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Procédé et dispositif de protection pour l'obturation auto- matique des orevaisons et ouvertures de chambres à air de pneumatiques.
La présente invention a trait à un prooédé et à un dispositif de protection pour l'obturation automatique de bandages pneumatiques endommagés par la pénétration de corps étrangers, par exemple de olous.
On connaît déjà toute une série de prooédés ét dispo- sitifs destinés au même but et basés sur le fait que le dispositif de protection constitué par des manchons oreux de forme appropriée et de seotion transversale en croissant ou annulaire, est rempli d'une masse de caoutchouc résiliente ou
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plastique, ou d'une masse analogue à du caoutchouc/et com- binée avec un bandage pneumatique du type connu. Lors de la pénétration d'un corps étranger, par exemple d'un clou, à travers le dispositif protecteur, la masse,plastique par exemple qui se trouve sous pression vient entourer ledit corps étranger en formant une sorte de presse-étoupe, ce qui, dans certaines conditions, produit une obturation automatique s'opposant à l'échappement de l'air contenu dans la chambre à air.
Lors de l'extraction du corps étranger, le produit protecteur fluide traverse l'ouverture de 1¯'enveloppe for- mée lors de la pénétration du corps étranger, et vient ob- turer cette ouverture. Lorsque les produits de protection présentent une plus grande consistance pouvant aller jusqu! à un certain degré de plasticité, !¯'extraction du corps étranger provoque, par suite de l'adhérence de cette masse sur ledit corps étranger, la formation d'un bouchon obtu- rant l'ouverture de l'enveloppe, cette formation étant encore aidée par l'entraînement ci-lune petite quantité de pâte lors de l'extraction du corps étranger.
Dans les dis- positifs de protection de ce genre proposés jusqu!à présent, une obturation plus ou moins sûre de l'ouverture formée par le corps étranger n'est obtenue que tant que les dimen- sions de cette ouverture n'atteignent pas des valeurs très élevées. En particulier, des déchirures en forme de fentes ne sont pas obturées, puisque la tension dans la paroi de la chambre et dans celle de l'enveloppe a tendance à aug- menter la déchirure.
La présente invention vise à remédier à cet inoonvé- nient de telle sorte que 1¯'obturation contre 1.'échappement de l'air hors de la chambre à air soit garantie, même en
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cas'de formation de fentes.
L'invention est essentiellement caractérisée par le fait que la paroi de la chambre à air est soumise à une tension préalable supérieure à oelle de la paroi de .L'en- veloppe entourant le produit proteoteur. Dans une chambre à air de ce genre, les fentes produites par des corps étrangers ne tendent pas à bailler puisque 1.'enveloppe re- liée à la chambre présente, après extraction du corps étran- ger, en raison de sa tension initiale moindre, une ouverture plus petite que dans les dispositifs connus jusqu!à présent.
Une petite quantité d!air s'échappe par cette petite 'ouver- ture, ce qui diminue le volume d'air contenu dans la chambre.
De ce fait, la surface de la chambre diminue, l'enveloppe reliée à la chambre étant entraînée de ce fait et entraînant elle-même le produit protecteur, de telle sorte que les bords de la fente dans 1.' enveloppe et dans le produit pro- teoteur sont appliqués l'un sur l'autre. Lors de la pénétra- tion de corps étrangers dans l'enveloppe intérieure, une petite quantité du produit protecteur est toujours entraînée et reste collée en partie sur la surface de la déchirure ou tout au moins sur la surface interne de 1.'enveloppe après extraction du corps étranger. Cette fraction du produit pro- tecteur est comprimée par les bords de la déchirure appli- qués 1-!un sur l'autre, remplit, en raison de sa plasticité, les irrégularités des surfaces des déchirures et améliore 1.'obturation de oelles-oi.
Afin d!améliorer la coopération de la paroi intérieure de l'enveloppe du dispositif protecteur et de la paroi de la ohambre à air reliée à la paroi préoitée, ces deux parois sinterpénètrent par des nervures ou rainures parallèles
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entre elles, ces nervures ou rainures pouvant être croisées par d'autres nervures ou rainures également parallèles.
Afin d¯'assurer égalemeht la protection extérieure de l'enveloppe extérieure du dispositif de protection, les points à protéger de la paroi externe de la chambre à air sont pourvus d'espaces d'air fermés. Si alors, par suite d'une déchirure de l'enveloppe extérieure de ces espaces, l'air vient à les quitter, la paroi de la chambre à air qui, en cours de fonctionnement, est appliquée vers 1.'intérieur de la chambre, est refoulée fers l'extérieur par la pression régnant à l'inrérieur de la ohambre, de sorte que les fentes éventuellement formées dans la paroi de celle-ci se trouvent obturées.
Les dessins annexés représentent, schématiquement et à titre d'exemples nullement limitatifs, divers modes de mise en oeuvre du procédé objet de l'invention. Dans ces dessins: la fig. 1 montre sohématiquement la formation des fentes dans les dispositifs connus jusqu'à présent ; la fig. la montre les tensions existant dans les pa- rois de l'enveloppe et de la ohambre pour différents stades de la formation des fentes et du rapprochement tels qu'in- diqués fig. 1; la fig. 2 montre la formation de fentes dans le dis- positif objet de l' invention, et la fig. 2a les tensions dans la paroi de l'enveloppe et de la ohambre dans le dispositif objet de la fig. 2; la fig. 3 est un diagramme des tensions de la paroi de la chambre à air et de"la paroi'-externe du dispositif de protection, ;
établi en fonction de la pression régnant
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à l'intérieur de la chambre à air; la fig. 4 est une'boupe transversale d'un mode de réa- lisation du dispositif objet de l'invention, le dispositif protecteur de section annulaire étant représsnté dans le moule de vulcanisation; la fig. 5 montre un exemple de réalisation du disposi- tif objet de l'invention présentant une seotion transversale en forme de croissant; la fig. 6 est une coupe transversale partielle d'un
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cdoâ8tadcisrinedlun dispositif de proteotion conforme à l'invention et d'une chambre à air reliée à ce dispositif et pourvue de nervures ; la fig. 7 est une vue partiel le de la surface de la cham- bre à air représentée fig. 6 ; la fig. 8 est un exemple de réalisation d'une chambre à air dont la surface oomporte un espace d'air fermé;
la fig. 9 montre la chambre à air de la fig. 8 contenue dans une enveloppe de pneumatique et fixée sur la jante d'une roue ; et . la fig. 10 est une coupe de la jante et de la partie voisine de la chambre à air de la fig. 9, la moitié gauche de la fig. 10 représentant l'ensemble avec la fente enoore ouverte, tandis que la moitié droite montre la 'fente déjà fermée.
Dans la fig. l, la référence 1 désigne la paroi de la ohambre à air, les références 2, 3 et 4 le dispositif de protection, 3 étant la paroi de l'enveloppe intérieure soli- daire de la chambre à air 1, 3 le produit protecteur qui peut être constitué par une masse liquide, épaisse ou plastique, et 4 l'enveloppe extérieure. Le corps étranger R traverse
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l'enveloppe du bandage pneumatique en A (pour ne pas oom- pliquer le dessin, cette enveloppe n'a pas été figurée), puis le dispositif de protection 4-3-2, et enfin la paroi de la chambre à air 1. En 5, 6, 7 et 8, le corps étranger est entouré par la chambre à air 1 et par le dispositif de pro- tection 2-3-4 formant une Sorte de presse-étoupe autour de lui.
Si la tension de la paroi de la chambre à air 1 est égale à Sa en!, et celle de 1.'enveloppe 2 égale à Sb en b, le schéma A' de la fig. la poutre que dans les dispositifs connus jusqu'à présent, la tension Sb est supérieure à la tension Sa; lors de l'extraction du corps étranger, les ou- vertures 5 et 6 réduisent leurs dimensions jusqu!aux valeurs indiquées en 5' et 6¯',' ,en raison de la déformation élastique déjà mentionnée des bords de la fente, la produit protecteur étant de ce fait comtracté pour réduire la fente 7 à sa valeur 7'. La tension au point a est réduite à la valeur Sa' et la tension au point b à la valeur Sb', cette dernière tension étant supérieure à Sa' (voir schéma B' de la fig. la). De ce fait, 1,'ouverture 6' en b devient plus grande qu'en a.
Si la matière constitutive de la chambre à air 1 présente les mêmes propriétés que la matière constitutive de l'enveloppe 2, le rétrécissement des ouvertures de la paroi 1 de la chambre à air devient proportionnel à la di- minution de section des ouvertures dans 1.'enveloppe 2, comme il est indiqué en B. Si les propriétés des matières cons- titutives de la chambre à air et de 1.* enveloppe sont diffé- rentes, les angles de rétrécissement de la fente dans ces parois sont également différents, comme il est indiqué en B1 (fig. 1).
L'échappement de l'air hors de la chambre à air réduit la surface de la chambre à air 1 et la fente
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5!-6! se rétrécit, à la valeur 5"-6" par exemple, jusqu'à la mise en contact des bords internes de la fente de la chambre 1, comme il est indiqué en C (fig. 1). La surpression de l'air contenu dans la chambre à air produit de plus, en a, une tension Sa" et en b une tension Sb" (voir schéma C' fig. la). Dans le oas de déchirures peu importantes, on a observé que la chambre à air était obturée avant que la to- talité de 1,'air y contenu se soit échappé, ce qui peut s'ex- pliquer par la pénétration du produit protecteur 3 en même temps que du corps étranger R dans la fente, puisque ledit corps étranger est colé par le produit.
Puais cette obtura- tion n'est pas sûre puisqu'elle dépend de faoteurs insta- bles, tels que la contexture de surface du corps étranger, l'état calorifique du produit proteoteur, et d'autres élé- ments.
Si par oontre la paroi 1 de la ohambre à air est sou- mise à une tension supérieure à celle de l'enveloppe inté- rieure 2 du dispositif protecteur solidaire par ailleurs de ladite chambre à air 1, la pénétration du corps étranger R (en D fig. 2) provoque au point a de la ohambre 1 une ten- sion So (voir fig. 2a schéma D') supérieure à la tension Sd au point d de l'enveloppe 2. Après extraction du corps étranger, les bords élastiquement déformés de la fente se contractent et les ouvertures 9 de la chambre 1,10 de 1!enveloppe 2, et 12 de l'enveloppe 4, se rétrécissent pour fermer les ouvertures 9', 10', 13,', comme il est indiqué en E fig. 2.
Comme la tension Sd au point d de la fig. 2 est infé- rieure à la tension Sb an b de la fig' 1, 1.'ouverture tu point d de la disposition suivant fig. 2 sera plus petite
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que l'ouverture du point b de la disposition suivant fig. 1.
En raison de la combinaison d'une enveloppe 2 à tension préalable moindre avec la paroi de la chambre à air 1, la tension S'o de la disposition suivant fig. 2 sera inférieure à la tension S'a de la disposition suivant fig. 1, c'est-à- dire que l'ouverture de la fente en c de la fige 2 sera plus petite qu'en a de la fig. 1. Si alors de l'air s'é- chappe de l'intérieur de la chambre à air, les tensions S'c et S'd diminuent, comme il a été indiqué plus haut; S"d devenant égale à 0 ou même négative, comme l'indique le schéma F" de la fig. 2a; autrement dit, les surfaces 10" et 12" de la déchirure sont appliquées 1¯'¯une sur 1.'autre sous l'action de la pression, ce qui assure une obturation auto- matique de l'enveloppe du dispositif de proteotion.
Les sur- faces des déchirures 11" du produit de protection 3 entrai- né@ à travers !¯'enveloppe par adhérence, sont également appliquées l'une sur l'autre. Une fraction du produit protec- teur qui va pénétrer dans la déchirure avec le corps étran- ger R et y reste en partie après enlèvement du corps étran- ger, améliore l'étanchéité des surfaces des déchirures appli- quées l'une sur l'autre. Comme la tension So de la paroi de la chanbre correspond dans ce oas encoreà une certaine pression d'ar à l'intérieur de la chambre, l'échappement total de l'air contenu dans celle-ci est empêché; la fente 9" de la paroi 1 de la chambre peut alors, le cas échéant, présenter la forme indiquée par la section F.
Le schéma de la fig. 3 montre clairement les variations de la tension d'une enveloppe montée dans le pneumatique et de la paroi de la chambre à air; dans ce schéma, les abscisses représentent la pression d'air P à l'intérieur de
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la chambre à air, tandis que les ordonnées représentent les tensions S dans la chambre à air 1 et dans l'enveloppe in- térieure.
Afin de mieux montrer la différence entre le procédé objet de l'invention et les dispositions proposées jusqu'à présent, le schéma de la fig. 3 montre également les tensions qui prennent naissance dans ces dispositions antérieures ; la courbe pointillée Ka montrant les variations de la ten- sion dans la paroi de la chambre à air, tandis que la courbe Kb montre cette Variation dans la paroi intérieure de 1.'en- veloppe du dispositif protecteur. La tension dans l'enve- loppe est toujours supérieure à la tension dans la chambre à air-
La courbe Ko montre la variation de tension dans la paroi de la chambre à air, la courbe Kd dans la paroi inté- rieure de l'enveloppe du dispositif protecteur réalisé con- formément à 1.'invention.
Lorsque la chambre à air, non gonflée, est placée dans l'enveloppe extérieure du bandage pneuma- tique habituel monté sur une roue de véhicule, la paroi 1 de la chambre à air présente une tension SSo, et l'enveloppe intérieure 2 du dispositif de protection une tension néga- tive SH0, c'est-à-dire une tension de compression. Lorsque la chambre à air est gonflée à la pression Pl, sa paroi 1 pré- sente une tension SS1, et l'enveloppe 2 une tension nulle par exemple. Pour une pression d'air supérieure à Pl, la tension de la paroi 2 de l'enveloppe & devient positive.
La diffé- rence entre la tension de la paroi de la chambre 1 et de l'enveloppe 2 diminue constamment, en même tanps que la pres- sion d'air à l'intérieur de la chambre augmente, et de telle sorte que ces deux tensions deviennent égales pour une pres-
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sion égale à P2.
Le procédé objet de l'invention permet alors d'obte- nie que les tensions SS soient toujours supérieures aux ten- sions SH et que les courbes Ko et Kd se ooupent en un point X situé au-delà de la pression d'aur maxima admissible Pm.
Ces conditions peuvent être remplies de différentes manières; o'est ainsi que l'on pourra relier à froid, à l'aide d'une dissolution de caoutchouc, un dispositif pro- tecteur terminé, composé d'une enveloppe extérieure et d'une enveloppe intérieure contenant le produit protecteur, avec la chambre à air, le dispositif, monté sur la chambre à air gonflée à une valeur appropriée, présentant une tension préalable faible ou mêmenulle, ou étant monté sous pres- sion dans un moule, en fer par exemple, de forme sorrespon- dant à celle de la chambre à air. Le dispositif de protec- tion peut aussi être monté non vulcanisé sur la chambre à air terminée et fixé par vulcanisation. Cette dernière opération s'effectue alors de la manière connue dans des moules appropriés.
Grâce à un fluide comprimé, gazeux par exemple, introduit à l'intérieur de la chambre à air et présentant, sous l'action de la température élevée, la pres- sion nécessaire, la paroi de la chambre à air subit la ten- sion préalable voulue, le dispositif de protection étant lui-même refoulé dans le moule. Après vulcanisation, la paroi de la chambre à air présente, pour une pression d'air normale à l'intérieur de la chambre, une tension préalable supérieure à celle de l'enveloppe protectrice à laquelle elle est reliée. Ce résultat peut encore être amélioré par le choix d'une matière constitutive déterminée, ou, le cas échéant, par un dimensionnement approprié de l'épaisseur
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de 1.'enveloppe intérieure du dispositif de protection, et éventuellement de la paroi de la chambre à air.
La fig. 4 montre une chambre à air agencée conformément à l'invention, en vue de l'obturation automatique, montée dans un moule de vulcanisation, le dispositif protecteur présentant une seotion transversale annulaire. La chambre à air 1, déjà vulcanisée, reçoit une couche 2 de oaoutchouc non vulcanisé, puis une oouohe 3 du produit protecteur connu, et enfin une nouvelle couche 4 de oaoutohouc non vulcanisé, 1!ensemble étant disposé dans un moule en deux parties 14-15.
Le fluide comprimé, introduit par le clapet V à l'intérieur de la chambre à air, atteint, grâce à la température élevée, une pression telle que la chambre à air 1 applique le dispo- sitif protecteur 2-3-4 dans le moule 14-15. Avec une chambre à air telle que celle représentée à la fig. 5 et combinée avec un dispositif protecteur de section transversale en forme de croissant, on obtient de la même manière une tension préalable de la paroi de la chambre 1 supérieure à la tension préalable de la paroi 2 de l'enveloppe reliée à ladite paroi 1.
Afin d'améliorer l'action réciproque des parois de la chambre à air et de l'enveloppe de proteotion, la sur- face externe de la paroi 1 de la chambre à air oomporte, comme 1.'indique la fig. 6, des nervures 16 et des rainures 17 disposées parallèlement et orientées soit dans la direo- tion périphérique, soit perpendiculairement ou obliquement à celle-ci. Ces nervures et rainures peuvent par ailleurs âtre oroisées par des nervures 18 et des raniures 19 dispo- sées perpendiculairement. La fig. 7 montre an exemple de réa- lisation dont les nervures et rainures sont disposées obli- quement les unes par rapport aux autres.
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Comme le montre la fig. 6, les deux parois 1 et 2 s'interpénètrent par leurs surfaces de contact. Fin cas'de déchirures dans la chambre à air 1-3-3-4-, la paroi 2 de l'enveloppe présente, conformément à l'invention, une tene sion, de compression par exemple qui provoque Inapplication des bords de la déchirure les uns sur les autres. A cette contraction s'oppose à la tension de la paroi de la chambre à air. Afin de donner à l'action de la paroi de l'enveloppe 2 une valeur supérieure à celle de la paroi de la chambre 1, les nervures 16-18 de cette dernière paroi sont plus étroi- tes que les rainures 17-19, de sorte que la paroi 2 de 1!en- veloppe pénètre par une denture large entre les nervures 16 et 17.
Or, cette denture large se déforme plus diffici- lement que les nervures 16-17; la tension de la paroi 2 de l'enveloppe est mieux transmise à la paroi 1 de la chambre que la tension de la paroi 1 de la ohambre à la paroi de l'enveloppe 2. En oas de déchirures, l'échappement de l'air provoque la oontraction de la ohambre 1, les parties 17 et 19 de la paroi de l'enveloppe 2 situées entre les nervures 1618 étant comprimées, de sorte que même la tension dimi- nuante de la paroi de la chambre à air 1 partioipe à la fermeture de la déchirure.
Un autre perfectionnement de la disposition objet de l'invention réside dans la prévision d'espaces d'air sur les points à protéger de la chambre 2. Les fig. 8 à 10 montrent à titre d'exemple une disposition suivant laquelle un espace d'air 20 est prévu du côté de la chambre orienté vers la jante. Cet espace ci.'air 20 est formé par la dispo- sition d'une bande annulaire 21 sur 'la face, orientée vers la jante, de la chambre à air 1-2-5-4, et par la fixation,
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aux points E et F de l'enveloppe extérieure du dispositif proteoteur, cette fixation étant par exemple assurée par vuloanisation.
Afin d'assurer la tension de cette bande 21, on pourra, en un point quelconque de celle-ci, par exemple en ±, dans lequel est monté par vulcanisation un bouchon obturateur de type connu, procéder à la perforation au moyen d'une aiguille creuse, et remplir l'espaoe oreux 20 avec de 1!air jusqu!à ce que la bande 21 ne présente plus de plis.
Après le retrait de l'aiguille oreuse, l'ouverture de péné- tration dans le bouohon se refermera automatiquement et d'une manière étanohe, suivant un prooessus connu.
Lors du montage de la chambre à air avec son enveloppe sur la jante de la roue, le bande 21 épouse la forme de la jante, 1!air oontenu dans l'espaoe 20 pvoroquant la dé- formation, vers l'intérieur de la chambre, des parois 1, 2, 3, 4, comme il est indiqué aux fig. 9 et 10. Lors du gonflage de l'enveloppe 20, l'air contenu dans l'espaoe 20 atteindra la même pression que l'air contenu à l'intérieur de la cham- bre à air.
Si le passage d'un projeotile à travers la cham- bre à air et la jante 22 produit dans cette dernière une ou- verture o, en même temps qu'il se forme dans la paroi de la chambre à air 1 une ouverture o1, dans la paroi de l'en- veloppe 2 une ouverture o2, dans le produit protecteur 3 une ouverture o3, dans l'enveloppe extérieure 4 du disposi- tif protecteur une ouverture 04, et enfin dans la bande 21 une ouverture o5, la bande 21 est chassée dans 1.'ouverture o de la jante 22, ce qui fera bailler l'ouverture o5. L'air comprimé dans l'espace 20 s'échappera donc à travers les ouvertures 05 et o.
La pression de l'air contenu à l'inté- rieur de la ohambre à air s'exercera alors sur la paroi de
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la chambre à air 1, de telle sorte que la convexité, orien- tée vers l'intérieur, de cette paroi tend à diminuer, la paroi 4 de l'enveloppe venant, après échappement total de l'air hors de l'espace 20, s'appliquer sur la bande 21, d'où. résulte le rapprochement des parois de la déchirure dans les ouvertures o1, o2, o3, o4.
A travers ces ouvertures de section un peu plus petite, de l'air arrive depuis l'in- térieur de la chambre à air dans l'espace 20, puis de celui- ci dans l'atmosphère, à travers les ouvertures o5, et o. Grâce à la diminution du volume d!air contenu dans l'enveloppe et à la contraction des parois qui en résulte, la fermeture des ouvertures o1, o2, o, se produira de la mêmemanière qu'indiqué plus haut au sùjet de la fig. 2 Ce qui précède montre qu'une perforation ou déchirure de la ohambre à air provoque, grâoe à la prévision de l'espace d!air 20, une diminution des ouvertures o1, o2, o3, o4, autrement dit des conditions favorables au fonctionnement de dispositif pro- tecteur représenté fig. 2, assurant une obturation automa- tique plus rapide et meilleure.
Or, comme il est extrêmement rare que la jante soit percée, il suffit de prévoir un seul espace d'air annulaire tel que 20 qui n'est interrompu par exemple qu'à l'aplomb de la soupape. Pour éviter cet inoonvénient, la soupape pour- rait être supprimée, la chambre à air 1 étant alors en cas de besoin gonflée d'une manière analogue à oelle prévue pour l'espace d'air 20, au moyen d'une aiguille oreuse. liais l'espace d'air 20 peut aussi être subdivisé, les différentes sections étant séparées par des cloisons trans- versales, vulcanisées sur l'enveloppe extérieure 4 et sur la bande 21.
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L'espace d'air 30 peut également être monté en un point aute que la faoe orientée vers la jante, notamment lorsqu'il y a lieu d'assurer une protection plus complète du point endommagé.
Le procédé objet de l'invention est également applicable à l'obturatioh d'ouvertures, telles que celles livrant pas- sage au clapet, dans les chambres à air.
REVENDICATIONS.
1 Procédé pour l'obturation automatique des orevai- sons et d'ouvertures de chambres à air de bandages pneuma- tiques, munies d'un dispositif de protection constitué par des enveloppes enfermant un produit protecteur, caractérisé en ce que la paroi de la chambre à air subit une tension préalable supérieure à celle de l'enveloppe du dispositif de protection relié à ladite paroi,,de telle sorte que la ten- , sion de la paroi de la chambre est, en service, toujours su- périeure à la tension de l'enveloppe du dispositif protec- tour.