INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Selon un troisième mode de réalisation avantageux, l’au moins un matériau constitutif de la structure porteuse, de la bande de cisaillement et de la bande de roulement est un polyimide (PI). Un polyimide, tel que, par exemple, le matériau Aurum PL500A TM , a d’excellentes caractéristiques mécaniques aux températures cryogéniques, mais est plus difficile à mettre en œuvre qu’un polyétheréthercétone, tel que le matériau Victrex CT100 TM .
Selon un quatrième mode de réalisation avantageux, l’au moins un matériau constitutif de la structure porteuse, de la bande de cisaillement et de la bande de roulement est un polyetherimide (PEI). Un polyetherimide tel que, par exemple, le matériau Ultem 1010 TM , a des propriétés mécaniques comparables à celles d’un polyétheréthercétone, tel que le matériau Victrex CT100 TM avec toutefois un plus faible allongement à rupture. Il présente l’avantage d’être plus économique.
Préférentiellement la structure porteuse, la bande de cisaillement et la bande de roulement sont constituées chacune par le même matériau. Un matériau identique pour l’ensemble des constituants d’un pneumatique sans air simplifie la fabrication et permet une adhésion facilitée entre les différents constituants.
Encore préférentiellement la structure de cisaillement est constituée par une pluralité d’éléments de cisaillement répartis circonférentiellement. Une telle structure de cisaillement discrète présente l’avantage d’être plus légère qu’une structure de cisaillement continue. De plus ses rigidités peuvent être plus finement optimisées.
Un deuxième objet de l’invention est une roue comprenant un pneumatique sans air tel que précédemment décrit, monté sur une jante.
L’invention a également pour objet un procédé de fabrication d’un pneumatique sans air tel que précédemment décrit et comprenant, radialement de l’intérieur vers l’extérieur, une structure porteuse, une bande de cisaillement et une bande de roulement constituées par au moins un matériau polymérique thermoplastique hautes performances.
Un premier procédé de fabrication d’un pneumatique sans air met en œuvre une technologie par injection. Un tel procédé de fabrication par injection consiste à injecter le ou les matériaux constitutifs du pneumatique sans air dans un moule.
Un deuxième procédé de fabrication d’un pneumatique sans air met en œuvre une technologie de fabrication additive. Un procédé de fabrication additive met en œuvre une machine d’impression tridimensionnelle déposant un matériau d’impression malléable en couches successives, au moyen d’une buse. Une telle machine d’impression tridimensionnelle comprend généralement une chambre qui forme une enceinte délimitée par une paroi, et à l’intérieur de laquelle se trouve un plateau destiné à soutenir une pièce en cours d’impression, ainsi qu’une buse permettant d’amener le matériau constitutif de ladite pièce. Pour pouvoir générer la forme de la pièce, il est prévu des systèmes d’entraînement comprenant un ascenseur pour déplacer ou le plateau ou la buse verticalement, et des tables de translation croisées l’une par rapport à l’autre pour piloter horizontalement, soit le plateau, soit la buse chargée de délivrer le matériau constitutif de la pièce.
Une première variante du procédé de fabrication par mise en œuvre d’une technologie par injection ou d’une technologie par fabrication additive comprend une unique étape de fabrication du pneumatique constitué par une pièce unitaire.
Une deuxième variante du procédé de fabrication par mise en œuvre d’une technologie par injection ou d’une technologie par fabrication additive comprend successivement une étape de fabrication de pièces élémentaires, constitutives du pneumatique sans air, et une étape d’assemblage desdites pièces élémentaires.
Encore avantageusement, la troisième longueur d’arc est au moins égale à 3 fois et au plus égale à 150 fois la plus petite des deuxième et cinquième largeurs, de préférence au moins égale à 10 fois et au plus égale à 60 fois la plus petite des deuxième et cinquième largeurs.
Encore avantageusement, la quatrième longueur d’arc est au moins égale à 3 fois et au plus égale à 150 fois la plus petite des troisième et cinquième largeurs, de préférence au moins égale à 10 fois et au plus égale à 60 fois la plus petite des troisième et cinquième largeurs.
Préférentiellement, la pluralité de portions de liaison comprend au moins deux portions de liaison de motifs différents, chacune des portions de liaison de motif différent étant répartie circonférentiellement selon un pas constant.
Toujours préférentiellement, la pluralité de portions de jonctions comprend au moins deux portions de jonctions de motifs différents, chacune des portions de jonction de motif différent étant répartie circonférentiellement selon un pas constant.
La répartition selon un pas constant des au moins deux portions de liaison de motif différent et des au moins deux portions de jonction de motif différent permet d’obtenir une carcasse dont le fonctionnement mécanique, en particulier sous un effort radial imposé, est identique sur toute la circonférence du pneumatique sans air.
Préférentiellement, le matériau d’impression est un thermoplastique de type polyaryléthercétone (PAEK), un thermoplastique de type polyetheretherketone (PEEK), un polyamide aliphatique (PA), un polyetherimide (PEI), un polyimide (PI), un polyester glycolisé (PETG), ou un copolyester thermoplastique élastomérique (TPC-ET). Un exemple de polyaryléthercétone (PAEK) est le produit AM 200® de la société Victrex™. Un exemple de copolyester thermoplastique élastomérique (TPC-ET) est le produit Hytrel® de la société DuPont™.
Avantageusement, le matériau d’impression est différent entre au moins deux types de cordons parmi les cordons respectivement de membrane radialement intérieure, de membrane radialement intermédiaire, de membrane radialement extérieure, de structure de liaison et structure de jonction, permettant ainsi de spécifier la rigidité ou la flexibilité pour chacun des éléments de structure.
La structure porteuse 9 comprend radialement de l’intérieur vers l’extérieur : -une membrane radialement intérieure 7 destinée à être fixée par des moyens de connexion à la jante ou au moyeu 4, -une structure de liaison 28 destinée à relier la membrane radialement intérieure 7 et la bande de cisaillement 3.
On peut citer plus particulièrement l'homopolymère de sels (par exemple chlorure) de diméthyldiallylammonium, tel que le polyquaternium-6, par exemple vendu sous la dénomination "MERQUAT 100" par la société NALCO (et leurs homologues de faibles masses molaires moyenne en poids) et les copolymères de sels (par exemple chlorure) de diallyldiméthylammonium et d'acrylamide, tels que le polyquaternium-7, commercialisés notamment sous la dénomination "MERQUAT 550" ou "MERQUAT 7SPR".
En variante, l’ensemble monté 1 pourrait être une roue sans chambre à air dite « tubeless » en termes anglo-saxons comprenant un insert (non représenté) constitué de plusieurs couches de plastique expansé pour remplacer la chambre à air.
L’ensemble monté 1 pourrait également être un pneu dit « sans air ».
La bande de roulement 6 comprend deux surfaces latérales (non référencées), une surface interne (non visible) solidaire de la surface porteuse de bande de roulement 5 et une surface de roulement 6a opposée à la surface interne et destinée à entrer en contact avec une chaussée S lorsque la roue 1 roule.
La bande de roulement 6 comprend une pluralité de découpes ou sculptures se prolongeant sur au moins une de ses surfaces latérales.
La jante 2 forme ici une structure porteuse radiale pour le pneumatique 4.
Tel qu’illustré sur la , un dispositif 10 de fabrication additive d’une bande de roulement 6 est configuré pour déposer une matière extrudée formant la bande de roulement 6 sur une surface circonférentielle porteuse 5 du pneumatique 4 de la roue 1.
De manière générale, le dispositif 10 de fabrication additive d’une bande de roulement 6 est configuré pour déposer une matière extrudée formant la bande de roulement 6 sur un pneumatique 4. En effet, on pourrait prévoir la fabrication de la bande de roulement 6 sur un pneumatique 4 non monté sur une roue.
On pourrait également prévoir le rechargement d’une bande de roulement 6 neuve sur une bande de roulement usée. Dans ce cas, la surface porteuse correspond à la bande de roulement usée.
Le dispositif 10 de fabrication additive comprend un socle fixe 12 et une ou plusieurs rampes de dépose de matière 20, 30 montées en translation par rapport audit socle fixe 12.
De manière nullement limitative, le socle fixe 12 comprend une embase 14 fixée sur le sol S et un bras vertical 16 de fixation de la rampe de dépose de matière 20, 30.
La rampe de dépose de matière 20, 30 est disposée au-dessus de la roue 1, et notamment de la bande de roulement du pneumatique 4.
La rampe 20, 30 s’étend selon un axe d’extension, ici l’axe longitudinal X.
Le dispositif 10 de fabrication additive comprend un extrudeur 18 relié à la rampe 20, 30 de dépose de matière et est configuré pour réaliser un jonc de matière fondue, par exemple à partir de granulés de matière, de préférence en matière plastique, par exemple du thermoplastique élastomère, d’acronyme TPE. Les granulés de matière sont donc extrudés à chaud.
L’extrudeur 18 est ici central et alimente ladite rampe 20, 30 en un jonc de matière fondue à partir de granulés. En d’autres termes, l’extrudeur central est associé à l’ensemble des buses de dépose de matière
En variante, l’extrudeur central 18 alimente ladite rampe 20, 30 en un jonc de matière fondue à partir d’un ou plusieurs filaments, voire de bandes.
En variante, on pourrait prévoir au moins un extrudeur associé à au moins une buse de dépose de matière.
V PVi (t k-1 ) représente une valeur précédente de la tension continue élémentaire d’entrée,
I PVi (t k ) représente la valeur du courant élémentaire d’entrée,
C PVi représente la capacité du condensateur,
I Hi_M (t k ) représente la valeur moyenne du courant de pont entre les instants temporels t k-1 et t k ;
la valeur précédente V PVi (t k-1 ) de la tension continue élémentaire d’entrée étant la valeur précédemment mesurée de la tension continue élémentaire d’entrée si elle a été mesurée pour l’instant temporel précédent, ou bien la précédente valeur estimée de la tension continue élémentaire d’entrée si ladite valeur précédemment mesurée a été mesurée pour un instant temporel antérieur à l’instant temporel précédent ;
ladite valeur moyenne I Hi_M (t k ) du courant de pont vérifiant de préférence l’équation suivante :
- le contrôleur principal comporte en outre un deuxième estimateur configuré pour calculer, pour chaque module de conversion, une moyenne estimée du courant élémentaire d’entrée reçu par le module de conversion, la moyenne estimée du courant élémentaire d’entrée étant alors utilisée pour calculer la valeur estimée de la tension continue élémentaire d’entrée ;
- le deuxième estimateur est configuré pour calculer, pour chaque module de conversion, la moyenne estimée du courant élémentaire d’entrée sur une durée de moyennement, en fonction de la tension totale de sortie et d’un courant de sortie délivrés en sortie du convertisseur d’énergie, et d’une valeur moyenne de la tension continue élémentaire d’entrée sur la durée de moyennement ;
la durée de moyennement dépendant de préférence d’une demi-période de la tension de sortie ;
- le deuxième estimateur est configuré pour calculer, pour chaque module de conversion, la moyenne estimée du courant élémentaire d’entrée selon l’équation suivante :
où PVi > représente la moyenne estimée du courant élémentaire d’entrée,
PVi > représente la valeur moyenne de la tension continue élémentaire d’entrée sur ladite durée de moyennement, et
L’invention vise par conséquent à remédier aux inconvénients susmentionnés et à proposer un procédé de fabrication qui permet la réalisation simple, et à faible coût d’une carcasse d’un pneumatique sans air, pouvant utiliser des matériaux compris dans une vaste gamme, tout en garantissant une excellente reproductibilité de fabrication et une parfaite adhésion entre les différents éléments de structure de la carcasse du pneumatique sans air.
De façon essentielle, le procédé de fabrication additive selon l’invention permet d’obtenir une carcasse d’un pneumatique sans air en mettant en œuvre un procédé unique de dépôt d’un matériau d’impression sous forme de cordons sortant d’une buse et sans avoir à assembler plusieurs pièces entres-elles pour constituer ladite carcasse. Chaque élément de structure de la carcasse est ainsi constitué par une superposition axiale de couches, chaque couche étant constituée d’un seul cordon ou « mono-cordon », ledit « mono-cordon » permettant de gagner en temps et en qualité de fabrication de la carcasse du pneumatique sans air, tout en améliorant la résistance mécanique de ladite carcasse.
Par conséquent, le procédé de fabrication additive de l’invention permet de supprimer le processus d’assemblage des différents éléments de structure nécessaires à la fabrication d’une carcasse d’un pneumatique sans air ce qui permet un gain de temps de fabrication et une amélioration de la qualité de réalisation de la carcasse du pneumatique sans air.
En outre, le procédé de fabrication additive selon l’invention engendre un coût de fabrication de la carcasse moins élevé, aucun outillage n’étant nécessaire pour fabriquer les différents éléments de structure.
Grâce à l’interpénétration des cordons de matériau déposés par la buse de la machine de fabrication additive dans les zones de liaison des différents éléments de structure, l’adhésion entre eux desdits différents éléments de structure est améliorée, permettant ainsi d’obtenir de meilleures propriétés de résistance mécanique et/ou de limite en fatigue de la carcasse.
Avantageusement, la première largeur, la deuxième largeur, la troisième largeur, la quatrième largeur et la cinquième largeur sont égales entre elles, permettant ainsi de réduire le temps de préparation du modèle de la carcasse et de gagner en temps de réalisation.
Avantageusement, la première largeur, la deuxième largeur, la troisième largeur, la quatrième largeur et la cinquième largeur sont respectivement au moins égales à 0.15mm et au plus égales à 4mm et de préférence au moins égales à 0.4mm et au plus égales à 2mm, de telles plages dimensionnelles permettant de fabriquer l’objet avec des diamètres de buse standards et des réglages des paramètres de la machine de fabrication additive existants.
Encore avantageusement, la première épaisseur maximum, la deuxième épaisseur maximum, la troisième épaisseur maximum et la quatrième épaisseur maximum sont égales entre elles, permettant ainsi de réduire le temps de préparation du modèle de la carcasse et de gagner en temps de réalisation.
Avantageusement, la première épaisseur maximum est au moins égale à 2% et au plus égale à 20% de la plus petite des première et quatrième largeurs, de préférence au moins égale à 5% et au plus égale à 10% de la plus petite des première et quatrième largeurs.
Toujours avantageusement, la deuxième épaisseur maximum est au moins égale à 2% et au plus égale à 20% de la plus petite des deuxième et quatrième largeurs, de préférence au moins égale à 5% et au plus égale à 10% de la plus petite des deuxième et quatrième largeurs.
Encore avantageusement, la troisième épaisseur maximum est au moins égale à 2% et au plus égale à 20% de la plus petite des deuxième et cinquième largeurs, de préférence au moins égale à 5% et au plus égale à 10% de la plus petite des deuxième et cinquième largeurs.
Avantageusement, la quatrième épaisseur maximum est au moins égale à 2% et au plus égale à 20% de la plus petite des troisième et cinquième largeurs, de préférence au moins égale à 5% et au plus égale à 10% de la plus petite des troisième et cinquième largeurs.
Les intervalles définis précédemment pour les première, deuxième, troisième et quatrième épaisseurs permettent de maximiser l’interpénétration des couches successives sans amener de surplus de matière qui s’accumulerait et entrainerait des défauts de fabrication, voire l’arrêt et la dégradation de la machine.
Avantageusement, la première longueur d’arc est au moins égale à 3 fois et au plus égale à 150 fois la plus petite des première et quatrième largeurs, de préférence au moins égale à 10 fois et au plus égale à 60 fois la plus petite des première et quatrième largeurs.
Toujours avantageusement, la deuxième longueur d’arc est au moins égale à 3 fois et au plus égale à 150 fois la plus petite des deuxième et quatrième largeurs, de préférence au moins égale à 10 fois et au plus égale à 60 fois la plus petite des deuxième et quatrième largeurs.
Par « dérivé de niacinamide », on entend de préférence un composé dans lequel le groupement amide du niacinamide est secondaire ou tertiaire, de préférence substitué par un ou deux groupements alkyles indépendamment choisis parmi les groupements alkyles en C1-C4 et/ou dans lequel au moins un atome d’hydrogène du groupement pyridine est remplacé par un groupement alkyle en C1-C4.
De préférence, le composé choisi parmi le niacinamide et ses dérivés est le niacinamide.
On peut citer par exemple, le produit Niacinamide PC® commercialisé par la société DSM NUTRITIONAL PRODUCTS.
Comme montré en exemples, de façon surprenante, les compositions selon l’invention présentent une bonne stabilité chimique et une évolution de couleur acceptable après 15 jours à 45°C grâce à la présence d’un composé choisi parmi le niacinamide et ses dérivés.
De préférence, la composition comprend de 0,2% à 2,5% en poids du composé choisi parmi le niacinamide et ses dérivés par rapport au poids total de composition, de préférence de 0,5% à 2% en poids, préférentiellement de 0,8% à 1,5%, plus préférentiellement de 0,9% à 1,1% en poids.
Base La composition peut éventuellement comprendre au moins une base.
La base peut être une base organique ou une base minérale.
Comme exemple de base organique, on peut citer les alkylamines primaires, secondaires ou tertiaires, par exemple la triéthylamine ou la butylamine.
Comme exemple de base minérale, on peut citer les hydroxydes de métaux ou d’ammonium, comme LiOH, NaOH, KOH, Ca(OH) 2 , NH 4 OH, Mg(OH) 2 ou Zn(OH) 2 .
De préférence, la base est choisie parmi les bases minérales, de préférence parmi les hydroxydes de métaux alcalins, préférentiellement est l’hydroxyde de sodium ou l’hydroxyde de potassium, avantageusement est l’hydroxyde de sodium.
De préférence, lorsqu’elle comprend une base, la composition comprend de 0,01% à 1,5% en poids de base par rapport au poids total de composition, de préférence de 0,05% à 1,4% en poids, de préférence de 0,1% à 1,3% en poids, préférentiellement de 0,2% à 1,1% en poids.
De préférence, dans la composition selon l’invention, lorsque la base est présente, le ratio massique entre l’acide ascorbique et la base va de 4 à 40, de préférence de 4 à 30, de préférence de 4,5 à 20, préférentiellement de 4,5 à 15.
pH de la composition Le pH de la composition est supérieur ou égal à 3,2.
De préférence, le pH de la composition est compris entre 3,2 et 7, de préférence entre 3,5 et 6,8, préférence entre 3,7 et 6,5, préférentiellement entre 3,8 et 6,2, plus préférentiellement entre 4 et 6.
Un tel pH limite en effet la dégradation de la couleur de l’acide ascorbique, et limite ainsi la transformation d’une composition incolore en une composition qui devient jaune à marron dans le temps. Lorsque le pH est strictement inférieur à 3,2, le niacinamide et ses dérivés ne permettent pas de limiter la dégradation de la couleur de l’acide ascorbique.
Phase aqueuse La composition selon l’invention comprend de l’eau, l’eau étant comprise dans la phase aqueuse.
Dans ce cas, lors d’une rotation complète du pneumatique, au moins une des buses de dépose de matière de la rampe de dépose de matière est configurée pour déposer de la matière sur une ligne circonférentielle de matière d'une première couche de matière. Après chaque rotation complète du pneumatique, la rampe de dépose de matière est configurée pour être déplacée uniquement axialement en translation par rapport au pneumatique le long de l’axe longitudinal d’une ligne de matière. Ces opérations sont répétées jusqu’à ce qu’au moins une des buses de dépose de matière dépose de la matière sur une première couche entière de matière comprenant l’ensemble des lignes de matière.
Ensuite, la buse adjacente est configurée pour déposer de la matière sur une ligne circonférentielle de matière d'une deuxième couche de matière superposée à la première couche. Ces opérations sont répétées jusqu’à obtenir l’épaisseur souhaitée la bande de roulement.
Les buses sont par exemple actionnées simultanément pour déposer de la matière suivant une ligne circonférentielle de matière sur la ligne de matière inférieure, puis la rampe de dépose de matière est configurée pour se déplacer axialement en translation par rapport au pneumatique le long de l’axe longitudinal d’une ligne circonférentielle de matière après chaque rotation complète du pneumatique, afin que les buses de dépose de matière fabriquent la ligne de matière adjacente et ainsi de suite jusqu’à obtenir la sculpture souhaitée de la bande de roulement.
Selon un autre mode de réalisation, le dispositif de fabrication additive d’un objet comprend deux rampes de dépose de matière associées chacune à un système d’actionnement propre, lesdites rampes étant mobiles en translation selon la direction longitudinale selon deux sens opposés. Les deux rampes de dépose de matière sont configurées pour déposer ensemble une seule couche de matière.
Selon un second aspect, l’invention concerne un procédé de fabrication additive de tout ou partie d’une bande de roulement d’un pneumatique par un dispositif de fabrication comprenant au moins une rampe de dépose de matière disposée au-dessus du pneumatique, notamment de la bande de roulement, et comprenant une pluralité de buses de dépose de matière par addition pourvue chacune d’au moins un orifice de distribution, dans lequel : - le pneumatique est mis en rotation, par exemple à vitesse constante ou variable, autour d’un axe de rotation horizontal, - chacune des buses de dépose de matière dépose de la matière extrudée sur le pneumatique en rotation, notamment sa surface circonférentielle porteuse, - des moyens d’obturation associés chacun à une des buses de dépose de matière sont commandés indépendamment les uns des autres pour être déplacés entre une position d’obturation et une pluralité de positions d’ouverture de l’orifice de distribution de chaque buse selon les sculptures de la bande de roulement du pneumatique à fabriquer, et - après chaque rotation complète du pneumatique, la rampe de dépose de matière est déplacée en translation par rapport au pneumatique selon une direction verticale et/ou une direction longitudinale parallèle à l’axe de rotation le long de la largeur du pneumatique, notamment de sa surface circonférentielle porteuse.
Selon un mode de réalisation, lors de chaque rotation complète du pneumatique, chaque buse de dépose de matière dépose de la matière suivant une épaisseur d’au moins une ligne circonférentielle de matière donnée, et l’ensemble des buses de dépose de matière dépose de la matière suivant une première couche correspondant à la largeur de la bande de roulement à fabriquer, et dans lequel, après chaque rotation complète du pneumatique, la rampe de dépose de matière est déplacée en translation par rapport au pneumatique selon l’axe vertical et chacune des buses de dépose de matière dépose de la matière selon la même ligne circonférentielle de matière donnée, pour former une deuxième couche superposée à la première couche. Ces opérations sont répétées jusqu’à obtenir l’épaisseur souhaitée la bande de roulement.