en V comme indiqué sur la figure 2. Chaque tronçon 15 a des parois latérales 16 qui s'inclinent vers 5 1'intérieur, entre les parois latérales 22 des tronçons ad jacents 14. Les parois 26 partent des bords latéraux 12 de l'élément rapporté en direction radiale vers l'extérieur et les unes vers les autres, et les parois 26 ont de préférence leurs bords externes radialement qui sont raccordés 10 par une paroi 28 formant pont (figures 2 et 3).Les parois inclinées 26, lorsqu'elles subissent des charges radiales, transmettent une partie de celles-ci en direction axiale vers l'extérieur contre les talons 9 du pneumatique. Les tronçons 15 provoquent donc l'application par l'élément 15 rapporté 10 d'une force externe de maintien sur les talons 9 du pneumatique qui restent dans leur logement lorsque le pneumatique 8 roule en étant dégonflé.

L'aptitude des bords latéraux 12 au maintien des talons 9 du pneumatique dans les sièges 6 peut être accrue 20 par formation de surfaces internes inclinées 30 (figures 2 et 4) qui rétrécissent les bords internes radialement 12 à l'endroit où ils coopèrent avec les flasques 6. De préférence, ces surfaces ont une inclinaison d'environ 45° avec l'axe de rotation de la roue 2. Lorsqu'une charge est 25 appliquée aux parois externes radialement 16 et 28, les surfaces inclinées 30 accentuent la tendance des parois 20 et 26 à fléchir vers l'intérieur. En conséquence, chacun des bords 12 exerce une force latérale vers l'extérieur contre le talon adjacent 9 qui est ainsi maintenu sur le 30 flasque 6.

Des matières avantageuses pour la formation de l'élément élastomère rapporté 10 sont le polyuréthanne tel que "Adiprene" LW510 ou L100, ou LW550 ou L167 de E.I.

DuPont Company. Alors que les matières de référence LW550 35 et L167 présentent l'avantage d'un plus grand module d'élasticité et en conséquence de ne pas se déformer facilement sous l'action des forces appliquées par le véhicule, * 6 les matières de référence LW510 et L100 ont de plus grandes durées d'utilisation lorsqu'elles sont soumises à la flexion et peuvent être préférables étant donné qu'elles peuvent supporter des flexions plus importantes sans se briser.

5 Les matières de référence L100 et L167 sont for mées de diisocyanate de toluène, de prépolymères de poly-tëtraméthylène et d'étherglycols. La matière L100 a un poids moléculaire supérieur à celui de la matière L167. Lors de la préparation de la matière L100 en vue de sa vulcanisation , 10 et de son moulage, 100 parties en poids de la matière L100 sont mélangées à 14 parties en poids de 4,4'-méthylène-bis-2-chloraniline ("MOCA") et 10 parties en poids de phtalate de dioctyle. Ce dernier facilite le traitement, améliore la durée d'utilisation sous flexion et réduit la 15 rigidité mais il réduit aussi la résistance à la rupture.

On peut l'utiliser ou non suivant les propriétés voulues.

Le mélange est alors placé dans un moule pendant 1 à 2 h à une température de 104°C environ. Après le moulage, la partie formée (l'élément rapporté 10 dans le cas considéré) 20 doit continuer à être vulcanisée à température ambiante pendant plusieurs jours avant d'être utilisée dans une roue. La matière L167 est préparée et vulcanisée de la même manière et dans les mêmes conditions, mais on utilise 21,5 parties de "MOCA11 au lieu de 14 parties.

25 Les matières L100 et L167 avec lesquelles on utilise le composé "MOCA" comme agent de vulcanisation, présentent l'inconvénient de présenter des risques potentiels pour les travailleurs étant donné la nature carcinogène de leurs vapeurs avant la vulcanisation et le moulage. 30 Les matières LW550 et LW510 ne nécessitent pas l'utilisation * du composé "MOCA" comme agent de vulcanisation et ne sont pas carcinogènes. La matière LW510 a un poids moléculaire supérieur à celui de la matière LW550 et on la prépare par mélange de 100 parties en poids de la matière LW510 avec 35 11 parties en poids de diaminodiphénylméthane et 10 parties de phtalate de dioctyle. On peut encore utiliser ou non le phtalate de dioctyle suivant les propriétés voulues. Le c 7 , mélange est placé dans un moule et vulcanisé pendant 20 h environ à 104°C. Après moulage, la pièce formée (l'élément rapporté 10) doit continuer à se vulcaniser à température ambiante pendant plusieurs jours avant d'être utilisée dans 5 une roue. La matière LW550 est préparée et vulcanisée de la même manière et dans les mêmes conditions, mais elle nécessite l'utilisation de 14,1 parties en poids de diamino-diphênylméthane au lieu de 11 parties.

Il est recommandé pour la réduction du frottement 10 entre l'élément 10 et la paroi interne du pneumatique 8, lorsque ce dernier roule en étant dégonflé, que la paroi interne du pneumatique 8 soit revêtue d'un lubrifiant. Une matière qui convient à cet effet est un mélange de 100 parties en poids d'un mélange d'eau et d'éthylèneglycol ayant 15 au moins une partie d'eau pour 4 parties d'éthylèneglycol, 0,05 à 2 parties en poids d'oxyde de polyéthylène, 0,15 à 2 parties en poids d'un polysaccharide et 8 parties en poids au maximum de fibres de cellulose. Ce lubrifiant est décrit en détail dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique 20 n° 4 045 362.

Lors d'essais de roues selon l'invention, on réalise un élément rapporté 10 ayant des parois 16, 20, 22, 26 et 28 d'environ 9,5 mm d'épaisseur. La roue a un diamètre nominal de jante d'environ 380 mm et l'épaisseur 25 radiale recommandée X (figure 4) de l'élément 10 est d'environ 95 mm, la largeur W de l'élément étant de 140 mm environ. La longueur recommandée Y (figure 1) de chaque tronçon 14 est d'environ 89 mm, alors que la longueur re-» commandée Z de chaque tronçon 15 est d'environ 63,5 mm.

. 30 L'élément rapporté 10, ayant les dimensions in diquées et formé de polyuréthanne "Adiprene" LW510 ou LW550, est introduit dans le pneumatique 8 et peut alors être facilement déformé sur les flasques 6 de la jante 4.

Les essais sur route des roues ayant les éléments 10 des 35 dimensions indiquées et formés des polyuréthannes LW510 et LW550 montrent que ces roues supportent le poids du véhicule lorsque le pneumatique est dégonflé et maintiennent les 8 , , talons du pneumatique montés sur les flasques même pendant des virages serrés à des vitesses pouvant atteindre 40 km/h. En outre, ces éléments ne présentent pas de vibrations dues à la force centrifuge qui pourraient provoquer leur déchaus-5 sement lorsque le véhicule roule avec les pneumatiques gonflés à la pression normale, à des vitesses pouvant atteindre 88 km/h.

On obtient des distances satisfaisantes de parcours de 4,8 à 6,4 km alors que la roue 2 a son pneumatique , 10 8 dégonflé, et avec utilisation, à des moments différents, d'un élément rapporté 10 formé de polyuréthanne LW510 et d'un élément rapporté 10 formé de polyuréthanne LW550. Au-delà de ces distances, la matière de l'élément 10 présente une rupture par fatigue et la conduite devient dure. Ce-15 pendant, avant cette rupture, la roue fonctionne comme indiqué précédemment, et on peut améliorer la distance qui peut être parcourue à plat à l'aide des éléments rapportés 10 par utilisation de matières analogues aux matières LW510 et LW550 mais ayant une plus grande résistance à la fatigue, 20 par exemple les matières L100 et L167.

Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre.

Claims (4)

1. Roue à pneumatique/ capable de supporter le roule ment d'un véhicule sur une distance limitée lorsque l'air contenu par le pneumatique s'est échappé, ladite roue com-5 prenant une jante (4) ayant des flasques (6) formant des sièges de talons sur les côtés de la jante, un pneumatique (8) ayant des talons montés sur les sièges, et un élément annulaire élastomère rapporté (10) disposé autour de la circonférence de la jante (4) à l'intérieur du pneumatique 10 (8), l'élément rapporté (10) ayant des bords internes ra- dialement (12) montés sur les flasques de la jante et coopérant avec les talons du pneumatique, la roue étant caractérisée en ce que l'élément annulaire rapporté (10) comporte 1. plusieurs premiers tronçons distants (14) 15 formés autour de la circonférence de l'élément rapporté, chaque premier tronçon (14) ayant une paroi externe radia-lement (16) de forme rectangulaire, sensiblement concentrique à la bande de roulement du pneumatique (8) et ayant deux bords latéraux (18) sensiblement parallèles chacun à 20 l'un des bords internes radialement (12) de l'élément, coopérant avec les talons du pneumatique, chacun des premiers tronçons (14) ayant aussi une première paire de parois latérales (20) disposées entre les deux bords latéraux (18) de la paroi externe radialement (16) et les bords internes 25 radialement (12) de l'élément rapporté, ces premiers tronçons ayant en outre une seconde paire de parois latérales (22) disposées radialement vers l'intérieur depuis les deux autres bords latéraux (24) de la paroi rectangulaire externe radialement (16) , chacune de ces parois latérales 30 (22) étant sensiblement perpendiculaire à la paroi externe , radialement (16), et 2. plusieurs seconds tronçons (15) distants cir-conférentiellement et reliant les premiers tronçons (14) les uns aux autres, les seconds tronçons (15) ayant des 35 parois latérales (26) disposées entre les secondes paires de parois (22) des premiers tronçons, ces parois latérales (26) des seconds tronçons se rapprochant mutuellement en • r · 10 i direction radiale vers l'extérieur depuis les bords internes radialement (12) de l'élément rapporté qui coopèrent avec les talons du pneumatique.

2. Roue selon la revendication 1, caractérisée en ce 5 que la matière êlastomère de l'élément rapporté (10) a un module élevé d'élasticité.

3. Roue selon la revendication 2, caractérisée en ce " que l'élément rapporté (10) est formé d'une matière à base de polyuréthanne. <

4. Roue selon la revendication 1, caractérisée en ce que les parois des deux tronçons (14, 15) de l'élément rapporté ont des surfaces latérales internes inclinées à proximité des bords internes radialement (12). ♦ 4.