Brevet FR2524849A1 — publié le 19831014

La présente invention est relative à une chambre à air pour pneumatiques et articles semblables et à un dispositif pour la fabrication de la chambre à air, objet de la présente invention. On connaît depuis longtemps des chambres à air pour équiper les pneumatiques de véhicules et plus généralement des corps creux gonflables qui doivent conférer une forme stable, au moyen de leur gonflement, à un arti- cle ayant des parois flexibles. Les chambres à air connues pour équiper des pneumatiques sont constituées par un corps torique creux ayant des sections circulaires dans un plan qui passe par l'axe de symétrie du corps torique et sont pourvues de valves pour insuffler et extraire de l'air sous pression dans le corps torique. Ces valves sont, dans le cas de chambres à air connues, situées en face d'un trou pratiqué dans la paroi de ces dernières et le lien entre la valve et la chambre à air est réalisé au moyen d'adhésifs entre les surfaces externes de ladite chambre et d'une base en ma- tériau élastomère supportée par la base de la valve. Au cours du montage dans les pneumatiques, les chambres à air connues peuvent présenter des inconvé- nients si de tels montages sont effectués sans une certai- ne attention de la part de l'opérateur qui les effectue. En effet, en premier lieu au cours'du mon- tage de la chambre à air dans un pneumatique, ce dernier est déjà monté sur le cercle de la roue d'un véhicule automobile. Au cours de l'introduction de la chambre à air entre le pneumatique et le cercle, des torsions peuvent se produire dans la chambre à air, et ces torsions, si elles ne sont pas éliminées au cours du gonflage de cette dernière, peuvent donner lieu à des plis dans les parois de la chambre, avec pour conséquence des déchirures subites de cette dernière qui provoquent le dégonflement imprévu du pneumatique, c'est- à-dire un phénomène extrêmement dangereux quand il se pro- duit en cours de marche du véhicule automobile. -2524849 Un autre inconvénient des chambres à air connues réside dans le manque de fiabilité de l'ancrage pour le maintien de la valve à la paroi de la chambre à air Cet inconvénient apparaît chaque fois que l'assemblage des élé- ments en question, c'est-à-dire valve et chambre à air, n'est pas effectué d'un façon correcte et attentive. Ceci se traduit par des écarts importants dans la production des chambres à air et par un produit, la chambre à air, ne donnant pas une grande fiabilité, particu- lièrement dans le temps, par le fait qu'il arrive qu'après un certain temps de fonctionnement d'un pneumatique pourvu d'une chambre à air, il existe une tendance à un lent dégon- flage du pneumatique en raison de pertes qui se produisent dans la zone d'union entre la valve et la chambre à air. Un but de la présente invention est d'éli- miner les inconvénients des chambres à air connues, qui ont été indiqués ci-dessus, par une chambre à air qui soit exempte de tels inconvénients et au moyen d'un dispositif pour la fabrication de chambres à air qui permet d'éviter les incon- vénients des chambres à air ci-dessus indiqués. Un autre but de la présente invention est d'obtenir une chambre à air qui comprend un corps torique creux en matière élastomère réticulé et une valve solidaire dudit corps torique creux pour l'introduction et l'extraction d'air dans ce dernier, caractérisée par le fait que le corps torique creux présente une paroi cylindrique dont l'axe de symétrie coïncide avec l'axe de symétrie de la forme torique. Un objet de la présente invention est un dispositif pour la fabrication de chambre à air caractérisé par le fait qu'il comprend deux demi-moules qui peuvent s'accoupler et s'éloigner l'un de l'autre, et un noyau dont une partie de la surface externe est de forme complémentaire aux surfaces internes présentées par les deux demi-moules, de façon à définir avec ces deux demi-moules un couple de cavi- tés substantiellement annulaires et complémentaires entre elles pour déterminer une forme torique creuse o un des demi- moules et la partie de noyau correspondante, présentent des surfaces substantiellement cylindriques coaxiales, des con- duits étant prévus dans le noyau pour l'envoi d'un matériau élastomère dans les cavités définies entre les demi-moules et le noyau, ainsi que des moyens pour éloigner les demi- moules du noyau, des moyens pour écarter le noyau de l'espace compris entre les demi-moules, et des moyens pour rappro- cher entre eux les deux demi-moules, mettant en contact réciproque et direct leurs bords, des moyens pour envoyer un fluide sous pression dans la cavité fermée déterminée entre les deux demi-moules, et des moyens pour vulcaniser le maté- riau élastomère. La présente invention pourra être mieux comprise au moyen de la description détaillée qui suit et- est donnée à titre d'exemple et donc non limitatif, et en se référant aux figures des planches de dessin annexées dans lesquelles': la figure 1 montre une vue en perspective d'une chambre à air selon l'invention; la figure 2 montre, à une échelle agran- die, une vue en section d'une chambre à air selon l'inven- tion, effectuée selon la ligne II-II de la figure 1; la figure 3 montre, à une échelle agran- die et en section, un détail d'une chambre à air selon l'in- vention; la figure 4 montre schématiquement en sec- tion un dispositif selon l'invention; la figure 5 montre schématiquement en sec- tion le dispositif de la figure 4 dans lequel le noyau du dispositif est absent. Selon une idée plus générale de solution, une chambre à air selon l'invention possède une partie de la surface torique qui la constitue, conformée selon une surfa- ce cylindrique dont l'axe de symétrie coïncide avec l'axe de symétrie de la forme torique. En outre, toujours selon l'idée plus générale de solution d'une chambre à air selon l'invention, la chambre à air est pourvue d'une valve ayant sa propre base englobée dans le matériau élastomère qui constitue la paroi de la chambre à air, de façon à former une partie de la surface interne de la chambre à air. Fait encore partie de solution plus géné- rale de la présente invention un dispositif en état de per- mettre la fabrication de chambres à air dont l'idée générale de solution a été ci-dessus indiquée. Sur les figures 1, 2 et 3, est représentée une forme particulière de réalisation d'une chambre à air conforme à l'invention. Comme on le voit sur ces figures, la cham- bre à air est constituée par un corps torique 1 en matériau élastomère réticulé, et présente un axe de symétrie 2. Une portion 3 du corps torique 1 a une forme cylindrique et l'axe de symétrie de cette forme cylin- drique coïncide avec l'axe de symétrie 2 de la forme torique. Plus particulièrement, la portion 3 du corps torique a un diamètre inférieur à celui de toute la forme torique et par conséquent se trouve dans une position telle, qu'une fois la chambre à air montée dans un pneumatique, qui est à son tour monté sur un cercle d'une roue de véhicule, la portion 3 se trouve en contact avec la surface de la gorge du cercle de la roue du véhicule. En outre, située sur la ligne équatoriale médiane de la portion cylindrique 3, se trouve une valve 4 dont la base se trouve englobée dans le matériau élastomère qui constitue la paroi de la chambre à air. Sur la figure 3, est représentée à une échelle agrandie, de façon à mieux mettre en évidence les détails de réalisation, l'union entre la base de la valve 4 et le matériau élastomère qui constitue la paroi de la cham- bre à air. Comme on le voit sur la figure 3, la valve présente une tige 5 pourvue d'un conduit passant 6 et cette tige 5 possède, à son extrémité reliée à la chambre à air, une zone 7 de diamètre réduit en correspondance de laquelle est prévu un creux annulaire 8. Cette tige 5 de la valve est en un maté- riau métallique et est réunie au moyen du creux 8 à un corps en matériau élastomère. Le corps 10 a une conformation tronco- nique présentant la grande base il alignée avec l'extrémité 12 de la tige 5 de la valve, la petite base 13 se prolongeant par un corps cylindrique 9 à une certaine distance de la base 11, et étant unie à celle-ci par une surface tronconique 14 diver- gente vers l'extrémité 12 de la tige 5 de la valve. Le matériau élastomère avec lequel est constitué le corps 10 est tel qu'il puisse bien adhérer au matériau élastomère qui constitue la chambre à air en évitant le contact avec le matériau métallique de la tige de la valve, et de préférence il est à base de caoutchouc butyle. Une forme particulière de réalisation, qui est exclusivement donnée à titre d'exemple pour la cons- titution du corps 10 en matériau élastomère, est un mélange ayant la formule suivante: caoutchouc butyle 100 parts en poids acide stéarique 1, 5 part en poids oxyde de zinc 5 parts en poids noir N 550 50 parts en poids huile paraffinique 20 parts en poids bisulfure de tétra- méthyl-thiurame 1 part en poids mercaptobenzothiazole 1 part en poids soufre 1,7 part en poids. Autour du corps 10 en matériau élastomère, se trouve le matériau élastomère qui constitue la chambre à air. A titre d'exemple, le matériau élastomère qui constitue la chambre à air a la formule suivante caoutchouc butyle 100 parts en poids oxyde de zinc 5 parts en poids acide stéarique 0,5 part en poids oxyde de magnésium 20 parts en poids noir N 550 15 parts en poids noir N 762 35 parts en poids huile aromatique 5 parts en poids silice précipitée 15 parts en poids bisulfure de tétra- méthyl-thiurame 1,1 part en poids mercaptobenzothiazole 0,8 part en poids soufre 2 parts en poids. Une chambre à air selon l'invention, telle que celle qui a été précédemment décrite, est fabriquée au moyen d'un dispositif représenté schématiquement sur les figures 4 et 5 qui est aussi une partie intégrante de la pré- sente invention. Comme on le voit sur la figure 4, le dispo- sitif selon l'invention pour la fabrication de chambres à air comprend deux demi-moules 15 et 16 entre lesquels est inter- posé un noyau 17. Le demi-moule 15 a une forme disco'idale et il présente sa propre face dirigée vers le noyau 17 con- formée de façon à présenter une surface 18 de forme annu- laire correspondant à une partie de la surface externe de la forme torique qui constitue la chambreà air. De façon analogue, le demi-moule 16 a une forme discoldale et il présente sa propre face dirigée vers le noyau 17 conformée selon une surface de forme annulaire correspondant à la partie restante de la surface externe de la forme torique qui constitue la chambre à air à produire. Naturellement, tant le demi-moule 15 que le demi-moule 16 présentent des bords plans en correspondance des contours des surfaces profilées selon les parties des surfaces externes de la chambre à air à produire, lesdits bords étant mis en contact entre eux pour fermer le moule. Le noyau 17 a une forme discoldale et présente en correspondance de ses propres faces tournées vers les deux moules 15 et 16 des surfaces semblables à celles desdits moules 15 et 16. En particulier, la face 20 du noyau 17, qui est la face tournée vers le demi-moule 15, présente une surface 21 de forme correspondant à celle de la surface 18 du demi-moule 15, mais de rayons de courbure inférieurs, de façon que, par l'union du demi-moule 15 avec le noyau 17, se forme une cavité annulaire 22 ayant la forme d'une partie de, la paroi de la chambre à air à produire. De façon analogue, la face 23 du noyau 17 tour- née vers le demi-moule 16 présente une surface 24 de forme correspondant à celle de la surface 19 du demi-moule 16, mais de rayons de courbure inférieurs de façon telle que, par l'union du demi-moule 16 avec le noyau 17, se forme un creux annulaire ayant la forme de l'autre partie de la paroi de la chambre à air à produire. Une caractéristique importante de la présente invention réside dans le fait qu'une partie de la surface du noyau 17 tournée vers le demi-moule 16 et qu'une partie de la surface du demi-moule 16 tournée vers le noyau 17 sont rectilignes et parallèles entre elles, de façon à défi- nir une portion cylindrique 26 pour ledit creux annulaire , la portion cylindrique 26 ayant pour axe l'axe de sy- métrie des demi-moules 15 et 16, et étant plus voisine dudit axe de symétrie que ne le sont toutes les autres parties des creux 25 et 22. En outre, en correspondance de la portion du demi-moule 16 ayant sur sa propre surface tournée vers le noyau 17 une partie cylindrique se trouve un trou passant 27, destiné à loger la tige d'une valve, plus précisément de la valve de la chambre à air. Dans le noyau 17 sont prévus une pluralité de conduits passants 28 et 29 Un conduit 28 a une de ses extré- mités qui débouche en correspondance de la chambre annulai- re 25, tandis que le conduit 29 a une de ses extrémités qui débouche en correspondance de la chambre 22, tandis que les autres extrémités de chacun des conduits 28 et 29 partent d'un évidement 30 pratiqué dans le noyau 17, dans sa partie centrale, pour loger un dispositif d'injection non représenté sur les figures, au moyen duquel le matériau élastomère peut être envoyé à haute pression à travers les conduits 28 et 29 pour remplir les cavités annulaires 22 et 25. En particulier, les ouvertures des conduits 28 qui débouchent dans la chambre 25 sont décalées circonft- rentiellement par rapport aux ouvertures des conduits 29 qui' débouchent dans la chambre 22. Dans les parois des demi-moules 15 et 16, sont de plus présentes des cavités fermées non représentées, reliées avec l'extérieur par des trous pratiqués dans les parois desdits demi-moules, pour l'envoi de fluides. Deux fluides sont envoyés alternativement dans les cavités fermées prévues dans les demi-moules 15 et 16, plus précisément un fluide froid et un fluide chaud. En particulier, l'envoi du fluide froid est effectué avant et pendant le remplissage avec du matériau élastomère,des cavités annulaires existant entre le noyau 17 et les demi-moules 15 et 16. Au contraire, l'envoi du fluide chaud est effectué après la réunion directe des deux demi-moules et 16 entre eux, et ce fluide chaud constitue un moyen de vulcanisation du matériau élastomère présent dans les demi-moules. Enfin, les demi-moules 15 et 16 sont associés aux plaques d'une presse non représentée destinée à les mouvoir en les rapprochant et en les éloignant entre elles et par rapport au noyau 17, et des moyens non représentés, connus de l'homme de l'art, sont prévus pour interposer le noyau 17 entre les demi-moules 15 et 16, et pour l'en éloigner. Le fonctionnement du dispositif selon l'inven- tion pour la fabrication de la chambre à air est le suivant Tout d'abord, on introduit dans le trou passant 27 du demi-moule 16 la tige 5 d'une valve 4 de telle façon que le corps 10 en matériau élastomère prévu en correspon- dance d'une extrémité de la tige 5 soit logé dans la cavité du demi-moule 16. Successivement, les demi-moules 15 et 16 sont associés au noyau 17 de façon à obtenir la configuration représentée à la figure 4. En partant de la configuration représentée à la figure 4 dans laquelle on voit que les deux demi-moules et 16 sont associés au noyau 17 de façon à créer entre eux deux cavités annulaires 22 et 25 ayant chacune la forme d'une portion de la chambre à air à produire, on injecte un matériau élastomère par la tête d'un injecteur non repré- sentée et logée dans l'évidement 30 Le matériau élasto- mère, après être passé par les conduits 28 et 29, va remplir les cavités 22 et 25 qui constituent des portions de la chambre à air. Au cours de cette opération, un fluide froid est mis en circulation dans des cavités non représentées et prévues dans les demi-moules 15 et 16. A ce moment, on actionne la presse qui provo- que l'éloignement des deux demi-moules 15 et 16 du noyau 17, et au cours de cet éloignement, le matériau élastomère, qui avait rempli les cavités 22 et 25, reste de façon sur- prenanteadhérent aux demi-moules 15 et 16. A ce moment, le noyau 17 est éloigné des deux demi-moules 15 et 16 qui demeurent cependant directement face à face entre eux. Un tel éloignement du noyau 17 est effectué par des moyens non représentés mais connus de l'homme de l'rt. Après la dernière opération indiquée ci-dessus, on actionne à nouveau la presse (non représentée), aux pla- ques de laquelle sont fixés les demi-moules 15 et 16, de façon à mettre ceux-ci en contact direct, comme représenté en figure 5. Au terme de cette opération, se forme-entre les creux des deux demimoules se faisant face un corps torique creux 31 en matériau élastomère cru, l'union entre les bords des deux portions annulaires qui s'est formée entre les demi-moules 15 et 16 et le noyau 17 étant déjà survenue. On introduit alors un fluide sous pression, par exemple de l'air, dans le corps torique creux présent entre les deux demi-moules 15 et 16, et l'envoi d'un tel fluide est effectué au moyen d'une valve 4 qui constituera la valve de la chambre à air. La dernière opération qui reste à accomplir est la vulcanisation du matériau élastomère présent dans le moule, et dans ce but, un fluide chaud, par exemple de la vapeur d'eau, est envoyé dans la cavité non représentée des demi-moules prévue à cet effet. Dès que la vulcanisation du matériau élasto- mère qui constitue le corps torique creux 31 est terminée, la valve 4 est tout d'abord mise en communication avec l'at- mosphère extérieure, produisant ainsi une dépressurisation dans la chambre à air, et on actionne à nouveau la presse non représentée permettant l'éloignement réciproque des deux demi-moules 15 et 16 de façon à autoriser le dégage- ment de la chambre à air qui s'est formée entre eux. Après avoir éloigné la chambre à air des deux demi-moules 15 et 16, on introduit entre eux le noyau 17 après avoir inséré une nouvelle valve 4 dans le trou pas- sant 27 prévu dans la paroi du demi-moule 16 et successive- ment on actionne de nouveau la presse de façon à mettre lesdits demimoules 15 et 16 en contact avec les surfaces qui leur font face du noyau 17, de façon à réaliser la si- tuation représentée à la figure 4 et pouvoir produire une autre chambre à air. De la description qui précède, on comprend facilement comment, avec une chambre à air selon l'invention et avec un dispositif pour la fabrication des chambres à air qui est aussi un des buts de l'invention, on réalise tous les objectifs proposés. En effet, la solution d'une chambre à air cons- tituée par un corps torique ayant en section une configura- tion qui présente une étendue cylindrique, plus précisément une paroi cylindrique correspondant à la portion de chambre à air destinée à s'appuyer sur la gorge d'une jante de roue de véhicule automobile, donne à la chambre à air une résis- tance aux déformations qui peuvent naître sous l'effet de sollicitations de torsion au cours du montage de la chambre à air entre un pneumatique et la jante de la roue qui doit le supporter. Une telle résistance est due en effet à la pré- sence d'arêtes dans les zones o la paroi de la chambre à air passe si elle est vue en section (figure 2), de la con- figuration rectiligne à la configuration circulaire. La résistance aux déformations de la chambre à air aux sollicitations de torsion empêche ces dernières de déterminer des plis dans les parois de la chambre à air, et évite donc tous les dangers résultant de la présence de ces plis. En outre, le lien entre la valve, nécessaire au gonflage de la chambre à air, et celle-ci, au niveau d'une surface ayant un seul rayon de courbure, telle que la surfa- ce cylindrique, permet de faciliter l'union entre la base de la valve et la chambre à air, et permet donc de réduire les risques de mauvaises liaisons entre ces éléments. La liaison entre la valve et la chambre à air est caractérisée par le fait qu'elle est effectuée au cours de la formation de la paroi de cette dernière, et par le fait que la surface d'union de l'embase de la valve à la paroi de la chambre à air est en forme de cône, la plus grande base de la forme tronconique constituant une partie de la paroi interne de la chambre à air, et les surfaces latérales de l'embase de la valve étant inclinées vers l'extérieur de la chambre à air Outre que cette liaison assure la meilleure union possible par l'effet d'une augmentation de la surface d'union, elle introduit aussi un effet d'assemblage mécani- que entre ces éléments qui entraîne une stabilité apprécia- ble de cette liaison dans le temps. En effet, avec la disposition d'union entre les parois de la chambre à air et l'embase de la valve ci-dessus indiquée, les sollicitations qui peuvent naître dans de tel- les zones d'union au cours du fonctionnement d'un pneumatique contribuent à cette union, et on évite le danger de rebuts en production, qui seraient dus à l'écoulement de maté- riau élastomère dans le conduit de la valve. Enfin, avec la solution selon la présente invention, il est possible de faire varier suivant des valeurs discrètes l'épaisseur des chambres à air à réa- liser. Bien que l'on ait illustré et décrit une forme particulière de réalisation selon l'invention, toutes les variantes envisageables pour l'homme de l'art doivent être comprises dans le cadre de l'invention. R E V E N D I C A T IONS 1. Chamnbre a air pour pneumatiques qui com- prend un corps torique creux ( 1) en matériau élastomère réticulé et une valve ( 4) solidaire dudit corps torique creux ( 1) pour l'introduction et l'extraction d'air dans ce dernier, caractérisée par le fait que le corps torique creux ( 1) présente une paroi cylindrique ( 3) dont l'axe de symétrie ( 2) coïncide avec l'axe de symétrie de la forme torique. 2 Chambre à air selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la valve ( 4), solidaire du corps torique creux ( 1) en matériau élastomère réticulé est liée à la paroi cylindrique de ce dernier, la surface de base ( 11) en matériau élastomère de l'embase ( 10) de la valve ( 4) cons- tituant une partie de la surface interne de la chambre à air. 3. Chambre à air selon les revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que la valve ( 4), solidaire du corps torique creux ( 1) en matériau élastomère, présente, à son extrémité englobée dans le matériau élastomère consti- tuant le corps torique ( 1), une embase ( 10) en matériau élastomère de forme tronconique, la plus grande base ( 11) de la forme tronconique constituant une partie de la surface interne de la chambre à air. 4. Dispositif pour la fabrication de chambres à air conformes à l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé par le fait qu'il comprend deux demi-moules ( 15, 16) qui peuvent s'accoupler et s'éloigner l'un de l'au- tre, et un noyau ( 17) dont une partie de la surface externe ( 21) est de forme complémentaire aux surfaces ( 18, 19) qui lui font face lesdeux demi-moules ( 15,16),de façon à dé- finir avec ces deux demi-moules un couple de cavités ( 22, 25) substantiellement annulaires et complémentaires entre elles pour déterminer une forme torique creuse, o un des demi- moules ( 15, 16) et la surface du noyau ( 17) qui lui fait face présentent des surfaces cylindriques coaxiales, des conduits ( 28, 29) étant prévus dans le noyau ( 17) pour l'envoie de ma- tériaux élastomères dans les cavités ( 22, 25, 26) définies entre les demi-moules ( 15, 16) et le noyau ( 17), des moyens pour éloigner les demi-moules du noyau, des moyens pour écarter le noyau de l'espace compris entre les deux demi- moules, des moyens pour rapprocher entre eux les deux demi-moules, mettant en contact réciproque et direct leurs bords, des moyens pour envoyer un fluide sous pression dans les cavités formées entre les deux demi-moules, et des moyens pour vulcaniser le matériau élastomère. 5. Dispositif selon la revendication 4, carac- térisé par le fait que, dans la paroi du demi-moule dont une partie de la surface interne présente une forme cylindrique, est prévu un trou passant ( 27) pour loger le corps ( 5) de la valve ( 4) de la chambre à air. 6. Dispositif selon les revendications 4 ou 5, caractérisé par le fait que les ouvertures par lesquelles les conduits ( 28) débouchent dans la cavité ( 25) sont déca- lées par rapport aux ouvertures par lesquelles les conduits ( 29) débouchent dans la cavité ( 22).