FR2969536A1

FR2969536A1 - Valve auto-obturante

Info

Publication number: FR2969536A1
Application number: FR1061283A
Authority: FR
Inventors: Lopez Jose Merino; Michel Ahouanto; Lucien Silvain; Loic Albert
Original assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Michelin Recherche et Technique SA France; Societe de Technologie Michelin SAS
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 2010-12-27
Filing date: 2010-12-27
Publication date: 2012-06-29
Anticipated expiration: 2030-12-27
Also published as: CN102563145B; CN102563145A; US20120160339A1; FR2969536B1

Abstract

La valve (30) auto-obturante pour pneumatique (10A) comprend un matériau auto-obturant présentant un module dynamique de cisaillement G* mesuré à 10 Hz inférieur ou égal à 0,06 MPa, de préférence inférieur ou égal à 0,03 MPa et plus préférentiellement inférieur ou égal à 0,01 MPa.

Description

-1- La présente invention concerne une valve comprenant un matériau à faible module d'élasticité. L'invention s'applique à un objet destiné à contenir de l'air sous pression, comme par exemple une jante, une chambre à air ou un pneumatique. Dans le cas d'un pneumatique ou d'une jante, l'invention s'applique à tout type de pneumatique ou de jante, notamment ceux destinés à équiper des véhicules à moteur de type tourisme, SUV ("Sport Utility Vehicles"), des deux roues (notamment motos), des avions, des véhicules industriels choisis parmi camionnettes, des "Poids-lourd" - c'est-à-dire métro, bus, engins de transport routier (camions, tracteurs, remorques), véhicules hors-la-route tels qu'engins agricoles ou de génie civil -, ou d'autres véhicules de transport ou de manutention. On connait de l'état de la technique un pneumatique de type tubeless, c'est-à-dire sans chambre à air. Un tel pneumatique est destiné à être montée sur une jante munie d'un orifice dans lequel est logée une valve mécanique. Une telle valve est décrite dans le document WO2004002760.

Toutefois, une telle valve, en plus d'être relativement complexe, présente une étanchéité perfectible. L'invention a pour but de fournir une valve plus simple et plus efficace. A cet effet, l'invention a pour objet une valve auto-obturante pour pneumatique, pour jante ou pour chambre à air, caractérisée en ce qu'elle comprend un matériau auto-obturant comportant au moins un élastomère présentant un module dynamique de cisaillement G* mesuré à 10 Hz inférieur ou égal à 0,06 MPa, de préférence inférieur ou égal à 0,03 MPa et plus préférentiellement inférieur ou égal à 0,01 MPa. La valve selon l'invention permet d'obtenir une bonne étanchéité du fait du comportement du matériau auto-obturant. En effet, le matériau présente un comportement mécanique pratiquement purement élastique si bien que, même après le passage d'un organe d'injection d'air, par exemple d'une aiguille, l'étanchéité de la valve est assurée par le matériau qui vient combler le passage fait par l'organe sous l'effet de la pression interne du pneumatique ou de la chambre à air. En outre, la valve selon l'invention est relativement simple car le matériau seul suffit à assurer l'étanchéité de la valve et donc du pneumatique ou de la chambre à air. La valve selon l'invention a l'avantage d'avoir, dans une très large gamme de températures d'utilisation, un comportement mécanique pratiquement purement élastique. Ce comportement améliore substantiellement la vitesse d'obturation lors du perçage de la valve par un organe d'injection d'air, par exemple une aiguille. Le matériau auto-obturant conforme à l'invention a un comportement mécanique très proche d'un matériau élastique. Cet avantage est mis en évidence lors 2969536 -2- du retrait de l'organe d'injection d'air. Comme le matériau a un comportement pratiquement purement élastique, lors du retrait, sous l'action des efforts de compression hydrostatique, la réponse du matériau est quasiment instantanée. On n'observe pas de défaut d'étanchéité.

5 II est également possible de caractériser le matériau auto-obturant par son module dynamique en extension inférieur à 0,18 MPa, de préférence inférieur à 0,09 MPa et plus préférentiellement inférieur à 0,03 MPa. En effet, le module d'extension et le module de cisaillement sont liés entre eux par la relation E*=2(1+v).G* où v est le coefficient de Poisson.

10 De préférence, pour toute température dans une gamme de températures donnée comprise entre -30°C et +100°C, le matériau auto-obturant a un facteur de perte tg ô inférieur à 0,2 et un module dynamique G* inférieur à 0,05 MPa, de préférence inférieur à 0,03 MPa et plus préférentiellement inférieur à 0,01 MPa ; tg ô et G* étant mesurés à une fréquence de 10 Hz. De préférence, G* est inférieur à la 15 pression de gonflage Pg de l'air sous pression au contact de la valve. On constate aussi que lorsque le module dynamique G* devient supérieur à la pression de gonflage Pg dans la gamme de température donnée, les propriétés d'obturation du matériau auto-obturant se dégradent. En effet, le moteur de plusieurs des mécanismes d'obturation étant les efforts de compression liés à la pression de 20 gonflage du pneumatique, lorsque la module dynamique G* d'un matériau auto-obturant est supérieur ou égal à la pression de gonflage Pg, on constate que le matériau auto-obturant n'est plus assez déformable pour obturer efficacement le trou laissé par le retrait de l'organe d'injection d'air. En revanche, certains matériaux auto-obturants trop rigides pour des pneumatiques de véhicules de tourisme dont la 25 pression de service est entre 2 et 3 bar peuvent être utilisés avec succès pour des pneumatiques de véhicules poids lourd dont la pression de service est de l'ordre de 8 à 10 bar. Le module dynamique G* est aussi préférentiellement supérieur à Pg/30. Cela, associé à la valeur très faible du facteur de perte permet une excellente stabilité de 30 forme lors de roulage à haute vitesse et haute température. Lorsque l'organe d'injection d'air perce la valve, la pression de gonflage Pg met le matériau auto-obturant dans un état de compression hydrostatique d'autant plus parfaite que son module d'extension ou son module dynamique de cisaillement est faible. Ces efforts appliquent le matériau auto-obturant contre l'organe et assurent 35 l'étanchéité de la valve. Après le retrait de l'organe d'injection d'air, les mêmes efforts de compression hydrostatique assurent la fermeture de l'orifice laissé par l'organe dans la valve et ainsi l'étanchéité de la valve. 2969536 -3- Les caractérisations dynamiques des matériaux élastomères sont réalisées sur le rhéomètre MCR 301 de la société Anton Paar. Les échantillons sont cylindriques avec une épaisseur de 2,5 mm et un diamètre de 4 mm. Les échantillons sont disposés dans une chambre thermique entre deux plateaux plans, l'un fixe et l'autre 5 oscillant de façon sinusoïdale autour de son centre, on applique aussi une contrainte normale de 0,02 MPa pendant toute la durée des essais. On impose une déformation maximale de 1 % et on effectue un balayage en température de -100°C à 250°C avec une rampe de 5°/mn. Les résultats exploités sont le module de cisaillement dynamique G* et le facteur de perte tg ô dans la gamme de température donnée.

10 Ona: G* _ (Gi2+Gn2)1'2 et tg 5=G"/G' G* : module de cisaillement dynamique en MPa ; G' : module réel de cisaillement en MPa ; G" : module de perte en MPa ; et 15 ô : déphasage entre la déformation imposée et la contrainte mesurée. On entend par 6R et ER les contraintes et allongements mesurés à la rupture des éprouvettes de matériaux (6R est rapporté à la section initiale de l'éprouvette So). On connaît comme matériau auto-obturant les produits commerciaux "Mediprene 500 000 M" et "Multiflex G00". Ces deux matériaux comportent des taux 20 d'huile d'extension paraffiniques de l'ordre de 400 pce en masse. Ces matériaux ont leur valeurs de tg ô inférieure à 0,15 dans toute la plage de températures [0 ; 130°C]. Leur comportement est ainsi pratiquement purement élastique dans toute cette plage de températures. Ces deux matériaux ont un allongement à la rupture supérieur à 1 000 % et une contrainte à la rupture supérieure à 0,2 MPa.

25 Le module dynamique de cisaillement de ces deux matériaux est compris entre 30 000 et 60 000 Pa dans la même gamme de température. Ces valeurs de module dynamique de cisaillement leur donnent une très grande souplesse très favorable pour les mécanismes d'obturation pour des véhicules de tourisme dont la pression de gonflage est de l'ordre de 1 à 3 bar.

30 A titre de comparaison, un matériau classique à base d'un élastomère butyl a une valeur de tg ô continûment supérieure à 0,2 dans toute la gamme de températures considérée. Il est à noter que la valeur de tg ô de ce matériau à base d'élastomère butyl augmente très sensiblement dès que la température descend en dessous de 50°C, cela veut dire que l'augmentation du module dynamique de 35 cisaillement associée va entraîner une dégradation du comportement en obturation à basse température. C'est un avantage notable des matériaux conformes à l'invention d'avoir un comportement stable en obturation dans une très large gamme de 2969536 -4- températures, notamment aux températures froides. A haute température, le fait que les augmentations observées des valeurs de tg ô ne soient sensible qu'au-delà de 100°C est très positif pour garantir une bonne stabilité dimensionnelle de la valve auto-obturante dans le pneumatique, notamment lors de roulage à grande vitesse.

5 De préférence, la valve est pré-fendue. La pré-fente permet d'éviter l'utilisation d'un organe d'injection d'air pointu et donc pouvant présenter un danger pour l'utilisateur de la valve. Ainsi, il est possible d'utiliser un organe d'injection présentant une extrémité émoussée. De préférence, la valve est constituée du matériau auto-obturant.

10 De façon optionnelle, le matériau auto-obturant est constitué d'une composition comprenant au moins, à titre d'élastomère majoritaire, un élastomère thermoplastique styrénique et une huile d'extension à un taux compris entre 200 et 700 parties en poids pour cent d'élastomère. Dans la présente description, sauf indication expresse différente, tous 15 les pourcentages (%) indiqués sont des % en masse. Elastomère thermoplastique styrénique Les élastomères thermoplastiques styréniques (en abrégé "TPS") sont des élastomères thermoplastiques se présentant sous la forme de copolymères blocs à base de styrène.

20 De structure intermédiaire entre polymères thermoplastiques et élastomères, ils sont constitués de manière connue de séquences rigides polystyrène reliées par des séquences souples élastomère, par exemple polybutadiène, polyisoprène ou poly(éthylène/butylène). Ce sont souvent des élastomères triblocs avec deux segments rigides reliés par un segment souple. Les segments rigides et souples 25 peuvent être disposés linéairement, en étoile ou branchés. De préférence, l'élastomère TPS est choisi dans le groupe constitué par les copolymères blocs styrène/ butadiène/ styrène (SBS), styrène/ isoprène/ styrène (SIS), styrène/ isoprène/ butadiène/ styrène (SIBS), styrène/ éthylène/ butylène/ styrène (SEBS), styrène/ éthylène/ propylène/ styrène (SEPS), styrène/ éthylène/ 30 éthylène/ propylène/ styrène (SEEPS) et les mélanges de ces copolymères. Plus préférentiellement, l'élastomère est choisi dans le groupe constitué par les copolymères SEBS, les copolymères SEPS et les mélanges de ces copolymères. Selon un autre mode de réalisation préférentiel de l'invention, le taux de styrène, dans l'élastomère TPS, est compris entre 5 et 50 %.

35 En dessous du minimum indiqué, le caractère thermoplastique de l'élastomère risque de diminuer de manière sensible tandis qu'au-dessus du maximum préconisé, l'élasticité de la composition peut être affectée. Pour ces raisons, le taux de styrène 2969536 -5- est plus préférentiellement compris entre 10 et 40%, en particulier entre 15 et 35%. On préfère que la température de transition vitreuse (Tg, mesurée selon ASTM D3418) de l'élastomère TPS soit inférieure à -20°C, plus préférentiellement inférieure à -40°C.

5 Une valeur de Tg supérieure à ces minima, impliquant une Tg plus élevée de la composition auto-obturante elle-même, peut diminuer les performances de la composition auto-obturante lors d'une utilisation à très basse température ; pour une telle utilisation, la Tg de l'élastomère TPS est plus préférentiellement encore inférieure à -50°C.

10 La masse moléculaire moyenne en nombre (notée Mn) de l'élastomère TPS est préférentiellement comprise entre 50 000 et 500 000 g/mol, plus préférentiellement comprise entre 75 000 et 450 000. En dessous des minima indiqués, la cohésion entre les chaînes d'élastomère TPS, en raison de sa dilution (quantité d'agent d'extension), risque d'être affectée ; d'autre part, une augmentation de la température 15 d'usage risque d'affecter les propriétés mécaniques, notamment les propriétés à la rupture, avec pour conséquence une performance diminuée "à chaud". Par ailleurs, une masse Mn trop élevée peut être pénalisante pour la souplesse de la composition, aux taux d'huile d'extension préconisés. Ainsi, on a constaté qu'une valeur comprise dans un domaine de 250 000 à 400 000 était particulièrement bien adaptée.

20 La masse moléculaire moyenne en nombre (Mn) de l'élastomère TPS est déterminée de manière connue, par chromatographie d'exclusion stérique (SEC). L'échantillon est préalablement solubilisé dans du tétrahydrofuranne à une concentration d'environ 1 g/1 ; puis la solution est filtrée sur filtre de porosité 0,45 [mu]m avant injection. L'appareillage utilisé est une chaîne chromatographique 25 "WATERS alliance". Le solvant d'élution est le tétrahydrofuranne, le débit de 0,7 ml/min, la température du système de 35°C et la durée d'analyse de 90 min. On utilise un jeu de quatre colonnes WATERS en série, de dénominations commerciales "STYRAGEL" CHMW7", "HMW6E" et deux "HT6E"). Le volume injecté de la solution de l'échantillon de polymère est de 100 pl. Le détecteur est un réfractomètre 30 différentiel "WATERS 2410" et son logiciel associé d'exploitation des données chromatographiques est le système "WATERS MILLENIUM". Les masses molaires moyennes calculées sont relatives à une courbe d'étalonnage réalisée avec des étalons de polystyrène. L'élastomère TPS peut constituer la totalité de la matrice élastomère ou la 35 majorité pondérale (de préférence pour plus de 50 %, plus préférentiellement pour plus de 70%) de cette dernière lorsqu'elle comporte un ou plusieurs autre(s) élastomère(s), thermoplastiques ou non, par exemple du type diéniques. 2969536 -6- Selon un mode de réalisation préférentiel, l'élastomère TPS est le seul élastomère, et le seul élastomère thermoplastique présent dans la composition auto-obturante. Huile d'extension 5 Le deuxième constituant essentiel de la composition auto-obturante est une huile d'extension (ou huile plastifiante), utilisée à un taux très élevé, compris entre 200 et 700 pce (soit entre 200 et 700 parties en poids pour cent parties d'élastomère). On peut utiliser toute huile d'extension, de préférence à caractère faiblement polaire, apte à étendre, plastifier des élastomères, notamment thermoplastiques.

10 A température ambiante (23°C), ces huiles, plus ou moins visqueuses, sont des liquides (c'est-à-dire, pour rappel, des substances ayant la capacité de prendre à terme la forme de leur contenant), par opposition notamment à des résines, en particulier tackifiantes, qui sont par nature solides. De préférence, l'huile d'extension est choisie dans le groupe constitué par les 15 huiles polyoléfiniques (c'est-à-dire issues de la polymérisation d'oléfines, monooléfines ou dioléfines), les huiles paraffiniques, les huiles naphténiques (à basse ou haute viscosité), les huiles aromatiques, les huiles minérales, et les mélanges de ces huiles. Plus préférentiellement, l'huile d'extension est choisie dans le groupe constitué 20 par les polybutènes, les huiles paraffiniques et les mélanges de ces huiles. On utilise tout particulièrement une huile polyisobutène, en particulier polyisobutylène (PIB). A titre d'exemples, des huiles polyisobutylène sont commercialisées notamment par la société Univar sous la dénomination "Dynapak Poly" (e.g. "Dynapak Poly 190"), par BASF sous les dénominations "Glissopal" (e.g. "Glissopal 1000") ou "Oppanol" (e.g. 25 "Oppanol B12") ; des huiles paraffiniques sont commercialisées par exemple par Exxon sous la dénomination "Telura 618" ou par Repsol sous la dénomination "Extenso) 51". La masse moléculaire moyenne en nombre (Mn) de l'huile d'extension est préférentiellement comprise entre 200 et 30 000 g/mol, plus préférentiellement encore 30 comprise entre 300 et 10 000 g/mol. Pour des masses Mn trop basses, il existe un risque de migration de l'huile à l'extérieur de la composition auto-obturante, tandis que des masses trop élevées peuvent entraîner une rigidification excessive de cette composition. Une masse Mn comprise entre 350 et 4 000 g/mol, en particulier entre 400 et 3 000 g/mol, s'est avérée constituer un excellent compromis pour les 35 applications visées. La masse moléculaire moyenne en nombre (Mn) de l'huile d'extension est déterminée par SEC, l'échantillon étant préalablement solubilisé dans du 2969536 -7- tétrahydrofuranne à une concentration d'environ 1 g/1 ; puis la solution est filtrée sur filtre de porosité 0,45 pm avant injection. L'appareillage est la chaîne chromatographique "WATERS alliance". Le solvant d'élution est le tétrahydrofuranne, le débit de 1 ml/min, la température du système de 35°C et la durée d'analyse de 30 5 min. On utilise un jeu de deux colonnes "WATERS" de dénomination "STYRAGEL HT6E". Le volume injecté de la solution de l'échantillon de polymère est de 100 pl. Le détecteur est un réfractomètre différentiel "WATERS 2410" et son logiciel associé d'exploitation des données chromatographiques est le système "WATERS MILLENIUM". Les masses molaires moyennes calculées sont relatives à une courbe 10 d'étalonnage réalisée avec des étalons de polystyrène. L'homme du métier saura, à la lumière de la description et des exemples de réalisation qui suivent, ajuster la quantité d'huile d'extension en fonction des conditions particulières d'usage de la composition auto-obturante, notamment de l'objet dans lequel elle est destinée à être utilisée.

15 On préfère que le taux d'huile d'extension soit compris entre 250 et 600 pce. En dessous du minimum indiqué, la composition auto-obturante risque de présenter une rigidité trop forte pour certaines applications tandis qu'au-delà du maximum préconisé, on s'expose à un risque de cohésion insuffisante de la composition. Pour cette raison, le taux d'huile d'extension est plus préférentiellement compris entre 300 20 et 500 pce. Additifs divers Les deux constituants précédemment décrits, à savoir élastomère TPS et huile d'extension sont suffisants à eux seuls pour que la composition auto-obturante remplisse totalement sa fonction de valve vis-à-vis des objets dans lesquels elle est 25 utilisée. Toutefois, divers autres additifs peuvent être ajoutés, typiquement en faible quantité (préférentiellement à des taux inférieurs à 20 pce, plus préférentiellement inférieurs à 10 pce), comme par exemple des charges renforçantes tels que du noir de carbone, des charges non renforçantes ou inertes, des charges lamellaires, des 30 agents de protection tels que des anti-UV, anti-oxydants ou anti-ozonants, divers autres stabilisants, des agents colorants avantageusement utilisables pour la coloration de la composition auto-obturante. Bien que la composition auto-obturante, grâce à sa formulation spécifique, ne nécessite pas l'emploi de résine tackifiante (pour rappel, une résine apte à donner du 35 "tack" c'est-à-dire un collant immédiat par légère pression sur un support), l'invention s'applique également aux cas où une telle résine tackifiante serait utilisée, dans ce cas et de préférence selon une proportion minoritaire, typiquement inférieure à 100 2969536 -8- pce, plus préférentiellement inférieure à 50 pce (par exemple comprise entre 0 et 20 pce). Outre les élastomères (TPS et autres élastomères éventuels) précédemment décrits, la composition auto-obturante pourrait aussi comporter, toujours selon une 5 fraction pondérale minoritaire par rapport à l'élastomère TPS, des polymères autres que des élastomères, tels que par exemple des polymères thermoplastiques compatibles avec l'élastomère TPS. La composition ou matière auto-obturante précédemment décrite est un composé solide (à 23°C) et élastique, qui se caractérise notamment, grâce à sa 10 formulation spécifique, par une très haute souplesse et déformabilité. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, notamment lors d'une utilisation dans un bandage pneumatique, ladite composition auto-obturante présente pour toute température comprise entre +30°C et +100°C, et de préférence aussi entre -30°C et +30°C, un facteur de perte (tg ô) inférieur à 0,2, plus préférentiellement 15 inférieur à 0,15, et un module de cisaillement dynamique G* inférieur à la pression de gonflage en service (notée Pg) de l'objet pneumatique considéré (en particulier inférieur à 0,1 MPa), G* étant plus préférentiellement compris entre Pg/30 et Pg (en particulier compris entre 0,01 et 0,1 MPa), tg ô et G* étant mesurés à une fréquence de 10 Hz.

20 Selon un autre mode de réalisation particulier de l'invention, la composition auto-obturante présente un allongement à la rupture supérieur à 500%, plus préférentiellement supérieur à 800%, et une contrainte à la rupture supérieure à 0,2 MPa, ces deux grandeurs étant mesurées en première élongation (c'est-à-dire sans cycle d'accommodation) à une température de 23°C, avec une vitesse de traction de 25 500 mm/min (norme ASTM D412), et rapportées à la section initiale de Péprouvette. Des élastomères TPS tels que SEPS ou SEBS étendus avec de forts taux d'huiles sont bien connus et disponibles commercialement sous la forme étendue. A titre d'exemples, on peut citer les produits commercialisés par la société Vita Thermoplastic Elastomers ou VTC ("VTC TPE group") sous la dénomination "Dryflex" 30 (e.g. "Dryflex 967100") ou "Mediprene" (e.g. "Mediprene 500 000M"), ceux vendus par Multibase sous dénomination "Multiflex" (e.g. "Multiflex G00"). Ces produits, développés notamment pour des applications médicales, pharmaceutiques ou cosmétiques, peuvent être mis en oeuvre de façon classique pour des TPE, par extrusion ou moulage, par exemple à partir d'une matière première 35 disponible sous la forme de billes ou de granulés. De manière tout à fait surprenante, ils se sont révélés capables, après un éventuel ajustement, si nécessaire, de leur taux d'huile d'extension dans le domaine 2969536 -9- préconisé par la présente invention (soit entre 200 et 700 pce, de préférence entre 250 et 600 pce), de remplir la fonction d'une composition auto-obturante performante. De préférence, la partie de la valve constituée du matériau auto-obturant présente une surface interne S1 destinée à être sous pression de l'air de gonflage et 5 une surface externe S2 destinée à être sous pression de l'air ambiant et le rapport S1/S2 est supérieur ou égal à 1, voire supérieur ou égal à 3, et de préférence supérieur ou égal à 10. Ainsi, en augmentant le rapport S1/S2, on améliore l'étanchéité de la valve. En effet, en augmentant le rapport S1/S2, on augmente la compression du matériau auto- 10 obturant. Optionnellement, la valve présente une forme générale de révolution autour d'un axe normal aux surfaces interne S1 et externe S2. De préférence, les deux surfaces interne S1 et externe S2 étant séparées d'une distance minimale H et D étant le diamètre de la surface S2 dans un plan 15 sensiblement perpendiculaire à l'axe de révolution, H>D. Le rapport H/D appelé élancement est donc supérieur à 1. Plus l'élancement est élevé plus le matériau auto-obturant est compressé de façon homogène, ce qui permet d'améliorer l'étanchéité de la valve. En variante, la valve présente une forme générale à symétrie axiale, par 20 exemple à section elliptique, polygonale, etc. La forme générale de la valve sera notamment choisie afin de permettre le logement de la valve entre les fils métalliques ou textiles des nappes du pneumatique. Avantageusement, la valve comprend des moyens d'accrochage de la valve sur un support. Le support peut être par exemple une jante. De tels moyens 25 d'accrochage comprennent par exemple, une rainure moulée dans la valve. De tels moyens d'accrochage permettent de maintenir la valve fixe par rapport au support. La pression exercée par l'air de gonflage sur la surface interne est donc transmise au matériau auto-obturant qui est ainsi mis en compression afin de garantir une bonne étanchéité.

30 L'invention concerne aussi une utilisation d'une composition auto-obturante comprenant au moins, à titre d'élastomère majoritaire, un élastomère thermoplastique styrénique et une huile d'extension à un taux compris entre 200 et 700 parties en poids pour cent d'élastomère pour la fabrication d'une valve pour pneumatique, pour jante ou pour chambre à air.

35 L'invention a pour autre objet un élément de roue sélectionné parmi un pneumatique, une jante, une chambre à air, caractérisé en ce qu'il comprend une valve telle que définie ci-dessus. 2969536 -10- Grâce à l'invention, l'élément de roue peut être dépourvu de valve mécanique. Dans un mode de réalisation, la valve est logée dans une paroi du pneumatique ou de la jante. De préférence, la valve forme une partie d'une surface interne du pneumatique 5 ou de la jante destinée à être sous pression de l'air de gonflage et une partie d'une surface externe du pneumatique ou de la jante destinée sous pression de l'air ambiant. De préférence, le pneumatique comprend des moyens de repérage de la valve, par exemple visible sur une surface externe d'un flanc du pneumatique. Les 10 moyens de repérages peuvent comprendre une masse de gomme présentant une texture ou une couleur différente de celle du reste du pneumatique. Cette masse de gomme peut s'étendre sur un secteur angulaire donné ou bien être axisymétrique. Dans un autre mode de réalisation, le pneumatique comprend une chambre à air intégrée et une valve portée par une surface externe de la chambre à air intégrée.

15 La chambre à air intégrée permet de disposer d'une valve intégrée au pneumatique et de réduire le bruit intérieur généré par le roulement du pneumatique. En outre, elle permet de réduire les risques de fuites d'air entre la jante et les bourrelets du pneumatique. Dans encore un autre mode de réalisation, la chambre à air comprend une 20 enveloppe fermée présentant une surface externe portant la valve. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe radiale d'une partie d'un pneumatique selon 25 un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe d'une valve selon l'invention du pneumatique de la figure 1; - la figure 3 est une vue de face d'un mode de réalisation de la valve de la figure 2; 30 - la figure 4 est une vue analogue à celle de la figure 1 d'un pneumatique selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 5 est une vue analogue à celle de la figure 1 d'un pneumatique selon un troisième mode de réalisation de l'invention; - la figure 6 est une vue analogue à celle de la figure 1 d'un pneumatique 35 selon un quatrième mode de réalisation de l'invention; - la figure 7 est une vue en coupe d'une valve selon l'invention du pneumatique de la figure 6; 2969536 -11- - la figure 8 est une vue analogue à celle de la figure 1 d'un pneumatique selon un cinquième mode de réalisation de l'invention; - la figure 9 est une vue en coupe radiale d'une ébauche crue du pneumatique de la figure 8; 5 - la figure 10 est une vue schématique d'un moule de fabrication du pneumatique de la figure 8; - la figure 11 est une vue d'une jante selon un premier mode de réalisation de l'invention; - les figures 12 et 13 sont des vues de la paroi de la jante et de la valve de la 10 figure 11 lors d'étapes intermédiaires du procédé de fabrication de la jante de la figure 11; - les figures 14 et 15 sont des vues analogues à celle de la figure 11 d'une jante respectivement selon des deuxième et troisième modes de réalisation de l'invention; 15 - la figure 16 est une vue en perspective d'une chambre à air selon l'invention; - la figure 17 est une vue schématique d'un moule de fabrication d'une chambre à air selon l'invention. Sur les figures, on a représenté des axes X, Y, Z orthogonaux entre eux correspondant aux orientations habituelles radiale (X), axiale (Y) et circonférentielle 20 (Z) d'un pneumatique. On a représenté sur la figure 1 un pneumatique selon un premier mode de réalisation de l'invention désigné par la référence générale 10A. Le pneumatique 10A est du type tubeless, c'est-à-dire sans chambre à air. De façon classique, le pneumatique 10A comprend une enveloppe 12 25 comprenant un sommet S prolongé par deux flancs F et deux bourrelets B. Un seul flanc F et un seul bourrelet B sont représentés sur la figure 1. Deux tringles 16 (une seule est représentée) sont noyées dans les bourrelets B. Les deux tringles 16 sont agencées symétriquement par rapport à un plan radial médian du pneumatique.

30 Chaque tringle 16 est de révolution autour d'un axe de référence. Cet axe de référence, sensiblement parallèle à la direction Y, est sensiblement confondu avec un axe de révolution du pneumatique. Le sommet S comprend une bande de roulement de construction classique. Une masse de gomme 18 s'étend radialement du sommet jusqu'au niveau 35 de la tringle 16 du bourrelet B en délimitant une surface externe 20 du flanc F et du bourrelet B. Le pneumatique 10A comprend également une couche interne d'étanchéité 2969536 -12- 22 délimitant une surface interne 23 ainsi qu'une nappe carcasse 24. Dans le bourrelet B du pneumatique 10A, la nappe carcasse 24 comprend une partie repliée 26 autour de la tringle 16. Le bourrelet B comprend également une masse de gomme de protection 28 annulaire destinée à permettre, en partie, l'accrochage radial et axial 5 du pneumatique 10A sur une jante. Le pneumatique 10A comprend une valve 30 logée dans le flanc F. La valve 30 forme une partie S1 de la surface interne 23 du pneumatique 10A destinée à être sous pression de l'air de gonflage et une partie S2 de la surface externe 20 du pneumatique 10A destinée à être sous pression de l'air ambiant..

10 La valve 30 permet de gonfler et dégonfler le pneumatique 10A une fois ce dernier monté sur une jante. La valve 30 comprend, ici est constituée d'un matériau auto-obturant comportant au moins un élastomère présentant un module dynamique de cisaillement G* mesuré à 10 Hz inférieur ou égal à 0,06 MPa, de préférence inférieur ou égal à 0,03 MPa et plus préférentiellement inférieur ou égal à 0,01 MPa.

15 On fabrique le pneumatique 10A selon le procédé suivant. Au cours de ce procédé, on cuit une ébauche crue d'une enveloppe du pneumatique 10A et on moule le matériau auto-obturant destiné à former la valve 30. En l'espèce, le matériau auto-obturant présentant une température de ramollissement inférieure ou égale à la température de vulcanisation de l'ébauche, on cuit l'ébauche crue de l'enveloppe et on 20 moule le matériau destiné à former la valve 30 simultanément. En variante, le matériau auto-obturant présentant une température de ramollissement supérieure à la température de vulcanisation de l'ébauche, on moule le matériau destiné à former la valve 30 séparément de l'étape de cuisson de l'ébauche crue de l'enveloppe. Le matériau destiné à former la valve 30 comprend, ici est constituée d'une 25 composition comprenant au moins, à titre d'élastomère majoritaire, un élastomère thermoplastique styrénique et une huile d'extension à un taux compris entre 200 et 700 parties en poids pour cent d'élastomère. On a représenté sur les figures 2 et 3 la valve 30. La valve 30 est pré-fendue. La valve 30 présente une forme générale de révolution autour d'un axe A 30 normal aux surfaces interne S1 et externe S2, en l'espèce une forme générale conique et en variante cylindrique. Les deux surfaces interne S1 et externe S2 sont séparées d'une distance minimale H. Les surfaces S1 et S2 présentent une forme générale cylindrique dans le plan X, Z sensiblement perpendiculaire à l'axe de révolution A. La surface S2 présente un diamètre D tel que H>D. En outre, le rapport 35 S1/S2 est supérieur ou égal à 1 et de préférence supérieur à 3. On a représenté sur la figure 4 un pneumatique selon un deuxième mode de réalisation de l'invention désigné par la référence générale 10B. Les éléments 2969536 -13- analogues à ceux représentés sur la figure 1 sont désignés par des références identiques. A la différence du pneumatique selon le premier mode de réalisation, le pneumatique 10B comprend des moyens 32 de repérage de la valve 30 visibles sur la 5 surface externe 20 du flanc F du pneumatique 10B. On a représenté sur la figure 5 un pneumatique selon un troisième mode de réalisation de l'invention désigné par la référence générale 10C. Les éléments analogues à ceux représentés sur les figures précédentes sont désignés par des références identiques.

10 A la différence du pneumatique selon le deuxième mode de réalisation, le pneumatique 10C comprend une couche 34 de gomme de protection de la valve 30 qui peut être constituée du même matériau. Le rapport S1/S2 peut ainsi être supérieur ou égal à 10. On a représenté sur la figure 6 un pneumatique selon un quatrième mode de 15 réalisation de l'invention désigné par la référence générale 10D. Les éléments analogues à ceux représentés sur les figures précédentes sont désignés par des références identiques. A la différence du pneumatique selon le premier mode de réalisation, la valve 30 comprend une masse 36 du matériau auto-obturant et un siège 37 de la 20 masse 36. Le siège 37 est réalisé en caoutchouc. Comme représenté sur la figure 7, le siège 37 comprend une partie 38 d'accrochage du siège 37 dans le pneumatique 10D comprenant deux branches 39 noyées dans la gomme du flanc F. Le siège 37 comprend également un logement 40 de la masse 36 présentant une forme générale évasée de sorte que la section externe du logement 40 est inférieure à la section 25 interne du logement 40. Ainsi, le rapport S1/S2 est supérieur ou égal à 3. On a représenté sur la figure 8 un pneumatique selon un cinquième mode de réalisation de l'invention désigné par la référence générale 10E. Les éléments analogues à ceux représentés sur les figures précédentes sont désignés par des références identiques.

30 A la différence des pneumatiques des modes de réalisation précédents, le pneumatique 10E est du type à chambre à air intégrée. En plus de l'enveloppe 12, le pneumatique 10E comprend une chambre à air 42 fixée aux deux bourrelets B et s'étendant entre ceux-ci. Le volume interne du pneumatique 10E est délimité par la couche interne d'étanchéité 22 et la chambre à air intégrée. La couche 22 et la 35 chambre à air 42 sont réalisées en butyl. Le pneumatique 10E comprend également une valve 30 portée par une surface externe 44 de la chambre à air intégrée 42. La valve 30 est constituée d'un 2969536 -14- matériau auto-obturant comportant au moins un élastomère présentant un module dynamique de cisaillement G* mesuré à 10 Hz inférieur ou égal à 0,06 MPa, de préférence inférieur ou égal à 0,03 MPa et plus préférentiellement inférieur ou égal à 0,01 MPa.

5 La valve 30 du pneumatique 10E comprend des moyens 45 d'accrochage de la valve sur un support, en l'espèce sur une paroi d'une jante comprenant un orifice de passage de la valve (non représenté). Les moyens d'accrochage 45 comprennent une rainure 47 d'accrochage, moulée dans le matériau auto-obturant. On a représenté sur la figure 9 une ébauche crue 46 du pneumatique 10E.

10 L'ébauche crue 46 comprend des masses de gommes crues qui, une fois cuites, donneront les masses de gomme précédemment décrites. L'ébauche 46 comprend une couche de gomme crue 48 destinée à former la chambre à air 42 et une couche anti-adhésive 50 interposée entre une ébauche crue 52 de l'enveloppe 12 du pneumatique 10E et la couche 48.

15 L'ébauche 46 comprend également une masse 54 du matériau auto-obturant destinée à former la valve 30 portée par la couche 48. La masse 54 de matériau auto-obturant comprend, ici est constituée, d'une composition comprenant au moins, à titre d'élastomère majoritaire, un élastomère thermoplastique styrénique et une huile d'extension à un taux compris entre 200 et 700 parties en poids pour cent parties 20 d'élastomère. On a représenté sur la figure 10 un moule 56 de fabrication du pneumatique 10E. Le moule 56 comprend une membrane souple 58 de cuisson ainsi qu'un organe 60 de moulage de la valve 30. L'organe 60 comprend un moule souple 62 interposé entre la membrane souple 58 et la masse 54 de matériau auto-obturant.

25 On a représenté sur la figure 11 une jante selon un premier mode de réalisation de l'invention désignée par la référence générale 70A. La jante 70A comprend une paroi 72 et une valve 74. La valve 74 est pré-fendue. La jante 70A comprend un orifice 76 de logement de la valve 74 ménagée dans la paroi 72. La valve 74 présente une forme générale de révolution autour d'un 30 axe A. La valve 74 forme une partie S1 d'une surface interne 23 de la jante destinée à être sous pression de l'air de gonflage et une partie S2 d'une surface externe 20 de la jante destinée à être sous pression de l'air ambiant.T. La valve 74 est constituée d'un matériau auto-obturant comportant au moins un élastomère présentant un module dynamique de cisaillement G* mesuré à 10 Hz inférieur ou égal à 0,06 MPa, de 35 préférence inférieur ou égal à 0,03 MPa et plus préférentiellement inférieur ou égal à 0,01 MPa. L'orifice 76 permet la communication fluidique entre les deux côtés de la 2969536 -15- paroi 72 en l'absence de la valve 74. L'orifice 76 présente une forme générale circulaire de diamètre D1 et est délimité par un bord 78 de la paroi 72. La valve 74 comprend une rainure 80 d'accrochage de la valve 74 sur le bord 78 de la paroi 72. La rainure 80 présente une forme générale circulaire de diamètre D2>D1 5 lorsque la valve 74 est démontée de la paroi 72 comme cela est visible sur la figure 12 où est représentée la paroi 72 et un précurseur 82 de la valve 74 démontée de la paroi 72. Ainsi, lorsque la valve 74 est montée dans l'orifice 76, la valve 74 est comprimée de façon à améliorer l'étanchéité de la jante selon l'invention. La valve 74 constituée du matériau auto-obturant présente une surface 10 interne S1 destinée à être sous pression de l'air de gonflage et une surface externe S2 destinée à être sous pression de l'air ambiant. Le rapport S1/S2 est supérieur ou égal à 1. En variante, le rapport S1/S2 est supérieur ou égal à 3, de préférence supérieur ou égal à 10. On fabrique la valve 74 selon le procédé suivant. Au cours de ce procédé, on 15 moule le matériau auto-obturant destiné à former la valve 74 dans un moule. Le matériau auto-obturant comprend, ici est constitué, d'une composition comprenant au moins, à titre d'élastomère majoritaire, un élastomère thermoplastique styrénique et une huile d'extension à un taux compris entre 200 et 700 parties en poids pour cent d'élastomère. On obtient le précurseur 82 représenté sur la figure 12. Le précurseur 20 82 comprend une partie 86 de préhension de la valve. Cette partie 86 permet de faciliter le positionnement manuel de la rainure 80 dans l'orifice 76. On positionne le précurseur 82 dans l'orifice 76. On obtient alors le précurseur 82 assemblé dans l'orifice 76 représenté sur la figure 13. Puis, on retire la partie 86 du précurseur 82, par exemple par découpage, pour obtenir la jante selon l'invention de la figure 11.

25 On a représenté sur la figure 14 une jante selon un deuxième mode de réalisation de l'invention désignée par la référence générale 70B. Les éléments analogues à ceux représentés sur la figure précédente sont désignés par des références identiques. A la différence de la jante selon le premier mode de réalisation, la valve 74 30 comprend une partie 87 d'accrochage de la valve 74 sur le bord 78 de la paroi 72. La partie 87 présente une forme générale de révolution délimitant un logement central 88. La valve 74 comprend également une masse 89 du matériau auto-obturant.. La partie 87 comprend du caoutchouc. La partie 87 permet de protéger la masse 89 du bord 78. La masse 89 est constituée d'une masse de matériau auto- 35 obturant comportant au moins un élastomère présentant un module dynamique de cisaillement G* mesuré à 10 Hz inférieur ou égal à 0,06 MPa, de préférence inférieur ou égal à 0,03 MPa et plus préférentiellement inférieur ou égal à 0,01 MPa. 2969536 -16- La masse 89 de la valve 74 constituée du matériau auto-obturant présente une surface interne S1 destinée à être sous pression de l'air de gonflage et une surface externe S2 destinée à être sous pression de l'air ambiant. Le rapport S1/S2 est supérieur ou égal à 1. En variante, le rapport S1/S2 est supérieur ou égal à 3, et 5 de préférence supérieur ou égal à 10. On a représenté sur la figure 15 une jante selon un troisième mode de réalisation de l'invention désignée par la référence générale 70C. Les éléments analogues à ceux représentés sur la figure précédente sont désignés par des références identiques.

10 A la différence de la jante 70A selon le premier mode de réalisation, la jante 70C selon le troisième mode de réalisation comprend une valve 74 constituée du matériau auto-obturant et un siège 76 de la valve 74. Le siège 76 est ménagé dans la paroi 72. Le siège 76 présente une forme générale évasée de sorte que la section externe du siège 76 est inférieure à la section interne du siège 76. Ainsi, le rapport 15 S1/S2 est supérieur ou égal à 1, voire 3, de préférence 10. On a représenté sur la figure 16 une chambre à air selon l'invention désignée par la référence générale 90. La chambre 90 comprend une enveloppe 92 toroïdale fermée et une valve 94 portée par une surface externe 96 de l'enveloppe 92. La valve 94 est constituée 20 d'un matériau auto-obturant comportant au moins un élastomère présentant un module dynamique de cisaillement G* mesuré à 10 Hz inférieur ou égal à 0,06 MPa, de préférence inférieur ou égal à 0,03 MPa et plus préférentiellement inférieur ou égal à 0,01 MPa. En outre, la valve 94 de la chambre 90 comprend des moyens d'accrochage 25 de la valve sur un support, en l'espèce sur une paroi d'une jante comprenant un orifice de passage de la valve 94 (non représenté), analogues à ceux de la valve 30 du pneumatique 10E. On a représenté sur la figure 17 un moule 98 de fabrication de la chambre à air 90. Sur la figure 16, on a également représenté une ébauche crue 100 de 30 l'enveloppe 92, la chambre 90 destinée à former l'enveloppe 92 et une masse d'un matériau auto-obturant 102 destinée à former la valve 94. La masse de matériau auto-obturant 102 comprend, ici est constituée, d'une composition comprenant au moins, à titre d'élastomère majoritaire, un élastomère thermoplastique styrénique et une huile d'extension à un taux compris entre 200 et 700 parties en poids pour cent 35 d'élastomère. Le moule 98 comprend une paroi 104 de moulage de la surface externe 96 de l'enveloppe 92 dans laquelle est ménagée une cavité 106 de moulage de la valve 2969536 -17- 94. Le moule 98 comprend également des moyens 108 de mise sous pression de l'ébauche 100 lors de la cuisson de l'enveloppe 92. Les moyens 108 comprennent un compresseur à air (non représenté) et une aiguille 110. On va maintenant décrire les principales étapes d'un procédé de fabrication 5 de la chambre à air 90 dans lequel, le matériau auto-obturant 102 présentant une température de ramollissement inférieure ou égale à la température de vulcanisation de l'ébauche 100, on cuit l'ébauche 100 et on moule la masse de matériau auto-obturant 102 simultanément. Lors de la cuisson de l'ébauche 100 et du moulage de la masse 102 dans le moule 98, on maintient sous pression l'ébauche 100 en injectant 10 l'air issu du compresseur dans l'ébauche 100 par l'aiguille 110 qui traverse la valve 94 et l'ébauche 100. Après cuisson, on démoule la chambre 90 et on retire l'aiguille 110 de la chambre 90. La nature du matériau 102 permet de refermer l'orifice généré par la présence de l'aiguille 110 lors de la cuisson en exerçant une pression sur la valve 94.

15 Dans une variante du procédé de fabrication de la chambre à air 90, le matériau auto-obturant 102 présentant une température de ramollissement supérieure à la température de vulcanisation de l'ébauche 100, on cuit l'ébauche 100 et on moule la masse 102 séparément. Lors de la cuisson de l'ébauche 100, on maintient sous pression l'ébauche 100 en injectant l'air issu du compresseur dans l'ébauche 100 par 20 l'aiguille 110 qui traverse l'ébauche 100. Après cuisson de l'enveloppe 92, on rapporte la valve 94 moulée séparément par ailleurs, par exemple par collage. L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation précédemment décrits. En effet, quel que soit l'élément de roue auquel elle est associée, la valve peut être agencée de sorte que la partie de la valve constituée du matériau auto- 25 obturant présente une surface interne S1 destinée à être sous pression de l'air de gonflage et une surface externe S2 destinée à être sous pression de l'air ambiant et de sorte que le rapport S1/S2 est supérieur ou égal à 1, voire supérieur ou égal à 3, et de préférence supérieur ou égal à 10. En outre, quel que soit l'élément de roue auquel elle est associée, la valve 30 peut être pré-fendue ou non.

Claims

REVENDICATIONS1. Valve (30; 74; 94) auto-obturante pour pneumatique (10A-10E), pour jante (70A-70C) ou pour chambre à air (90), caractérisée en ce qu'elle comprend un matériau auto-obturant comportant au moins un élastomère présentant un module dynamique de cisaillement G* mesuré à 10 Hz inférieur ou égal à 0,06 MPa, de préférence inférieur ou égal à 0,03 MPa et plus préférentiellement inférieur ou égal à 0,01 MPa.
2. Valve (30; 74; 94) selon la revendication 1, dans laquelle la valve (30; 74; 94) est pré-fendue.
3. Valve (30; 74; 94) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la valve (30; 74; 94) est constituée du matériau auto-obturant.
4. Valve (30; 74; 94) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le matériau auto-obturant est constitué d'une composition comprenant au moins, à titre d'élastomère majoritaire, un élastomère thermoplastique styrénique et une huile d'extension à un taux compris entre 200 et 700 parties en poids pour cent d'élastomère.
5. Valve (30; 74; 94) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la partie de la valve constituée du matériau auto-obturant présente une surface interne S1 destinée à être sous pression de l'air de gonflage et une surface externe S2 destinée à être sous pression de l'air ambiant et le rapport S1/S2 est supérieur ou égal à 1, voire supérieur ou égal à 3, et de préférence supérieur ou égal à 10.
6. Valve (30; 74; 94) selon la revendication 5, présentant une forme générale de révolution autour d'un axe (A) normal aux surfaces interne S1 et externe S2.
7. Valve (30; 74; 94) selon la revendication 6, dans laquelle les deux surfaces interne S1 et externe S2 étant séparées d'une distance minimale H et D étant le diamètre de la surface S2 dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe (A) de révolution, H>D.
8. Valve (30; 74; 94) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant des moyens (45) d'accrochage de la valve sur un support (70A-70C).
9. Utilisation d'une composition comprenant au moins, à titre d'élastomère majoritaire, un élastomère thermoplastique styrénique et une huile d'extension à un taux compris entre 200 et 700 parties en poids pour cent d'élastomère pour la fabrication d'une valve (30; 74; 94) pour pneumatique (10A-10E), pour jante (70A- 2969536 -19- 70C) ou pour chambre à air (90).
10. Élément de roue sélectionné parmi un pneumatique (10A-10E), une jante (70A-70C), une chambre à air (90), caractérisé en ce qu'il comprend une valve (30; 74; 94) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8. 5
11. Pneumatique (10A-10E) ou jante (70A-70C) selon la revendication 10, dans lequel ou laquelle la valve (30; 74) est logée dans une paroi du pneumatique (10A-10E) ou de la jante (70A-70C).
12. Pneumatique (10A-10E) ou jante (70A-70C) selon la revendication 11, dans lequel ou laquelle la valve (32; 74) forme une partie (S1) d'une surface interne 10 (23) du pneumatique (10A-10E) ou de la jante (70A-70C) destinée à être sous pression de l'air de gonflage et une partie (S2) d'une surface externe (20) du pneumatique (10A-10E) ou de la jante (70A-70C) destinée à être sous pression de l'air ambiant.
13. Pneumatique (10A-10E) selon la revendication 10, comprenant une 15 chambre à air intégrée (42) et une valve (74) portée par une surface externe (44) de la chambre à air intégrée (42).
14. Chambre à air (90) selon la revendication 10, comprenant une enveloppe fermée (92) présentant une surface externe (96) portant la valve (94).