WO2006029958A1 - Ensemble monte, chambre a air et procede de fabrication d'une chambre a air - Google Patents

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WO2006029958A1
WO2006029958A1 PCT/EP2005/054190 EP2005054190W WO2006029958A1 WO 2006029958 A1 WO2006029958 A1 WO 2006029958A1 EP 2005054190 W EP2005054190 W EP 2005054190W WO 2006029958 A1 WO2006029958 A1 WO 2006029958A1
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WO
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reinforcing elements
layer
air chamber
foam
inner tube
Prior art date
Application number
PCT/EP2005/054190
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English (en)
Inventor
Luc Bestgen
René Dufour
Robert FALANTIN
Original Assignee
Societe De Technologie Michelin
Michelin Recherche Et Technique S.A.
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C17/00—Tyres characterised by means enabling restricted operation in damaged or deflated condition; Accessories therefor
    • B60C17/04—Tyres characterised by means enabling restricted operation in damaged or deflated condition; Accessories therefor utilising additional non-inflatable supports which become load-supporting in emergency
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60C5/02—Inflatable pneumatic tyres or inner tubes having separate inflatable inserts, e.g. with inner tubes; Means for lubricating, venting, preventing relative movement between tyre and inner tube
    • B60C5/04—Shape or construction of inflatable inserts
    • B60C5/08—Shape or construction of inflatable inserts having reinforcing means

Definitions

  • the invention relates to assemblies mounted for vehicles of the type cycles, wheelchairs, ..., consisting of a rim and a tire and an air chamber.
  • the invention is more particularly mounted assemblies which in the event of pressure loss, particularly in the event of punctures during taxiing, allow a user to continue driving and possibly to repair said mounted assembly.
  • the invention also relates to an air chamber for such a mounted assembly and a method of manufacturing such an air chamber and more exactly a step in the production of such an air chamber.
  • the standard mounted assemblies of the type "tube-type", that is to say with inner tube, consist of a rim, a tire and a tube whose function is to hold the pressure and hold the tire on the rim.
  • these mounted assemblies can be repaired in a simple way.
  • a repair may consist of identifying the origin of the air leak and thus a hole on the inner tube and to close it with a repair part.
  • Such a repair is quite simple and can be done with a minimum of experience.
  • Another solution is to replace the pierced tube with a new one, when the user has one at his disposal.
  • the circumferential direction of the mounted assembly is the direction corresponding to the periphery of the assembly mounted and defined by the rolling direction of the assembly mounted.
  • the transverse or axial direction of the mounted assembly is parallel to the axis of rotation of the mounted assembly.
  • the radial direction is a direction intersecting the axis of rotation of the assembly mounted and perpendicular thereto.
  • the axis of rotation of the mounted assembly is the axis around which it rotates in normal use.
  • a radial or meridian plane is a plane which contains the axis of rotation of the mounted assembly.
  • the circumferential mid-plane, or equatorial plane is a plane perpendicular to the axis of rotation of the mounted assembly and which divides the assembly mounted in two halves.
  • the inventors have thus given themselves the mission of producing a mounted assembly for a bicycle consisting of a rim, a tire and an inner tube that allow a user to return to his home or a place of residence. repair by continuing to ride in situations that usually should prevent it from rolling.
  • a mounted assembly comprising a rim, a tire and an air chamber consisting of a closed polymeric ring envelope comprising a valve, the air chamber enclosing a solid body consisting of a foam and having on at least a portion of its outer surface at least one layer of reinforcing elements.
  • the terms "toric” or “torus” must be understood as being able to define shapes whose section is not limited to the circle.
  • the mounted assembly thus produced allows in case of loss of pressure to offer the possibility of continuing to roll retaining properties of comfort and rolling resistance satisfactory then perform a repair of the tube with air usual means of repair.
  • the wear pressure of the mounted assembly disappears, for example in the event of a puncture or tearing of the sidewall, the full-body foam body provides a support function for the tire and allows rolling.
  • This solid toric body being inserted into the air chamber, when the latter is punctured, its elastic nature creates a radial return force which increases the support of the full-body foam body on the beads of the tire which find themselves resting on the rim hooks.
  • the presence on at least a portion of the outer surface of the air chamber of at least one layer of reinforcing elements avoids further degradation of the air chamber that would penalize comfort and prohibit any repair after a running at zero pressure.
  • the volume of the solid body is less than that of the tire inflated on the rim.
  • the solid O-shaped foam body when the assembled assembly is at its operating pressure, is separated from the top of the tire by air under pressure so that the presence of the body Full foam o-ring does not affect the ride comfort for the user and does not disturb the rolling resistance.
  • the volume of the tire is defined as the volume delimited by the internal cavity of the tire and limited radially inwardly by a line D as illustrated in Figure 1, passing through the axially inner ends of the base of the beads of the tire.
  • an advantageous variant of the invention provides that the solid body is constituted by an open cell foam.
  • the use of such an open cell foam has mechanical properties that allow it to confer a satisfactory rigidity to the mounted assembly.
  • the choice in particular of its density and its volume makes it possible to realize a mounted assembly which offers the same characteristics of rigidity as with the pressure of use.
  • the crushing rigidity of the solid body is advantageously between 25 and 200% of the crush stiffness of an assembly mounted at its use pressure and loaded at its normal load, or 50 Kg for a mounted together for bicycle. Below 25%, the rolling resistance of the mounted assembly becomes such that the solution is not acceptable to the user. Beyond 200%, the mounting of the tire with the inner tube having the full body on the rim is made very delicate.
  • the foam is, according to a preferred solution, polyurethane type but may be any other material known to those skilled in the art such as polymers, for example EVA polymers, elastomers for example butyl elastomers, silicone elastomers thermoplastics such as thermoplastic elastomers, for example polyethylenes, etc.
  • polymers for example EVA polymers, elastomers for example butyl elastomers, silicone elastomers thermoplastics such as thermoplastic elastomers, for example polyethylenes, etc.
  • the solid body is formed of a closed cell foam.
  • a body has the advantage of offering pneumatic rigidity and therefore comfort for the user and low rolling resistance, but such a body may present difficulties in mounting and dismounting the assembled assembly. Indeed, obtaining a pressure exerted by the full-body toric satisfactory to allow rolling in degraded use requires a volume of the full body toroid before assembly such that the necessary compression of said body full toric during assembly makes it very delicate.
  • the layer of reinforcing elements on the outer surface of the air chamber consists of circumferential reinforcing elements.
  • reinforcing elements are considered to be oriented in the circumferential direction when it has an angle less than 20 ° with the circumferential direction.
  • the presence of the reinforcing elements makes it possible to limit at least locally the formation of the plies of the air chamber when the pressure tends to zero.
  • the air chamber comprises at least two layers of reinforcing elements such that two radially adjacent layers consist of reinforcing elements crossed from one layer to the other . Reinforcing elements of two adjacent layers form between them angles preferably between 20 and 140 °.
  • a more particularly advantageous embodiment of the invention provides that the layer or layers of reinforcing elements extend (ent) longitudinally over an area encompassing the valve.
  • the inventors have demonstrated that a positioning of said layers of reinforcing elements around the valve presented particularly interesting results, a good holding of the air chamber being obtained and in particular the tearing of the valve being systematically avoided for running distances at zero pressure quite satisfactory.
  • the layer or layers of reinforcing elements extends (ent) longitudinally over at least five centimeters downstream of the valve in the direction of rotation of the mounted assembly.
  • an area downstream of the valve in the direction of rotation of the mounted assembly means that, during a rolling, said zone enters the contact area after the valve.
  • a reinforcing element layer is not indispensable over the entire air chamber in the longitudinal direction; a preferred solution of the invention therefore provides for limiting the length of the layer, in particular to limit the manufacturing costs of said chamber. Since said layer does not correspond to the entire air chamber, it is also preferable to limit the size of the layer of reinforcement elements in the longitudinal direction to maintain the greatest possible homogeneity of the diameter of the inner tube in the longitudinal direction.
  • the lack of homogeneity results in a visual defect that can be inconvenient for the user while driving.
  • the value of the circumferential length of the layer is thus advantageously less than 30 cm on each side of the valve.
  • a particularly advantageous embodiment in terms of use of the air chamber, and in particular to simplify its mounting, provides that the reinforcing element layer is made symmetrically around the valve. Such an embodiment will effectively simplify the assembly of the mounted assembly whose properties and in particular the preservation of the state of the air chamber running zero pressure is independent of the mounting direction of said air chamber in the assembled assembly .
  • the layer or layers of reinforcing elements extends (ent) in a radial plane over at least a quarter of perimeter of the air chamber.
  • the layer of reinforcing elements is formed on a quarter turn, preferably including the valve for the same reasons as those mentioned above.
  • the layer of reinforcing elements may constitute a complete revolution of the air chamber in a radial plane. It is still possible according to the nature and the diameter of the reinforcing elements to provide a layer wound on at least two turns or a stack of at least two layers of reinforcing element including in the case of circumferential reinforcing elements. In all cases, it is best to take care not to create local extra thickness that could particularly affect the comfort of the user.
  • the mounted assembly thus defined according to the invention has further advantages.
  • the inventors have in particular demonstrated that during assembly of said assembly mounted according to the invention, any risk of pinching of the air chamber and therefore any alteration of the air chamber is avoided. In the same way, the risks of pinching between an obstacle and the rim, due to rolling shocks, are avoided.
  • inventions provide, in particular to facilitate mounting of the mounted assembly, that the section of the solid body is such that its radially inner generatrix on a radial section is closer to the radially outer generatrix of the rim hooks.
  • Such variants may in fact make it possible to simplify the passage of the solid body over the rim hooks during assembly or at least to reduce the efforts required to deform the solid body during this mounting operation of the assembled assembly.
  • a preferred embodiment further provides that the radially inner generatrix of the solid body on a radial section is radially external to the radially outer generatrix of the rim hooks; according to this latter variant, the assembly can be performed without any effort on the solid body, its deformation is no longer necessary.
  • Such alternative embodiments may for example correspond to a solid body having a circular section partially truncated in its radially inner portion.
  • the generatrices considered are straight lines parallel to the axis of rotation and are tangent to either the solid body or the hooks.
  • the invention also provides an air chamber for a mounted assembly. According to the invention, it contains a solid body made of a foam and comprises on at least a portion of its outer surface at least one layer of reinforcing elements.
  • the solid body is made of an open cell foam, such as a polyurethane type foam.
  • a variant of the invention advantageously provides that the layer of reinforcing elements consists of circumferential reinforcing elements.
  • the air chamber comprises at least two layers of circumferential reinforcing elements such that two radially adjacent layers consist of cross-reinforcement elements of a layer at other, preferably at an angle of between 20 and 140 °.
  • a preferred embodiment of the invention further provides that the layer or layers of reinforcing elements extend (ent) longitudinally over an area encompassing the valve.
  • the layer or layers of reinforcing elements extend (ent) in a radial plane over at least half a perimeter of the air chamber.
  • the invention also proposes a step of a method of manufacturing an air chamber according to the invention which consists in the introduction of a solid toric body consisting of a foam in a toroidal air chamber. equipped with a valve.
  • the method according to the invention comprises the following different steps:
  • the air chamber is introduced into a mold positioned so that its equatorial plane forms an angle less than 30 ° with the vertical direction,
  • valve is positioned in the upper part of the mold, a crosslinkable liquid mixture is injected through the valve hole,
  • the method according to the invention allows a usual embodiment of the air chamber and then to inject the liquid mixture through the valve without requiring an additional orifice for the evacuation of air or too much liquid injected.
  • the method therefore does not require a final step of filling a complementary orifice.
  • At least one reinforcing element layer is fixed on at least a portion of the outer surface of the polymeric envelope.
  • a first variant of this embodiment of the invention provides that the layer of reinforcing elements is fixed before the step of inserting a solid body toroid consisting of a foam in the polymeric envelope.
  • the layer of reinforcing elements may be a prefabricated layer associated with the polymeric envelope after the embodiment thereof.
  • the layer of reinforcing elements may be formed by reinforcing elements inserted in the polymeric envelope during manufacture thereof.
  • a second variant of this embodiment of the invention provides that the layer of reinforcing elements is fixed after the step of inserting a solid body toroid consisting of a foam in the polymeric envelope.
  • FIGS. 1 to 3 represent:
  • FIG. 2 is a diagram of a partial view in radial section of the mounted assembly of FIG. 1 at zero pressure, - Figure 2bis, a diagram of a partial view in radial section of the mounted assembly of Figure 1 at zero pressure in the crushing zone of the tire,
  • FIG. 3 a diagram of a partial view of the zone of an air chamber according to the invention comprising the valve.
  • Figure 1 schematically shows a radial sectional view of a mounted assembly 1 consisting of a rim 2, provided with two hooks of rims 3, an air chamber 4 enclosing a solid body toric 5 and a tire 6.
  • the mounted assembly is inflated to its use pressure. It appears that the foam toric body 5 is placed in the radially inner portion of the air chamber 4 and is separated from the radially outer portion of said air chamber 4 by the volume of inflation air. As a result, the solid foam body 5 is also separated from the tread of the tire 6.
  • the mounted assembly 1 In rolling, the mounted assembly 1 thus formed has a behavior similar to a conventional mounted assembly and particularly provides pneumatic comfort to the user.
  • the reduced volume of the solid body toric 5 further facilitates the assembly of the mounted assembly and in particular the introduction of the air chamber 4 in the cavity of the tire 6 when mounting it on the rim 2.
  • Figure 2 schematically shows a radial sectional view of the same mounted assembly 1 at zero pressure and therefore in the deflated state as it may be in case of puncture.
  • This Figure 2 shows the return function of the air chamber 4 which, because of its elasticity, exerts a restoring force on the solid body toric 5 and maintains a radial pressure directed inwards thereon.
  • This restoring force and the previously chosen dimensions of the solid body toric 5 make it possible to maintain said toric body 5 against the beads 7 of the tire 6, these being in abutment against the rim hooks 3.
  • the combination of the air chamber 4 and the solid body toric 5 thus allows the tire 6 to be held on the rim 2 without the risk of being at zero pressure.
  • FIG. 2a the same mounted assembly 1 is shown as in the case of Figure 2 but in the crush zone of the tire during a taxi.
  • FIG. 2bis shows that the tread of the tire 6 bears on the radially outer part of the solid-toric body 5.
  • the density of the foam and its volume are chosen so that the body 5 offers rigidity such that the user can continue to ride in acceptable comfort conditions.
  • This figure 2bis further shows that the choice of the density and the volume of the foam may not cause a support of said foam and therefore of the air chamber on the rim bottom where appear the heads of the rays. Otherwise, degradation of the air chamber may occur in case of friction on these spoke heads.
  • FIG. 3 illustrates a diagram of a partial view of the zone of an air chamber 4 according to the invention comprising the valve 8. According to the invention, a layer 9 of circumferential reinforcing elements 10 is set up around the valve 8.
  • the layer 9 extends longitudinally at a value L of about 15 cm and extends in a radial plane on a half perimeter of the air chamber. Although not visible in FIG. 3, in a radial plane, the layer 9 extends symmetrically with respect to the circumferential plane passing through the valve 8.
  • the relatively small surface of the layer 9 relative to the outer surface of the air chamber 4 in its inflated state allows to maintain a diameter torus formed by the air chamber 4 relatively homogeneous over the entire length of the torus.
  • the circumferential reinforcing elements used during the tests were organic elements.
  • the nature of these reinforcing elements may be chosen from all the materials customary for this type of element since their modulus of elasticity is greater than that of the polymeric material constituting the air chamber 4 itself.
  • Tests of assemblies mounted according to the invention have been carried out. These tests consist on the one hand in rolling on machines comprising a rotating flywheel to measure the stopping distances as soon as the machine is freewheeling, distances which are correlated to the rolling resistance of the assemblies mounted, and of on the other hand, riding on bicycles to obtain a subjective appreciation of the user as to comfort and performance in terms of distance traveled.
  • the reference of the tire was 37/622 Michelin.
  • the assembly mounted according to the invention is associated with a solid O-shaped body formed of a polyurethane foam of density 518 gr / dm 3 and whose volume represents 56% of the volume of the tire at a pressure of 3 bars in the assembled assembly. .
  • the volume of the tire is defined as the volume delimited by the internal cavity of the tire and limited radially inwards by the line D illustrated in FIG. 1.
  • the radial distance, in the equatorial plane, between the inner surface of the tire and the radially outer surface of the solid body is equal to 5 mm, when the pressure is equal to 3 bars. This same distance is equal to 3 mm when the pressure becomes zero.
  • the assembly mounted according to the invention also comprises a layer such as that shown in FIG. 3, the dimension of which in the longitudinal direction is equal to 30 cm, and whose dimension in the radial direction corresponds to half a perimeter of the air chamber.
  • the measurements were made at different pressures for each of the assemblies mounted and the distance traveled until the stopping of the mounted assembly. The measurements are expressed in meters traveled.

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Abstract

L'invention concerne un ensemble monté (1), plus particulièrement pour bicyclette, constitué d'une jante (2), d'un pneumatique (6) et d'une chambre à air (4). Selon l'invention, la chambre à air (4) est constituée d'une enveloppe torique polymérique fermée comportant une valve et renfermant un corps plein constitué d'une mousse (5) et comportant au moins sur sa surface extérieure une couche d'éléments de renforcement.

Description

ENSEMBLE MONTE, CHAMBRE A AIR ET PROCEDE DE FABRICATION D'UNE
CHAMBRE A AIR
[0001] L'invention est relative à des ensembles montés pour véhicules de type cycles, fauteuils roulants, ..., constitués d'une jante et d'un pneumatique et d'une chambre à air. L'invention vise plus particulièrement des ensembles montés qui en cas de perte de pression, notamment en cas de crevaison en cours de roulage, permettent à un usager de continuer à rouler et éventuellement de pouvoir réparer ledit ensemble monté.
[0002] L'invention vise encore une chambre à air destinée à un tel ensemble monté et un procédé de fabrication d'une telle chambre à air et plus exactement une étape dans la réalisation d'une telle chambre à air.
[0003] Bien que non limitée à de telles applications, l'invention sera plus spécifiquement présentée en référence à des ensembles montés pour bicyclettes.
[0004] Les ensembles montés usuels de type « tube-type », c'est-à-dire avec chambre à air, sont constitués d'une jante, d'un pneumatique et d'une chambre à air dont la fonction est de tenir la pression et de maintenir le pneumatique sur la jante. En cas de crevaison, ces ensembles montés peuvent être réparés de manière simple. Une réparation peut consister à identifier l'origine de la fuite d'air et donc un trou sur la chambre à air et à obturer celui-ci à l'aide d'une pièce de réparation. Une telle réparation est assez simple et peut être effectuée avec un minimum d'expérience. Une autre solution consiste à remplacer la chambre à air percée par une nouvelle, lorsque l'usager en possède une à sa disposition.
[0005] Lorsque l'usager est en cours de roulage et qu'il ne dispose ni de moyens de réparations ni d'une chambre à air de remplacement, il est souhaitable que celui-ci puisse rejoindre son domicile ou bien un lieu de réparation en continuant à rouler sans avoir à intervenir directement sur l'ensemble monté [0006] Ce souhait existe notamment pour des usagers qui utilisent leurs bicyclettes au quotidien par exemple pour se rendre à leur travail ; ce type d'usager n'est habituellement pas vêtu idéalement et ne possède pas le temps pour engager lui-même des réparations. En outre, la complexité de certaines bicyclettes notamment des roues arrières du fait par exemple de dérailleurs intégrés dans le moyeu rend souvent très délicate une éventuelle réparation.
[0007] Des solutions ont déjà été proposées à l'usager pour pallier à ce type d'incidents ; il s'agit notamment de solutions qui permettent de limiter les risques de crevaison. Il est ainsi proposé des pneumatiques qui comportent sous la bande de roulement une couche de gomme en surépaisseur ou bien des mousses de protection qui forment un barrage contre les perforations éventuelles.
[0008] Ces solutions peuvent effectivement améliorer la situation mais restent limitées à la prévention d'incidents affectant la bande de roulement ; des crevaisons par perforation des flancs du pneumatique ne peuvent notamment pas être évitées avec ce type de produit.
[0009] En outre, le confort et les performances en termes de résistance au roulement ne sont pas équivalents à celles d'un pneumatique.
[0010] II a déjà également été proposé d'utiliser des bandages pleins dont la particularité est bien entendu de ne pas pouvoir crever. Ce type de solutions est intéressante mais diminue les propriétés en terme de confort et complique souvent le montage de l'ensemble monté.
[0011] II existe encore des dispositifs qui se présentent sous la forme d'aérosol qui permettent d'introduire une substance dans la chambre à air pour colmater une éventuelle perforation. Ces solutions qui peuvent également être utilisées à titre préventif sont bien entendu limitées à certains types d'altération du pneumatique et de la chambre à air qui ne sont pas trop importantes. [0012] La direction circonférentielle de l'ensemble monté, ou direction longitudinale, est la direction correspondant à la périphérie de l'ensemble monté et définie par la direction de roulement de l'ensemble monté.
[0013] La direction transversale ou axiale de l'ensemble monté est parallèle à l'axe de rotation de l'ensemble monté.
[0014] La direction radiale est une direction coupant l'axe de rotation de l'ensemble monté et perpendiculaire à celui-ci.
[0015] L'axe de rotation de l'ensemble monté est l'axe autour duquel il tourne en utilisation normale.
[0016] Un plan radial ou méridien est un plan qui contient l'axe de rotation de l'ensemble monté.
[0017] Le plan médian circonférentiel, ou plan équatorial, est un plan perpendiculaire à l'axe de rotation de l'ensemble monté et qui divise l'ensemble monté en deux moitiés.
[0018] Les inventeurs se sont ainsi donnés pour mission la réalisation d'un ensemble monté pour bicyclette constitué d'une jante, d'un pneumatique et d'une chambre à air qui permettent à un usager de regagner son domicile ou un lieu de réparation en continuant à rouler dans des situations qui usuellement devrait l'empêcher de rouler.
[0019] Ce but a été atteint selon l'invention par un ensemble monté comprenant une jante, un pneumatique et une chambre à air constituée d'une enveloppe torique polymérique fermée comportant une valve, la chambre à air renfermant un corps plein torique constitué d'une mousse et comportant sur au moins une partie de sa surface extérieure au moins une couche d'éléments de renforcement.
[0020] Au sens de l'invention, les termes « torique » ou « tore » doivent être compris comme pouvant définir des formes dont la section n'est pas limitée au cercle. [0021] L'ensemble monté ainsi réalisé permet en cas de perte de pression d'offrir la possibilité de continuer à rouler en conservant des propriétés de confort et de résistance au roulement satisfaisantes puis d'effectuer une réparation de la chambre à air avec des moyens usuels de réparation. Lorsque la pression d'usage de l'ensemble monté disparaît, par exemple en cas de crevaison ou de déchirure du flanc, le corps plein torique en mousse assure une fonction de support du pneumatique et autorise un roulage. Ce corps plein torique étant inséré dans la chambre à air, lorsque cette dernière est crevée, sa nature élastique crée une force de rappel radial qui vient augmenter l'appui du corps plein torique en mousse sur les bourrelets du pneumatique qui se retrouvent eux-mêmes en appui sur les crochets de jante.
[0022] La présence sur au moins une partie de la surface extérieure de la chambre à air d'au moins une couche d'éléments de renforcement évite une dégradation supplémentaire de la chambre à air qui pénaliserait le confort et qui interdirait toute réparation après un roulage à pression nulle.
[0023] Les inventeurs ont su mettre en évidence qu'en l'absence d'une telle couche d'éléments de renforcement, dès lors que la pression d'un ensemble monté comportant un corps plein torique en mousse tend vers zéro, il apparaît que la chambre à air forme des plis orientés sensiblement radialement selon la direction circonférentielle qui entraînent une dégradation complémentaire de la chambre à air jusqu'à un arrachage de la valve. Il résulte de cette dégradation complémentaire de la chambre à air que le confort de l'usager diminue et que la réparation de la chambre à air devient impossible après quelques centaines de mètres de roulage dans ces conditions.
[0024] Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le volume du corps plein est inférieur à celui du pneumatique gonflé sur la jante. Selon ce mode de réalisation préféré de l'invention, lorsque l'ensemble monté est à sa pression d'usage, le corps plein torique en mousse est séparé du sommet du pneumatique par de l'air sous pression de sorte que la présence du corps plein torique en mousse n'altère pas le confort de roulage pour l'usager et ne perturbe pas la résistance au roulement. Le volume du pneumatique est défini comme étant le volume délimité par la cavité interne du pneumatique et limité radialement vers l'intérieur par une droite D telle qu'illustrée sur la figure 1, passant par les extrémités axialement intérieures de la base des bourrelets du pneumatique.
[0025] Une variante avantageuse de l'invention prévoit que le corps plein torique est constitué d'une mousse à cellules ouvertes. L'utilisation d'une telle mousse à cellules ouvertes présente des propriétés mécaniques qui lui permettent de conférer une rigidité satisfaisante à l'ensemble monté. Le choix notamment de sa densité et de son volume permet de réaliser un ensemble monté qui offre les mêmes caractéristiques de rigidité qu'à la pression d'usage.
[0026] La rigidité à l'écrasement du corps plein est avantageusement comprise entre 25 et 200 % de la rigidité à l'écrasement d'un ensemble monté à sa pression d'usage et chargé à sa charge normale, soit 50 Kg pour un ensemble monté pour bicyclette. En dessous de 25%, la résistance au roulement de l'ensemble monté devient telle que la solution n'est pas acceptable pour l'usager. Au-delà de 200%, le montage du pneumatique avec la chambre à air comportant le corps plein torique sur la jante est rendu très délicat.
[0027] La mousse est, selon une solution préférée, de type polyuréthane mais peut être tout autre matériau connu de l'homme du métier tel que des polymères, par exemple des polymères EVA, des élastomères par exemple des élastomères butyle, des élastomères silicone, des thermoplastiques tel que des élastomères thermoplastiques, par exemple des polyéthylènes, ...
[0028] Une autre variante de réalisation de l'invention prévoit que le corps plein torique est constitué d'une mousse à cellules fermées. Un tel corps présente l'avantage d'offrir une rigidité pneumatique et donc du confort pour l'usager et une faible résistance au roulement mais un tel corps peut présenter des difficultés pour effectuer le montage et le démontage de l'ensemble monté. En effet, l'obtention d'une pression exercée par le corps plein torique satisfaisante pour autoriser un roulage en usage dégradé nécessite un volume du corps plein torique avant montage tel que la compression nécessaire dudit corps plein torique lors du montage rend ce dernier très délicat.
[0029] Selon un premier type de réalisation de l'invention, la couche d'éléments de renforcement présente sur la surface extérieure de la chambre à air est constituée d'éléments de renforcement circonférentiels. Au sens de l'invention des éléments de renforcements sont considérés comme étant orientés selon la direction circonférentielle lorsqu'il présente un angle inférieur à 20° avec la direction circonférentielle. La présence des éléments de renforcement permet de limiter au moins localement la formation des plis de la chambre à air lorsque la pression tend vers zéro.
[0030] Selon un deuxième type de réalisation de l'invention, la chambre à air comporte au moins deux couches d'éléments de renforcement telles que deux couches radialement adjacentes sont constituées d'éléments de renforcement croisés d'une couche à l'autre. Des éléments de renforcement de deux couches adjacentes forment entre eux des angles de préférence compris entre 20 et 140°.
[0031] Une réalisation plus particulièrement avantageuse de l'invention prévoit que la ou les couches d'éléments de renforcement s'étend(ent) longitudinalement sur une zone englobant la valve. Dans leurs études, les inventeurs ont su mettre en évidence qu'un positionnement desdites couches d'éléments de renforcement autour de la valve présentait des résultats plus particulièrement intéressants, une bonne tenue de la chambre à air étant obtenue et notamment l'arrachage de la valve étant éviter de manière systématique pour des distances de roulage à pression nulle tout à fait satisfaisante.
[0032] De préférence encore selon cette réalisation de l'invention, la ou les couches d'éléments de renforcement s'étend(ent) longitudinalement sur au moins cinq centimètres en aval de la valve selon le sens de rotation de l'ensemble monté. Au sens de l'invention, une zone en aval de la valve selon le sens de rotation de l'ensemble monté signifie que, lors d'un roulage, ladite zone pénètre l'aire de contact après la valve. Une telle configuration est encore plus particulièrement avantageuse ; les résultats des essais effectués montrent que pour de telles valeurs, l'état des chambres à air après roulage à pression nulle est meilleur, celles-ci ne faisant pas apparaître d'amorce de détérioration complémentaire.
[0033] Les inventeurs ont également su mettre en évidence qu'une couche d'élément de renforcement n'est pas indispensable sur la totalité de la chambre à air selon la direction longitudinale ; une solution préférée de l'invention prévoit donc de limiter la longueur de la couche notamment pour limiter les coûts de fabrication de ladite chambre. Dès lors que ladite couche ne correspond pas à la totalité de la chambre à air, il est par ailleurs préférable de limiter la dimension de la couche d'éléments de renforcement selon la direction longitudinale pour conserver une homogénéité la plus importante possible du diamètre de la chambre à air selon la direction longitudinale.
L'absence d'homogénéité se traduit par un défaut visuel qui peut être gênant pou l'usager en roulage. La valeur de la longueur circonférentielle de la couche est ainsi avantageusement inférieure à 30 cm de chaque côté de la valve.
[0034] Une réalisation particulièrement avantageuse en termes d'utilisation de la chambre à air, et notamment pour simplifier son montage, prévoit que la couche d'élément de renforcement est réalisée de manière symétrique autour de la valve. Une telle réalisation va effectivement simplifier le montage de l'ensemble monté dont les propriétés et notamment la préservation de l'état de la chambre à air en roulage à pression nulle est indépendante du sens de montage de ladite chambre à air dans l'ensemble monté.
[0035] Avantageusement encore, la ou les couches d'éléments de renforcement s'étend(ent) dans un plan radial sur au moins un quart de périmètre de la chambre à air. En d'autres termes, la couche d'éléments de renforcement est réalisée sur un quart de tour, de préférence en englobant la valve pour les mêmes raisons que celles évoquées précédemment.
[0036] Selon d'autres modes de réalisation de l'invention, la couche d'éléments de renforcement peut constituer un tour complet de la chambre à air dans un plan radial. Il est encore possible selon la nature et le diamètre des éléments de renforcement de prévoir une couche enroulée sur au moins deux tours ou bien un empilement d'au moins deux couches d'élément de renforcement y compris dans le cas d'éléments de renforcement circonférentiels. Dans tous les cas, il est préférable de veiller à ne pas créer de surépaisseur locale qui pourrait notamment nuire au confort de l'usager.
[0037] La limitation de la dimension de la couche d'éléments de renforcement dans un plan radial contribue comme évoqué précédemment à préserver l'homogénéité d'aspect du pneumatique gonflé sur sa jante.
[0038] L'ensemble monté ainsi défini selon l'invention présente encore d'autres avantages. Les inventeurs ont notamment mis en évidence que lors du montage dudit ensemble monté selon l'invention, tout risque de pincement de la chambre à air et donc toute altération éventuelle de la chambre à air est évitée. De la même façon, les risques de pincement entre un obstacle et la jante, dus à des chocs en roulage, sont évités.
[0039] D'autres variantes avantageuses de l'invention prévoient, notamment en vue de faciliter le montage de l'ensemble monté, que la section du corps plein torique est telle que sa génératrice radialement intérieure sur une coupe radiale est au plus près de la génératrice radialement extérieure des crochets de jante. De telles variantes peuvent en effet permettre de simplifier le passage du corps plein au dessus des crochets dé jante lors du montage ou tout au moins permettre de diminuer les efforts nécessaires pour déformer le corps plein lors de cette opération de montage de l'ensemble monté. Une variante de réalisation préférée prévoit encore que la génératrice radialement intérieure du corps plein sur une coupe radiale est radialement extérieure à la génératrice radialement extérieure des crochets de jante ; selon cette dernière variante, le montage peut être effectué sans aucun effort sur le corps plein, sa déformation n'étant plus nécessaire. De telles variantes de réalisation peuvent par exemple correspondre à un corps plein torique présentant une section circulaire partiellement tronquée dans sa partie radialement intérieure.
[0040] Au sens de l'invention, les génératrices considérées sont des droites parallèles à l'axe de rotation et sont tangentes soit au corps plein torique soit aux crochets. [0041] L'invention propose également une chambre à air pour un ensemble monté. Selon l'invention, elle renferme un corps plein torique constitué d'une mousse et comporte sur au moins une partie de sa surface extérieure au moins une couche d'éléments de renforcement.
[0042] Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le corps plein est constitué d'une mousse à cellules ouvertes, telle qu'une mousse de type polyuréthane.
[0043] Une variante de l'invention prévoit avantageusement que la couche d'éléments de renforcement est constituée d'éléments de renforcement circonférentiels.
[0044] Selon une autre variante de réalisation de l'invention, la chambre à air comporte au moins deux couches d'éléments de renforcement circonférentiels telles que deux couches radialement adjacentes sont constituées d'éléments de renforcement croisés d'une couche à l'autre, de préférence en formant un angle compris entre 20 et 140°.
[0045] Une réalisation préférée de l'invention prévoit encore que la ou les couches d'éléments de renforcement s'étend(ent) longitudinalement sur une zone englobant la valve.
[0046] De préférence également selon l'invention, la ou les couches d'éléments de renforcement s'étend(ent) dans un plan radial sur au moins un demi périmètre de la chambre à air.
[0047] L'invention propose encore une étape d'un procédé de fabrication d'une chambre à air selon l'invention qui consiste en l'introduction d'un un corps plein torique constitué d'une mousse dans une chambre à air torique équipée d'une valve.
Le procédé selon l'invention comporte les différentes étapes suivantes :
- la chambre à air est introduite dans un moule positionné de sorte que son plan équatorial forme un angle inférieur à 30° avec la direction verticale,
- la valve est positionnée dans la partie haute du moule, - un mélange liquide réticulable est injecté par le trou de valve,
- le mélange réticule pour former une mousse.
[0048] Le procédé selon l'invention permet une réalisation usuelle de la chambre à air puis ensuite d'injecter le mélange liquide par la valve sans nécessiter un orifice supplémentaire pour l'évacuation de l'air ou du trop plein de liquide injecté. Le procédé ne nécessite donc pas d'étape finale de rebouchage d'un orifice complémentaire.
[0049] Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, au moins une couche d'élément de renforcement est fixée sur au moins une partie de la surface extérieure de l'enveloppe polymérique.
[0050] Une première variante de ce mode de réalisation de l'invention prévoit que la couche d'éléments de renforcement est fixée avant l'étape d'insertion d'un corps plein torique constitué d'une mousse dans l'enveloppe polymérique. Selon cette variante de réalisation, la couche d'éléments de renforcement peut être une couche préfabriquée associée à l'enveloppe polymérique après la réalisation de celle-ci. Toujours selon cette variante de réalisation, la couche d'éléments de renforcement peut être formée par des éléments de renforcement insérés dans l'enveloppe polymérique au cours de la fabrication de celle-ci.
[0051] Une deuxième variante de ce mode de réalisation de l'invention prévoit que la couche d'éléments de renforcement est fixée après l'étape d'insertion d'un corps plein torique constitué d'une mousse dans l'enveloppe polymérique.
[0052] D'autres détails et caractéristiques avantageux de l'invention ressortiront ci- après de la description d'un exemple de réalisation de l'invention en référence aux figures 1 à 3 qui représentent :
- figure 1, un schéma d'une vue partielle en coupe radiale d'un ensemble monté selon l'invention à l'état gonflé,
- figure 2, un schéma d'une vue partielle en coupe radiale de l'ensemble monté de la figure 1 à pression nulle, - figure 2bis, un schéma d'une vue partielle en coupe radiale de l'ensemble monté de la figure 1 à pression nulle dans la zone d'écrasement du pneumatique,
- figure 3, un schéma d'une vue partielle de la zone d'une chambre à air selon l'invention comportant la valve.
[0053] Les figures ne sont pas représentées à l'échelle pour en simplifier la compréhension.
[0054] La figure 1 représente schématiquement une vue en coupe radiale d'un ensemble monté 1 constitué d'une jante 2, munie de deux crochets de jantes 3, d'une chambre à air 4 renfermant un corps plein torique 5 et d'un pneumatique 6.
[0055] Sur la figure 1, l'ensemble monté est gonflé à sa pression d'usage. Il apparaît que le corps torique en mousse 5 est mis en place dans la partie radialement intérieure de la chambre à air 4 et est séparée de la partie radialement extérieure de ladite chambre à air 4 par le volume d'air de gonflage. En conséquence, le corps plein en mousse 5 est également séparé de la bande de roulement du pneumatique 6.
[0056] En roulage, l'ensemble monté 1 ainsi constitué présente un comportement semblable à un ensemble monté usuel et confère notamment un confort pneumatique à l'usager.
[0057] Le volume réduit du corps plein torique 5 permet en outre de faciliter le montage de l'ensemble monté et notamment l'introduction de la chambre à air 4 dans la cavité du pneumatique 6 lors du montage de celui-ci sur la jante 2.
[0058] La figure 2 représente schématiquement une vue en coupe radiale du même ensemble monté 1 à pression nulle et donc à l'état dégonflé tel qu'il peut l'être en cas de crevaison. Cette figure 2 montre la fonction de rappel de la chambre à air 4 qui, du fait de son élasticité, exerce une force de rappel sur le corps plein torique 5 et maintient une pression radiale orientée vers l'intérieur sur celui-ci. Cette force de rappel et les dimensions préalablement choisies du corps plein torique 5 permettent de maintenir ledit corps torique 5 contre les bourrelets 7 du pneumatique 6, ceux-ci étant en appui contre les crochets dé jante 3.
[0059] La combinaison de la chambre à air 4 et du corps plein torique 5 permet donc de maintenir le pneumatique 6 sur la jante 2 sans risque de déjantage à pression nulle.
[0060] Sur la figure 2bis, le même ensemble monté 1 est représenté comme dans le cas de la figure 2 mais dans la zone d'écrasement du pneumatique lors d'un roulage. Cette figure 2bis montre que la bande de roulement du pneumatique 6 vient en appui sur la partie radialement extérieure du corps plein torique 5. Comme évoqué précédemment, la densité de la mousse et son volume sont choisis pour que le corps 5 offre une rigidité telle que l'usager puisse continuer à rouler dans des conditions de confort acceptables.
[0061] Cette figure 2bis montre en outre, que le choix de la densité et du volume de la mousse peut permettre de ne pas causer un appui de ladite mousse et donc de la chambre à air sur le fond de jante où apparaissent les têtes des rayons. Dans le cas contraire, une dégradation de la chambre à air peut apparaître en cas de frottement sur ces têtes de rayons.
[0062] La figure 3 illustre un schéma d'une vue partielle de la zone d'une chambre à air 4 selon l'invention comportant la valve 8. Conformément à l'invention, une couche 9 d'éléments de renforcement circonférentiels 10 est mise en place autour de la valve 8.
[0063] Dans le cas représenté sur la figure 3, la couche 9 s'étend longitudinalement selon une valeur L d'environ 15 cm et s'étend dans un plan radial sur un demi périmètre de la chambre à air. Bien que non visible sur la figure 3, dans un plan radial, la couche 9 s'étend de manière symétrique par rapport au plan circonférentiel passant par la valve 8.
[0064] La surface relativement faible de la couche 9 par rapport à la surface extérieure de la chambre à air 4 dans son état gonflé permet de conserver un diamètre du tore formé par la chambre à air 4 relativement homogène sur toute la longueur du tore.
[0065] Les éléments de renforcement circonférentiels 10 utilisés lors des essais étaient des éléments organiques. La nature de ces éléments de renforcement peut être choisie parmi tous le matériaux usuels pour ce type d'éléments dès lors que leur module d'élasticité est supérieur à celui du matériau polymérique constituant la chambre à air 4 proprement dite.
[0066] Des essais d'ensembles montés selon l'invention ont été réalisés. Ces essais consistent d'une part en des roulages sur des machines comportant un volant tournant pour mesurer les distances d'arrêt dès que la machine est mise en roue libre, distances qui sont corrélées à la résistance au roulement des ensembles montés, et d'autre part en des roulages sur bicyclettes pour obtenir une appréciation subjective de l'usager quant au confort et les performances en termes de distance parcourue.
[0067] Les premiers essais, réalisés sur des machines de roulage, ont été faits en comparaison avec un ensemble monté identique mais de constitution usuelle c'est-à- dire ne comportant pas de corps plein torique dans la chambre à air ni de couche d'éléments de renforcement sur la surface extérieure de la chambre à air ; cet ensemble monté usuel est appelé témoin. La référence du pneumatique était 37/622 Michelin. L'ensemble monté selon l'invention est associé à un corps plein torique formé d'une mousse polyuréthane de densité 518 gr/dm3 et dont le volume représente 56 % du volume du pneumatique à une pression de 3 bars dans l'ensemble monté. Le volume du pneumatique est défini comme étant le volume délimité par la cavité interne du pneumatique et limité radialement vers l'intérieur par la droite D illustrée sur la figure 1. La distance radiale, dans le plan équatorial, entre la surface intérieure du pneumatique et la surface radialement extérieure du corps plein est égale à 5 mm, lorsque la pression est égale à 3 bars. Cette même distance est égale 3 mm lorsque la pression devient nulle.
[0068] L'ensemble monté selon l'invention comporte encore une couche telle que celle représentée sur la figure 3, dont la dimension selon la direction longitudinale est égale à 30 cm, et dont la dimension selon la direction radiale correspond à une demi périmètre de la chambre à air.
[0069] Les mesures ont été faites à différentes pressions pour chacun des ensembles montés et on relève la distance parcourue jusqu'à l'arrêt de l'ensemble monté. Les mesures sont exprimées en mètres parcourus.
[0070] Les résultats obtenus sont les suivants :
Figure imgf000016_0001
[0071] Les mesures n'ont pas été effectuées sur le témoin pour des pressions inférieurs à 0.5 bar, celui-ci n'étant pas apte au roulage pour de telles pressions.
[0072] Ces résultats montrent qu'un ensemble monté selon l'invention n'est d'une part quasiment pas affecté par la présence du corps plein torique dans la chambre à air en ce qui concerne la résistance au roulement pour des pressions usuelles. D'autre part, les résultats obtenus montrent qu'en mode dégradé, c'est-à-dire à pression nulle, l'ensemble monté peut autoriser le roulage dans des conditions de résistance au roulement acceptables, la distance mesurée de 177 mètres sur ce test étant jugée satisfaisante.
[0073] Les autres essais effectués sur bicyclettes ont montré que le confort ressenti par l'usager n'était quasiment pas altéré à la pression d'utilisation normale et acceptable en mode dégradé.
[0074] Par ailleurs, les essais effectués sur bicyclette ont conduit à des distances parcourues supérieures à 20 Km avec une pression nulle. La distance de 20 Km est considérée comme suffisante pour permettre à l'usager d'atteindre un lieu de réparation. II apparaît après démontage qu'il est en outre possible de réparer la crevaison de la chambre à air, celle-ci n'étant pas autrement détériorée notamment du fait du roulage à pression nulle.
[0075] Des essais du même type ont encore été réalisés avec un ensemble monté comportant un corps plein torique identique au précédent mais la chambre à air ne comportant pas de couche d'éléments de renforcement sur une partie de sa surface extérieure. Ces essais ont montré qu'un tel ensemble monté ne présente pas des résultats comparables à l'invention. Comme évoqué précédemment, il apparaît qu'en mode dégradé, le confort diminue dès les premiers mètres de roulage du fait de l'apparition de plis à proximité de la valve. Après une distance parcourue inférieure à 800 mètres, une déchirure importante de la chambre à air se produit empêchant toute éventuelle réparation. Après une distance parcourue inférieure à 1400 mètres, la valve est arrachée.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Ensemble monté, comprenant une jante, un pneumatique et une chambre à air constituée d'une enveloppe torique polymérique fermée comportant une valve, caractérisé en ce que la chambre à air renferme un corps plein torique constitué d'une mousse et comporte sur au moins une partie de sa surface extérieure au moins une couche d'éléments de renforcement.
2 - Ensemble monté selon la revendication 1 caractérisé en ce que, le volume du corps plein torique est inférieur à celui du pneumatique gonflé sur la jante.
3 - Ensemble monté selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le corps plein est constitué d'une mousse à cellules ouvertes, telle qu'une mousse de type polyuréthane.
4 - Ensemble monté selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la rigidité à l'écrasement du corps plein est comprise entre 25 et 200 % de la rigidité à l'écrasement d'un ensemble monté à sa pression d'usage et soumis à sa charge normale.
5 - Ensemble monté selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche d'éléments de renforcement est constituée d'éléments de renforcement circonférentiels.
6 - Ensemble monté selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chambre à air comporte au moins deux couches d'éléments de renforcement et en ce que deux couches radialement adjacentes sont constituées d'éléments de renforcement croisés d'une couche à l'autre.
7 - Ensemble monté selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la ou les couches d'éléments de renforcement s'étend(ent) longitudinalement sur une zone englobant la valve. 8 - Ensemble monté selon la revendication 7, caractérisé en ce que la ou les couches d'éléments de renforcement s'étend(ent) longitudinalement sur au moins cinq centimètres en aval de la valve selon le sens de rotation de l'ensemble monté.
9 - Ensemble monté selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la ou les couches d'éléments de renforcement s'étend(ent) dans un plan radial sur au moins un quart de périmètre de la chambre à air.
10 - Chambre à air pour un ensemble monté, caractérisé en ce qu'elle renferme un corps plein torique constitué d'une mousse et comporte sur au moins une partie de sa surface extérieure au moins une couche d'éléments de renforcement.
11 - Chambre à air selon la revendication 10 caractérisé en ce que le corps plein est constitué d'une mousse à cellules ouvertes, telle qu'une mousse de type polyuréthane.
12 - Chambre à air selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que la couche d'éléments de renforcement est constituée d'éléments de renforcement circonférentiels.
13 - Chambre à air selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce qu'elle comporte au moins deux couches d'éléments de renforcement et en ce que deux couches radialement adjacentes sont constituées d'éléments de renforcement croisés d'une couche à l'autre.
14 - Chambre à air selon l'une des revendications 10 à 13, caractérisé en ce que la ou les couches d'éléments de renforcement s'étend(ent) longitudinalement sur une zone englobant la valve.
15 - Chambre à air selon l'une des revendications 10 à 14, caractérisé en ce que la ou les couches d'éléments de renforcement s'étend(ent) longitudinalement sur au moins cinq centimètres en aval de la valve selon le sens de rotation de l'ensemble monté.
16 - Chambre à air selon l'une des revendications 10 à 15, caractérisé en ce que la ou les couches d'éléments de renforcement s'étend(ent) dans un plan radial sur au moins un quart de périmètre de la chambre à air. 17 - Procédé de fabrication d'une chambre à air, constituée d'une enveloppe torique polymérique fermée comportant une valve, comportant une étape d'insertion d'un corps plein torique constitué d'une mousse dans l'enveloppe polymérique, caractérisé en ce que :
- l'enveloppe polymérique est introduite dans un moule positionné de sorte que son plan équatorial forme un angle inférieur à 30° avec la direction verticale,
- la valve est positionnée dans la partie haute du moule,
- un mélange liquide réticulable est injecté par le trou de valve,
- le mélange réticule pour former une mousse.
18 - Procédé de fabrication d'une chambre à air selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'au moins une couche d'élément de renforcement est fixée sur au moins une partie de la surface extérieure de l'enveloppe polymérique.
19 - Procédé de fabrication d'une chambre à air selon la revendication 18, caractérisé en ce que la couche d'éléments de renforcement est fixée avant l'étape d'insertion d'un corps plein torique constitué d'une mousse dans l'enveloppe polymérique.
20 - Procédé de fabrication d'une chambre à air selon la revendication 19, caractérisé en ce que la couche d'éléments de renforcement est formée par des éléments de renforcement insérés dans l'enveloppe polymérique au cours de la fabrication de celle-ci.
21 - Procédé de fabrication d'une chambre à air selon la revendication 18, caractérisé en ce que la couche d'éléments de renforcement est fixée après l'étape d'insertion d'un corps plein torique constitué d'une mousse dans l'enveloppe polymérique.
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