Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
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WO 2020/128362 1
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Description
EXTENSEUR PERFECTIONNE ET ENSEMBLE ROULANT COMPORTANT UN TEL EXTENSEUR
L'invention a pour objet un extenseur pour un ensemble roulant constitué par
un pneumatique et
une jante rigide reliés ensemble par un extenseur apte à offrir une certaine
flexibilité élastique lors
.. d'un choc subi pendant le roulement, ainsi qu'un ensemble roulant le
comportant. Un pneumatique
comprend, comme on le sait, deux bourrelets destinés à être montés sur les
sièges d'une jante. La
présente invention concerne les ensembles roulants dans lesquels un bourrelet
de pneumatique
n'est pas monté directement sur une jante rigide, mais est monté sur un
extenseur flexible,
extenseur qui, lui, est monté sur une jante rigide.
.. Un pneumatique, une jante, ainsi qu'un extenseur dont il est question dans
la présente invention
sont usuellement décrits par une représentation dans un plan méridien, c'est-à-
dire un plan
contenant l'axe de rotation du pneumatique. Tous ces produits (le pneumatique,
la jante,
l'extenseur) sont des objets ayant une géométrie de révolution par rapport à
l'axe de rotation du
pneumatique. Les directions radiale et axiale désignent respectivement les
directions, la première,
perpendiculaire à l'axe de rotation du pneumatique, et la seconde, parallèle à
l'axe de rotation du
pneumatique. Dans ce qui suit, les expressions radialement et axialement
signifient
respectivement selon une direction radiale et selon la direction axiale
. Les expressions
radialement intérieur, respectivement radialement extérieur signifient
plus proche,
respectivement plus éloigné, de l'axe de rotation du pneumatique, selon une
direction radiale . Un
plan médian est un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du pneumatique,
positionné axialement
de façon à couper la surface de la bande de roulement sensiblement à mi-
distance des bourrelets
d'un pneumatique. Les expressions axialement intérieur, respectivement
axialement extérieur
signifient plus proche, respectivement plus éloigné, du plan médian du
pneumatique, selon la
direction axiale . Par ailleurs, par coupe radiale ou section radiale
, on entend une coupe ou
une section selon un plan qui contient l'axe de rotation du pneumatique.
Le document W02016/046197 propose d'agencer un extenseur flexible entre un
bourrelet de
pneumatique et une jante. L'ensemble roulant selon ce document comprend un
pneumatique, une
jante et deux extenseurs identiques. En considérant les conventions de langage
rappelées ci-dessus,
et en se reportant à la façon dont on monte un extenseur sur une jante, un tel
extenseur comprend,
.. axialement de l'intérieur vers l'extérieur, une extrémité axialement
intérieure appelée bourrelet
d'extenseur et destinée à assurer l'accrochage de l'extenseur sur la jante. Un
tel extenseur comprend
aussi une extrémité axialement extérieure destinée à recevoir et immobiliser
axialement un
bourrelet de pneumatique. Un corps relie les deux extrémités respectivement
axialement intérieure
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et axialement extérieure. Les extenseurs sont montés sur une jante qui est la
plupart du temps une
pièce en aluminium. La jante présente de chaque côté un crochet de jante
destiné à assurer en
particulier l'immobilisation en direction axiale de l'extenseur.
Un extenseur flexible doit, d'une part, présenter une certaine flexibilité
élastique par exemple lors
d'un choc contre un trottoir ou lors du passage dans un nid-de-poule et,
d'autre part, il doit
présenter suffisamment de rigidité en roulage afin de conférer un comportement
correct au véhicule
et de permettre au préalable à une roue le comportant de passer les différents
tests de validation, tel
le test de gonflage à haute pression ou le test d'endurance biaxial
(généralement connu sous le nom
de test ZWARP). Afin de satisfaire à toutes ces conditions, on munit les
extrémités de l'extenseur des
éléments de renforts reliés par au moins une nappe de renfort, et plus
particulièrement on munit
l'extrémité axialement extérieure de l'extenseur d'une tringle annulaire de
section de forme
générale circulaire faite généralement d'une pluralité de brins en fil
d'acier.
Dans le document W02017/191389, il est proposé un tel extenseur flexible
comportant une tringle
annulaire de section globalement polygonale réalisée à base d'un fil
métallique unitaire enroulé de
manière jointive autour d'un support au moins trois fois selon une direction
axiale et au moins deux
fois selon une direction radiale. La tringle est entourée de nappes de
caoutchouc et forme avec celle-
ci l'extrémité axialement extérieure de l'extenseur qui supporte le bourrelet
du pneumatique et se
situe axialement à l'extérieur de celui-ci.
Les extenseurs sont montés sur une jante métallique qui est la plupart du
temps une pièce en
aluminium. La jante présente de chaque côté un crochet de jante destiné à
assurer en particulier
l'immobilisation en direction axiale de l'extenseur. Sur une jante métallique
sans extenseur pour
roues de véhicule de tourisme, on rencontre le plus fréquemment des crochets
de type J de
largeur comprise entre 11 et 15 mm. Toutefois, la norme ETRTO (pour European
Tyre and Rim
Technical Organisation) définit également des crochets de type J-N pour
une jante en aluminium
dont la largeur est comprise entre 8 et 15 mm. Un tel crochet est moins large
qu'un crochet de type
J , ce qui permet de gagner en masse mais aussi de mieux protéger la partie
centrale de la jante
contre les râpages trottoir.
Or, dans le cas d'un ensemble roulant comportant une jante et un pneu reliés
par un extenseur
flexible, il a été constaté que l'extrémité axialement extérieure de
l'extenseur fait saillie par rapport
au crochet de jante d'une largeur axiale assez importante, ce qui a pour
conséquence qu'elle est plus
exposée aux râpages trottoir. Il est donc nécessaire de réduire la largeur
axiale de l'extrémité
axialement extérieure de l'extenseur.
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Ainsi, pour résoudre ce problème, en partant de la solution décrite dans le
document
W02017/191389, on aurait certes essayé d'augmenter la section du fil unitaire
de l'enroulement
constituant le renfort extérieur, tout en diminuant le nombre d'enroulements
pour une section de
forme donnée, telle que décrite dans ce document. Comme le moment d'inertie en
flexion d'une
section circulaire varie avec la puissance quatre du diamètre du fil alors que
sa section ne varie
qu'avec le carré de celui-ci, on pourrait diminuer la section globale du
renfort tout en conservant son
moment d'inertie en flexion. Dans une telle configuration, chaque fil serait
donc plus gros et
présenterait un moment d'inertie en flexion plus grand. Ceci aurait néanmoins
pour inconvénient de
rendre le fil moins apte à retrouver sa forme d'origine après une déformation
imposée. Autrement
dit, un tel renfort plastifierait plus facilement lors d'un choc contre un
trottoir ce qui aurait pour
conséquence de se déformer et donc de ne plus pouvoir assurer la flexibilité
élastique nécessaire lors
d'un tel choc.
Le but de l'invention est de remédier aux inconvénients précités et de
proposer un extenseur pour
un ensemble roulant réalisé de manière à garantir suffisamment de stabilité
mécanique en
roulement et d'encaisser des chocs sans se déformer de manière permanente,
tout en permettant de
protéger son extrémité axialement extérieure lors des râpages trottoir.
L'invention a donc pour objet un extenseur pour un ensemble roulant d'axe de
rotation X-X'
comprenant un pneumatique, ayant deux bourrelets et une jante, l'extenseur
étant destiné à assurer
la jonction entre l'un des bourrelets et la jante, ledit extenseur comprenant
une extrémité
axialement intérieure, une extrémité axialement extérieure et un corps orienté
principalement
axialement et disposé entre ladite extrémité axialement extérieure et ladite
extrémité axialement
intérieure de sorte que, lorsqu'il est monté au sein de l'ensemble, ladite
extrémité axialement
intérieure est destinée à être immobilisée sur ladite jante, ladite extrémité
axialement extérieure
comprenant un élément de renfort extérieur est destinée à recevoir un
bourrelet de pneumatique,
dans lequel ledit renfort extérieur est une structure sensiblement de
révolution autour de l'axe X-X'
comprenant plusieurs enroulements d'au moins un fil agencés axialement les uns
à côté des autres
sur plusieurs couches radialement superposées les unes sur les autres,
caractérisé en ce que la
section du renfort extérieur présente un rapport des moments d'inertie lx/ly
supérieur à 1,3 pour
une largeur axiale comprise entre 6 et 9 mm, où lx est le moment d'inertie
autour d'un premier axe
passant par son centre de gravité et parallèle à l'axe de rotation X-X' et ly
est le moment d'inertie
autour d'un deuxième axe passant par son centre de gravité et perpendiculaire
au premier axe.
En position de fonctionnement, lorsqu'il est monté au sein de l'ensemble
roulant, l'extenseur est
immobilisé avec son extrémité axialement intérieure sur la jante alors que
l'autre extrémité forme
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une surface d'appui ou siège pour le bourrelet du pneumatique, l'élément de
renfort de l'extrémité
axialement extérieure étant situé axialement à l'extérieur du siège de
bourrelet de pneumatique.
L'élément de renfort de l'extrémité axialement extérieure est conçu de manière
à opposer beaucoup
de résistance en flexion selon un axe parallèle à l'axe de rotation de
l'ensemble roulant afin de lui
conférer de la stabilité mécanique en roulement, mais aussi pour résister aux
sollicitations de
flambage en compression et/ou lorsque l'ensemble roulant est sous forte
pression de gonflage.
Lorsqu'il subit un choc violent, tel un choc contre un trottoir par exemple,
il a été constaté que
l'extrémité axialement extérieure de l'extenseur subit un mouvement de
rotation par rapport au
point d'ancrage au niveau de la jante. En tournant, l'extrémité axialement
extérieure fait également
tourner l'élément de renfort extérieur autour de lui-même, élément de renfort
selon l'invention qui
peut alors se déformer en flexion selon un axe présentant un moment d'inertie
moindre, donc
opposant moins de résistance à la déformation. Autrement dit, l'élément de
renfort extérieur de
l'extenseur de l'invention est réalisé de manière à ce qu'il présente un
moment d'inertie lx plus
grand selon un premier axe sensiblement parallèle à l'axe de rotation de
l'ensemble roulant et un
moment d'inertie ly plus faible selon un deuxième axe qui est perpendiculaire
au premier. De
surcroît, pour une largeur axiale restreinte de l'élément de renfort, largeur
comprise entre 6 et 9
mm, il a été constaté que le rapport entre lx et ly est supérieur à 1,3.
Ainsi, la géométrie de l'élément
de renfort extérieur de l'extenseur permet de limiter les contraintes vues par
les enroulements du
renfort qui ont un comportement purement élastique en fonctionnement.
Selon l'invention, le rapport entre lx et ly est supérieur à 1,3, de
préférence supérieur à 1,30 et plus
préférentiellement supérieur ou égal à 1,35 et encore plus préférentiellement
supérieur ou égal à
1,38.
L'extenseur de l'invention présente donc une raideur en flexion suffisante, ce
qui permet de conférer
suffisamment de rigidité dans des conditions normales de roulement à
l'ensemble roulant qu'il
équipe, tout en ayant suffisamment de flexibilité élastique radiale pour lui
permettre d'absorber les
chocs subis en roulement en se déformant de manière élastique, et tout en
limitant la largeur axiale
de son extrémité axialement extérieure qui est destinée à supporter le
bourrelet d'un pneumatique
de l'ensemble roulant.
La section du renfort extérieur de l'extenseur de l'invention a une largeur
axialel et une hauteur
radiale h et peut présenter un facteur de forme h/lsupérieur à 1,3 et de
préférence compris entre
1,3 et 2.
La section du renfort extérieur de l'extenseur de l'invention présente des
moments d'inertie
principaux d'axes concourants Il et 12 qui peuvent faire un angle non nul avec
lx, respectivement ly.
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Par moments d'inertie principaux d'une section on comprend, de manière connue
dans la résistance
des matériaux, les moments d'inertie ayant la plus grande valeur pour Il et
respectivement la plus
petite valeur pour 12. Les axes principaux d'inertie sont toujours
perpendiculaires entre eux.
Le rapport entre les moments d'inertie principaux Il et 12 peut être supérieur
à 2.
Les enroulements d'au moins un fil de l'extenseur de l'invention forment un
alignement radialement
le plus à l'intérieur et au moins un deuxième alignement adjacent superposé au
premier appelés
lignes dans lesquels l'axe passant par les centres des lignes sont parallèles
entre eux et les fils des
alignements les plus axialement à l'intérieur forment une première colonne et
les alignements
adjacents axialement à l'extérieur forment au moins une deuxième colonne où
les axes passant par
les centres des fils des colonnes sont parallèles entre eux et où l'axe
passant par le centre des
enroulements d'une ligne fait un angle p avec l'axe passant par le centre des
enroulements d'une
colonne de fil, angle p qui peut être différent de 900
.
Les enroulements du renfort extérieur de l'extenseur de l'invention peuvent
comprendre au moins
deux enroulements agencés axialement les uns à côté des autres sur au moins
trois couches
radialement superposées les unes sur les autres. Les enroulements du renfort
extérieur de
l'extenseur peuvent être réalisés à base d'un fil unitaire métallique de
diamètre compris entre 2 et
5mm et de préférence compris entre 2,15 et 3 mm.
Les enroulements du renfort extérieur de l'extenseur peuvent être réalisés à
base d'un fil unitaire
métallique enrobé d'une composition polymérique, de préférence une composition
élastomérique.
Le renfort extérieur de l'extenseur peut être disposé de manière à ce l'axe
principal de sa section soit
incliné par rapport à un axe perpendiculaire à l'axe X-X'.
L'invention a également pour objet un ensemble roulant d'axe de rotation X-X'
comprenant un
pneumatique ayant deux bourrelets, une jante et un extenseur de l'invention.
L'invention est décrite ci-après à l'aide des figures la à 3b, données
uniquement à titre d'illustration :
- la figure la est une coupe méridienne partielle d'un ensemble roulant avec
un extenseur selon
l'état de la technique,
- la figure lb est un agrandissement de l'élément de renfort extérieur de
l'extenseur de la figure la,
- la figure 2a est une coupe méridienne partielle d'un ensemble roulant
avec un extenseur selon un
premier mode de réalisation de l'invention,
- la figure 2b est un agrandissement de l'élément de renfort extérieur de
l'extenseur de la figure 2a,
- la figure 2c est un agrandissement d'un l'élément de renfort extérieur
selon une variante de
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réalisation de l'ensemble de la figure 2a,
- la figure 3a est une coupe méridienne partielle d'un ensemble roulant
avec un extenseur réalisé
selon un deuxième mode de réalisation de l'invention,
- la figure 3b est un agrandissement de l'élément de renfort extérieur de
l'extenseur de la figure 3a.
Sur les différentes figures, les éléments identiques ou similaires portent la
même référence. Leur
description n'est donc pas systématiquement reprise.
La figure la montre par une vue partielle un ensemble roulant 1 selon l'état
de la technique. Cet
ensemble présente un axe de rotation X-X', un axe Y-Y' perpendiculaire au
premier et compris dans
un plan médian, il comprend deux extenseurs 100 identiques (un seul étant
illustré dans la figure), un
pneumatique 2 et une jante 3. Le pneumatique 2 comporte deux bourrelets 21. La
jante 3 comporte
deux sièges sur jante 31, chacun prolongé par un rebord 32 de jante. Le rebord
32 de jante comporte
une face d'appui 33 radialement extérieure destinée à servir de support au
corps de l'extenseur. La
face d'appui 33 du rebord de jante 32 est en contact avec l'extenseur 100
lorsque le pneumatique est
monté sur les extenseurs et que ceux-ci sont montés sur la jante, le
pneumatique étant gonflé à la
pression nominale.
L'extenseur 100 comporte une extrémité axialement intérieure 10 destinée à
être montée sur l'un
desdits sièges sur jante 3. Il comporte une extrémité axialement extérieure 11
ainsi qu'un corps 12
orienté sensiblement axialement et disposé entre ladite extrémité axialement
extérieure 11 et ladite
extrémité axialement intérieure 10. L'extrémité axialement intérieure 10 de
l'extenseur a une face de
positionnement axial sensiblement perpendiculaire à l'axe de rotation X-X", et
est immobilisée en
étant plaquée axialement contre le rebord 32 de jante, sous l'effet de la
pression de gonflage du
pneumatique 2 et d'une géométrie particulière du rebord de jante. L'extrémité
axialement
extérieure 11 présente un épaulement 16 formant une face sensiblement
perpendiculaire à l'axe de
rotation X-X'. Ledit extenseur 100 comporte un siège sur extenseur 14 pour le
bourrelet 21 du
pneumatique. Le bourrelet 21 est immobilisé en étant plaqué axialement sur
ledit siège 14 contre
ledit épaulement 16 de l'extrémité axialement extérieure 11 de l'extenseur,
sous l'effet de la
pression de gonflage du pneumatique. L'extenseur ainsi réalisé a une forme de
révolution autour
d'un axe central. Lorsqu'il est à l'état non monté sur l'ensemble roulant,
l'extenseur a une forme
générale annulaire. Après son montage au sein de l'ensemble roulant, son axe
central devient
identique à l'axe X-X' de l'ensemble roulant.
L'extrémité axialement intérieure 10 de l'extenseur comprend un élément de
renfort intérieur 17
relié à l'élément de renfort extérieur 15 par une nappe de renfort 19 réalisée
à base de fils de renfort
noyés dans une composition élastomérique. La nappe de renfort 19 forme avec
les éléments de
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renfort 15, 17 une structure interne de l'extenseur. D'autres nappes
élastomériques externes
entourent la structure interne de l'extenseur.
Le montage de l'ensemble se fait en agençant chaque extenseur 100 sur la jante
3 et ensuite en
montant le pneumatique 2 sur l'extenseur 100. Une fois le montage effectué, le
bourrelet du
pneumatique impose une contraction circonférentielle de l'extenseur 100. Les
figures annexées
illustrent l'ensemble roulant avec les éléments montés.
La figure lb illustre l'élément de renfort 15 de l'extenseur de la figure la à
échelle agrandie. Dans
l'exemple illustré à la figure 1, la largeur de l'extrémité axialement
extérieure 11 est de 18,7 mm, elle
est obtenue avec un renfort annulaire ou tringle réalisée par plusieurs
enroulements d'un fil
métallique 4 ayant un diamètre de 2,15mm. Plus particulièrement, on obtient
une telle tringle en
enroulant le fil métallique sur six couches radialement superposées, la
première couche la plus
radialement intérieure présente 4 enroulements, elle est suivie d'une deuxième
ayant 5
enroulements, une troisième ayant 4 enroulements, une quatrième ayant cinq
enroulements, une
cinquième qui a 4 enroulements et enfin la dernière couche qui a trois
enroulements. Les
enroulements de deux couches adjacentes sont décalés axialement les uns par
rapport aux autres, et
ils forment des lignes parallèles entre elles correspondant aux enroulements
axiaux et les
enroulements des couches radialement superposées forment des colonnes
parallèles entre elles. Les
enroulements sont réalisés de manière connue, de sorte que l'axe passant par
le centre des
enroulements d'une ligne est perpendiculaire sur l'axe des enroulements d'une
colonne. La section
de la tringle ainsi obtenue est présente une largeur I égale à 10,8 mm et
de hauteur h égale à
11,5 mm. Les moments d'inertie calculés de la section de la tringle, notamment
le moment lx calculé
selon un premier axe x-x' qui est parallèle à l'axe de rotation X-X' de
l'ensemble et passant par le
centre de gravité de la section est égal à 854 mm4 et le moment d'inertie ly
selon un deuxième axe
perpendiculaire au premier et passant par le centre de gravité de la section
est égal à 647 mm4. Les
moments d'inertie principaux Il et 12 sont égaux à lx respectivement ly.
L'ensemble roulant de la
figure la fonctionnant à satisfaction, il a toutefois été constaté que
l'extrémité axialement extérieure
11 de l'extenseur étant trop protubérante (elle présente une largeur axiale de
18,7 mm dans
l'exemple de la figure la), elle était exposée aux râpages trottoir et
risquait d'être abimée en
roulage.
L'invention propose une solution selon les exemples illustrés aux figures 2a à
3b.
La figure 2a présente en coupe méridienne partielle un mode de réalisation
d'un extenseur 100 selon
un premier mode de réalisation de l'invention.
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Cet extenseur se différencie de celui illustré à la figure la par une
extrémité axiale 11 présentant une
largeur axiale réduite, de l'ordre de 16,9 mm, tout en ayant une excellente
capacité de se déformer
élastiquement lors d'un choc, tel le choc de la roue contre le trottoir, par
exemple. Cette largeur
axiale réduite est obtenue à l'aide d'une tringle ou élément de renfort
extérieur 15 dont la section
présente une géométrie avantageuse.
Ainsi, tel que mieux visible à la figure 2b, on a réalisé un élément de
renfort extérieur 15 qui est une
structure sensiblement de révolution autour de l'axe X-X' comprenant plusieurs
enroulements d'un
fil 4 agencés axialement les uns à côté des autres sur plusieurs couches
radialement superposées les
unes sur les autres et dont la géométrie de la section est telle que le
rapport des moments d'inertie
lx/ly est supérieur à 1,3. Plus particulièrement, le renfort extérieur 15 a
été obtenu à base d'un fil
métallique 4 de section ronde, le diamètre du fil étant égal à 2,4 mm et en
réalisant quatre
enroulements agencés axialement les uns à côté des autres sur trois couches
radialement
superposées les unes sur les autres et comprenant une quatrième couche
radialement extérieure à
trois enroulements. Ces enroulements forment ainsi quatre lignes 41 de fil
parallèles entre elles et
quatre colonnes 4c de fil parallèles entre elles. Selon l'invention, l'axe
passant par les centres des fils
d'une ligne 41 fait un angle p avec l'axe passant par les centres des fils
d'une colonne 4c, angle qui est
différent de 90 . Plus particulièrement, l'angle p est égal à 60 .
La section de l'élément de renfort extérieur 15 de la figure 2b ainsi obtenue
est présente une largeur
axiale 1 égale à 8,9 mm et une hauteur radiale h égale à 11,8 mm. Les
moments d'inertie
calculés de la section de l'élément de renfort, notamment le moment lx calculé
selon un premier axe
x-x' qui est parallèle à l'axe de rotation X-X' de l'ensemble et passant par
le centre de gravité de la
section est égal à 525 mm4 et le moment d'inertie ly selon un deuxième axe
perpendiculaire au
premier et passant par le centre de gravité de la section est égal à 379 mm4.
Les moments d'inertie
principaux d'axes concourants Il et 12 font un angle cp égal à 30 avec les
axes des moments d'inertie
lx, respectivement ly et leurs valeurs calculées pour la section de la figure
2b sont de 619 mm4 pour
11 et de 285 mm4 pour 12. Par moments d'inertie principaux d'une section on
comprend, de manière
connue dans la résistance des matériaux, les moments d'inertie ayant la plus
grande valeur pour 11 et
respectivement la plus petite valeur pour 12. Les axes principaux d'inertie
associés 1-1 et 2-2 sont
toujours perpendiculaires entre eux.
On réalise un tel élément de renfort extérieur 15 à base d'un fil métallique,
tel un fil d'acier,
comportant de préférence une âme en acier de préférence recouverte de laiton,
le fil étant enrobé
d'une composition polymérique, de préférence une composition élastomérique
pour assurer une
cohésion entre les fils. L'enroulement se fait par trancannage, couche par
couche sur un support en
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forme de plan incliné. Plus précisément, on choisit un support incliné d'un
angle 90043=300 dans ce
cas et on commence par réaliser une première couche radialement intérieure 41
sur en partant de
l'extrémité ayant le plus petit diamètre, on continue ensuite par réaliser la
deuxième couche
radialement superposée à la première en enroulant le même fil à partir de
l'extrémité correspondant
à celle du dernier enroulement de la première couche, par trancannage dans le
sens contraire au
premier. On continue ainsi à réaliser des enroulements de fil par trancannage
dans un sens, puis dans
l'autre pour réaliser quatre couches radialement superposées dont les trois
premières comportent
quatre enroulements et la dernière seulement trois enroulements de manière à
obtenir la section
représentée à la figure 2b.
Une variante de ce mode de réalisation est représentée à la figure 2c. Plus
particulièrement, le
renfort extérieur 15 a été obtenu à base d'un fil métallique 4 de section
ronde, le diamètre du fil
étant égal à 2,3 mm et en réalisant une première couche radialement intérieure
de trois
enroulements agencés axialement les uns à côté des autres, suivie de trois
autres couches
radialement superposées ayant chacune quatre enroulements agencés axialement
les uns contre les
autres sur trois et qui finit par une cinquième couche radialement superposée
aux précédentes et
trois enroulements agencés axialement les uns contre les autres. Ces
enroulements forment ainsi
cinq lignes 41 de fil parallèles entre elles et quatre colonnes 4c de fil
parallèles entre elles. Selon
l'invention, l'axe passant par les centres des fils d'une ligne 41 fait un
angle p avec l'axe passant par
les centres des fils d'une colonne 4c, angle qui est différent de 90 . Plus
particulièrement, l'angle p
est égal à 60 .
La section de l'élément de renfort extérieur 15 de la figure 2c ainsi obtenue
est présente une largeur
axiale 1 égale à 8,6 mm et une hauteur radiale h égale à 12,6 mm. Les
moments d'inertie
calculés de la section de l'élément de renfort, notamment le moment lx calculé
selon un premier axe
x-x' qui est parallèle à l'axe de rotation X-X' de l'ensemble et passant par
le centre de gravité de la
section est égal à 703 mm4 et le moment d'inertie ly selon un deuxième axe
perpendiculaire au
premier et passant par le centre de gravité de la section est égal à 369 mm4.
Les moments d'inertie
principaux d'axes concourants Il et 12 font un angle cp égal à 14 avec les
axes des moments d'inertie
lx, respectivement ly et leurs valeurs calculées pour la section de la figure
2b sont de 727 mm4 pour
11 et de 345 mm4 pour 12.
On réalise un tel élément de renfort extérieur 15 de la figure 2c de la même
manière que celle
décrite en référence à l'élément de renfort de la figure 2b, par trancannage
dans un sens, puis dans
l'autre, sur un support incliné en partant de l'extrémité ayant le plus petit
diamètre pour obtenir cinq
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couches radialement superposées, la première ayant trois enroulements, les
trois suivantes ayant
chacune quatre enroulements et la dernière trois enroulements axiaux.
Les figures 3a et 3b illustrent un deuxième mode de réalisation d'un extenseur
selon l'invention. En
effet, la géométrie particulière de la section de l'élément de renfort
extérieur 15 permet d'obtenir un
extenseur 100 avec une largeur axiale très réduite, en étant égale à 14,3 mm,
ce qui assure une
bonne protection de l'extenseur lors des râpages trottoir, tout en lui
conférant d'excellentes
capacités à se déformer élastiquement lors d'un choc, tel le choc de la roue
contre le trottoir par
exemple, et de stabilité mécanique en roulement.
Ainsi, tel que mieux visible à la figure 3b, on a réalisé un élément de
renfort extérieur 15 qui est une
structure sensiblement de révolution autour de l'axe X-X' et comprend
plusieurs enroulements d'un
fil 4 métallique de section ronde et d'un diamètre égal à 3 mm, la structure
comprenant deux
enroulements agencés axialement les uns à côté des autres sur quatre couches
radialement
superposées les unes sur les autres. Ces enroulements forment ainsi quatre
lignes 41 de fil parallèles
entre elles et deux colonnes 4c de fil parallèles entre elles. Selon
l'invention, l'axe passant par les
centres des fils d'une ligne 41 fait un angle p avec l'axe passant par les
centres des fils d'une colonne
4c, angle qui est différent de 90 . Plus particulièrement, l'angle p est égal
à 60 .
La section de l'élément de renfort extérieur 15 de la figure 3b ainsi obtenue
est présente une largeur
axiale 1 égale à 8,2 mm et une hauteur radiale h égale à 12,5 mm. Les
moments d'inertie
calculés de la section de l'élément de renfort, notamment le moment lx calculé
selon un premier axe
x-x' qui est parallèle à l'axe de rotation X-X' de l'ensemble et passant par
le centre de gravité de la
section est égal à 634 mm4 et le moment d'inertie ly selon un deuxième axe
perpendiculaire au
premier et passant par le centre de gravité de la section est égal à 193 mm4.
Les moments d'inertie
principaux d'axes concourants Il et 12 font un angle cp égal à 20,4 avec lx,
respectivement ly et leurs
valeurs calculées pour la section de la figure 3b sont de 705 mm4 pour Il et
de 122 mm4 pour 12.
On réalise un tel élément de renfort extérieur 15 de la figure 3b de manière
similaire à celle
précédemment décrite en en réalisant des enroulements de fil métallique enrobé
de composition
élastomérique côte à côte sur un support incliné d'un angle 90 43, par
trancannage dans un sens,
puis dans l'autre, sur un support incliné en partant de l'extrémité ayant le
plus petit diamètre pour
obtenir quatre couches radialement superposées, ayant chacune deux
enroulements axiaux.
Dans une variante, non illustrée dans les figures, l'élément de renfort de la
figure 3b est modifié.
Ainsi, la dernière couche radialement extérieure superposée aux trois
précédentes ne comprend
qu'un seul enroulement, le dernier enroulement axialement à l'extérieur étant
omis, alors que les
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autres couches en-dessous comprennent chacune deux enroulements, comme dans la
figure 3b. Ceci
permet d'avoir un élément de renfort de plus faible encombrement radial, tout
en gardant les
propriétés mécaniques requises.
Tel qu'illustré aux figures 2a, 2b, 2c, 3a et 3b, le moment d'inertie selon
l'axe lx est différent du
moment d'inertie selon l'axe principal 11 et le moment d'inertie selon l'axe
ly est différent du
moment d'inertie selon l'axe principal 12. Plus particulièrement, les axes
principaux 1-1 et 2-2 des
moments principaux Il et 12 font un angle cp avec les axes x-x' respectivement
y-y' des moments lx,
respectivement ly. Cet angle d'inclinaison cp est présent dès la réalisation
des enroulements du
renfort extérieur et est tel que l'intersection entre la prolongation de l'axe
2-2 avec l'axe X-X' de la
roue soit du côté intérieure de la roue ou autrement dit qu'il permet
d'agencer le renfort extérieur
de sorte que la direction longitudinale des enroulements du renfort extérieur
15 soit orientée vers
l'extérieur lorsque l'extenseur est en place au sein de l'ensemble roulant
afin d'anticiper le
mouvement de rotation qui prend la section du renfort extérieur en cas de choc
violent subi par
l'ensemble. Par direction longitudinale des enroulements on comprend une
direction parallèle à la
plus grande dimension de la section du renfort.
Plus particulièrement, le renfort extérieur 15 est agencé de manière à ce que
la direction
longitudinale des enroulements soit inclinée vers l'extérieur par rapport à un
axe perpendiculaire à
l'axe de rotation X-X' de l'ensemble roulant lorsque l'extenseur est en
position montée au sein de
l'ensemble. Une telle inclinaison vers l'extérieur permet d'anticiper le
mouvement de rotation subi
par l'élément de renfort extérieur lors d'un choc et donc d'aider l'élément de
renfort extérieur à
entamer le mouvement de rotation lors qu'il subit un choc violent.
La forme de la section de l'élément de renfort extérieur selon l'invention
présente une hauteur
radiale h nettement supérieure à sa largeur axiale 1 , pour un facteur
de forme h/lsupérieur à
1,3. Le rapport des moments d'inertie lx/ly est également supérieur à 1,3. On
obtient ainsi une
rigidité suffisante à l'ovalisation et donc une stabilité mécanique en
fonctionnement normal de
l'ensemble roulant (caractérisée par le moment d'inertie autour d'un axe
parallèle à celui de rotation
de l'ensemble roulant). Lors d'un choc contre un trottoir par exemple,
l'ensemble roulant équipé de
l'extenseur de l'invention conduit à une déformation élastique de ce dernier
qui est un déversement
progressif de la section du renfort extérieur dans le plan du choc. Ainsi,
plus la déformation est
grande, plus ce renfort tourne autour de lui-même et plus l'inertie autour de
l'axe x-x' diminue,
permettant ainsi de limiter la contrainte vue par les fils qui entrent dans la
constitution du renfort.
De surcroît, le renfort extérieur ainsi réalisé permet des gains de masse et
d'encombrement.
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D'autres variantes et modes de réalisation de l'invention peuvent être
envisagés sans sortir du cadre
de ses revendications. Ainsi, le renfort extérieur dont la section a une forme
générale de
parallélogramme de la figure 3b peut présenter une section de forme générale
rectangulaire dont les
moments d'inertie sont 11=lx et 12=ly.
Dans une variante, on utilise un fil métallique non recouvert de composition
polymérique. Dans
encore une autre variante on utilise des fils métalliques de diamètres
différents pour réaliser les
enroulements constituant le renfort extérieur de l'extenseur de l'invention.
