Brevet FR2721257A1 — publié le 19951222

La présente invention concerne un carter pour une soupape assurant l'étanchéité de pneumatiques sans chambres à air, qui doivent fonctionner avec une pression de gonflage supérieure à 4x105 Pa, et en particulier supérieure à 4,2x105 Pa, un mécanisme anti-retour à action d'étanchéité étant disposé à l'intérieur du carter de soupape et un joint d'étanchéité séparable, ou inséparable, ou relié unitairement, étant disposé sur le côté extérieur de façon à assurer l'étanchéité par rapport à la jante. D'après la demande de brevet allemande publiée DE- 19 23 133, il est connu un carter de soupape qui est apparemment constitué de laiton comme cela est classique et qui est élargi, sans formation de copeaux, avec des dimensions différentes dans certaines zones se succédant axialement. Dans toutes les zones, le diamètre extérieur du carter de soupape reste plus petit que le diamètre du trou de jante associé. Comme cela est classique à l'heure actuelle lors d'une utilisation dans les voitures de tourisme et des transporteurs (VW T3, T4, Ford Transit etc.) le carter de soupape est fixé par vulcanisation dans un fourreau en caoutchouc, qui est représenté sur la figure 2 de ce document d'opposition par des parties hachurées depuis le haut à gauche jusqu'en bas à droite. Ce fourreau en caoutchouc comporte une rainure avec laquelle il s'emboîte dans le trou correspondant de la jante. Du fait de ce mode de montage, cette soupape est fréquemment appelée une soupape emboîtable. La rainure servant à recevoir la paroi de la jante est délimitée, à l'extrémité située côté pneumatique, par un collet en caoutchouc, d'une hauteur supérieure à celle de l'extrémité opposée au pneumatique, car la suppression régnant en amont de la soupape a tendance à expulser la soupape de la jante. Dans la direction axiale de la soupape, ce collet en caoutchouc nécessite un dimensionnement important pour résister à la pression de gonflage. Cet agencement est utilisé dans des cas extrêmement rare jusqu une pression de gonflage de 4x105 Pa car des résistances à la pression encore plus grandes nécessiteraient un dimensionnement du collet en caoutchouc qui serait si grand que ce collet serait expulsé du canal de la jante de sorte que le montage du pneumatique serait empêché. Pour des carters de soupapes utilisés dans des pneumatiques de camions, il est connu de former par usinage ou par roulage un filetage à l'extrémité située du côté du pneumatique et de visser sur ce filetage un écrou. Du fait de la grande résistance et de la grande rigidité du métal utilisé pour l'écrou - généralement du laiton -, cette structure reste suffisamment plate également pour la pression de gonflage comprise entre 5,0 et 8,5 Pa, qui est adoptée d'une manière classique dans le domaine des camions (en fonction de la classe de poids), pour ne pas empêcher le montage du pneumatique. Sur le côté opposé au pneumatique, on peut également prévoir un écrou. Des soupapes ayant ces structures sont appelées des soupapes vissables. Des soupapes vissables sont sensiblement plus coûteuses, en ce qui concerne la fabrication et le montage, que des soupapes emboîtables à cause du grand nombre du pièces individuelles à fabriquer et à monter (additionnellement au moins un écrou séparé et un joint d'étanchéité), et à cause du coût d'appariage des filetages. En outre, notamment pour une utilisation dans le domaine de ce qu'on appelle les pneumatiques industriels (le plus grand domaine d'utilisation : chariots élévateurs à fourches) , il serait souhaitable de prévoir une structure encore plus plate à l'extrémité dirigée vers le pneumatique. Des pneumatiques industriels sont fréquemment montés, par les fabricants de véhicules, et en fonction du désir du client, sur les mêmes jantes en alternance avec des bandages. Cela suppose que, pour les deux types différents de pneumatiques, il est possible d'utiliser les mêmes jantes. Au moins jusqu'à maintenant, il a été classique de monter les bandages - plus puissants que des pneumatiques ordinaires dans ce domaine d'utilisation - sur des jantes cylindriques, indépendamment des rebords de jantes, c'est-à-dire des jantes exemptes de canal.Pour le montage des pneumatiques, généralement le rebord de jante situé sur le côté extérieur du véhicule peut être enlevé. Du fait de la possibilité d'enlèvement du rebord de jante, il est possible de monter sur ces jantes, malgré le fait qu'elles ne sont pas pourvues de canal, également des pneumatiques sans chambres à air et la soupape, faisant saillie sur une grande distance dans la cavité du pneumatique du fait de l'absence de canal (autrement la soupape est montée dans le canal), empêche un glissement axial du talon du pneumatique situé intérieurement dans le véhicule. Pour cette raison, on ne montait jusqu'à maintenant, sur ces jantes prévues pour des bandages, que des pneumatiques pourvus de chambres à air.Comme cela est connu pour des pneumatiques de voitures de tourisme et de camions, il est cependant possible d'obtenir avec des pneumatiques sans chambres à air des propriétés plus avantageuses, notamment une diminution de la probabilité de perforations et également une diminution de la vitesse de baisse de la pression de gonflage en cas de perforation. I1 se pose ainsi le problème d'agencer une soupape de telle sorte qu'elle se présente comme une soupape emboîtable en comportant aussi peu de composants tout en pouvant résister à des pressions supérieures à 4x105 Pa. En outre, cette soupape ne devrait pas occuper plus - et de préférence moins - de volume dans la cavité du pneumatique que les soupapes emboîtables ou soupapes vissables connues. L'inventeur a constaté que, pour résoudre ce problème, il n'est pas nécessaire de modifier la "structure intérieure" de la soupape, notamment le mécanisme anti-retour et d'étanchéité, ce qui facilite les possibilités d'application industrielle de l'invention. Au contraire, il suffit d'agencer le carter de soupape d'une autre manière Le problème est résolu conformément à l'invention en ce qu'il est prévu à l'extrémité, située côté pneumatique, du carter de soupape un collet rigide lié unitairement, ce collet ayant un diamètre plus grand que le diamètre du trou prévu pour la fixation de la soupape et ledit collet étant réalisé, par formage sans création de copeaux, de préférence au moyen d'un refoulement axial avec élargissement simultané, à partir de l'extrémité, située côté pneumatique, du carter de soupape. L'invention est initialement basée sur le principe que, en ce qui concerne la possibilité de montage, une liaison séparable entre le collet et la tige du carter de soupape n'est pas nécessaire. Evidemment le carter de soupape peut être monté dans la jante, d'une manière analogue à un raccord classique d'une roue à rayons, seulement en opérant radialement de l'extérieur car il n'existe que très rarement un besoin de remplacer la soupape sans avoir à changer le pneumatique, et cela ne représente pas un inconvénient important. En second lieu, l'inventeur est au courant que, également lorsque les raccords en laiton, classiquement utilisées dans la construction du carter de soupape, ne possèdent pas une aptitude de déformation plastique suffisante, il est possible de réaliser le collet sans réalisation de copeaux. Par apport à une réalisation avec formation de copeaux, on obtient ainsi une meilleure disposition des fibres, ce qui permet un dimensionnement mieux adaptable. Ces avantages sont suffisamment importants pour justifier économiquement un passage à des matériaux déformables et/ou un recuit intermédiaire. En ce qui concerne la réalisation du conduit tubulaire, il s'est manifesté judicieux entre-temps d'utiliser des matières plastiques suffisamment solides comme matériau pour la fabrication du carter de soupape conforme à l'invention, notamment du polyéthylène fortement réticulé et/ou du polypropylène. Pour le domaine de pressions de gonflage supérieures à environ 6x105 Pa, il est judicieux, comme auparavant, d'utiliser des matériaux métalliques. On peut envisager notamment d'utiliser des alliages de laiton déformables ou bien des aciers alliés - de préférence de l'acier inoxydable inoxydable le passage à l'acier allié favorise en outre l'obtention d'une structure particulièrement plate. En vue de faciliter l'accessibilité, le carter de soupape doit être coudé d'une manière intrinsèquement connue. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 représente en vue en coupe une soupape, pourvue d'un carter conforme à l'invention et disposée dans une jante avec canal, la figure 2 représente en vue en coupe une soupape, pourvue d'un carter conforme à l'invention et montée dans une jante comportant un rebord pouvant être enlevé, la figure 3 représente dans une vue schématique une coupe longitudinale d'une jante exempte de canal et pourvue d'une soupape comportant un carter conforme à l'invention, et la figure 4 met en évidence un procédé et un outil pour réaliser le collet conforme à l'invention sur un carter de soupape ayant initialement une forme tubulaire cylindrique. La figure 1 représente en vue en coupe une soupape 2 comportant un carter 1 agencé conformément à l'invention et monté dans une jante 6 pourvue d'un canal 10 et portant une chambre à air 3. A l'intérieur du carter de soupape 1, il est prévu un mécanisme antiretour 4 remplissant une fonction d'étanchéité et qui est représenté ici seulement schématiquement car il reste invariant par rapport à l'art antérieur. Entre le carter de soupape 1 et le trou de jante 9, il est prévu un joint d'étanchéité 5. Ce joint d'étanchéité 5 est par association de matières lié au carter de soupape 1 comme cela est connu avantageusement pour des soupapes emboîtables - c'est-à-dire qu'il peut être collé ou fixé par vulcanisation de façon à maintenir aussi petit que possible le nombre de pièces à monter (qui sont susceptibles de pertes et d'oublis). Le joint d'étanchéité 1 est disposé avantageusement - comme représenté - non seulement sur la surface radialement extérieure de la jante - bien que cela soit suffisant pour la fonction d'étanchéité - mais il est également engagé dans le trou de jante 9 et sort d'une certaine distance radialement vers l'intérieur hors de la roue en constituant dans cette zone - comme cela est également connu pour des soupapes emboîtables - un petit bourrelet 11, qui a un diamètre intérieur D1 légèrement plus grand que le diamètre intérieur d du trou de jante 9. Pour faciliter le montage du pneumatique, pendant que celui-ci n'est pas soumis encore à une pression de gonflage, la soupape est maintenue dans la jante 6 sans possibilité de perte. La différence importante par rapport à la soupape emboîtable connue consiste en ce que le carter de soupape 1 comporte, à son extrémité 7 située côté pneumatique, un gros collet 8 formé unitairement et dont le diamètre D est suffisamment plus grand que le diamètre d du trou de jante pour que la pression d'appui du joint d'étanchéité 5 contre la surface annulaire d'appui 6.1 de la jante 6 soit suffisamment petite pour empêcher un écrasement latéral du caoutchouc. La dimension de cette surface de forme annulaire, à déterminer en fonction de la pression de gonflage prévue pour le pneumatique, est connue du spécialiste, dans une large dépendance de la qualité du caoutchouc de la soupape vissable. En outre le spécialiste sait, en ce qui concerne les soupapes emboîtables, quelle valeur doit avoir le taux d'élasticité et par conséquent l'épaisseur de paroi du joint d'étanchéité dans cette zone pour obtenir, en fonction de la grandeur du canal de la jante et de son incurvation par rapport à la grandeur de la surface d'appui, un effet d'étanchéité suffisant. Par rapport aux soupapes emboîtables connues, cette solution présente l'avantage que la soupape peut rester de façon stable dans la jante, également lorsqu'il règne dans le pneumatique de fortes suppressions (la plupart du temps de 10x105 Pa dans les pneumatiques pour chariots élévateurs à fourches) . Par comparaison aux soupapes vissables connues, le nombre des pièces à monter, les frais de fabrication, de distribution et de stockage ainsi que l'espace radial nécessaire pour la construction sont réduits. Cette dernière condition simplifie notamment le montage du pneumatique dans le cas où le canal de jante a des dimensions resserrées. La figure 2 représente la même soupape 2 dans une jante exempte de canal et comportant un rebord amovible, c'est-à-dire une structure de jante qui est utilisée en prédominance dans des véhicules industriels comme des chariots élévateurs à fourches, etc., d'autant plus qu'également la plupart des types de bandages sont adaptés à une telle structure. A cet égard, pour un montage du pneumatique, initialement l'un des talons 3.1 de ce dernier, dans ce cas celui qui est représenté à droite, est engagé sur la jante jusqu'au rebord rigide 6.2 de cette dernière et il doit alors passer sur la soupape 2. Cela est facilité par une structure particulièrement aplatie de la soupape 2 dans la zone pénétrant dans le volume intérieur du pneumatique, ce que permet l'agencement conforme à l'invention du carter de soupape.Ensuite, l'anneau d'appui 18 à section légèrement en forme de coin est engagé axialement de l'extérieur entre l'autre talon 3.2 du pneumatique et le bord correspondant de la jante, cet anneau devant assurer une étanchéité par rapport à la jante. Cette fonction d'étanchéité peut être remplie par une pièce séparée par exemple par une bague torique, ou bien comme cela est représenté ici, cette partie est intégrée dans l'anneau d'appui 18 par le fait que l'anneau d'appui n'est pas réalisé en un métal mais en un polymère, de préférence du caoutchouc. Ensuite, le rebord de jante 19 est engagé axialement de l'extérieur, de préférence un peu plus loin que ce qui correspondrait à la position limite. Ensuite, malgré la saillie 19.1 qui est prévue sur le rebord annulaire 19 de la jante, il est notamment facile de monter l'anneau d'arrêt 20. Sous l'effet d'une sollicitation du pneumatique 3 par la pression de gonflage, le talon 3.2 du pneumatique se déplace facilement vers l'extérieur, de sorte que l'anneau d'appui 18 est plus comprimé et le rebord de jante est déplacé axialement jusqu'à l'application contre l'anneau d'arrêt 20 tandis que la saillie 19.1 du rebord annulaire de la jante bloque additionnellement l'anneau d'arrêt 20 en l'empêchant de s'élargir radialement. La figure 3 représente en vue en perspective et en coupe longitudinale une autre jante 6 - également dépourvue de canal -, dans laquelle est disposée une soupape 2 comportant un carter 1 conforme à l'invention. Le côté extérieur de la jante 6 est fraisé avec surface plane dans la zone du trou de jante 9, ce qui est également mis en évidence dans une coupe longitudinale sous la forme de la corde 12. La hauteur h de construction de la soupape, pénétrant dans le volume intérieur 13 du pneumatique, est suffisamment petite par rapport à la profondeur de fraisage t et par rapport au diamètre extérieur D du collet 8 conforme à l'invention pour que la soupape puisse pénétrer à peine - comme cela est représenté ici - ou même pas du tout dans le cercle d'appui 14 de la jante 6. De cette manière, il est possible d'effectuer un montage particulièrement facile du pneumatique sans chambre à air 3 également sur des jantes 6 comportant une partie centrale cylindrique. La figure 4 met en évidence un procédé à deux étapes et des outils correspondants 15 pour réaliser le collet prévu sur le carter de soupape à partir d'une pièce 16 ayant initialement une forme tubulaire cylindrique. La figure 4 est décomposée en une figure partielle de gauche, qui met en évidence la première étape du procédé, ét en une figure partielle de droite4 b qui met en évidence la seconde étape du procédé. L'outil 15 utilisé pour la première étape du procédé se décompose en un poinçon de pression 15.1 et un mandrin d'expansion 15.2 ayant une légère courbure continue. Dans une première étape opératoire, la pièce 16, ayant initialement une forme cylindrique creuse, est expansée au moyen du poinçon de pression 15.1 dans le mandrin d'expansion et elle prend alors, à une extrémité 7 située ultérieurement du côté du pneumatique - un profil en forme de champignon.Du fait que la partie-tige n'est pas emboutie à partir d'une rondelle de tôle plane, ce qui est classique pour la réalisation de telles formes de champignon, mais qu'elle est réalisée par refoulement à partir d'une barre, on élimine dans une large mesure une réduction d'épaisseur de paroi sur le diamètre du collet futur. Dans la seconde étape opératoire, représentée sur la figure partielle 4 b, la pièce 16 qui a déjà une forme de champignon est amenée par compression à la forme finale dans une autre matrice 17 en deux parties, comportant une partie inférieure 17.2 et une partie supérieure 17.1. La surface 17.3 de la partie supérieure 17.1 ne doit pas être exactement plane, comme cela est représenté ici pour simplifier le dessin, mais elle peut être exactement adaptée à la courbure éventuelle de la jante. Ensuite, on enlève le cas échéant d'une manière classique les bavures de refoulement existant sur le bord, par exemple au moyen d'une opération d'abrasion (à chaque fois avec enlèvement de copeaux) qui est effectuée dans une tambour rotatif rempli de sable ou d'autres matières abrasives, comme cela est connu dans la fabrication d'organes roulants, ou bien en opérant par meulage.La suite du traitement de la pièce 16 jusqu'à la terminaison de fabrication du carter de soupape conforme à l'invention, et finalement de la soupape complète, reste avantageusement non modifiée, c'est-à-dire comme cela est connu d'après l'art antérieur. Le carter de soupape conforme à l'invention permet des constructions de soupapes qui associent les avantages des soupapes vissables dans une large mesure avec ceux des soupapes emboîtables, en ce qui concerne les dimensions réduites du volume radial de construction nécessaire également pour les deux formes de soupapes connues. Pour cette raison, également des soupapes fabriquées avec les carters précités rentrent dans le cadre de protection du brevet revendiqué. En plus des économies de fabrication, d'utilisation et de montage des soupapes conformes à l'invention qui sont destinées à résister à des pressions élevées, de telles soupapes peuvent permettre, notamment lors d'application à des pneumatiques industriels, l'utilisation d'une grande proportion de pneumatiques sans chambres à air, sans nécessiter des jantes avec canal ou bien des soupapes vissables particulièrement coûteuses. Le passage à des pneumatiques sans chambres, à la place de pneumatiques avec chambres employés par le passé et qui sont montés principalement sur des véhicules de transport au sol utilisés à l'extérieur d'ateliers, réduit la probabilité de défauts d'étanchéité sous l'effet de chocs exercés sur le pneumatique jusqu'à la jante et/ou jusqu'à la soupape réduit la vitesse de baisse de pression dans le cas de perforations, allonge la plage de contrôle de la pression de gonflage et diminue légèrement la résistance au roulement. En coopération avec des pneumatiques sans chambre à air et des jantes exemptes de canal ou comportant seulement un canal de profil aplati, les soupapes conformes a l'invention pourvues de carters de soupapes conformes à l'invention permettent d'obtenir le maximum d'avantages. REVENDICATIONS 1. Carter (1) pour une soupape (2), qui est conçue pour l'étanchéité de pneumatiques sans chambres à air (3) qui doivent opérer avec une pression de gonflage supérieure à 4,2x105 Pa, un mécanisme anti-retour à action d'étanchéité étant disposé à l'intérieur du carter de soupape (1) et un joint d'étanchéité (5) séparable, ou inséparable, ou relié unitairement, étant disposé sur le côté extérieur de façon à assurer l'étanchéité par rapport à la jante (6), le carter de soupape (1) comportant à l'extrémité (7) agencée de façon à être dirigée vers le pneumatique, un collet rigide (8) qui est disposé en étant relié unitairement du carter (1) , ce dernier ayant sur son collet (8) son diamètre maximal (D) qui est plus grand que le diamètre (d) du trou (9) prévu dans la jante (6) pour la fixation de soupape, carter caractérisé en ce que ce collet (8) est réalisé par formage sans enlèvement de copeaux, de préférence par compression axiale avec expansion simultanée, à l'extrémité (7), située côté pneumatique, du carter de soupape (1). 2. Carter de soupape (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est recourbé d'une manière connue en vue de facilité l'accessibilité. 3. Carter de soupape (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il se compose d'un métal comme cela est connu. 4. Carter de soupape (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise comme métal un acier allié - ou de préférence inoxydable - (à la place de laiton) 5. Soupape (2) pour pneumatiques, caractérisée en ce qu'elle comporte un carter de soupape (1) conforme à la revendication 1.