FR2975342A1 - Valve de roue notamment pour vehicule a grande vitesse - Google Patents

Abstract

Valve (1) de type « Snap-In » destinée à être montée directement sur la jante (2) d'une roue de véhicule, équipée d'un pneu sans chambre dit « tubless », ladite valve (1) étant constituée par une tubulure interne (3) en métal, recevant un enrobage caoutchouc (4) formant à son extrémité externe un bulbe (5) présentant, à sa base, une gorge (6) destinée à coopérer avec un trou (7) de la jante (2), caractérisée en ce qu'elle comporte, au niveau de sa gorge (6), un insert (8) dont les caractéristiques mécaniques de la matière le composant sont supérieures à celles de la matière composant l'enrobage (4), de manière à permettre une déformation élastique externe de la gorge (6) lors de son passage dans le trou (7) de jante (2), tout en offrant une résistance interne aux efforts de cisaillement.

Description

VALVE DE ROUE NOTAMMENT POUR VEHICULE A GRANDE VITESSE

La présente invention concerne une valve destinée à être montée directement sur la jante d'une roue de véhicule équipée d'un pneu sans chambre, dit « tubless ». Il est connu de réaliser de telles valves à partir d'une douille métallique filetée traversant un trou de la jante, et immobilisée ensuite par un écrou, par l'intermédiaire d'un joint. 10 Les véhicules roulant à grande vitesse sont en général équipés de ce type de valves, dites « Clamp-In », mais qui sont plus chères et plus difficiles à monter. Elles ont aussi l'inconvénient d'être plus 15 fragiles, parce que fixées d'une manière rigide sur la jante, et de ce fait de mal supporter les chocs ou les contraintes venant, en particulier, des cannes des appareils de gonflage.

20 D'autre part, lors du changement des pneus, le garagiste omet parfois de changer les joints d'étanchéité parce que la valve est plus difficile à monter/démonter.

25 Pour remédier à ces inconvénients, on pourrait penser s'orienter vers un autre type de valves connues, dites « Snap-In ». Ces valves sont rendues solidaires de la jante qu'elles traversent par l'intermédiaire d'une gorge réalisée à la base d'un bulbe se 30 prolongeant par un enrobage caoutchouc d'une tubulure interne de la valve, ladite gorge coopérant5 élastiquement avec un trou de la jante sur le pourtour de laquelle elle se loge en force, grâce à la déformation élastique de la gorge.

Ainsi la valve peut être montée en une seule opération, et sans avoir recours à des éléments intermédiaires comme l'écrou et le joint.

Un préjugé serait alors vaincu. Mais lorsqu'il s'agit de véhicules à grande vitesse, les efforts dus à la force centrifuge augmentent proportionnellement et créent des contraintes importantes sur les valves de roues. D'autre part, la température de jante peut augmenter d'une manière non négligeable du fait des efforts de freinage, liés à la décélération, la jante agissant comme le radiateur des freins, qui transmettra sa chaleur à la valve.

Les valves du type caoutchoutées sont limitées par les caractéristiques du caoutchouc, ce qui fait que le compromis effort de montage / tenue au cisaillement / tenue en température est très difficile à trouver.

Enfin, l'adjonction d'un boitier électronique du genre TPMS (pour mesurer la température et la pression) fixé sur la valve, à l'intérieur de la roue, augmente considérablement la masse de la valve et change complètement la position du centre de gravité, ce qui ne fait qu'augmenter les contraintes sur la valve, à l'interface valve/jante.

Il existe sur le marché des caoutchoucs hautes performances, mais qui sont très difficiles à mouler parce que soit ils encrassent les moules, soit ils collent dans le moule.

Selon une première phase de la démarche inventive, il a alors été recherché une matière permettant de pallier aux limites du caoutchouc mono-matière, qui doit assurer toutes les fonctions (montabilité, démontabilité, étanchéité, tenue au chaud, tenue au froid, tenue aux efforts de centrifugation, tenue aux efforts des cannes de gonflage, tenue aux chocs, etc.), et cette démarche a conduit à analyser les fonctions avec des matières différentes. En effet : - pour la montabilité, il est nécessaire d'utiliser une matière souple qui s'emmanche aisément dans le trou de jante, avec un effort raisonnable (si possible inférieur à 600N) ; - pour la démontabilité, il faut pouvoir couper ou extraire la valve en la repoussant à l'intérieur de la jante, avec un effort raisonnable qui ne risque pas de détériorer le boitier électronique ou la jante ; pour l'étanchéité, il faut un matériau souple capable de s'adapter aux variations de tolérances du diamètre de trou et à l'état de surface du trou dans la jante ; pour la tenue au chaud et au froid, il faut que le matériau garde ses caractéristiques élastiques dans les températures extrêmes (par exemple entre -40°C et +85°C, voire même +100°C dans certains cas), pour conserver l'étanchéité à la pression au niveau du trou de jante, et ceci malgré les sollicitations angulaires sur la valve provenant des accélérations/décélérations, par exemple ; pour la tenue aux efforts de centrifugation (par exemple 900G pour une roue 165X45XR15), il faut que la valve résiste au cisaillement et ne fuit pas malgré les accélérations/décélérations.

Une matière unique répondant à toutes ces caractéristiques n'existe pas. L'invention a pour but d'y remédier et permettre, contre tout préjugé, l'utilisation d'une valve « Snap-In » pour tout type de roue, y compris pour véhicule à grande vitesse. 15 A cet effet, la valve se caractérise en ce qu'elle comporte, au niveau de sa gorge, un insert au moins partiellement périphérique, dont les caractéristiques mécaniques de la matière le composant sont supérieures 20 à celles de la matière composant l'enrobage, de manière à permettre une déformation élastique externe de la gorge lors de son passage dans le trou de jante, en restant étanche ensuite, tout en offrant une résistance interne aux efforts de cisaillement en répartissant la 25 contrainte sur la matière caoutchouc de l'enrobage au niveau de ladite gorge.

La présente invention concerne également les caractéristiques qui ressortiront au cours de la 30 description qui va suivre, et qui devront être considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniques possibles.10 Cette description donnée à titre d'exemple non limitatif, fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée en référence aux dessins annexés sur lesquels : La figure 1 représente une vue en coupe longitudinale d'une valve en situation sur une jante, selon un premier exemple de réalisation. La figure 2 est une vue en perspective d'une tubulure interne seule et d'un insert en forme d'anneau, avant montage, selon l'exemple de la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'une valve selon les figures 1 et 2, après montage de l'insert sur la tubulure et surmoulage de l'enrobage caoutchouc. La figure 4 est une vue en plan d'une valve selon les figures 1 à 3. La figure 5 est une vue en plan d'un insert selon un second mode de réalisation. La figure 6 est une vue de dessus selon la figure 5. La figure 7 est une vue en plan d'une tubulure interne, après montage de l'insert, selon les figures 5 et 6. La figure 8 est une vue en coupe longitudinale d'une valve, après montage de l'insert sur la tubulure, selon les figures 5, 6 et 7, et surmoulage de l'enrobage caoutchouc.

La figure 9 est une variante du type d'insert selon les figures 5 à 8.

La figure 10 est une vue en plan d'un insert selon un troisième mode de réalisation. La figure 11 est une vue de dessus selon la figure 10.

La figure 12 est une vue en plan d'une tubulure interne, après montage de l'insert selon les figures 10 et 11. La figure 13 est une vue en coupe longitudinale d'une valve, après montage de l'insert sur la tubulure selon les figures 10, 11 et 12, et surmoulage de l'enrobage caoutchouc. La figure 14 est une variante du type d'insert selon les figures 10 à 13. La figure 15 est une vue en plan d'un insert selon un quatrième mode de réalisation. La figure 16 est une vue de dessus selon la figure 15. La figure 17 est une vue en plan d'une tubulure interne, après montage de l'insert selon les figures 15 et 16. La figure 18 est une vue en coupe longitudinale d'une valve, après montage de l'insert sur la tubulure selon les figures 15, 16 et 17, et surmoulage de l'enrobage caoutchouc.

La figure 19 est une variante du type d'insert selon les figures 15 à 18. La figure 20 est une vue en plan d'un insert selon un cinquième mode de réalisation. La figure 21 est une vue de dessus selon la figure 20.

La figure 22 est une vue en plan d'une tubulure interne, après montage de l'insert selon les figures 20 et 21. La figure 23 est une vue en coupe longitudinale d'une valve, après montage de l'insert sur la tubulure selon les figures 20, 21 et 22, et surmoulage de l'enrobage caoutchouc. La figure 24 est une variante du type d'insert selon les figures 20 à 23.

Les valves 1,1A,1B,1C,1D globalement désignées sur les figures sont du type « Snap-In ».

D'une manière connue, elles sont destinées à être montées directement sur la jante 2 d'une roue de véhicule, équipée d'un pneu sans chambre dit « tubless », lesdites valves 1,1A,1B,1C,1D étant constituées par une tubulure interne 3,3A,3B,3C,3D en métal, recevant un enrobage caoutchouc 4,4A,4B,4C,4D formant à son extrémité externe un bulbe 5,5A,5B,5C,5D présentant, à sa base, une gorge 6,6A,6B,6C,6D destinée à coopérer avec un trou 7 de la jante 2.

Les valves 1,1A,1B,1C,1D peuvent être associées ou non à un capteur de pression logé dans un boitier (non représenté) situé à l'intérieur du pneu.

Selon l'invention, les valves 1,1A,1B,1C,1D comportent, d'une manière générale, au niveau de la gorge 6,6A,6B,6C,6D, un insert 8,8A,8B,8C,8D au moins partiellement périphérique, dont les caractéristiques mécaniques de la matière le composant sont supérieures à celles de la matière composant l'enrobage 4,4A,4B,4C,4D, de manière à permettre une déformation élastique externe de la gorge 6,6A,6B,6C,6D lors de son passage dans le trou 7 de jante 2, en restant étanche ensuite, tout en offrant une résistance interne aux efforts de cisaillement en répartissant la contrainte sur la matière caoutchouc de l'enrobage 4,4A,4B,4C,4D au niveau de ladite gorge 6,6A,6B,6C,6D.

Selon le premier exemple des figures 1 à 4, l'insert 8 est constitué par un anneau prédisposé dans une gorge périphérique 9 sensiblement correspondante, réalisée sur la tubulure métallique 3, au niveau de la gorge externe 6 du bulbe 5 de l'enrobage caoutchouc externe 4, lequel est réalisé successivement par surmoulage.

L'insert interne 8 et l'enrobage externe 4 sont réalisés dans des élastomères dont les caractéristiques mécaniques sont différentes, celles de l'insert 8 étant supérieures à celles de l'enrobage 4.

L'élastomère constituant l'insert 8 peut avoir des propriétés mécaniques d'adhésion chimique avec l'élastomère de l'enrobage 4.

Les exemples des figures 5 à 24 ont en commun que l'insert 8A,8B,8C,8D est constitué par une pièce, métallique ou non, comportant une base cylindrique 8Aa,8Ba,8Ca,8Da élastiquement déformable, destinée à enserrer au montage au moins une partie de la tubulure interne 3A,3B,3C,3D, et à partir de laquelle base s'étend librement et en s'évasant une armature coaxiale, de manière à renforcer la zone d'extrémité de l'enrobage 4A,4B,4C,4D en élastomère à recevoir par surmoulage, au moins dans la zone de la gorge 6A,6B,6C,6D soumise à cisaillement.

Plus précisément, selon les second et troisième exemples de réalisation des figures 5 à 8 et 10 à 13, la base 8Aa et 8Ba de l'insert 8A et 8B forme une virole enserrant au moins une partie de la tubulure interne 3A,3B, et à partir de laquelle s'étend librement et en s'évasant une pluralité de bras coaxiaux 8Ab et 8Bb, disposés régulièrement en corolle, pour constituer l'armature.

La figure 9 représente un insert 8A' dont la réalisation des bras 8A'b est différente en ce qu'ils sont contrecoudés à leurs extrémités libres, alors qu'ils étaient précédemment droits.

Le troisième exemple représenté sur les figures 10 à 13 diffère du second en ce que les extrémités libres des bras 8Bb de l'insert 8B sont recourbées vers l'intérieur, de manière à favoriser l'accroche de l'enrobage en élastomère 4B lors du surmoulage de celui-ci.

La différence entre l'insert 8B' de la figure 14 et celui 8B selon le troisième exemple des figures 10 à 13 réside dans le fait que les bras 8B'b sont de largeur constante, plutôt qu'amincie en leur zone médiane comme précédemment.

Selon le quatrième exemple représenté sur les figures 15 à 18, la base 8Ca de l'insert 8C forme également une virole enserrant au moins une partie de la tubulure 3C, et à partir de laquelle s'étend librement et en s'évasant l'armature formée par un bras unique, défini par une portion de cylindre coaxial, destinée à être dirigée vers la zone de la gorge 6C de l'enrobage 4C soumise à cisaillement.

La différence entre l'insert 8C' de la figure 19 et celui 8C selon le quatrième exemple des figures 15 à 18 réside dans le fait que le bras unique 8Cb comporte une pluralité de trous 8C'c et est surmonté de créneaux 8C' d.

Selon une autre caractéristique de l'invention commune aux exemples des figures 5 à 19, la virole formant la base 8Aa,8Ba,8Ca de l'insert 8A,8B,8C est fendue 8Ac,8Bc,8Cc, de manière à la rendre élastiquement déformable pour permettre son montage sur la tubulure 3A,3B,3C interne et agir en serrage sur celle-ci.

Selon les trois derniers exemples, les inserts 8A,8B et 8C sont obtenus avantageusement par découpe d'une feuille de métal, roulée sur elle-même autour de son axe.

Selon le cinquième exemple de réalisation représenté sur les figures 20 à 23, l'insert 8D est constitué par un tronçon de gaine tubulaire tressée, tissée ou tricotée extensible ou réalisée en métal déployé, formant à la fois sa base 8Da destinée à enserrer élastiquement la tubulure 3D et sa partie coaxiale évasée 8Db constituant l'armature de l'enrobage en élastomère 4D à recevoir par surmoulage.

La différence entre l'insert 8D' de la figure 24 et celui 8D selon le cinquième exemple des figures 21 à 23 réside dans le fait que sa base 8D'a forme une calotte sphérique plutôt qu'une portion de cylindre.

Dans un cas comme dans l'autre, le rôle est celui d'enserrer le corps de la tubulure 3D.

Les inserts 8A,8B,8C,8D, s'ils sont métalliques, 15 pourront éventuellement être cuivrés ou laitonnés, ou réalisés en matériaux à base de cuivre, afin d'offrir une adhésion directe sur des caoutchoucs vulcanisés au souffre, sans adjonction de primaire d'accrochage. Ils pourront également être réalisés en matériau de 20 synthèse capable de résister aux températures extrêmes de fonctionnement, ou encore sous forme de fibres (métal, polymère, verre, carbone, etc.) mélangées dans de l'élastomère. 10

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Valve (1,1A,1B,1C,1D) de type « Snap-In » destinée à être montée directement sur la jante (2) d'une roue de véhicule, équipée d'un pneu sans chambre dit « tubless », ladite valve (1,1A,1B,1C,1D) étant constituée par une tubulure interne (3,3A,3B,3C,3D) en métal, recevant un enrobage caoutchouc (4,4A,4B,4C,4D) formant à son extrémité externe un bulbe (5,5A,5B,5C,5D) présentant, à sa base, une gorge (6,6A,6B,6C,6D) destinée à coopérer avec un trou (7) de la jante (2), caractérisée en ce qu'elle comporte, au niveau de sa gorge (6,6A,6B,6C,6D), un insert (8,8A,8B,8C,8D) au moins partiellement périphérique, dont les caractéristiques mécaniques de la matière le composant sont supérieures à celles de la matière composant l'enrobage (4,4A,4B,4C,4D), de manière à permettre une déformation élastique externe de la gorge (6,6A,6B,6C,6D) lors de son passage dans le trou (7) de jante (2), en restant étanche ensuite, tout en offrant une résistance interne aux efforts de cisaillement en répartissant la contrainte sur la matière caoutchouc de l'enrobage (4,4A,4B,4C,4D) au niveau de ladite gorge (6,6A,6B,6C,6D).
2. 2. Valve selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'insert (8) est constitué par un anneau prédisposé dans une gorge périphérique (9) sensiblement correspondante, réalisée sur la tubulure métallique (3), au niveau de la gorge externe (6) du bulbe (5) del'enrobage caoutchouc externe (4), lequel est réalisé successivement par surmoulage.
3. 3. Valve selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'insert interne (8) et l'enrobage externe (4) sont réalisés dans des élastomères dont les caractéristiques mécaniques sont différentes, celles de l'insert (8) étant supérieures à celles de l'enrobage (4).
4. 4. Valve selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'élastomère constituant l'insert (8) a des propriétés mécaniques d'adhésion chimique avec l'élastomère de l'enrobage (4).
5. 5. Valve selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'insert (8A,8B,8C,8D) est constitué par une pièce, métallique ou non, comportant une base cylindrique (8Aa,8Ba,8Ca,8Da) élastiquement déformable, destinée à enserrer au montage au moins une partie de la tubulure interne (3A,3B,3C,3D), et à partir de laquelle base s'étend librement et en s'évasant une armature coaxiale, de manière à renforcer la zone d'extrémité de l'enrobage (4A,4B,4C,4D) en élastomère à recevoir par surmoulage, au moins dans la zone de la gorge (6A,6B,6C,6D) soumise à cisaillement.
6. 6. Valve selon la revendication 5, caractérisée en ce que la base (8Aa et 8Ba) de l'insert (8A et 8B) forme une virole enserrant au moins une partie de la tubulure interne (3A,3B), et à partir de laquelle s'étend librement et en s'évasant une pluralité de brascoaxiaux (8Ab et 8Bb), disposés régulièrement en corolle, pour constituer l'armature.
7. 7. Valve selon la revendication 6, caractérisée en ce que les extrémités libres des bras (8Bb) de l'insert (8B) sont recourbées vers l'intérieur, de manière à favoriser l'accroche de l'enrobage en élastomère (4B) lors du surmoulage de celui-ci.
8. 8. Valve selon la revendication 5, caractérisée en ce que la base (8Ca) de l'insert (8C) forme une virole enserrant au moins une partie de la tubulure (3C), et à partir de laquelle s'étend librement et en s'évasant l'armature formée par un bras unique, défini par une portion de cylindre coaxial, destinée à être dirigée vers la zone de la gorge (6C) de l'enrobage (4C) soumise à cisaillement.
9. 9. Valve selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que la virole formant la base (8Aa,8Ba,8Ca) de l'insert (8A,8B,8C) est fendue (8Ac,8Bc,8Cc), de manière à la rendre élastiquement déformable pour permettre son montage sur la tubulure (3A,3B,3C) interne et agir en serrage sur celle-ci.
10. 10. Valve selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'insert (8D) est constitué par un tronçon de gaine tubulaire extensible, formant à la fois sa base (8Da) destinée à enserrer élastiquement la tubulure (3D) et sa partie coaxiale évasée (8Db) constituant l'armature de l'enrobage en élastomère (4D) à recevoir par surmoulage.