WO2020094976A1 - Bandage non pneumatique pour vehicule leger - Google Patents

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WO2020094976A1
WO2020094976A1 PCT/FR2019/052627 FR2019052627W WO2020094976A1 WO 2020094976 A1 WO2020094976 A1 WO 2020094976A1 FR 2019052627 W FR2019052627 W FR 2019052627W WO 2020094976 A1 WO2020094976 A1 WO 2020094976A1
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bandage element
bandage
polymeric material
stiffening
contact portion
Prior art date
Application number
PCT/FR2019/052627
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English (en)
Inventor
Sylvain MORIVAL
Clément BERNAUD
Franck ZAMPARO
Mathilde Abad
Original Assignee
Compagnie Generale Des Etablissements Michelin
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B60C7/00—Non-inflatable or solid tyres
    • B60C7/10—Non-inflatable or solid tyres characterised by means for increasing resiliency
    • B60C7/12—Non-inflatable or solid tyres characterised by means for increasing resiliency using enclosed chambers, e.g. gas-filled
    • B60C7/125—Non-inflatable or solid tyres characterised by means for increasing resiliency using enclosed chambers, e.g. gas-filled enclosed chambers defined between rim and tread
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B60C7/00—Non-inflatable or solid tyres
    • B60C7/24—Non-inflatable or solid tyres characterised by means for securing tyres on rim or wheel body

Definitions

  • the present invention relates to a non-pneumatic tire, intended to be mounted on a rim and to equip a light vehicle, and more specifically relates to a tire element, suitable for being wound on a rim to form a non-pneumatic tire for light vehicle.
  • light vehicle is meant a vehicle having a low mass, for example at most equal to 200 kg under load, and moving at low speed, for example at most equal to 50 km / h.
  • a bicycle, a children's car, a wheelchair for the disabled are examples of light vehicles.
  • the invention will be described more particularly for a non-pneumatic tire intended to equip a light vehicle with two wheels of the bicycle type.
  • a tire is an open hollow toric body constituted by at least one elastomeric material, subjected to a determined inflation pressure, depending on the dimensional characteristics of the tire and the load and speed stresses for which it is intended to be submitted, as defined, for example, by the standards of the European Technical Rim and Tire Organization (“ETRTO").
  • ETRTO European Technical Rim and Tire Organization
  • a tire usually comprises a tread, intended to come into contact with a ground via a tread surface, and connected by two sidewalls to two beads, intended to cooperate with a rim.
  • a non-pneumatic tire is an O-ring body made up of at least one polymeric material, intended to perform the function of a tire but without being subjected to an inflation pressure.
  • a non-pneumatic tire can be full or hollow.
  • a hollow non-pneumatic bandage may contain air, but at the atmospheric pressure, that is to say that it has no pneumatic rigidity provided by an inflation gas at a pressure higher than atmospheric pressure.
  • a non-pneumatic tire advantageously makes it possible to eliminate the pressure monitoring and adjustment constraint and the risks of partial or total pressure loss of a tire.
  • the rim on which is intended to be mounted a non-pneumatic tire, comprises two rim flanges connected together by a rim tape.
  • a rim usually includes a rim hole allowing the installation of an inflation valve.
  • a rim can be made of a metallic or polymeric or composite material.
  • Non-pneumatic tire designs have been proposed in the state of the art.
  • some have been designed to have an effective rim tightening.
  • US patent application 20120318421 A1 discloses a non-pneumatic tire formed by a closed hollow body of elastomeric material, fixed to a rim by a clamping element, positioned circumferentially inside the non-pneumatic tire.
  • This cable-type clamping element comprises two respectively locking and toothed ends linked together to ensure tightening, at the level of a hole opening into the outer surface of the non-pneumatic tire.
  • This design has the disadvantage of having a clamping element on the rim which can be difficult to insert into the non-pneumatic tire.
  • such a non-pneumatic tire of given size must be mounted on a rim of suitable size.
  • WO 2017067869 proposes a mounted assembly comprising a non-pneumatic tire mounted on a rim, with mounting and tightening on rim facilitated and with flexible mountability, that is to say possible on rims having different but similar axial widths, having a relative difference at most equal to 20%.
  • the mounted assembly described in this document, comprises a non-pneumatic tire mounted on a rim and a wire tightening insert applied over the entire radially inner circumference of the closed toric cavity of the non-pneumatic tire.
  • the clamping insert comprises clamping means applying a prestressing force ensuring clamping by crushing a radially inner portion of the non-pneumatic tire on the rim.
  • the non-pneumatic tire comprises at least one transverse circumferential discontinuity
  • the radially inner portion of the non-pneumatic tire comprises two deformable beads geometrically adapting to the rim under the action of clamping by crushing, and the insert of tightening successively crosses radially inward the radially inner portion of the non-pneumatic tire and a rim hole, so that the clamping means are positioned radially inside the rim.
  • This non-pneumatic tire has the drawback, however, of having too great a deflection or radial deformation when it is mounted on its rim and subjected to a nominal load as defined, for example, by the ETRTO standard.
  • a too large radial deflection can cause, in particular, blistering, that is to say a local detachment, of the central portion of the rolling surface, in the area of contact of the rolling surface with the ground.
  • This blistering results in degraded functioning of the tread, in particular with respect to wear and grip. Consequently, the load carrying capacity of such a non-pneumatic tire is insufficient for optimal operation of the non-pneumatic tire.
  • the non-pneumatic tire described by document WO 2017067869 has the particularity of being able to be obtained by winding on a rim a bandage element cut to a length substantially equal to the circumference of the rim.
  • the inventors have given themselves the objective of proposing a bandage element, capable of being wound on a rim to form a non-pneumatic tire for light vehicles, so that the non-pneumatic tire thus obtained has a carrying capacity of increased load compared to a hollow non-pneumatic tire of the prior art, while having a wear life at least of the level of that of a hollow non-pneumatic tire of the prior art.
  • the bandage element being a hollow tubular body having a length L and comprising at least one polymeric material, the bandage element comprising a top, intended to come into contact with a ground and connected by two sides to two beads, intended to cooperate with the rim,
  • the bandage element comprising two stiffening portions at least partially not linked together
  • each stiffening portion extending into the main internal cavity open from a single bead to the top, and delimiting, with a portion of the banding element facing said stiffening portion, a closed secondary interior cavity,
  • the bandage element comprising a contact portion, part of the top intended to come into contact with a ground, and a load-bearing portion, constituted by at least part of the top, the two sides, the two beads and the two portions stiffening, the contact portion and the carrier portion being made of different materials.
  • the object of the invention is a bandage element for making a non-pneumatic bandage by winding said bandage element on a rim.
  • the non-pneumatic tire is produced directly on the rim by winding the tire element, generally cut to a length substantially equal to the circumference of the mounting rim, and by abutting the end faces of the bandage element thus cut. It is therefore not a non-pneumatic O-ring tire, manufactured beforehand and then mounted on a rim.
  • the bandage element is a hollow tubular body having a length L, representing the length of its longitudinal mean line.
  • the longitudinal mean line of the banding element is the locus of the centers of gravity of the sections perpendicular to said longitudinal mean line and is positioned in a longitudinal mean plane XZ passing through the middle of the vertex.
  • the direction XX ' is the longitudinal direction, tangent to the longitudinal mean line
  • the direction ZZ' is the direction perpendicular to the longitudinal mean line and positioned in the longitudinal mean plane XZ
  • the direction YY ' is the transverse direction , perpendicular to the longitudinal mean plane XZ.
  • the bandage element comprises at least one polymeric material, which is a type of material commonly used in the field of non-pneumatic bandages.
  • the assembly constituted by the top, the two sides and the two beads defines an open main interior cavity, the latter being open at the beads.
  • the beads are not joined together by a portion of bandage element.
  • this open main interior cavity may contain at least one closed sub-cavity or secondary cavity.
  • the bandage element comprises two stiffening portions at least partially not linked together, which make it possible to increase the rigidity of the bandage element with respect to the crash.
  • These two stiffening portions are partially separated from each other, and, in particular, in the main open interior cavity, so as to have essentially independent mechanical behaviors. They therefore do not constitute, for example, a lattice stiffening structure and contribute to the rigidity essentially by their geometric shape and by their constituent material.
  • each portion of stiffening extends in the main interior cavity open from a single bead to the top, and delimits, with a portion of a bandage element in screw -with respect to said stiffening portion, a closed secondary internal cavity.
  • the geometric shape of each stiffening portion therefore ensures bracing of the bandage element, on either side of its longitudinal mean plane.
  • the main interior cavity is thus divided into two closed secondary cavities, separated from each other by a third secondary cavity open at the level of the beads.
  • each stiffening portion extends into the open main interior cavity, from a transition zone between the bead and the sidewall up to the vicinity of the middle of the apex, which creates a bracing between the middle of the top and the bead, without interaction with the flank.
  • the interface of each stiffening portion with the crown may vary depending on the dimensional characteristics of the tire.
  • the bandage element comprises a contact portion, part of the top intended to come into contact with a ground, and a load-bearing portion, constituted by at least part of the top , the two sides, the two beads and the two stiffening portions, the contact portion and the load-bearing portion being made of different materials.
  • the contact portion is the portion of the bandage element intended to be worn, since it is the part of the crown intended to come into contact with a ground. It must therefore be constituted by at least one polymeric material having suitable mechanical characteristics with respect to wear, but also to adhesion. Most often, the contact portion consists of a single polymeric material.
  • the load-bearing portion consists of at least part of the top, the two sides, the two beads and the two stiffening portions: it corresponds to the portion of the bandage element complementary to the contact portion, intended for carry the load applied to the bandage. It must therefore consist of at least one polymeric material having mechanical characteristics adapted to the load port and guaranteeing satisfactory endurance of the tire. It can be made up of at least one polymeric material, but more often than not, for reasons of simplicity and economy of manufacture, it is made up of a single polymeric material. In addition, the set of two stiffening portions can represent 20% to 50% by volume of the load-bearing portion.
  • the previously described invention thus increases the load carrying capacity of a non-pneumatic tire, compared to a reference hollow non-pneumatic tire without stiffening portion.
  • the stiffening of the non-pneumatic tire results in a reduction in the radial deformation of the crown or deflection, which makes it possible to guarantee full contact of the running surface with the ground, by eliminating any risk of blistering, that is local detachment of the running surface in its middle part.
  • the presence of a wearing contact portion constituted by a differentiated polymeric material, makes it possible to satisfy the requirements of service life on wear as well as adhesion.
  • the contact portion has a maximum radial thickness El, measured in a longitudinal mean plane passing through the middle of the apex, at less than 1 mm. Below this value, the contact portion is too thin, and the wear of the tire may be too rapid.
  • the contact portion has a maximum radial thickness El, measured in a longitudinal mean plane passing through the middle of the apex, at most equal to 5 mm. Beyond this value, the rolling resistance, and therefore the resistance to the advancement of the tire, may be too high.
  • the contact portion comprises at least one longitudinal groove in the longitudinal direction.
  • the presence of at least one longitudinal groove makes it possible to increase the performance of the tire with regard to grip, in particular with regard to transverse grip, as in the usual case of treads with sculpture of classic bandages.
  • the contact portion is constituted by a single polymeric material Ml
  • the polymeric material Ml constituting the contact portion has a Shore A hardness at least equal to 10.
  • the mechanical behavior of a polymeric material can in fact be characterized, in particular, by its Shore hardness, measured in accordance with DIN 53505 or ASTM 2240 standards. With a Shore A hardness less than 10, the polymeric material M1 becomes too soft, which results in a duration of insufficient wear life.
  • the contact portion is constituted by a single polymeric material Ml
  • the polymeric material Ml constituting the contact portion has a Shore A hardness at most equal to 80. With a Shore A hardness greater than 80 , the polymeric material M1 becomes too hard and generates vibrations during driving, resulting in insufficient vibrational comfort during driving.
  • the polymeric material Ml constituting the contact portion is an elastomeric thermoplastic material (TPE) or a vulcanized thermoplastic material (TPV).
  • TPE elastomeric thermoplastic material
  • TPV vulcanized thermoplastic material
  • these types of materials have the advantage of having Shore A hardness values in the range of values described above, at least equal to 10 and at most equal to 80. They also have the advantage of having temperatures of moderate cooking, between 120 ° C and 250 ° C and can be hot extruded, hot extrusion being a particularly simple and economical method of manufacturing the bandage element.
  • the carrier portion is constituted by a single polymeric material M2 and differentiated from the single polymeric material Ml constituting the contact portion.
  • the bandage element is constituted by a two-component having a contact portion and a load-bearing portion with their respective unique constituent materials, differentiated with respect to the wear resistance function and the function. charge port.
  • the targeted technical problem is thus advantageously solved with a minimum number of materials.
  • the polymeric material M2 constituting the carrier portion has a Shore A hardness at least equal to 60, preferably at least equal to 70. Below this value, it is difficult to keep the geometry of the element. bandage during use, due to excessive deformability.
  • the polymeric material M2 constituting the carrier portion has a Shore A hardness at most equal to 80. With a Shore A hardness greater than 80, the polymeric material M2 becomes too hard and generates vibrations during rolling, where vibration comfort is insufficient during driving.
  • the polymeric material M2 constituting the carrier portion is an elastomeric thermoplastic material (TPE) or a vulcanized thermoplastic material (TPV).
  • TPE elastomeric thermoplastic material
  • TPV vulcanized thermoplastic material
  • these types of materials have the advantage of having Shore A hardness values in the range of values described above, of having moderate firing temperatures, between 120 ° C and 250 °. C, and therefore be able to be hot extruded, hot extrusion being a particularly simple and economical method of manufacturing the bandage element.
  • the polymeric materials Ml of the contact portion and / or M2 of the carrier portion can be translucent, for example in order to be able to integrate lighting systems therein for security purposes.
  • the two stiffening portions are symmetrical with respect to a longitudinal mean plane passing through the middle of the summit.
  • the symmetry of the stiffening portions guarantees a symmetrical behavior of the non-pneumatic tire when it is crushed on the ground.
  • each portion of the banding element facing a stiffening portion having, in any transverse plane perpendicular to perpendicular to a longitudinal mean plane, a transverse curvature C 0
  • each portion of stiffening has, in any transverse plane, a transverse curvature Ci having an orientation opposite to that of the transverse curvature Co of the portion of the bandage element facing the stiffening portion.
  • the transverse curvature Co of the portion of the bandage element being concave
  • the transverse curvature Ci of the stiffening portion is convex.
  • the two deformed stiffening portions are liable to come into contact with each other, and, by bearing on one another by their external faces respectively, to further increase the rigidity of the non-pneumatic tire against crushing.
  • the bandage element has a curved longitudinal mean line having a monotonic radius of curvature R.
  • a monotonic radius of curvature R is, in the mathematical sense, a radius always having the same direction of variation.
  • such a curved longitudinal mean line of bandage element does not have an inversion of curvature.
  • the hollow tubular body when it is placed on a rim, the hollow tubular body can be subjected to buckling due to the strong extension of its portion corresponding to the top and the strong compression of the portion corresponding to the beads.
  • the radius of curvature R of the bandage element is generally substantially constant and must be compatible with the radius of the rim on which G bandage element is intended to be put in place.
  • the radius of curvature R can typically be between 200 mm and 500 mm.
  • each bead comprises a longitudinal groove opening onto an inner face of the bead, facing the main open interior cavity, and extending over the entire length L of the element of bandage.
  • the invention also relates to a method of manufacturing a bandage element as previously described.
  • the method of manufacturing a bandage element as previously described comprises a step of hot extrusion of the hollow tubular body constituting the bandage element.
  • Such a method simultaneously makes it possible to produce the geometry required for the bandage element and to bake the polymeric materials constituting the bandage element.
  • the two stages of extrusion and cooking are therefore simultaneous.
  • the extrusion temperatures are between 120 ° C. and 250 ° C.
  • the method of manufacture of such a bandage element comprises an extrusion step hot of the hollow tubular body constituting the bandage element, using an extrusion nozzle having a curved longitudinal mean line having a monotonic radius of curvature R.
  • This particular embodiment of the hot extrusion process allows to obtain directly, thanks to the curved shape of the extrusion nozzle, a bandage element having a curved longitudinal mean line having a monotonic radius of curvature R.
  • - Figure 1B Perspective view of a bandage element according to the invention.
  • - Figure 1C Side view of a bandage element according to the invention.
  • - Figure 2 Cross section of a non-pneumatic tire, obtained by winding a tire element according to the invention, mounted on a rim and in a crushed state.
  • - Figure 3A Partial perspective view of a non-pneumatic tire during production, by winding a tire element according to the invention on a rim.
  • - Figure 3B Partial perspective view of a non-pneumatic tire obtained by winding a tire element according to the invention on a rim.
  • FIG. 4 Schematic diagram of a method for hot extrusion of a curved bandage element according to a preferred embodiment of the invention.
  • FIG. 1A shows a cross section, in a transverse plane YZ, of a bandage element according to the invention, in a free state.
  • the banding element 1 is a hollow tubular body, comprising at least two polymeric materials. It includes a crown 2, intended to come into contact with a ground, and connected by two sides 3 to two beads 4, intended to cooperate with a rim (not shown).
  • the banding element 1 comprises two stiffening portions 6 at least partially not linked between them, and each stiffening portion 6 extends into the main open internal cavity 5 from a single bead 4 to the top 2, and delimits, with a portion of bandage element 7 facing each other screw of said stiffening portion 6, a closed secondary interior cavity 8.
  • the banding element 1 comprises a contact portion 21, part of the crown 2 intended to come into contact with a ground, and a portion carrier 22, consisting of at least part of the crown 2, the two sides 3, the two beads 4 and the two stiffening portions 6, the contact portion 21 and the carrier portion 22 being made of different materials.
  • the contact portion 2 having a maximum radial thickness El measured in a longitudinal mean plane XZ passing through the middle of the apex 2 is constituted by a single polymeric material Ml and the carrier portion 22 is also constituted by a unique polymeric material M2.
  • the two stiffening portions 6 are symmetrical with respect to the longitudinal mean plane XZ, passing through the middle of the vertex 2.
  • each stiffening portion 6 has, in the transverse plane YZ, a transverse curvature Ci having an orientation opposite to that of the transverse curvature Co of the portion of the bandage element 7 facing the stiffening portion 6.
  • each bead 4 comprises a longitudinal groove 41 opening onto an inner face of the bead 42, facing screw of the main open interior cavity 5, and extending over the entire length L of the bandage element 1.
  • FIG. 1B is a perspective view of a bandage element according to the invention, the cross section of which is shown in Figure 1A.
  • FIG. 1C is a side view of a bandage element according to the invention, in the particular case where the bandage element 1 has a curved longitudinal mean line L m having a monotonic radius of curvature R.
  • FIG. 2 is a cross section, in a transverse plane YZ, of a non-pneumatic tire, obtained by winding a tire element according to the invention, mounted on a rim and in a crushed state.
  • a rim 10 on which the bandage element is wound in order to constitute a non-pneumatic bandage, as well as a clamping insert 9, the ends of which are positioned in the grooves longitudinal 41 of each bead 4 in order to guarantee optimal tightening of the beads 4 on the rim 5.
  • This clamping insert 9, in the case shown, has the form of a ribbon extending, in the longitudinal direction XX ′, over the entire circumference of the non-pneumatic tire.
  • FIG. 3A is a partial perspective view of a non-pneumatic tire during production, by winding a tire element 1 according to the invention on a rim 10.
  • the tire element 1 cut to a length L substantially equal to the circumference of the rim 10, and provided with a tightening insert, in the form of a tape 9, is gradually placed on the rim 10, with an adjustment beads against the rims of the rim.
  • FIG. 3B is a partial perspective view of a non-pneumatic tire obtained by winding a tire element according to the invention on a rim and represents the final state of the assembly thus produced.
  • FIG. 4 schematically describes the device for carrying out the step of hot extrusion of the hollow tubular body constituting the banding element 1, using an extrusion nozzle 11 having a longitudinal mean line L ' m curve having a monotonic radius of curvature R.
  • the curved banding element 1 thus has a longitudinal mean line L m curve having a monotonic radius of curvature R, and is easy to wind on a storage reel, pending making a non-pneumatic tire.
  • the invention has been more particularly studied in the case of a tire element for producing a non-pneumatic tire for bicycle of size 40-622, according to the designation of the ETRTO standard, that is to say with a section width equal to 40 mm and a rim mounting diameter equal to 622 mm.
  • the inventors aim, more generally but not exhaustively, to apply the invention to a non-pneumatic tire for a bicycle having a section width between 28 mm and 44 mm and a rim mounting diameter between 26 inches and 28 inches.
  • Such a non-pneumatic tire for a bicycle has a section width, in the direction YY ', equal to 40 mm and a section height, in the direction ZZ', equal to 42 mm. It is intended to be mounted on a rim having a diameter equal to 622 mm.
  • the bandage element making it possible to constitute this bandage comprises a contact portion having a maximum thickness El equal to 3 mm and a load-bearing portion.
  • Each stiffening portion of the bandage element has a thickness equal to 4.7 mm and a curvilinear length, between its interface with the bead and its interface with the top, equal to 18.4 mm.
  • the total volume of the two stiffening portions represents 40% of the total volume of the load-bearing portion.
  • each stiffening portion of the bandage element has an interface with the bead positioned, in the direction ZZ ', at a distance, relative to the end of the bead, equal to 3 mm, and has an interface with the vertex positioned, in the direction YY ', at a distance, relative to the longitudinal mean plane XZ, equal to 2 mm.
  • the polymeric material M1 constituting the contact portion is a vulcanized thermoplastic material (TPV), having a Shore A hardness equal to 72, measured at 23 ° C, and a baking temperature between 175 ° C and 230 ° C.
  • the polymeric material M2 constituting the carrier portion is a vulcanized thermoplastic material (TPV), having a Shore A hardness equal to 79, measured at 23 ° C, and a baking temperature between 175 ° C and 230 ° C.
  • TPV vulcanized thermoplastic material
  • the banding element previously described is hot extruded, at a temperature equal to 210 ° C.
  • the bandage element has a curved longitudinal mean line having a monotonic radius of curvature R equal to approximately 300 mm.
  • the inventors have shown that the stiffening of the non-pneumatic tire results in a significant reduction in the radial deformation of the crown or deflection.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un bandage non pneumatique, destiné à être monté sur une jante pour véhicule léger, et a pour objet un élément de bandage, apte à être enroulé sur la jante pour constituer le bandage, en visant une capacité de port de charge augmentée et une durée de vie en usure suffisante.L'élément de bandage (1) comprend deux portions de rigidification (6) au moins en partie non liées entre elles, chacune s'étendant dans la cavité intérieure principale ouverte (5) à partir d'un seul bourrelet(4) jusqu'au sommet (2), et délimitant, avec une portion d'élément de bandage (7) en vis-à- vis de ladite portion de rigidification(6), une cavité intérieure secondaire fermée (8). En outre l'élément de bandage (1) comprend une portion de contact (21) et une portion porteuse (22), constituées par des matériaux différents.

Description

BANDAGE NON PNEUMATIQUE POUR VEHICUEE EEGER
[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, tout en ayant une durée de vie sur usure au moins du niveau de celle d’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 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,
-chaque portion de rigidifïcation s’étendant dans la cavité intérieure principale ouverte à partir d’un seul bourrelet jusqu’au sommet, et délimitant, avec une portion d’élément de bandage en vis-à-vis de ladite portion de rigidifïcation, une cavité intérieure secondaire fermée,
-et l’élément de bandage comprenant une portion de contact, partie du sommet destinée à entrer en contact avec un sol, et une portion porteuse, constituée par au moins une partie du sommet, les deux flancs, les deux bourrelets et les deux portions de rigidifïcation, la portion de contact et la portion porteuse étant constituées par des matériaux différents.
[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 longueur L, représentant la longueur de sa ligne moyenne longitudinale. 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 un 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 géométrique 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 d’un seul 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. Selon un mode de réalisation usuel, 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. Toutefois l’interface de chaque portion de rigidifïcation avec le sommet peut varier en fonction des caractéristiques dimensionnelles du bandage. [0018] Enfin, selon une troisième caractéristique de l’invention, l’élément de bandage comprend une portion de contact, partie du sommet destinée à entrer en contact avec un sol, et une portion porteuse, constituée par au moins une partie du sommet, les deux flancs, les deux bourrelets et les deux portions de rigidification, la portion de contact et la portion porteuse étant constituées par des matériaux différents.
[0019] La portion de contact est la portion de l’élément de bandage destinée à être usée, puisque c’est la partie du sommet destinée à entrer en contact avec un sol. Elle doit donc être constituée par au moins un matériau polymérique ayant des caractéristiques mécaniques adaptées vis-à-vis de l’usure, mais aussi de l’adhérence. Le plus souvent, la portion de contact est constituée par un matériau polymérique unique.
[0020] La portion porteuse est constituée par au moins une partie du sommet, les deux flancs, les deux bourrelets et les deux portions de rigidification : elle correspond à la portion de l’élément de bandage complémentaire de la portion de contact, destinée à porter la charge appliquée sur le bandage. Elle doit donc être constituée par au moins un matériau polymérique ayant des caractéristiques mécaniques adaptées au port de charge et garantissant une endurance satisfaisante du bandage. Elle peut être constituée par au moins un matériau polymérique, mais le plus souvent, pour des raisons de simplicité et d’économie de fabrication, elle est constituée par un matériau polymérique unique. En outre l’ensemble des deux portions de rigidification peuvent représenter 20% à 50% en volume de la portion porteuse.
[0021] 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 rigidification. La rigidification 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. En outre, la présence d’une portion de contact usante, constituée par un matériau polymérique différencié, permet de satisfaire les exigences de durée de vie sur usure ainsi que l’adhérence.
[0022] Avantageusement la portion de contact a une épaisseur radiale maximale El, mesurée dans un plan moyen longitudinal passant par le milieu du sommet, au moins égale à 1 mm. En deçà de cette valeur, la portion de contact est trop mince, et l’usure du bandage risque d’être trop rapide.
[0023] Encore avantageusement la portion de contact a une épaisseur radiale maximale El, mesurée dans un plan moyen longitudinal passant par le milieu du sommet, au plus égale à 5 mm. Au-delà de cette valeur, la résistance au roulement, et donc la résistance à l’avancement du bandage, risquent d’être trop élevées.
[0024] Egalement avantageusement la portion de contact comprend au moins une rainure longitudinale selon la direction longitudinale. La présence d’au moins une rainure longitudinale permet d’augmenter la performance du bandage vis-à-vis de l’adhérence, en particulier vis-à-vis de l’adhérence transversale, comme dans le cas usuel des bandes de roulement avec sculpture des bandages classiques.
[0025] Dans le cas où la portion de contact est constituée par un matériau polymérique unique Ml, le matériau polymérique Ml constitutif de la portion de contact a une dureté Shore A au moins égale à 10. De façon connue, le comportement mécanique d’un matériau polymérique peut en effet être caractérisé, en particulier, par sa dureté Shore, mesurée conformément aux normes DIN 53505 ou ASTM 2240. Avec une dureté Shore A inférieure à 10, le matériau polymérique Ml devient trop mou, ce qui entraîne une durée de vie en usure insuffisant.
[0026] Toujours dans le cas où la portion de contact est constituée par un matériau polymérique unique Ml, le matériau polymérique Ml constitutif de la portion de contact a une dureté Shore A au plus égale à 80. Avec une dureté Shore A supérieure à 80, le matériau polymérique Ml devient trop dur et génère des vibrations en roulage, d’où un confort vibratoire en roulage insuffisant.
[0027] Préférentiellement le matériau polymérique Ml constitutif de la portion de contact est un matériau thermoplastique élastomérique (TPE) ou un matériau thermoplastique vulcanisé (TPV). Ces types de matériaux présentent l’avantage d’avoir des valeurs de dureté Shore A dans la plage de valeurs précédemment décrite, au moins égale à 10 et au plus égale à 80. Ils présentent en outre l’avantage d’avoir des températures de cuisson modérées, comprises entre l20°C et 250°C et de pouvoir être extrudés à chaud, l’extrusion à chaud étant un mode de fabrication de l’élément de bandage particulièrement simple et économique. [0028] Avantageusement la portion porteuse est constituée par un matériau polymérique M2 unique et différencié par rapport au matériau polymérique unique Ml constitutif de la portion de contact. Dans ce cas l’élément de bandage est constitué par un bi-composant ayant une portion de contact et une portion porteuse avec leurs matériaux constitutifs uniques respectifs, différenciés vis-à-vis de la fonction de résistance à l’usure et de la fonction de port de charge. Le problème technique visé est ainsi avantageusement résolu avec un nombre minimal de matériaux.
[0029] Encore avantageusement le matériau polymérique M2 constitutif de la portion porteuse a une dureté Shore A au moins égale à 60, de préférence au moins égale à 70. En deçà de cette valeur, il est difficile de conserver la géométrie de l’élément de bandage au cours de son utilisation, en raison d’une trop grande déformabilité.
[0030] Egalement avantageusement le matériau polymérique M2 constitutif de la portion porteuse a une dureté Shore A au plus égale à 80. Avec une dureté Shore A supérieure à 80, le matériau polymérique M2 devient trop dur et génère des vibrations en roulage, d’où un confort vibratoire en roulage insuffisant.
[0031] Préférentiellement le matériau polymérique M2 constitutif de la portion porteuse est un matériau thermoplastique élastomérique (TPE) ou un matériau thermoplastique vulcanisé (TPV). Comme décrit pour la portion de contact, ces types de matériaux présentent l’avantage d’avoir des valeurs de dureté Shore A dans la plage de valeurs précédemment décrite, d’avoir des températures de cuisson modérées, comprises entre l20°C et 250°C, et, par conséquent, de pouvoir être extrudés à chaud, l’extrusion à chaud étant un mode de fabrication de l’élément de bandage particulièrement simple et économique.
[0032] Selon un mode de réalisation particulier et avantageux, les matériaux polymériques Ml de la portion de contact et/ou M2 de la portion porteuse peuvent être translucides, par exemple pour pouvoir y intégrer des systèmes d’éclairage dans un but de sécurité.
[0033] Selon un mode de réalisation préféré des portions de rigidifïcation, les deux portions de rigidifïcation sont symétriques par rapport à un plan moyen longitudinal passant par le milieu du sommet. La symétrie des portions de rigidifïcation garantit un comportement symétrique du bandage non pneumatique lors de son écrasement sur le sol.
[0034] Encore préférentiellement, chaque portion d’élément de bandage en vis-à- vis d’une portion de rigidifïcation ayant, dans tout plan transversal perpendiculaire à perpendiculaire à un plan moyen longitudinal, une courbure transversale C0, 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 elles, et, en prenant appui l’une sur l’autre par leurs faces extérieures respectives, d’augmenter encore la rigidité du bandage non pneumatique vis-à-vis de l’écrasement.
[0035] 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 G élément de bandage est destiné à être mis en place. Pour un bandage pour vélo usuel, le rayon de courbure R peut être compris, typiquement, entre 200 mm et 500 mm.
[0036] 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.
[0037] L’invention a également pour objet un procédé de fabrication d’un élément de bandage tel que précédemment décrit.
[0038] 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.
[0039] 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.
[0040] 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, dans un état libre.
-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, monté sur une jante et 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.
[0041] La figure 1A représente une coupe transversale, dans un plan transversal YZ, d’un élément de bandage selon l’invention, dans un état libre. L’élément de bandage 1 est un corps tubulaire creux, comprenant au moins deux matériaux polymériques. 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 d’un seul 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. Toujours selon l’invention, l’élément de bandage 1 comprend une portion de contact 21, partie du sommet 2 destinée à entrer en contact avec un sol, et une portion porteuse 22, constituée par au moins une partie du sommet 2, les deux flancs 3, les deux bourrelets 4 et les deux portions de rigidifïcation 6, la portion de contact 21 et la portion porteuse 22 étant constituées par des matériaux différents. Dans le mode de réalisation préféré représenté, la portion de contact 2, ayant une épaisseur radiale maximale El mesurée dans un plan moyen longitudinal XZ passant par le milieu du sommet 2, est constituée par un matériau polymérique unique Ml et la portion porteuse 22 est également constituée par un matériau polymérique unique M2. Les deux portions de rigidifïcation 6 sont symétriques par rapport au plan moyen longitudinal XZ, passant par le milieu du sommet 2. 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 Lm courbe ayant un rayon de courbure monotone R.
[0042] 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, monté sur une jante et dans un état écrasé. Aux éléments représentés sur la figure 1 A 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, selon la direction longitudinale 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’une sur l’autre par leurs faces extérieures respectives, augmentent la rigidité du bandage non pneumatique vis-à-vis de l’écrasement.
[0043] 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.
[0044] 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 Lm 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.
[0045] L’invention a été plus particulièrement étudiée dans le cas d’un élément de bandage pour réaliser un bandage non pneumatique pour vélo de dimension 40-622, selon la désignation de la norme ETRTO, c’est-à-dire avec une largeur de section égale à 40 mm et un diamètre de montage sur jante égal à 622 mm. Les inventeurs visent, plus généralement mais de façon non exhaustive, une application de l’invention à un bandage non pneumatique pour vélo ayant une largeur de section comprise entre 28 mm et 44 mm et un diamètre de montage sur jante compris entre 26 pouces et 28 pouces.
[0046] Un tel bandage non pneumatique pour vélo a une largeur de section, selon la direction YY’, égale à 40 mm et une hauteur de section, selon la direction ZZ’, égale à 42 mm. Il est destiné à être monté sur une jante ayant un diamètre égal à 622 mm. L’élément de bandage permettant de constituer ce bandage comprend une portion de contact ayant une épaisseur maximale El égale à 3 mm et une portion porteuse. Chaque portion de rigidifïcation de l’élément de bandage a une épaisseur égale à 4.7 mm et une longueur curviligne, comprise entre son interface avec le bourrelet et son interface avec le sommet, égale à 18.4 mm. Le volume total des deux portions de rigidifïcation représente 40% du volume total de la portion porteuse. 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 Ml constituant la portion de contact est un matériau thermoplastique vulcanisé (TPV), ayant une dureté Shore A égale à 72, mesurée à 23°C, et une température de cuisson comprise entre l75°C et 230°C. Le matériau polymérique M2 constituant la portion porteuse est un matériau thermoplastique vulcanisé (TPV), ayant une dureté Shore A égale à 79, mesurée à 23°C, et une température de cuisson comprise entre l75°C et 230°C. L’élément de bandage précédement décrit est extrudé à chaud, à une température égale à 2lO°C. Enfin, l’élément de bandage a une ligne moyenne longitudinale courbe ayant un rayon de courbure monotone R égal à environ 300 mm.
[0047] 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.

Claims

RE VENDIC ATION S
1. Elément de bandage (1), apte à être enroulé sur une jante (10) pour constituer un bandage non pneumatique pour véhicule léger:
-l’élément de bandage (1) étant un corps tubulaire creux ayant une longueur L et comprenant au moins un matériau polymérique,
-l’élément de bandage (1) comprenant 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 la jante,
-l’ensemble constitué par le sommet (2), les deux flancs (3) et les deux bourrelets (4) délimitant une cavité intérieure principale ouverte (5),
caractérisé en ce que l’élément de bandage (1) comprend deux portions de rigidifïcation (6) au moins en partie non liées entre elles, en ce que chaque portion de rigidifïcation (6) s’étend dans la cavité intérieure principale ouverte (5) à partir d’un seul 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), et en ce que l’élément de bandage (1) comprend une portion de contact (21), partie du sommet (2) destinée à entrer en contact avec un sol, et une portion porteuse (22), constituée par au moins une partie du sommet (2), les deux flancs (3), les deux bourrelets (4) et les deux portions de rigidifïcation (6), la portion de contact (21) et la portion porteuse (22) étant constituées par des matériaux différents.
2. Elément de bandage (1) selon la revendication 1 dans lequel la portion de contact (21) a une épaisseur radiale maximale El, mesurée dans un plan moyen longitudinal (XZ) passant par le milieu du sommet (2), au moins égale à 1 mm.
3. Elément de bandage (1) selon l’une des revendications 1 ou 2 dans lequel la portion de contact (21) a une épaisseur radiale maximale El, mesurée dans un plan moyen longitudinal (XZ) passant par le milieu du sommet (2), au plus égale à 5 mm.
4. Elément de bandage (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel la portion de contact (21) comprend au moins une rainure longitudinale selon la direction longitudinale (XX’).
5. Elément de bandage (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, la portion de contact (21) étant constituée par un matériau polymérique unique Ml, dans lequel le matériau polymérique Ml constitutif de la portion de contact (21) a une dureté Shore A au moins égale à 10.
6. Elément de bandage (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, la portion de contact (21) étant constituée par un matériau polymérique unique Ml, dans lequel le matériau polymérique Ml constitutif de la portion de contact (21) a une dureté Shore A au plus égale à 80.
7. Elément de bandage (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel le matériau polymérique Ml constitutif de la portion de contact (21) est un matériau thermoplastique élastomérique (TPE) ou un matériau thermoplastique vulcanisé (TPV).
8. Elément de bandage (1) selon l’une quelconque des revendications 5 à 7 dans lequel la portion porteuse (22) est constituée par un matériau polymérique M2 unique et différencié par rapport au matériau polymérique unique Ml constitutif de la portion de contact (21).
9. Elément de bandage (1) selon la revendication 8 dans lequel le matériau polymérique M2 constitutif de la portion porteuse (22) a une dureté Shore A au moins égale à 60, de préférence au moins égale à 70.
10. Elément de bandage (1) selon l’une des revendications 8 ou 9 dans lequel le matériau polymérique M2 constitutif de la portion porteuse (22) a une dureté Shore A au plus égale à 80.
11. Elément de bandage (1) selon l’une quelconque des revendications 8 à 10 dans lequel le matériau polymérique M2 constitutif de la portion porteuse (22) est un matériau thermoplastique élastomérique (TPE) ou un matériau thermoplastique vulcanisé (TPV).
12. Elément de bandage (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11 dans lequel les deux portions de rigidifïcation (6) sont symétriques par rapport à un plan moyen longitudinal (XZ) passant par le milieu du sommet (2).
13. Elément de bandage (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, chaque portion d’élément de bandage (7) en vis-à-vis d’une portion de rigidifïcation (6) ayant, dans un plan transversal (YZ) perpendiculaire à un plan moyen longitudinal (XZ), une courbure transversale C0, dans lequel chaque portion de rigidifïcation (6) a 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).
14 Procédé de fabrication d’un élément de bandage (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 13 comprenant une étape d’extrusion à chaud du corps tubulaire creux constituant l’élément de bandage (1).
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CN112572062A (zh) * 2020-12-07 2021-03-30 郁萍 一种波浪式延展周期性结构的免充气轮胎及其加工方法

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