FR2898077A1 - Bandage non pneumatique pour une roue de vehicule, notamment une roue de vehicule automobile - Google Patents

Abstract

L'invention porte sur un bandage non pneumatique pour une roue de véhicule, notamment de véhicule automobile, comportant une base (1), assurant la transition vers une zone rigide, un sommet (2) assurant la liaison avec une bande de roulement (20), et une structure déformable (3) disposée entre ladite base (1) et ledit sommet (2), la structure déformable (3) comportant des nervures (30) et des alvéoles (31), lesdites nervures (30) s'étendant sensiblement transversalement sur la largeur du bandage non pneumatique et sensiblement radialement de la base (1) au sommet (2), caractérisé en ce que tout ou partie des nervures (30) du bandage coopèrent avec des moyens amortissants ; ces moyens étant aptes à introduire de l'amortissement dans la déformation des nervures (30).

Description

BANDAGE NON PNEUMATIQUE POUR UNE ROUE DE VEHICULE, NOTAMMENT UNE ROUE DE

VEHICULE AUTOMOBILE

La présente invention concerne un bandage non pneumatique pour une 5 roue de véhicule, notamment une roue de véhicule automobile.

Elle concerne plus particulièrement un bandage déformable non pneumatique susceptible d'être utilisé en substitution des pneumatiques équipant habituellement les roues de véhicule automobile. i0 Il est connu, notamment du document WO 03/018332, de tels bandages non pneumatique, c'est-à-dire fonctionnant sans air sous pression, afin de s'affranchir de tout problème posé par les crevaisons ou les diminutions de la pression de gonflage des pneumatiques. De tels bandages présentent 15 l'inconvénient, propre également à toute roue conventionnelle équipée d'un pneumatique, de ne pas être amortis, et donc de présenter un pic de résonance à la fréquence propre de la roue, communément appelé le rebond de roue. De la sorte, ces bandages présentent une tenue de route insuffisante.

20 Pour maximiser l'adhérence au sol d'une roue au bénéfice du comportement routier, il est nécessaire d'amortir ce rebond de roue. En effet, la roue se comporte en vertical, c'est-à-dire selon un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal du véhicule, comme un ressort. Si le rebond de roue n'est pas suffisamment amorti, les inégalités et aspérités de la route qui excitent la roue 25 à la fréquence du rebond sont amplifiées, au risque de faire décoller la roue du sol et de dégrader la tenue de route par perte d'adhérence. Cet amortissement est résolu actuellement par l'amortisseur de suspension. Cet amortissement a pour inconvénient d'opérer non seulement 30 aux fréquences qui nécessitent d'être amorties, comme la fréquence propre du pneumatique, mais aussi à celles pour lesquelles le ressort filtre l'excitation au lieu de l'amplifier. Le résultat à ces autres fréquences est à l'opposé de ce qui se passe aux fréquences propres : le facteur de réduction de l'amplitude de l'excitation diminue. Le confort de roulage en est donc directement affecté.

La présente invention a notamment pour but d'amortir la réponse verticale du pneumatique à la source, c'est-à-dire dans la roue du véhicule, afin de pouvoir dimensionner une suspension sans être pénalisé par la nécessité d'amortir le rebond de roue.

io A cet effet, elle propose un bandage non pneumatique pour une roue de véhicule, notamment de véhicule automobile, comportant une base, assurant la transition vers une zone rigide, un sommet assurant la liaison avec une bande de roulement, et une structure déformable disposée entre ladite base et ledit sommet, la structure déformable comportant des nervures et des alvéoles, 15 lesdites nervures s'étendant sensiblement transversalement sur la largeur du bandage non pneumatique et sensiblement radialement de la base au sommet, caractérisé en ce que tout ou partie des nervures du bandage coopèrent avec des moyens amortissants ; ces moyens étant aptes à introduire de l'amortissement dans la déformation des nervures. 20 Avantageusement, les moyens amortissants sont disposés au sein de tout ou partie des alvéoles et liés à tout ou partie des nervures.

Dans un mode de réalisation particulier, les moyens amortissants sont 25 constitués d'une pluralité de poches remplies de matériau aux propriétés amortissantes ; chaque poche étant disposée au sein d'une alvéole et comprenant des parois liées, notamment par collage, aux nervures. Avantageusement, le matériau contenu dans la poche est un matériau compressible, par exemple du polyuréthane expansé. 30 Dans un autre mode de réalisation, les moyens amortissants sont constituées d'une pluralité de couches de matériau présentant un pouvoir amortissant en flexion, par exemple un élastomère viscoélastique, d'épaisseur prédéterminée ; chaque couche étant liée à au moins une face transversale d'une nervure. Cette couche est avantageusement fixée : - sur une face transversale de la nervure par collage ; ou - à l'intérieur d'une nervure, ladite nervure étant constituée de deux parois emprisonnant ladite couche.

io Selon une caractéristique, les moyens amortissants sont constitués d'une pluralité de poches remplies de fluide incompressible ; chaque poche étant disposée au sein d'une alvéole et reliée à un réservoir d'échappement par l'intermédiaire d'une conduite.

15 Le réservoir d'échappement est de préférence disposé au sein d'une alvéole adjacente à l'alvéole dans laquelle est disposée la poche ; la conduite mettant en communication ledit réservoir d'échappement et ladite poche, en passant à travers la nervure dans laquelle est aménagé un passage pour ladite conduite. 20 Avantageusement, les parois des poches sont en matériau plastique non élastique et le réservoir d'échappement est en matériau plastique rigide.

L'invention porte également sur une roue équipée d'un bandage non 25 pneumatique tel que décrit ci avant.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, d'un exemple de mise en oeuvre non limitatif, faite en référence aux figures annexées dans 30 lesquelles : - la figure 1 est une vue schématique d'une roue équipée d'un bandage non pneumatique de l'art antérieur ; - la figure 2 est une vue schématique d'une roue sans dispositif d'amortissement à la source ; - la figure 3 est une courbe représentant la réponse en fréquence de la caisse d'un véhicule automobile ; - la figure 4 est une vue schématique d'une section de bandage non pneumatique selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 5a est une vue schématique d'une section de bandage non io pneumatique selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 5b est une vue en coupe transversale de la zone V de la figure 5a ; - la figure 5c est une vue similaire à la figure 5b d'une première variante de bandage ; 15 - la figure 5d est une vue similaire à la figure 5b d'une deuxième variante de bandage ; - la figure 6a est une vue schématique d'une section de bandage non pneumatique, en situation de repos, selon un troisième mode de réalisation de l'invention ; 20 - la figure 6b est une vue schématique de la section de bandage représentée en figure 6a, en situation d'écrasement ; - la figure 7a est une vue schématique d'une section de bandage non pneumatique, en situation de repos, selon une variante du troisième mode de réalisation de l'invention ; et 25 - la figure 7b est une vue schématique de la section de bandage représentée en figure 7a, en situation d'écrasement.

Comme représenté en figure 1, une roue de véhicule, notamment une roue de véhicule automobile, est équipée d'un bandage non pneumatique 30 comportant : - une base 1, conçue dans cet exemple pour le montage sur une jante rigide ; - un sommet 2, assurant la liaison avec une bande de roulement 20 ; - une structure déformable 3 comportant des nervures 30 et des alvéoles 31, cette structure 3 étant disposée entre la base 1 et le sommet 2.

La base 1 et le sommet 2 sont des corps annulaires centrés autour de l'axe de rotation X de la roue et espacés radialement par la structure déformable 3. Ces trois éléments sont par exemple moulés en un matériau io élastique sous la forme d'un corps unique.

La base 1 et le sommet 2 constituent des zones de transition respectivement vers une zone rigide par rapport à l'axe de rotation X, matérialisée sur un véhicule par un moyeu de roue, et vers la bande de 15 roulement 20. Ces éléments, base 1 et sommet 2, n'ont pas de rôle prépondérant dans la capacité du bandage à se déformer.

La bande de roulement 20 peut être réalisée en caoutchouc, et rapportée sur le bandage selon les différentes méthodes connues en 20 rechapage des pneumatiques.

Les nervures 30 de la structure déformable 3 sont disposées entre la base 1 et le sommet 2 afin que ceux-ci soient raccordés. Ces nervures 30 forment des parois délimitant totalement ou partiellement les alvéoles 31 ; les 25 alvéoles 31 pouvant être délimitées par les nervures 30 et/ou la face intérieure du sommet 2 et/ou la face extérieure de la base 1.

Tout ou partie des nervures 30 s'étendent sensiblement : -transversalement sur toute la largeur du bandage, c'est-à-dire que les 30 nervures 30 peuvent être alignées dans un plan transversal parallèle à l'axe de rotation X de la roue ou obliques par rapport à ce plan transversal ; et radialement de la base 1 au sommet 2, c'est-à-dire que les nervures 30 peuvent être alignées dans un plan radial à l'axe X ou obliques par rapport à un plan radial à l'axe X. Autrement dit, tout ou partie des nervures 30, vues en coupe par tout plan perpendiculaire à l'axe X, sont alignées ou non à la direction radiale.

Comme représenté en figure 2, une roue équipée d'un bandage non pneumatique représentée en figure 1 est assimilée à un ressort 40 relié directement à la masse non suspendue 5 du véhicule, comportant notamment la roue du véhicule et le dispositif de freinage de cette roue. L'amortissement d'une telle roue est obtenue par un amortisseur de suspension, non représenté, disposé entre la caisse et la roue du véhicule.

Les nervures 30 procurent la composante principale de raideur du ressort 40.

La figure 3 représente la réponse en fréquence de la caisse 52 du véhicule, qui est reliée à la masse non suspendue 5 par la suspension du véhicule ; ladite suspension étant formée d'un amortisseur 53 disposé en parallèle avec un ressort 54. La réponse en fréquence de la caisse est obtenue de la façon suivante : - on applique une force F à la roue équivalente au ressort 40, représentative de l'effort appliqué par le sol sur cette roue, sous la forme d'une excitation sinusoïdale de fréquence v et d'amplitude Ao ; - on étudie la réponse de la caisse 52, de fréquence v et d'amplitude A, en faisant varier la fréquence v de l'excitation sinusoïdale ; et - on représente une courbe du gain G = 201og A/4 en fonction de la i fréquence v.

Ainsi, pour une excitation sinusoïdale de fréquence vo représentée par la courbe 100, on obtient une réponse de la caisse 52 représentée par les courbes 120, 130 ou 140 : - la courbe 120 étant représentative d'une suspension avec un amortisseur 103 à amortissement nominal ; - la courbe 130 étant représentative d'une suspension avec un amortisseur 103 à grand amortissement ; et - la courbe 140 étant représentative d'une suspension avec un amortisseur 103 à faible amortissement.

La caisse 52 présente ainsi la réponse en fréquence 121 pour une suspension nominale, la réponse 131 pour une suspension avec un grand amortissement et la réponse 141 pour une suspension avec un faible amortissement.

Les réponses 121, 131 et 141 présentent, à une fréquence vc , un premier pic 111 de résonance correspondant au mode propre de la caisse du véhicule. De même, à une fréquence supérieure vR , ces réponses présentent un second pic 112 de résonance correspondant au mode propre de la roue du véhicule et traduisant ainsi le rebond de roue. Ces deux fréquences de résonance vc et VR se situent dans le domaine des basses fréquences, comprises sensiblement entre 0,1 et 100 Hz.

Un grand amortissement se traduit par une diminution du gain G aux deux fréquences de résonance vc et VR , caractéristique d'un gain en confort. Cependant, ce grand amortissement se traduit également par une augmentation du gain dans les bandes de fréquences délimitées par les deux fréquences de résonance. Ainsi, dans la première zone de fréquences 113, comprise entre vc et vR , et dans la seconde zone de fréquences 114, au-delà de la fréquence VR , une augmentation de l'amortissement entraîne une perte de confort.

Ainsi, dans le cas d'une roue, équipée d'un bandage non pneumatique représentée en figure 1, associée à un amortisseur de suspension classique, cet amortisseur amortit tous les mouvements verticaux, même aux fréquences qui ne sont pas amplifiées par la roue.

Dans un véhicule équipé d'un tel dispositif d'amortissement, le réglage io de l'amortissement est fait en fonction du compromis suivant : - on augmente l'amortissement pour avoir de la tenue de route : on amortit ainsi le rebond de la roue et le balancement de la caisse, au détriment du confort ; et - on diminue l'amortissement pour avoir du confort : on absorbe ainsi 15 les inégalités de la route mais la roue rebondit et la caisse tangue, au détriment de la tenue de route.

Selon l'invention, le bandage non pneumatique comporte un dispositif d'amortissement du rebond de roue, correspondant au pic 112 de la figure 3, 20 directement à la source, c'est-à-dire dans la structure déformable 3 de ce bandage. Avec ce dispositif, l'amortissement agit sur toute la plage de fréquence, c'est-à-dire que toutes les déformations du bandage non pneumatique sont amorties, sans affecter la suspension principale du véhicule.

25 Plus précisément, tout ou partie des nervures 30 du bandage coopèrent avec des moyens amortissants, ces moyens étant aptes à introduire de l'amortissement dans la déformation des nervures 30.

Les moyens amortissants sont disposés au sein de tout ou partie des 3o alvéoles et liés à tout ou partie des nervures 30.

Comme représenté en figure 4 selon un premier mode de réalisation, les moyens amortissants sont constitués d'une pluralité de poches 6 remplies d'un matériau aux propriétés amortissantes ; chaque poche 6 étant disposée au sein d'une alvéole 31. Les poches 6 sont formées de parois 60, par exemple en plastique souple, délimitant un volume rempli du matériau, préférentiellement un matériau compressible comme par exemple du polyuréthane expansé.

La partie externe des parois 60 des poches 6 est liée, par exemple par collage, aux parois délimitant les alvéoles 31, notamment les nervures 30. i0 Comme représenté en figure 5a selon un deuxième mode de réalisation, les moyens amortissants sont constituées d'une pluralité de couches 7 de matériau amortissant, d'épaisseur prédéterminée ; chaque couche 7 étant liée à au moins une face transversale d'une nervure 30. Chaque couche 7 de 15 matériau amortissant s'étend sensiblement entre la base 1 et le sommet 2, le long d'une nervure 30 ; cette couche 7 étant formée d'un matériau présentant un pouvoir amortissant en flexion, préférentiellement un élastomère viscoélastique.

20 Comme représenté en figure 5b, la couche 7 est fixée sur une face transversale de la nervure 30. La fixation de la couche 7 sur la nervure 30 est obtenue par exemple par collage.

Selon une première variante représentée en figure 5c, deux couches 7 25 sont fixées de part et d'autre de la nervure 30. Ainsi, chaque face transversale de la nervure 30 est liée à une couche 7 de matériau amortissant.

Selon une deuxième variante représentée en figure 5d, la couche 7 s'étend à l'intérieur de la nervure 30. En effet, cette nervure 30 est constituée 30 de deux parois, la couche 7 étant emprisonnée entre ces deux parois et donc liée à une face transversale interne de la nervure 30. i0 Comme représenté en figure 6a selon un troisième mode de réalisation, les moyens amortissants sont constitués d'une pluralité de poches 8, remplies de fluide incompressible, chaque poche 8 étant : - disposée au sein d'une alvéole 31 ; et - reliée à un réservoir d'échappement 81 par l'intermédiaire d'une conduite 82.

Les poches 8 sont formées de parois 80, par exemple en plastique io souple, délimitant un volume rempli du fluide incompressible, préférentiellement de l'eau. La partie externe des parois 80 des poches 8 est liée, par exemple par collage, aux parois délimitant les alvéoles 31, notamment les nervures 30.

15 Le réservoir d'échappement 81 est disposé au sein d'une alvéole 31 adjacente à l'alvéole 31 dans laquelle est disposée la poche 8 de fluide. La conduite 82 met en communication ce réservoir 81 et la poche 8, en passant à travers une nervure 30, dans laquelle est aménagé un passage pour cette conduite 82. 20 Comme représenté en figure 6b en situation d'écrasement, c'est-à-dire lorsque la roue du véhicule est déformée par la chaussée, les nervures 30 se déforment. L'effet amortissant est ainsi obtenu, lorsque la poche 8 s'écrase sous l'effet de la déflection des nervures 30, par le laminage du fluide contraint 25 de s'échapper par la conduite 82 dans le réservoir 81. En effet, le volume disponible au sein de l'alvéole 31 est réduit, de sorte que le fluide en excès à l'intérieur de la poche 8 s'échappe dans le réservoir 81 à travers la conduite 82.

30 Le réservoir d'échappement 81 est, dans ce mode de réalisation, en matériau plastique rigide, de sorte que son volume ne varie pas et est fixé 2898077 Il initialement pour pouvoir recueillir tout l'excès de fluide issu de la poche 8 en situation d'écrasement.

Dans ce mode de réalisation, les parois 80 des poches 8 sont 5 avantageusement en matériau plastique non élastique. De la sorte, le fluide est contraint à retourner dans la poche 8 lorsque les membranes 30 et alvéoles 31 recouvrent leur forme nominale, comme représentée en figure 6a.

Comme représenté en figure 7a selon une variante du troisième mode io de réalisation, la paroi 80 de la poche 8 est en contact étanche, obtenu par exemple par collage, avec la nervure 30 autour du passage aménagé dans cette nervure 30. De même, le réservoir 81 est en contact étanche avec cette nervure 30 autour de ce même passage, de sorte que ce passage forme un ajutage apte à constituer la conduite 82 entre la poche 8 et le réservoir 81 ; 15 l'étanchéité étant garantie par le collage.

Le réservoir d'échappement 81 est, dans cette variante de réalisation, en matériau plastique souple.

20 Le bandage non pneumatique est ainsi équipé d'un dispositif permettant d'amortir les déformations des nervures, et donc le rebond de roue, à la fréquence de résonance vR du pneumatique, directement à la source, c'est-à-dire dans la roue du véhicule et plus particulièrement dans la structure déformable 3 du bandage non pneumatique. 25 Les éléments de la suspension, disposés entre la roue et la caisse du véhicule, peuvent ainsi être dimensionnés sans se préoccuper de l'amortissement du rebond de roue.

30 Bien entendu l'exemple de mise en oeuvre évoqué ci-dessus ne présente aucun caractère limitatif et d'autres détails et améliorations peuvent être apportés à l'invention, sans pour autant sortir du cadre de l'invention où d'autres formes de nervures 30 et alvéoles 31 peuvent être formées dans la structure déformable 3.

Claims (11)

REVENDICATIONS

1. Bandage non pneumatique pour une roue de véhicule, notamment de véhicule automobile, comportant une base (1), assurant la transition vers une zone rigide, un sommet (2) assurant la liaison avec une bande de roulement (20), et une structure déformable (3) disposée entre ladite base (1) et ledit sommet (2), la structure déformable (3) comportant des nervures (30) et des alvéoles (31), lesdites nervures (30) s'étendant sensiblement transversalement sur la largeur du bandage non pneumatique et sensiblement radialement de la base (1) au sommet (2), caractérisé en ce que tout ou partie des nervures (30) du bandage coopèrent avec des moyens amortissants (6, 7, 8) ; ces moyens (6, 7, 8) étant aptes à introduire de l'amortissement dans la déformation des nervures (30).

2. Bandage non pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens amortissants (6, 7, 8) sont disposés au sein de tout ou partie des alvéoles (31) et liés à tout ou partie des nervures (30).

3. Bandage non pneumatique selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens amortissants sont constitués d'une pluralité de poches (6) remplies de matériau aux propriétés amortissantes ; chaque poche (6) étant disposée au sein d'une alvéole (31) et comprenant des parois (60) liées, notamment par collage, aux nervures (30).

4. Bandage non pneumatique selon la revendication 3, caractérisé en ce que le matériau contenu dans la poche (6) est un matériau compressible, par exemple du polyuréthane expansé.

5. Bandage non pneumatique selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens amortissants sont constituées d'une pluralité de couches (7) de matériau présentant un pouvoir amortissant en flexion, par exemple unélastomère viscoélastique, d'épaisseur prédéterminée ; chaque couche (7) étant liée à au moins une face transversale d'une nervure (30).

6. Bandage non pneumatique selon la revendication 5, caractérisé en ce que la 5 couche (7) est fixée sur une face transversale de la nervure (30) par collage.

7. Bandage non pneumatique selon la revendication 5, caractérisé en ce que la couche (7) est fixée à l'intérieur d'une nervure (30), ladite nervure (30) étant constituée de deux parois emprisonnant ladite couche (7). 10

8. Bandage non pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens amortissants sont constitués d'une pluralité de poches (8) remplies de fluide incompressible ; chaque poche (8) étant disposée au sein d'une alvéole (31) et reliée à un réservoir d'échappement (81) par l'intermédiaire 15 d'une conduite (82).

9. Bandage non pneumatique selon la revendication 8, caractérisé en ce que le réservoir d'échappement (81) est disposé au sein d'une alvéole (31) adjacente à l'alvéole (31) dans laquelle est disposée la poche (8) ; la conduite (82) 20 mettant en communication ledit réservoir d'échappement (81) et ladite poche (8), en passant à travers la nervure (30) dans laquelle est aménagé un passage pour ladite conduite (82).

10. Bandage non pneumatique selon l'une quelconque des revendications 8 et 25 9, caractérisé en ce que les parois (80) des poches (8) sont en matériau plastique non élastique et le réservoir d'échappement (81) est en matériau plastique rigide.

11. Roue équipée d'un bandage non pneumatique selon l'une quelconque des 30 revendications précédentes.