Brevet FR2149276A1 — publié le 19730330

La présente invention concerne les valves de bandages pnausatiques et en particulier les enveloppes de ces valves, c'est-8-dire le fourreau dans lequel ae déplace le clapet ou corps de la valve. Les enveloppes des valves utilisées sur les bandages pneumatiques sans chambre à air sont habituellement réalisées sur un tour à fileter automatique. Ce type de machine fonctionne à grande vitesse et peut fabriquer des milliers de pièces à l'heure à partir d'une matière se présentant sous forme d'un barreau plein. Toutefois, ce procédé d'usinage présente l'inconvénient d'un grand gaspillage de matière. Une grande partie de la matière première de base est transformée on déchets mótalliquou qu'il est possible do rocupdror, mnin cola augmente le prix do revient du produit fini. La présente invention vise à diminuor le prix do revient des enveloppes de valves destinées aux bandages pneumatiques sans chambre à air, notamment en réduisant au minimum la quantité de déchets métalliques accompagnant leur fabrication. On parvient à ce résultat en formant l'enveloppe métallique complète à partir d'un barreau tubulaire plutôt que par usinage d'un barreau plein. Ce procédé présente l'avantage de réduire sensiblement la quantité de déchets et donc le prix de revient final de la pièce. En pratique, ce procédé réduit le prix de revient de la matière servant à fabriquer la pièce de 30 % par rapport au procédé utilisé dans le commerce pour produire les millions d'enveloppes de valves utilisées aujourd'hui dans l'industrie automobile. Les enveloppes utilisées pour les bandages pneumatiques sans chambre à air comprennent de façon classique trois parties de diamètres différents t une extrémité à grand diamètre, une partie intermédiaire à diamètre moyen et une extrémité à petit diamètre. L'extrémité la plus large comporte un taraudage dans lequel se visse une partie filetée du clapet et un filetage externe sur lequel se visse le capuchon classique de protection contre la poussière. Un effilement interne formant le siège du clapet relie l'extrémité taraudée de grand diamètre et la partie intermédiaire plus étroite.Une bride externe épaisse entoure le siège et comporte une surface supérieure plate destinée à' s'appuyer contre une surface moulée d'un manchon en caoutchouc moulé autour de I' enveloppe. A lépoque des bandages pneumatiques à chambre à air, on a proposé de réaliser les enveloppes de valves à partir de tubes ou de tôles métalliques, mais personne n'a pu parvenir économiquement à ce résultat depuis la mise en service des bandages pneumatiques sur chambre à air, du fait surtout les anciens procédés de fabrication d'enveloppes tubulaires à partir d'une tôle métallique ne peuvent plus s1 appliquer à des enveloppes de valves de bandages pneumatiques sans chambre à air. En particulier, on réalisait les anciennes enveloppes tubulaires et on leur donnait la forme appropriée soit par une série d'opérations d'étirage, soit en réduisant le diamètre des différentes parties d'un grand tube.Aucun de ces procédés n'est applicable dans le cas d'une enveloppe de valve de bandage pneumatique sans chambre, dans le premier cas par suite du rapport entre la longueur et le diamètre des enveloppes utilisées dars les pneumatiques modernes sans chambre, dans le second cas à cause des bavures et des variations imprévisibles de la longueur du tube liées à ce procédé de formage. Si lo siège effilé du clapit est formé par déformation d'un tube de plus grand diamètre, la partie effilée présente des bavures interne ct externe, la première correspondant à un évidement dans la zone de jonction des matrices de formage. Cet évidement est inadmissible si la zone effilée doit servir de siège du clapet, et elle ne peut entre éliminée que par une opération d'usinage qui, selon toutes probabilités, doit donner à la paroi une épaisseur trop faible pour permettre d'obtenir une enveloppe de valve satisfaisante. On a découvert qu1il est possible de réaliser des enveloppes de valves pour bandages pneumatiques sans chambre à air à partir de tubes de diamètre et d'épaisseur de paroi sensiblement uniformes grâce à une série d'opérations de dilatation, avec toutes les économies que cela comporte en ce qui concerne la matière première et le prix de revient. En d'autres termes, on peut parvenir à ce résultat en dilatant un tube de faible diamètre plutat qu'en utilisant l'ancien procédé classique de déformation ou de rétrécissement d'un tube de grand diamètre. L'un des avantages du procédé consistant à dilater le tube plutôt qu'à le rétrécir en vue de réaliser une enveloppe ou fourreau de valve de forme appropriée est qu'il permet d'utiliser une presse à estamper. I1 est bien connu que ce genre de presse fonctionne à des vitesses environ deux fois supérieures à cclle des tours à fileter. Cela se traduit par des économies aussi bien de mair.-d'oeuvre que d'argent. Un autre avantage de ce procédé réside dans le fait que l'enveloppe de valve nouvelle ainsi réalisée correspond aux normes des fabricantes de bandages pneumatiques et cotte moins cher que celle réalisée par le procédé utilisant un tour à fileter. Un troisième avantage tient au fait que I'enveloppe ainsi réalisée pc outre utilisée à la place d'une envlcpp réalisée par un tour à fileter classique sans nécessiter aucune modification du clapet ou corps de la valve. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, plusieurs formes de réalisation de l'invention. Sur ces dessins la figure 1 est une vue en perspective d'un bandage pneumatique classique comportant une enveloppe de valve selon l'invention ; la figure 2 est une coupe transversale selon la ligne 2-2 de la figure 1, dans laquelle le clapet ou corps de la valvo ost représenté en traits mixtes ; la figure 3 représente un tube du type à partir duquel est réalisée l'enveloppe de la figure 2 les figures 4à 14 représentent schématiquement les diverses opérations de formage selon le procédé de l'invention ; les figures 15 à 18 représentent des variantes de la forme de l'extrémité étroite des enveloppes et leur procédé de réalisation ; et les figures 19 et 20 montrent schématiquement la réalisation finale des taraudage et filetage de l'enveloppe définitivement formée. La figure 2 fait ressortir que le produit fini réalisé selon l'invention comporte de haut en bas une partie terminale filetée 10, une partie taraudée légèrement plus étroite 11, une bride ou nervure externe 12 permettant d'installer ltenveloppe dans un moule de bandage pneumatique et à l'intérieur de laquelle se trouve une partie effilée 13 représentant le siège du clapet et se terminant par une partie 14 de petit diamètre au-dessous de laquelle la paroi plus épaisse 15 du tube constitue la partie médiane de l'enveloppe de la valve. Cette partie 15 se termine par une extrémité 16 de faible diamètre servant d'élément d'appui ou de siège de ressort comme on l'explique plus complètement ci-après. Lorsque la valve fonctionne, son enveloppe 5 représente la partie centrale d'un sous-ensemble en caoutchouc moulé 6 qui forme un manchon autour de l'enveloppe et est installé dans la partie métallique constituant la périphérie interne d'un bandage pneumatique sans chambre. La nervure 12 sert de surface d'appui au moment du moulage du manchon 6 autour de l'enveloppe. Comme on le voit plus clairement sur la figure 2, la surface supérieure de la nervure est plate et forme un angle de 900 avec l'extérieur de la partie taraudée 11. Pendant l'ope'ration de couluea du caoutchouc, on introduit une tige (non représentée) dans la partie 16 de plus petit diamètre de façon à empêcher le caoutchouc d'entrer dans cette extrte de l'enveloppe. Cette tige comporte un épaulement portant contre l'extrémité étroite de l'enveloppe et appuyant étroitement la surface supérieure de la nervure 12 contre le moule de façon à empêcher le caoutchouc de s'échapper de ce dernier et de former des bavures à la périphérie externe de la partie 11. La nervure 12 a une épaisseur double de celle de la paroi du tube pour lui permettre de résister pendant l'opération de moulage à la force axiale qui lui est appliquée. La valve complète comporte un coeur, corps ou clapet 20 représenté en traits mixtes sur la figure 2. Ce corps ne faisant pas partie de l'invention, il n'est décrit et représente bribvement que pour faire apparaître les fonctions asnunéos par les diverse3 parties de l'enveloppe ainsi que leurs formes. I1 consiste essentiellement en une tige centrale 21 entre les extrémités bulbeuses de laquelle deux manchons 22, 23 fixés à cette tige maintiennent entre eux un joint 24 en caoutchouc. Une rondelle ou semelle 25 coulisse sur l'extrémité inférieure de cette tige et son extrémité inférieure 26 repose sur la partie rétrécie 16 de l'enveloppe.Un ressort de compression 28, situé entre la semelle et le fond du manchon 22, maintient la tige centrale en position fermée. Un fourreau en laiton 30 entoure l'extrémité supérieure de la tige 21 et comporte un filetage 31 se vissant dans le taraudage 92 de l'enveloppe ou tige de la valve. Au moment de l'assemblage de ce corps dans la valve, on visse vers le bas cette extrémité supérieure filetée dans le taraudage du corps ausqutà ce qutun manchon 33 en "Teflon" prenne contact avec la partie 13 effilée intérieurement de l'enveloppe, l'extrémité inférieure 34 du manchon 30 entrant ainsi en contact étanche à l'air avec la surface supérieure du joint 24. Lorsqu'on pousse vers le bas la tige centrale 21 à l'encontre de la force du ressort 28, il se forme un intervalle entre l'extrémité inférieure 34 du manchon en laiton et la garniture 24, l'air pouvant ainsi circuler dans un sens ou dans l'autre entre ltextérieur et l'intérieur du bandage pneumatique en passant par l'alésage interne 36 du manchon 30, l'intervalle précité, la partie inférieure de l'alésage de l'enveloppe et des ouvertures (non représentées) ménagées dans la rondelle ou semelle 25. La figure 3 représente un morceau de tube en laiton 7 à partir duquel est formée l'enveloppe 5 de la valve du bandage pneumatique. On découpe à la longueur appropriée ce t él.4ent de tabe 7 à partir d'une matière premier en forme de barreau Albulaire, puis, afin de le transformer en enveloppe achevée telle que représentée sur la figure 2, on le soumet à des opérations de formage sur une presse automatique à estamper et à plateau avançant pas à pas, ou encore sur une presse à rail animé d'un mouvement de va-et-vient faisant avancer automatiquement et pas à pas la pièce entre les postes de formage jusqu'à achèvement de L'enveloppe. Le tube formé est ensuite transféré sur un tour à fileter qui réalise le taraudage 32 et le filetage 40 de l'enveloppe achevée. La presse à estamper et le mécanisme de transfert ne faisant ni l'un ni l'autre partie de l'invention, ils ne sont pas représentés de manière à ne pas compliquer les dessins inutilement. Le premier stade de réalisation de l'enveloppe consiste à installer le tube 7 entre deux poinçons ou matrices mules 50, 51 entouréen chacune respoctivcmont do manchons en ncior 52, 53, l'espaeenont entre los guinchons 52 et 53 et les poinçons 50, 51 étant légbroment supérieur à l'épaisseur du tube 7 de façon à permettre à ce dernier de passer entre les poinçons et les manchons. Le poinçon 50 a un diamètre légèrement supérieur à celui de l'alésage initial du tube 7 de sorte que, lorsque l'extrémité effilée 54 du poinçon 50 pénètre dans l'extrémité supérieure 55 du tube, elle la dilate ou l'élargit. Le poinçon 50 est légèrement plus long que le manchon 52 de façon à ménager un intervalle entre l'extrémité plate 56 de ce dernier et l'extrémité supérieure curviligne 57 du manchon 53. Cet intervalle permet au métal du tube 7 en laiton de sortir entre les manchons 52, 53 en formant une nervure 12 périphérique deux fois plus épaisse que la paroi du tube. Pendant cette opération, l'extrémité supérieure 55 du manchon fait l'objet d'un formage à froid ou est soumise à uns compression axiale afin d'augmenter l'épaisseur de la paroi de cette partie du tube.Le formage de la nervure 12 et l'augmentation de l'épaisseur de la paroi de la partie supérieure 55 du tube interviennent au moment où la face inférieure 59 d'une matrice supérieure entre en contact avec l'extrémité supérieure du tube pour exercer sur elle une pression vers le bas et l'obliger à prendre entre le manchon 52 et le poinçon 50 une épaisseur légèrement plus grande que celle de la paroi initiale du tube. DEns une forme préférée de réalisation selon l'invention, le diamètre interne de l'extrémité supérieure du tube passe de 3,96 sm à 4,27 mm environ au caurs du stade de formation de la nervure 58 sur le tube, l'épaisseur de la paroi passant de 0,815 mm à 1,143 mn. L'opération de formage suivante consiste à augmenter davantage le diamètre de la partie supérieure 55 du tube ainsi que l'épaisseur de la paroi de cette partie. Dans une forme de réalisation préférée, ce diamètre passe de 4,27 à 4,57 mm au cours de cette seconde opération et l'épaisseur de la paroi est augmentée jusqu'à 1,27 mm. L'opération est réalisée au moyen d'un second poinçon 60 à extrémité effilée 61 et entouré d'un manchon 62 de façon à permettre une augmentation supplémentaire de l'épaisseur de la paroi de la partie 55 par façonnage à froid au moment où la partie inférieure 63 de la matrice supérieure entre en contact avec l'extrémité supérieure du tube 7. Pendant cette opération, le renforcement de 11 extrémité inférieure du tube est obtenu soit par les mêmes poinçon 51 et manchon 53 utilisés au cours de la première opération, soit par un poinçon et un manchon de mêmes dimensions. Une fois retirés les poinçons 51, 60 et les manchons 53, 62 qui les entourent et les supportent (figuro 6), l'épaississement de l1oxtrémité inft".rîoure 65 du tube 7 ost rt'nlistS au moyen d'une matrice mâle ou poinçon qui, dans la forme de réalisation préférée, fait passer le diamètre de l'extré- mité inférieure du tube de sa valeur initiale de 3,96 mm à 4,33 mm. Une fois cette opération effectuée, deux plaques démouleuses ou l'éjecteur d'un amortisseur (non représentés) entrent en contact avec la face inférieure de la nervure 12 et maintiennent le tube 7 de façon à permettre de faire sortir le poinçon 66 du tube (figure 8). Le stade opératoire suivant (figure 9a) consiste à déformer le métal de l'extrémité inférieure 65 du manchon, notamment au niveau de l'étranglement 14, en le rabattant vers le haut par dessus la partie de l'intérieur du tube située en face de la bride 12 de façon à former un pli 117' appliqué contre la paroi et dont l'ouverture est située dans la partie supérieure extrême 55 du tube 7. Le stade suivant de réalisation de l'enveloppe (figure 9b) consiste à augmenter le diamètre interne de l'extrémité supérieure 70 de la partie 55 du tube tout en ébauchant le siège effilé 13 du clapet. Zanis ce but, on introduit dans l'ouverture supérieure du tube une matrice maie 71 comportant une extrémité inférieure effilée 72 et une partie médiane cylindrique 73 reliée par une partie effilée 75 à une extrémité supérieure cylindrique et plus large 74, la partie 72 de la matrice formant ainsi le siège effilé 13 au-dessus de l'étranglement 14 situé au niveau de la bride 12 en l'épaississant vers l'extérieur, tandis que ia partie 74 de la matrice élargit ou dilate 1' extré- mité supérieure du tube.Comme le siège effilé est situé en dessous du pli 117' plutôt qu'en dessus, l'air ne peut pas passer le long du siège par ce pli. Le siège 17 occupe cependant exactement ia mz.e position par rapport aux extrémités du t1aoe que dans les valves réalisées sur des tours à fileter et actuellement en service sur les valves de bardaOres pneumatiques d'autoaobiles du co=erce. Dans la foras de réalisation décrite, la partie supérieure externe du tube est dilatée de façon que son diamètre soit de 7,625 mm. Une fois cette opération réalisée, l'enveloppe entre en contact avec une paire de plaques démouleuses 76 (figure 10) et l'on retire la matrice 71. Le tube 7 est ensuite soumis à une opération finale de calibrage au moyen d'une matrice mSle ou poinçon 78 pénétrant dans le tube et entrant en contact avec sa partie effilée 13, l'effilement ainsi réalisé faisant dans la forme de réalisation préférée un angle de 170. Le tube entre enfin en contact avec deux plaques démculeuses 79 qui le bloquent pendant le retrait de la matrice 78. On forme ensuite la partie la plus étroite du tube 65 comme représenté sur les figures Il et 12 de manière à constituer une surface d'appui ou une partie 16 do plus petit diamètre destinée à servir do siège au ressort. Cette opération s'offoctue au moyen de doux domi-di3ques 80 qui se déplacont latéralement pour entrer en contact aveo la partie terminale du tube. Cette extrémité 65 peut également outre formée au moyen d'une matrice femelle 81 se déplaçant axialement par dessus 1 'extrémité du tube pour réaliser une partie terminale effilée 82 comme représenté sur la figure 15.Dans une autre variante, on peut donner à cette extrémité étroite 16 du tube une forme cylindrique au moyen d'une matrice femelle 83 coiffant axialement le tube (figure 16), Dans une autre variante, deux demi-disques dont la section transversale est analogue à celle de ceux représentés sur la figure 12 mais de moindre épaisseur, peuvent se déplacer latéralement pour entrer en contact avec le tube et former une saillie interne cuririligne 84 (figure 17) ou plate 85 (figure 18). n est nécessaire d'effectuer toutes ces opérations de formage aussi rapidement que possible de façon que le métal se réchauffe de façon continue entre la première et la dernière sans avoir le temps de refroidir, afin que le métal puisse prendre des caractéristiques de malléabilité maximale. Une fois terminé le formage du tube comme précédemment décrit, on réalise le taraudage 92 sur la partie 11 au moyen d'un taraud 90 (figure 19) et le filetage 40 sur la partie 10 du tube au moyen d'un taraud femelle 91 (figure 20). n est à noter qu'au cours du formage de ltenveloppe, l'épaisseur des parties 10 et 11 du tube est augmentée par les opérations de façonnage à froid. L'augmentation de l'épaisseur de la paroi est de préférence de 30 % au moins pendant le forage de la pièce. Il est à souligner en outre que le filetage et le taraudage ne sont pas réalisés en morne temps. La formation du filetage se termine avant le début de l'opération de tarauda0 de façon à permettre d'utiliser une matière d'épaisseur air;Lzale dans la zoro des filets. n va de soi que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'a titre explicatif, mais nullement limitatif, et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre. Les dimensions indiquées correspondent à une forme de réalisation préférée de l'invention et ne sont données que pour permettre de la comprendre. RENnCNDICATIONS 1. - Enveloppe de valve de bandage pneumatique, caractérisde en ce qu'elle est réalisée à partir d'un tube métallique d'épaisseur sensiblement uniforme et comporte deux tronçons séparés par une bride latérale périphérique deux fois plus épaisse que la paroi du tube et foxée par deux éléments de cette paroi repliés l'un sur l'autre de façon que l'ouverture du pli se trouve vers l'intérieur, et dont l'un est ensuite rabattu sur l'autre d'un c8té de la bride pour former sur la paroi interne du tube au niveau de la bride le siège incliné d'un clapet, la partie du second tronçon située près do la bride, taraudée intérieurement ot lisse extérieurement, ayant un diamètre plus petit que oa partie terminale filetée extérieurement et lisse intérieurement. 2. - Enveloppe de valve selon la revendication 1, caractérisée en ce que la partie terminale de son premier tronçon a un diamètre plus faible que le reste dudit tronçon. 3. - Enveloppe de valve de bandage pneumatique, caractérisée en ce qu'elle est réalisée à partir d'un manchon métallique d'épaisseur sensiblement constante et comporte deux tronçons séparés par une bride latérale périphérique faisant saillie vers l'extérieur du manchon, deux fois plus épaisse que la paroi du tube, et faisant à l'intérieur du manchon un pli s'ouvrant vers l'intérieur de ce dernier et formé par une partie de la paroi interne du premier tronçon rabattue sur la paroi interne de la bride, les deux tronçons étant ainsi séparé3 intérieurement par un siège incliné de clapet situé en majeure partie en face de la bride et à l'écart dudit pli, et les surfaces externe et interne dudit second tronçon étant filetées. 4. - Procédé de fabrication d'une enveloppe de valve de bandage pnetlma- tique B partir d'un tube métallique dont la paroi présente une épaisseur co=ntnte, caractérisé en ce qu'il consiste d'abord à comprimer axialement ledit tube pour le plier et former entre ses extrémités une bride périphérique d'dpaisseur doable de celle de sa paroi, le pli ainsi formé s'ouvrant vers l'intérieur du tube, puis à déformer l'intérieur du tube à proximité de la bride pour déplacer l'ouverture du pli d'un cbté de ladite bride, puis à dilater radialemert la tube b l'intérieur de la bride pour y former un effilement interne situé a l'écart du pli, enfin à réaliser le taraudage et le filetage d'un premier tronçon du tube. 5. - Procédé selon la revendicatior 4, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à dilater radialement un second tronçon du tube situé entre ledit effileent et l'autre extrémité du tube, pais à comprimer radianement un quatrième tronçon du tube touchant à cette autre extrémité. 6. - Procédé de fabrication d'une enveloppe de valve de bandage pne--a- tique à partir d'un tube métallique cylindrique dont la paroi présente une épaisseur constante, caractérisé en ce qu'il consiste à compriner axialement le tube pour le plier et former entre ses extrémités une bride périphérique dont l'épaisseur est double do celle do la paroi du tube, puis à déformer l'intérieur du tubo,à proximité do la bride, pour déplacer l'ouvortur du pli vers un côté do la bride, puis à dilater radialement un premier tronçon du tubu entre une extrémité de ce dernier et ladite bride pour en accrootre le diamètre, puis à comprimer axialement ce premier tronçon pour augmenter l'épaisseur de Sa paroi, puis à dilater radialement le tube à l'intérieur de la bride pour former au niveau de celle-ci un effilement interne situé à l'écart de l'ouverture du pli, puis à dilater la partie terminale du premier tronçon de façon à lui donner un diamètre supérieur à celui de son autre partie, enfin à fileter la surface externe de ladite partie terminale et à tarauder la surface interne de la partie restante.