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Valve en caoutchouc
La présente invention est relative à des valves en caoutchouc montées dans une ouverture de la paroi d'une enceinte gonflable, et le but principal de cette invention est de protéger la surface de valve venant en contact avec la paroi de l'ouverture contre toute action abrasive ou coupante que la paroi pourrait exercer sur la valve. L'invention est représentée dans son application à la combinaison d'un pneumatique sans chambre à air et d'une jante, combinaison dans laquelle soit le pneumatique soit la jante peuvent être pourvus d'une ouverture recevant une valve ; telle valve est prévue normalement pour être soumise à une pression considérable grâce à laquelle le passage qui la traverse et qui sert au gonflage se trouve obturé.
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Un autre but de cette invention est de munir le corps d'une valve en caoutchouc d'un fourreau ou gainage qui offre une plus grande résistance aux coupures et à l'abrasion que la matière formant la partie du corps de valve immédiatement adjacente au conduit de gonflage qui la traverse, cette dernière matière étant relativement souple et déformable de manière à fermer le conduit avec l'étanchéité voulue lorsque la valve est comprimée dans l'ouverture de la paroi de l'enceinte gonflable. Un grand nombre des matières employées pour cet usage sont sujettes aux coupures ou au cisaillement et à l'abrasion, ce qui peut avoir pour résultat de faire perdre ses qualités à la valve d'une façon ou d'une autre.
En premier lieu, une action de cisaillement tendra à entailler le corps de valve et amènera des parcelles coupées à être éjectées de l'ouverture recevant la valve. D'autre part, une grave abrasion de la valve tendra à réduire la compression de celle-ci, et provoquera éventuellement des fuites d'air à partir de l'objet gonflé.
Un autre but encore de l'invention est de munir la valve d'un fourreau de renforcement qui ne gêne pas la compression et l'allongement normaux de la valve lorsqu'on l'insère dans son ouverture. Comme il apparaitra plus loin, il n'est pas nécessaire que le fourreau lui- même puisse s'allonger, mais il doit être susceptible de se réduire en diamètre.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de J'invention résulteront de la desciiption qui va suivre.
Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple : - la Fig. 1 est une coupe transversale de la paroi d'un pneumatique équipé d'une valve oomportant un corps en caoutchouc souple revêtu d'un fourreau de protection en caoutchouc;
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- la Fig. 2 est la coupe transversale d'une jante à pneumatique équipée d'une valve semblable; - la Pige 3 est une coupe de la valve de la Fig. 1 dans sa forme non comprimée lorsqu'elle se trouve hors de l'ouverture ménagée dans le pneumatique; - la )lige 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la Fig. 3; - la Fige 5 est une vue analogue à celle de la Fige 3, dans laquelle le fourreau oomporte une couche de fil métallique enrobé de caoutchouc; - la Fige 6 est une coupe suivant la ligne 6-6 de la Fig. 5 ;
- les lige 7,8, 9, 10 et 11 sont des coupes de valves munies de types divers de fourreau utilisant des torons, des fils, des matières floconneuses ou toute autre matière de renforcement; - la Fig. 12 est une vue en coupe partielle d'une autre valve pourvue d'une variante d'ouverture de gonflage; - la Fig. 13 est une coupe suivant la ligne 13-13 de la Fig. 12 ; - la Fig. 14 est une vue latérale d'une partie de la paroi d'un pneumatique et représente les couches de câbles voisines de l'ouverture ménagée dans cette paroi ; - la Fig. 15 est une coupe suivant la ligne 15-15 de la Fig. 14 ; - la Fig. 16 montre l'action des câbles sur une valve en caoutchouc souple non munie dun fourreau de protection.
De récents progrès dans l'industrie des pneumatiques ont amené à placer une valve dans la paroi latérale d'un pneumatique. On a trouvé qu'une valve entièrement en caoutchouc convenait bien pour cet usage ;
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@ de telles valvee sont généralement pourvues d'un conduit longitudinal dans lequel on peut faire passer une aiguille creuse de gonflage pour introduire de l'air dans l'enceinte formée par le pneumatique et la jante.
Du fait que la valve de caoutchouc est soumise à une forte compression quand elle est engagée dans l'ouverture ménagée dans la paroi du pneumatique, ce oonduit est normalement fermé de manière à retenir hermétiquement l'air dans l'enceinte, main, grâce à l'élasticité du caoutchouc de la valve, on peut faire passer une minoe aiguille de gonflage par ledit oonduit, de la manière bien connue dans cette technique.
Une valve en caoutchouc de ce genre doit être faite .d'un "compound" de caoutchouc de façon qu'elle soit relativement déformable et élastique, pour qu'elle puisse être comprimée facilement lors de son insertion dans l'ouverture de la paroi de l'enceinte. Mais, une telle sorte de caoutchouc ne présente ordinairement pas une résistance suffisante aux actions de coupure ou cisaillement et à l'abrasion pour résister à celles des câblés du pneumatique; il en résulte que ces câblés peuvent tranoher assez .'-avant dans le caoutchouc pour couper en deux la valve, ou tout au moins 'pour l'affaiblir au point qu'en insérant ou retirant l'aiguille de gonflage, l'une des parties de la valve, ou les deux, se trouvent délogées de la position qu'elles occupaient dans l'ouverture du pneumatique.
Si cela arrive, le pneumatique peut perdre tout l'air qu'il contenait. En fait, si la valve était affaiblie à ce point, elle se trouverait facilement délogée pendant l'utilisation normale du pneumatique, et l'effet produit serait semblable à celui d'un éclatement.
En vue de pallier ces inconvénients, l'invention prévoit un fourreau de renforcement de la valve de caoutchouc pour lui permettre de résister aux actions
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de cisaillement et d'abrasion des câblés, ou de la paroi d'une ouverture de jante.
La Fig. 1 représente une valve 1 comportant un corps 2 pourvu d'une partie élargie 3 formant tête, et d'une extrémité intérieure élargie 4 ; corps est recouvert d'un fourreau 5 destina à le protéger contre l'action coupante et abrasive de la paroi de l'ouverture dans laquelle la valve est montée. La valve peut avoir un conduit d'air 6, formé à la fabrication et traversant la valve d'une extrémité à l'autre ; conduit est destiné à recevoir une aiguille ou tube de gonflage du type communé- ment employé avec les valves de ce genre.
Du fait que les valves, dans chacune des variantes représentées sur les dessins, sont semblables d'une façon générale dans toutes les vues sauf en ce qui concerne la nature du fourreau, les références 1, 2, 3, 4,5 et 6 seront employées pour désigner les parties homologues des diverses autres vues.
Sur la Fig. 1, le fourreau est constitué par un caoutchouc qui est composé pour offrir une très haute résistance à l'abrasion et aux coupures, mais qui est tout de même assez flexible pour permettre une compression radiale ou un allongement de ce fourreau. La valve, à l'exception du fourreau, est d'une composition qui la rend plus flexible et plus élastique que le fourreau, de sorte qu'une fois comprimée, elle obture le conduit, tout en cédant facilement à la pénétration d'un tube de gonflage. Elle doit aussi être faite d'un caoutchouc qui garde ses qualités à des températures très basses aussi bien que normales ou élevées.
Si le caoutchouc durcit aux basses températures, il peut empêcher l'insertion aisée d'une aiguille de gonflage ou peut même être râpé par l'aiguille, ce qui cause une fuite d'air en provenance de la chamb re.
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La carcasse 7 du pneumatique est munie de plusieurs nappes de câblés 8 ; les câblés voisins de l'ouverture dans laquelle la valve est insérée tendent à cisailler ou couper transversalement la valve ainsi que cela sera décrit plus loin à propos des Fig. 14 à 16. En outre, la paroi externe 9 est formée d'une couche de caoutchouc; une mince couche de caoutchouc forme la paroi interne 10. La paroi externe 9 comporte une cavité en 11 pour recevoir la tête 3 de telle sorte que la surface extérieure de cette tête est à fleur de la paroi externe.
Sur la Fig. 2, la valve est représentée montée dans l'ouverture d'une jante 12 ; parailleurs cette valve est constituée comme sur les Fig. 1, 3 et 4, sauf que, comme représenté, elle n'est pas aussi longue, du fait de l'épaisseur relativement moindre de la jante.
Bien entendu, il va de soi que l'ouverture de la jante pourrait être établie de façon à pouvoir recevoir une valve.ayant les proportions de celle de la Fig. 1. Dans l'exemple de la Fig. 2, le fourreau 5 est fabriqué de la même façon que celui de la Fig. 1.
La description qui suit de l'invention s'applique à une valve prévue pour s'adapter à la paroi d'un pneumatique, mais il doit être entendu que la même construction peut être utilisée pour une valve destinée à une jante.
Aux Fig. 5 et 6, le fourreau 5 est formé de tronçons parallèles 13 de fil métallique qui s'étendent, d'une façon générale, parallèlement à l'axe du corps 2.
Ces fils sont placés à faible distance les uns des autres pour former une paroi de protection, mais de préférence ils ne se touchent pas, de sorte que lorsque le corps de valve est comprimé dans le sens radial, notamment lorsque la valve est logée dans l'ouverture du pneumatique destinée
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à la recevoir, les fils métalliques ont la possibilité de se rapprocher l'un de l'autre. Ces fils peuvent être emprisonnes dans le caoutchouc souple du corps de valve ou, si on le désire, dans une couche de caoutchouc séparée, de préférence plus dure, formant le corps du fourreau. Un caoutchouc plus dur n'est cependant pas absolument néces- saire parque que les fils métalliques eux-mêmes offrent une résistance suffisante aux coupures et à l'abrasion.
Naturellement, il est préférable qu'il y ait liaison entre les fils métalliques et le caoutchouc; et lorsque la valve s'allonge au moment::où on la place dans l'ouverture du pneumatique, le caoutchouc du corps peut s'allonger bien que les fils eux-mêmes ne s'allongent pas. Ce n'est pas là une solution impraticable, mais il en résulte cependant l'inconvénient que la liaison entre le caoutchouc du fourreau et la valve peut se trouver détruite ou altérée.
Cela n'aurait pas, toutefois, une importance particulière, du fait que le caoutchouc est soumis à une forte oompres- sion, et qu'il forme contre les fils métalliques un joint étanche empêchant l'air de s'échapper.
Sur la Fig. 7, le fourreau 5 est formé de "câblés" 14 enroulés en hélice, en une, deux ou un plus grand nombre de couches. Si on emploie deux ou un plus grand nombre de couches, l'une des couches devra être enroulée dans un sens opposé à celui de la ou des autres couches. Sur la Fig. 8 le fourreau est formé d'un tissu 15 enroulé en biais autour du corps de valve. Sur la Fig. 9, le fourreau 5, constitué soit par des fils ou éléments similaires comme sur la Fig. 7, soit par un tissu comme sur la Fig. 8, ne s'étend pas seulement autour du corps de valve, mais aussi autour du dessous et dela surface latérale de la tête 3.
On augmente ainsi la solidité à la valve dans le sens longitudinal, de sorte que lorsqu'on
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l'insère dans l'ouverture du pneumatique ou qu'on l'en retire, il y a fort peu de risques que le corps de valve se trouve tiré séparément ou que la tête se sépare du corps.
La Fig. 10 représente un fourreau 5 qui oomporte une matière floconneuse 16, les fibres de cette matière présentant d'une façon générale leur plus grande dimension dans le sens longitudinal du fourreau. Pour l'emploi d'une telle matière floconneuse, il est préfé- rable dans ce cas d'utiliser pour le fourreau un caoutchouc plus dur, dans lequel est enrobée la matière floconneuse.
Sur la Fig. 5, les fils métalliques qui forment le fourreau sont de préférence des fils simples; ou s'ils sont câblés ou comportent plusieurs torons, ils doivent être imprégnés à coeur de caoutchouc pour empêcher le passage de l'air par les insterstices formés par une telle structure câblée. Au lieu de fils métalliques, on peut employer des câblés, et de préférence des câblés de filaments simples en matière synthétique.
Sur les Fig. 7,8 et 9, les câblés repré- sentés sont de préférence des câblés de filaments simples en rayonne ou en "Nylon" par exemple. Toutefois, des fils métalliques peuvent être employés au lieu des câblés; l'extension longitudinale et la compression radiale sont permises par leur disposition hélicoidale. L'extension longitudinale n'est pas gênée, car les câblés forment simplement un angle moindre avec l'axe longitudinal lorsque la valve est allongée sous compression. De préfé- rence, les câblés des Fig. 7,8 et 9 sont disposés initialement sous un angle d'environ 45 ; toutefois cet angle est relativement sans importance pourvu qu'il soit suffisant pour permettre l'allongement axial nécessaire.
Dans le cas de la Fig. 10, la matière floconneuse est de préférence une matière à filaments
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simples torsadés, mais peut être toute autre matière présentant une résistance élevée à l'abrasion et au cisaillement.
Sur la Fig. 11, le fourreau est représenté aveo une simple couche de câblés ou de fils métalliques 17 enroulée en hélice, mais n'importe laquelle des matières employées dans les cas décrits précédemment pourraient être utilisée ; cependant la disposition des fils métalliques de la Fig. 5 ne serait pas souhaitable pour le mode de réalisation de l'invention représenté sur la Fig. 11, car le fourreau 5 y pénètre sur une certaine longueur dans l'épaisseur de la tête ainsi que dans l'extrémité inté- rieure élargie de la valve. Un tel mode de réalisation réduit au minimum les risques de voir la valve se déchirer ou se rompre lors de son insertion ou de son retrait ; pour les mêmes raisons qui ont été exposées au sujet du mode de réalisation de l'invention représ@té à la Fig. 9.
Les valves des Fig. 5 à 11 inclus sont toutes représentées à l'état non contraint, hors de l'ouverture ménagée dans le pneumatique ou dans la paroi de l'objet à gonfler. Comme on le notera, la valve est ainsi de plus grand diamètre, et plus courte, que lors- qu'elle est comprimée comme représenté sur la Fig. 1, parce que lorsque la valve est insérée dans l'ouverture, elle doit être comprimée dans le sens radial en vue de s'ajuster à l'ouverture, et cette compression provoque une extension de la valve dans le sens axial. De préférence, la tête de la valve a le même diamètre que la cavité 11, ou peut être d'un diamètre légèrement supérieur, de façon que la tête aussi se trouve comprimée lorsqu'elle est logée dans la cavité 11.
L'extrémité élargie 4 contribue à empêcher un retrait accidentel de la valve hors de l'ouverture qui la reçoit.
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On notera, que dans les exemples des Fig. 1 à 11 inclus, l'ouverture ménagée dans la valve est formée d'avance; elle comprend une fente longitudinale s'étendant d'un bout à l'autre de la valve ; àl'extrémité extérieure de la fente est prévu un creux 18 normalement ouvert qui aide à guider l'aiguille de gonflage vers la f ente. De toute façon, une telle valve peut nécessiter un outil spécial pour son insertion. On peut utiliser un outil présentant un épaulement qui s'engage sous l'extrémité élargie 4, ce qui permet alors de tirer la valve pour la faire entrer dans l'ouverture.
On peut aussi placer autour du corps de valve une ficelle ou un fil de fer formant boucle, qu'on utilise pour tirer la valve et la faire entrer dans l'ouverture; ces procédés sont bien connus dans l'état actuel de la technique.
Toutefois, en vue de faciliter l'insertion de la valve, le conduit de gonflage peut n'être formé qu'incomplètement comme représenté aux Fig. 12 et 13. Ce conduit 19, comme on le voit sur lesdites figures, est formé par une broche relativement plate ayant une section appropriée pour former une ouverture telle que représentée sur ces figures. Une telle ouverture de conduit peut être employée dans tous les modes de réalisation de l'invention représentés ; elle présente, de préférence, une section plus longue dans un sens que dans l'autre de sorte que nous l'effet de la compression, les parois opposées se rappro- chent pour obturer le conduit.
Toutefois le conduit 19 N'étend seulement jusqu'au point 20 et, lorsqu'on désire monter la valve dans l'ouverture du pneumatique, il est uniquement nécessaire d'insérer une tige mince, mais à extrémité arrondie, dans l'ouverture 19; en poussant sur cette tige, on allonge la valve de caoutchouc et on la force à pénétrer dans l'ouverture du pneumatique. Après
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qu'elle a été montée comma représenté sur la Pige 1, on insère un outil mince et coupant dans le conduit 19 pour ouvrir le passage à travers la valve jusqu'à son autre extrémité suivant la ligne pointillée indiquée en 21. Un tel dispositif est également bien connu dans cette techni- que.
En vue de simplifier la terminologie, il doit être entendu que les mots *conduit de gonflage* signifient un conduit de gonflage complètement formé dans la valve avant compression de celle-ci, ou un conduit qui n'a été formé d'abord que partiellement, mais qu'on complète plus tard.
Les Fig. 14, 15 et 16 représentent, plus ou moins sohématiquement, la façon dont les câblés d'un pneumatique tendent à cisaillier la valve. La Fig. 14 représente un pneumatique 22 ayant deux nappes, ou davantage, de câblés 23, dispesés à angles opposée pour former des couches superposées, et s'étendant de l'un des talons 24 jusqu'à l'autre en traversant la bande de roulement 25, suivant la disposition habituellement employée pour la fabrication de beaucoup de pneumatiques. Avant la vulcanisa- tion du pneumatique, on forme une ouverture 26 dans sa paroi latérale en formant par pression une broche à travers la paroi, entre les câblés; par cette action, les câblés adjacents à la broche sont écartés et prennent une disposi- tion irrégulière comme représenté sur la Fig. 14.
Puis le pneumatique est vulcanisé pendant que la broche est toujours en place et ces câblés prennent alors, de façon plus ou moins permanente, les dispositions représentées.
Lorsqu'après tulcanisation, le pneumatique est mis en service et fonctionne en charge, les câblés 23, qui scnt déviés autour de l'ouverture 26, tendent à se redresser, ce qui a pour résultat que lesdits câbles tendent à couper transversalement la valve de la manière représentée sur la Fig. 16. Une telle action peut éventuellement amener la
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séparation en deux de la valve de caoutchouc, ou tout au moins affaiblir cette dernière de telle sorte que les efforts de flexion exercés par la paroi latérale du pneuma- tique peuvent amener des portions de la valve à se séparer et à être éjectées plus tard hors de l'ouverture 26. Une telle éjeotion aurait pour résultat une défaillance du pneumatique analogue à un éclatement.
Cette action de cisaillement de la valve détruit aussi l'imperméabilité de la valve elle-méme, et peut réduire le taux de compression de celle-ci, avec comme résultat une augmentation des risques de voir l'enceinte sous pression perdre une partie de son air du fait de la diminution de compression de la valve.
Dans le cas d'une valve employée comme représenté sur la Fig. 2, l'action de coupe ou d'abrasion exercée par la paroi de la jante peut détruire suffisamment la compression pour permettre une fuite d'air hors de l'enceinte ou pour faire éjecter la valve hors de l'ouver- ture sous la pression qui règne à l'intérieur du pneuma- tique.
Si on s'en tient aux bases de la présente invention, on peut dire que celle-ci consiste à munir une enceinte gonflable d'une valve montée dans une ouverture ménagée dans une paroi de cette enceinte, la valve étant, en principe, entièrement en caoutchouc, et étant comprimée à l'intérieur de l'ouverture pour fermer un conduit de gonflage qui traverse la valve; la valve est munie dun fourreau de protection entourant sa partie externe en vue @ de réduire au minimum toute abrasion ou toute action de cisaillement de la valve du fait de la matière qui constitue la paroi entourant l'ouverture.
Plusieurs modes de réalisa- tion de l'invention ont été décrits dans lesquels des matières variées sont employées pour le f ourreau , mais ils
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visent tous au même but, à savoir la protection de la valve contre tout risque de cisaillement et contre l'abrasion; Il doit être entendu que l'invention ne se limite pas au fait que le fourreau soit placé précisément à la périphérie externe de la valve ; il pourrait se trouver, d'une façon générale, au voisinage de cette périphérie. La surface externe du fourreau doit être d'une nature telle que ce fourreau épouse aisément la forme de l'ouverture et réalise un joint d'une étanchéité à l'air satisfaisante entre la valve et l'ouverture.
En vue de parvenir à ce résultat, des matières telles que câblés, fils textiles, fils métalliques, matières floconneuses, etc., recevront un revêtement de caoutchouc entre ces matières et la périphérie externe de la valve.
Par le mot "caoutchouo", on entend du caoutchouc naturel, du caoutchouc synthétique, et toute autre matière ayant des propriétés analogues en vue du but décrit. Le terme "câblé", sauf s'il est qualifié différemment, s'entend pour des câblés en fils métalliques ou en fils de coton, de rayonne, de "Nylon" et autres matières, que ces câblés soit à toron unique, soit câblés, tressés ou formés de toute autre façon.
Naturellement, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation représentés et décrits, qui n'ont été choisis qu'à titre d'exemples.