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Câble mufti-torons à deux couches avec couche interne gainée à pénétrabilité
améliorée
[001] L'invention concerne les câbles multi-torons utilisables notamment pour
le
renforcement de pneumatiques, particulièrement de pneumatiques pour véhicules
industriels
lourds.
[002] Un pneumatique à armature de carcasse radiale comprend une bande de
roulement,
deux bourrelets inextensibles, deux flancs reliant les bourrelets à la bande
de roulement et
une ceinture, ou armature de sommet, disposée circonférentiellement entre
l'armature de
carcasse et la bande de roulement. Cette armature de sommet comprend plusieurs
nappes
de composition élastomérique, éventuellement renforcées par des éléments de
renfort tels que
des câbles ou des monofilaments, de type métallique ou textile.
[003] L'armature de sommet comprend généralement au moins deux nappes de
sommet
superposées, dites parfois nappes de travail ou nappes croisées, dont les
éléments de renfort,
en général métalliques, sont disposés pratiquement parallèles les uns aux
autres à l'intérieur
d'une nappe, mais croisés d'une nappe à l'autre, c'est-à-dire inclinés,
symétriquement ou non,
par rapport au plan circonférentiel médian, d'un angle qui est généralement
compris entre 10
et 450. Les nappes de travail comprennent généralement des éléments de renfort
présentant
un très faible allongement de façon à assurer leur fonction de guidage du
pneumatique.
[004] L'armature de sommet peut également comprendre diverses autres nappes ou
couches de composition élastomérique auxiliaires, de largeurs variables selon
les cas,
comportant ou non des éléments de renfort. On citera à titre d'exemple des
nappes dites de
protection chargées de protéger le reste de la ceinture des agressions
externes, des
perforations, ou encore des nappes dites de frettage comportant des éléments
de renfort
orientés sensiblement selon la direction circonférentielle (nappes dites à
zéro degré), qu'elles
soient radialement externes ou internes par rapport aux nappes de travail. Les
nappes de
protection comprennent généralement des éléments de renfort présentant un
allongement
élevé de façon à se déformer sous l'effet d'une contrainte exercée par un
indenteur, par
exemple un rocher.
[005] On connait de l'état de la technique un élément de renfort de nappe de
travail
comprenant un câble métallique multi-torons à deux couches tel que divulgué
dans les
exemples de W02016051669. Ce câble comprend une couche interne du câble
constituée
d'un toron interne et une couche externe du câble constituée de sept torons
externes enroulés
en hélice autour de la couche interne du câble. Le toron interne comprend une
couche interne
du toron constituée de deux fils métalliques interne et une couche externe du
toron constituée
de neuf fils métalliques externes. Et chaque toron externe comprend une couche
interne du
toron constituée de trois fils métalliques interne et une couche externe du
toron constituée de
huit fils métalliques externes.
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[006] Un pneumatique de véhicule industriel lourd, notamment de génie civil,
est soumis à
de nombreuses agressions. En effet, le roulage de ce type de pneumatique se
fait
habituellement sur un revêtement accidenté conduisant parfois à des
perforations de la bande
de roulement_ Ces perforations permettent l'entrée d'agents corrosifs, par
exemple l'air et
l'eau, qui oxydent les éléments de renfort métalliques de l'armature de
sommet, notamment
des nappes de sommet, et réduisent considérablement la durée de vie du
pneumatique.
[007] Une solution pour augmenter la durée de vie du pneumatique est de lutter
contre la
propagation de ces agents corrosifs. On peut ainsi prévoir de recouvrir chaque
fil métallique
d'une composition élastomérique lors de la fabrication du câble. Lors de ce
procédé, la
composition élastomérique présente pénètre dans les capillaires présents entre
chaque
couche de chaque toron et empêche ainsi la propagation des agents corrosifs.
De tels câbles,
généralement appelés câbles gommés in situ, sont bien connus de l'état de la
technique.
[008] Une autre solution pour augmenter la durée de vie du pneumatique est
d'augmenter la
force à rupture du câble. Généralement, on augmente la force à rupture en
augmentant le
diamètre des fils constituant le câble et/ou le nombre de fils et/ou la
résistance unitaire de
chaque fil. Toutefois, augmenter davantage le diamètre des fils, par exemple
au-delà de 0,45
mm tel que c'est le cas dans la demande W02016051669, entraine nécessairement
une
baisse de la flexibilité du câble ce qui n'est pas souhaitable. Augmenter le
nombre de fils
entraine la plupart du temps une baisse de la pénétrabilité des torons par la
composition
d'élastomère. Enfin, augmenter la résistance unitaire de chaque fil nécessite
des
investissements importants dans les installations de fabrication des fils.
[009] L'invention a pour but un câble présentant une pénétrabilité améliorée
de ses torons
externes et une meilleure accessibilité du toron interne par la composition
d'élastomère par
rapport au câble de la demande W02016051669 permettant ainsi de réduire
l'entrée et la
propagation des agents corrosifs dans et le long du câble sans pour autant
dégrader la force
à rupture du câble.
[010] CABLE SELON L'INVENTION
[011] A cet effet, l'invention a pour objet un câble multi-torons à deux
couches qui
comprend :
- une couche interne du câble constituée de Kk1 toron(s) inteme(s), le ou
chaque toron
interne étant à deux couches et comprenant :
- une couche interne constituée de Ci= 2, 3 ou 4 fils métalliques internes,
et
- une couche externe constituée de N fils métalliques externes de diamètre
d3 enroulés
autour de la couche interne,
- une couche externe du câble constituée de L>1 torons externes enroulés
autour de la
couche interne du câble présentant un rayon d'hélice R2 , chaque toron exteme
étant à deux
couches et comprenant :
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- une couche interne constituée de Q'=2, 3 ou 4 fils métalliques internes ,
et
une couche externe constituée de N' fils métalliques externes de diamètre d3'
enroulés
autour de la couche interne,
dans lequel :
- la couche externe du ou de chaque toron interne est désaturée de sorte
que la somme 813
des distances interfils 13 de la couche externe du ou de chaque toron interne
est supérieure
ou égale au diamètre d3;
- la couche externe de chaque toron externe est désaturée de sorte que la
somme 813' des
distances interfils 13' de la couche externe de chaque toron externe est
supérieure ou égale
au diamètre d3';
le câble est obtenu par un procédé comprenant :
-une étape de fabrication de la couche interne gainée dans laquelle on entoure
la couche
interne d'une composition élastomérique présentant une épaisseur G puis d'une
couche
externe, l'épaisseur G de composition élastomérique étant telle que le rapport
R2/Rt va de
1,06 à 1,25 avec Rt étant le rayon d'hélice la couche externe théorique obtenu
lorsque la
couche interne est directement au contact de la couche externe théorique ; et
- une étape pour rapprocher la couche externe (CE) du câble du cercle dans
lequel la
couche interne (Cl) du câble est circonscrite de telle sorte à ce que le
rapport R2/Rt va de
1,00 à 1,10.
[012] Tout intervalle de valeurs désigné par l'expression entre a et b
représente le
domaine de valeurs allant de plus de a à moins de b (c'est-à-dire bornes a et
b exclues) tandis
que tout intervalle de valeurs désigné par l'expression de a à b signifie
le domaine de
valeurs allant de la borne a jusqu'à la borne b c'est-à-dire incluant
les bornes strictes
a et b .
[013] Par définition, le rayon d'hélice R2 de la couche externe du câble est
le rayon du
cercle théorique passant par les centres des torons externes de la couche
externe dans un
plan perpendiculaire à l'axe du câble.
[014] Par définition, le diamètre d'un toron est le diamètre du cercle le plus
petit dans lequel
est circonscrit le toron.
[015] Par définition, une couche de fils désaturée est telle qu'il existe
suffisamment d'espace
entre les fils métalliques de façon à permettre le passage d'une composition
d'élastomère non
réticulée. Conformément à l'invention, la couche externe de chaque toron est
désaturée ce qui
signifie que les fils métalliques de la couche externe ne se touchent pas et
qu'il y a
suffisamment d'espace entre deux fils métalliques externes adjacents
permettant le passage
d'une composition d'élastomère, c'est-à-dire tel que la somme des distances
interfils soit
supérieure ou égale au diamètre du fil. La distance interfils d'une couche est
définie, sur une
section du câble perpendiculaire à l'axe principal du câble, comme la distance
la plus courte
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qui sépare, en moyenne, deux fils adjacents de la couche. Ainsi, la distance
interfils est
calculée en divisant la somme des distances interfils par le nombre d'espaces
séparant les fils
de la couche. En d'autres termes, une couche peut être désaturée lorsque la
distance interfils
est supérieure ou égale à 5 pm.
[016] De préférence, la distance interfils 13 de la couche externe du ou de
chaque toron
interne est supérieure ou égale à 15 pm, plus préférentiellement supérieure ou
égale à 35 pm,
encore plus préférentiellement supérieure ou égale à 50 pm et très
préférentiellement
supérieure ou égale à 60 pm.
[017] De préférence, la distance inter-fils 13' de la couche externe de chaque
toron externe
est supérieure ou égale à 15 pm, plus préférentiellement supérieure ou égale à
35 pm, encore
plus préférentiellement supérieure ou égale à 50 pm et très préférentiellement
supérieure ou
égale à 60 pm.
[018] De préférence, la distance interfils de la couche externe de chaque
toron est inférieure
ou égale à 100 pm.
[019] Par opposition, une couche saturée de fils est telle qu'il n'existe pas
suffisamment
d'espace entre les fils métalliques de façon à permettre le passage d'une
composition
d'élastomère, c'est-à-dire tel que la somme des distances interfils soit
inférieure strictement
au diamètre du fil.
[020] Dans l'invention, le câble est à deux couches de torons, c'est-à-dire
qu'il comprend un
assemblage constitué de deux couches de torons, ni plus ni moins, c'est-à-dire
que
l'assemblage a deux couches de torons, pas une, pas trois, mais uniquement
deux.
[021] Par directement au contact de la couche externe théorique, on entend
qu'aucune
gaine n'est agencée entre la couche interne et la couche externe théorique.
[022] Par composition d'élastomère ou composition élastomérique, on entend que
la
composition comprend au moins un élastomère ou un caoutchouc (les deux termes
étant
synonymes) et au moins un autre composant
[023] La couche interne du câble est entourée d'une composition élastomérique
présentant
une épaisseur G puis elle entourée d'une couche externe.
[024] Le câble selon l'invention présente une pénétrabilité améliorée par
rapport à un câble
des exemples de W02011000963 qui n'est pas pénétré du fait de l'absence de
composition
élastomérique entre la couche interne et la couche externe. Les inventeurs à
l'origine de
l'invention émettent l'hypothèse que ce rapport initial R2/Rt allant de 1,02 à
1,25 permet
d'avoir une épaisseur suffisante de composition élastomérique permettant de
s'infiltrer dans
le toron interne et de combler les interstices. En outre, la désaturation des
couches externes
permet à la composition d'élastomère de pénétrer d'une part, entre les torons
externes et,
d'autre part, entre les torons externes et le ou les toron(s) inteme(s)
permettant ainsi de
pousser la composition élastomérique issue de la gaine dans le ou les torons
internes afin de
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pénétrer le capillaire central. Ainsi à l'aide d'une étape finale permettant
de rapprocher les
torons externes de la couche interne, on peut ainsi réduire le diamètre du
câble tout en le
rendant très bien pénétré.
[025] Avantageusement, le ou chaque toron interne est à couches cylindriques.
[026] Avantageusement, chaque toron externe est à couches cylindriques.
[027] De façon très avantageuse, le ou chaque toron interne et chaque toron
externe sont à
couches cylindriques. On rappelle que de telles couches cylindriques sont
obtenues lorsque
les différentes couches d'un toron sont enroulées à des pas différents elfou
lorsque les sens
d'enroulement de ces couches sont distincts d'une couche à l'autre. Un toron à
couches
cylindriques est très fortement pénétrable contrairement à un toron à couches
compactes dans
lequel les pas de toutes les couches sont égaux et les sens d'enroulement de
toutes les
couches sont identiques, qui présente une pénétrabilité bien plus faible.
[028] On rappelle que, de manière connue, le pas d'un toron représente la
longueur de ce
toron, mesurée parallèlement à l'axe du câble, au bout de laquelle le toron
ayant ce pas
effectue un tour complet autour dudit axe du câble. De façon analogue, le pas
d'un fil
représente la longueur de ce fil, mesurée parallèlement à l'axe du toron dans
lequel il se
trouve, au bout de laquelle le fil ayant ce pas effectue un tour complet
autour dudit axe du
toron.
[029] Par sens d'enroulement d'une couche de torons ou de fils, on entend le
sens formé par
les torons ou les fils par rapport à l'axe du câble ou du toron. Le sens
d'enroulement est
communément désigné par la lettre soit Z, soit S.
[030] Les pas, sens d'enroulement et diamètres des fils et des torons sont
déterminés
conformément à la norme ASTM D2969-04 de 2014.
[031] De préférence, les torons ne subissent pas de préformation.
[032] Avantageusement, le câble est métallique. Par câble métallique, on
entend par
définition un câble formé de fils constitués majoritairement (c'est-à-dire
pour plus de 50% de
ces fils) ou intégralement (pour 100% des fils) d'un matériau métallique. Un
tel câble métallique
est préférentiellement mis en oeuvre avec un câble en acier, plus
préférentiellement en acier
perlitique (ou ferrito-perlitique) au carbone désigné ci-après par "acier au
carbone", ou encore
en acier inoxydable (par définition, acier comportant au moins 11% de chrome
et au moins
50% de fer). Mais il est bien entendu possible d'utiliser d'autres aciers ou
d'autres alliages.
[033] Lorsqu'un acier au carbone est avantageusement utilisé, sa teneur en
carbone ( /0 en
poids d'acier) est de préférence comprise entre 0,05% et 1,2%, notamment entre
0,4% et
1,1% ; ces teneurs représentent un bon compromis entre les propriétés
mécaniques requises
pour le pneumatique et la faisabilité des fils.
[034] Le métal ou l'acier utilisé, qu'il s'agisse en particulier d'un acier au
carbone ou d'un
acier inoxydable, peut être lui-même revêtu d'une couche métallique améliorant
par exemple
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les propriétés de mise en oeuvre du câble métallique et/ou de ses éléments
constitutifs, ou les
propriétés d'usage du câble et/ou du pneumatique eux-mêmes, telles que les
propriétés
d'adhésion, de résistance à la corrosion ou encore de résistance au
vieillissement. Selon un
mode de réalisation préférentiel, l'acier utilisé est recouvert d'une couche
de laiton (alliage Zn-
Cu) ou de zinc.
[035] De préférence, les fils d'une même couche d'un toron prédéterminé
(inteme ou
externe) présentent tous sensiblement le même diamètre. Avantageusement, les
torons
externes présentent tous sensiblement le même diamètre. Par sensiblement le
même
diamètre , on entend que les fils ou les torons ont le même diamètre aux
tolérances
industrielles près.
[036] Avantageusement, les torons externes sont enroulés en hélice autour du
toron interne
selon un pas allant de 40 mm à 100 mm et de préférence allant de 50 mm à 90
mm.
[037] Dans un premier mode de réalisation selon l'invention, la couche externe
du câble est
saturée.
[038] Par définition, une couche de câble saturée est telle que la distance
inter-torons des
torons externes est inférieure strictement à 20 pm. La distance inter-torons
de la couche
externe de torons externes est définie, sur une section du câble
perpendiculaire à l'axe
principal du câble, comme la distance la plus courte qui sépare, en moyenne,
les enveloppes
circulaires dans lesquelles sont inscrits deux torons externes adjacents_
Ainsi, cette
construction du câble permet d'assurer une bonne stabilité architecturale de
la couche externe
et la saturation de la couche externe permet de s'assurer que la couche
externe comprend un
nombre relativement élevé de torons externes et donc présente une force à
rupture
relativement élevée.
[039] Par opposition, une couche de câble désaturée est telle que la distance
inter-torons
des torons externes est supérieure ou égale à 20 prn.
[040] Dans un deuxième mode de réalisation selon l'invention, L est inférieur
ou égal au
nombre maximum de torons externes Lmax pouvant être disposés sur la couche
externe
théorique présentant un rayon d'hélice Rt et L est tel que la couche externe
soit
incomplètement insaturée.
[041] Par définition, une couche incomplètement insaturée est telle qu'il
n'existe pas
suffisamment de place dans cette couche pour y ajouter au moins un (P+1)143'ne
toron du même
diamètre que les P torons de la couche. En l'espèce, il n'existe pas
suffisamment de place
dans la couche externe pour y ajouter au moins un (L+1 ) toron externe du même
diamètre
que les L torons externes de la couche externe. Ainsi, cette construction du
câble permet
d'assurer une bonne stabilité architecturale de la couche externe et
l'insaturation incomplète
de la couche externe permet de s'assurer que la couche externe comprend un
nombre
relativement élevé de torons externes et donc présente une force à rupture
relativement
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élevée.
[042] Une couche complètement insaturée est, par opposition à une couche
incomplètement
insaturée, telle qu'il existe suffisamment de place dans cette couche pour y
ajouter au moins
un (P+1 )'ne toron du même diamètre que les P toron de la couche, plusieurs
torons pouvant
alors être ou non au contact les uns des autres. En l'espèce, il existe
suffisamment de place
dans la couche externe pour y ajouter au moins un (L+1)e toron du même
diamètre que les
L torons externes de la couche externe.
[043] De préférence, L est égal au nombre maximum de torons externes Lmax
pouvant être
disposés sur la couche externe théorique présentant un rayon d'hélice RI el L
est tel que la
couche externe soit incomplètement insaturée. La couche externe comprend un
nombre élevé
de torons externes et donc présente une force à rupture relativement élevée.
[044] Avantageusement, l'épaisseur G de la gaine de composition élastomérique
est
strictement supérieure à 0 mm et de préférence supérieure ou égale à 0,01 mm.
Plus
l'épaisseur G de la composition élastomérique est importante, meilleure est la
pénétrabilité
dans la couche interne.
[045] Avantageusement, l'épaisseur G de la gaine de composition élastomérique
est
inférieure ou égale à 0,80 mm, de préférence inférieure ou égale à 0,60 mm et
plus
préférentiellement inférieure ou égale à 0,52 mm. Cette épaisseur permet
d'optimiser la
pénétrabilité de la couche interne tout en limitant le diamètre externe du
câble.
[046] Avantageusement, la composition élastomérique comprend un élastomère
choisi
dans le groupe constitué par les polybutadiènes, le caoutchouc naturel, les
polyisoprènes de
synthèse, les copolymères de butadiène, les copolymères d'isoprène, et les
mélanges de
ces élastomères.
[047] De préférence, la composition élastomérique comprend un élastomère
choisi dans le
groupe constitué par le caoutchouc naturel, les polyisoprènes de synthèse, les
copolymères
d'isoprène, et les mélanges de ces élastomères.
[048] De préférence, la composition d'élastomère comprend également un système
de
vulcanisation, une charge. Plus préférentiellement, l'élastomère est diénique.
[049] De préférence, la composition élastomérique comprend du noir de carbone
à titre de
charge renforçante.
[050] Avantageusement, K=1, 2, 3 ou 4, de préférence K=1, 2 ou 3 et plus
préférentiellement K=1 ou 3.
[051] Avantageusement, L=6, 7, 8, 9 ou 10 de préférence L=6, 7, 8 ou 9 et plus
préférentiellement L=6 ou 9.
[052] Dans une première variante, K=1 et L=6. Dans le câble dans lequel K=1,
les efforts
transversaux les plus sévères sont les efforts transversaux exercés par les
torons externes
sur le toron interne. Ici la présence de la composition élastomérique va
permettre de soulager
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les pressions de contact vers le toron interne tout en assurant une bonne
pénétrabilité de celui-
ci.
[053] Dans une deuxième variante, K=2 et L=7 ou 8, et de préférence K=2 et
L=8.
[054] Dans une troisième variante, K=3 et L=7, 8 ou 9, de préférence K=3, L=9.
[055] Dans une quatrième variante, K=4 et L=7, 8, 9 ou 10, de préférence K=4,
L=9 ou 10.
[056] Dans des modes de réalisation non conforme à l'invention, notamment ceux
où K=3 ou
4, il existe un risque de voir une très forte propagation des agents corrosifs
entre les K=3 ou 4
torons internes qui délimitent un capillaire central très favorable à leur
propagation le long du
câble, lorsque le câble est insuffisamment pénétré. Cet inconvénient peut être
surmonté grâce
à la gaine autour des K torons internes le rendant pénétrable par la
composition d'élastomère
qui empêche alors les agents corrosifs d'accéder au capillaire central, qui
est lui-même
pénétré, et empêche la propagation de ces agents corrosifs le long du câble.
[057] Dans les câbles dans lesquels K>1, les efforts transversaux les plus
sévères qui
s'exercent dans le câble lorsque celui-ci est mis en tension sont les efforts
transversaux
s'exerçant entre les torons internes. Dans l'état de la technique, on connaît
des câbles
présentant une architecture dans laquelle K>1 et comprenant un nombre de
torons externes
tels que la couche externe du câble soit saturée de façon à maximiser la force
à rupture en
ajoutant un nombre maximal de torons externes. Ici, grâce à la désaturation
des couches
externes des torons, le câble présente, d'une part, des espaces entre les fils
externes
permettant le passage de la composition d'élastomère et donc de rendre le
câble moins
sensible à la corrosion. D'autre part, bien que l'on réduise le nombre de fils
externes, la
désaturation de la couche externe des torons permet à la composition
d'élastomère de
pénétrer d'une part, entre les fils externes et, d'autre part, de pousser la
composition
élastomérique de la gaine entre les torons internes de façon à former un
coussin de
composition d'élastomère absorbant au moins partiellement les efforts
transversaux s'exerçant
entre les torons internes. Ainsi, par rapport à un câble analogue présentant
une couche externe
du câble saturée, on obtient une meilleure résistance à la corrosion.
[058] Toron interne du câble selon l'invention
[059] Dans un mode de réalisation préféré, 0>1, de préférence Q=2, 3 ou 4.
Dans le cas où
Q serait égal à 1, il existerait un risque de voir, sous l'effet des efforts
répétés de compression
appliqués au câble, le fil interne du toron interne sortir radialement du
toron interne et même
du câble. Grâce à la présence de plusieurs fils dans la couche interne du
toron interne (Q>1),
on réduit ce risque, les efforts de compression étant alors répartis sur la
pluralité de fils de la
couche interne.
[060] Avantageusement, N =7, 8, 9 ou 10.
[061] Dans une première variante, Q=2 et N=7 ou 8, de préférence Q=2, N=7.
[062] Dans une deuxième variante, Q=3 et N=7, 8 ou 9, de préférence Q=3, N=8.
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[063] Dans une troisième variante, 0=4 et N=7, 8,9 ou 10, de préférence 0=4,
N=9.
[064] Très avantageusement, chaque fil interne du toron interne présente un
diamètre dl
égal au diamètre d3 de chaque fil externe du toron interne. Ainsi, on utilise
préférentiellement
le même diamètre de fil sur les couches interne et externe du toron interne ce
qui limite le
nombre de fils différents à gérer lors de la fabrication du câble.
[065] Torons externes du câble selon l'invention
[066] Avantageusement, N' =7, 8, 9 ou 10.
[067] Dans une première variante, 0'=2 et N'=7 ou 8, de préférence 0'=2, N'=7.
[068] Dans une deuxième variante, Q'=3 et N'=7, 8 ou 9, de préférence 0'=3,
N'=8.
[069] Dans une troisième variante, 0'=4 et N'=7, 8,9 ou 10, de préférence
Q'=4, N'=9.
[070] Très avantageusement, chaque fil interne du toron externe présente un
diamètre dl'
égal au diamètre d3' de chaque fil externe du toron externe. Ainsi, on utilise
préférentiellement
le même diamètre de fil sur les couches interne et externe du toron externe ce
qui limite le
nombre de fils différents à gérer lors de la fabrication du câble.
[071] Avantageusement,
- Q=3 et N=8,
- chaque fil métallique interne de chaque toron interne présente un
diamètre dl égal au
diamètre d3 de chaque fil externe de chaque toron interne,
- Q'= 3 et N'=8,
- chaque fil métallique interne de chaque toron externe présente un
diamètre dl' égal au
diamètre d3' de chaque fil externe de chaque toron externe, et
- dl =d3=d11=d31.
[072] Avantageusement, chaque fil métallique présente respectivement un
diamètre dl, dl',
d3, d3' allant de 0,10 mm à 0,60 mm, de préférence de 0,12 mm à 0,50 mm et
plus
préférentiellement de 0,15 mm à 0,42 mm.
[073] PROCEDE DE FABRICATION DU CABLE SELON L'INVENTION
[074] Un autre objet de l'invention est un procédé de fabrication d'un câble
multi-torons à
deux couches, dans lequel:
- dans une étape, on assemble en hélice Kkl torons internes par câblage ou
retordage pour
former une couche interne du câble ; le ou chaque toron interne étant à deux
couches et
comprenant : une couche interne constituée de Q= 2, 3 ou 4 fils métalliques
internes, et une
couche externe constituée de N fils métalliques externes de diamètre d3
enroulés autour de
la couche interne de sorte que la somme 513 des distances interfils 13 de la
couche externe
du ou de chaque toron interne est supérieure ou égale au diamètre d3.;
- dans un étape, on entoure la couche interne d'une composition
élastomérique présentant
une épaisseur G pour former une couche interne gainée, l'épaisseur G de
composition
élastomérique étant telle que le rapport R2/Rt va de 1,02 à 1,25 avec Rt étant
le rayon
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d'hélice la couche externe théorique obtenue lorsque la couche interne est
directement au
contact de la couche externe théorique ;
- dans une étape, on assemble en hélice L>1 torons externes autour de la
couche inteme du
câble par câblage ou retordage, chaque toron externe étant à deux couches et
comprenant :
une couche interne constituée de Q'=2, 3 ou 4 fils métalliques internes, et
une couche
externe constituée de N' fils métalliques externes de diamètre d3' enroulés
autour de la
couche interne de sorte que la somme S13' des distances interfils 13' de la
couche externe de
chaque toron externe est supérieure ou égale au diamètre d3';
- dans une étape, on utilise des moyens pour rapprocher la couche externe du
câble du
cercle dans lequel la couche interne du câble est circonscrite de telle sorte
à ce que le
rapport R2/Rt va de 1,00 à 1,10.
[075] Avantageusement, les étapes d'assemblage en hélice des I*1 torons
internes et des
L>1 torons externes autour de la couche interne du câble se font par câblage.
[076] Avantageusement, les moyens utilisés pour rapprocher la couche externe
du câble du
cercle dans lequel la couche interne du câble est circonscrite sont, par
exemple, constitués
de deux rangées de galets montées en vis-à-vis mais décalées et entre
lesquelles on fait
passer le câble.
[077] Dans un mode de réalisation, une des rangées est mobile et peut être
rapprochée de
la rangée fixe pour que le câble subisse une succession de flexion.
[078] Dans un autre mode de réalisation, les rangées de galets sont mobiles
autour de
l'axe du câble.
[079] PRODUIT RENFORCE SELON L'INVENTION
[080] Un autre objet de l'invention est un produit renforcé comprenant une
matrice
élastomérique et au moins un câble tel que défini ci-dessus.
[081] Avantageusement, le produit renforcé comprend un ou plusieurs câbles
selon
l'invention noyés dans la matrice élastomérique, et dans le cas de plusieurs
câbles, les câbles
sont agencés côte à côte selon une direction principale.
[082] PNEUMATIQUE SELON L'INVENTION
[083] Un autre objet de l'invention est un pneumatique comprenant au moins un
câble ou un
produit renforcé tel que défini ci-dessus.
[084] De préférence, le pneumatique comporte une armature de carcasse ancrée
dans deux
bourrelets et surmontée radialement par une armature de sommet elle-même
surmontée d'une
bande de roulement, l'armature de sommet étant réunie auxdits bourrelets par
deux flancs et
comportant au moins un câble tel que défini ci-dessus.
[085] Dans un mode de réalisation préféré, l'armature de sommet comprend une
armature
de protection et une armature de travail, l'armature de travail comprenant au
moins un câble
tel que défini ci-dessus, l'armature de protection étant radialement
intercalée entre la bande
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de roulement et l'armature de travail.
[086] Le câble est tout particulièrement destiné à des véhicules industriels
choisis parmi des
véhicules lourds tels que "Poids lourd" - i.e., métro, bus, engins de
transport routier (camions,
tracteurs, remorques), véhicules hors-la-route -, engins agricoles ou de génie
civil, autres
véhicules de transport ou de manutention.
[087] De manière préférentielle, le pneumatique est pour véhicule de type
génie civil. Ainsi,
le pneumatique présente une dimension dans laquelle le diamètre, en pouces, du
siège de la
jante sur laquelle le pneumatique est destiné à être monté est supérieur ou
égal à 40 pouces.
[088] L'invention sera mieux comprise à la lecture des exemples qui vont
suivre, donnés
uniquement à titre d'exemples non limitatifs et faites en se référant aux
dessins dans
lesquels :
- la figure 1 est une vue en coupe perpendiculaire à la direction
circonférentielle d'un
pneumatique selon l'invention ;
- la figure 2 est une vue de détails de la zone Il de la figure 1;
- la figure 3 est une vue en coupe d'un produit renforcé selon l'invention
;
- la figure 4 est une vue schématique en coupe perpendiculaire à l'axe du
câble (supposé
rectiligne et au repos) d'un câble (50) selon un premier mode de réalisation
de l'invention ;
- la figure 5 est une vue analogue à celle de la figure 4 d'un câble (60)
selon un deuxième
mode de réalisation l'invention ;
- la figure 6 est une vue analogue à celle de la figure 4 d'un câble (70)
selon un troisième
mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 7 est une vue analogue à celle de la figure 4 d'un câble (80)
selon un quatrième
mode de réalisation de l'invention ;
- les figures 8 et 9 sont des représentations schématiques d'une
installation de fabrication
d'un câble (50) selon un premier mode de réalisation l'invention ;
- la figure 10 est une représentation schématique de l'étape 400 de
rapprochement de la
couche externe vers la couche interne d'un câble (50) selon un premier mode de
réalisation
l'invention ; et
- la figure 11 est une photographie d'un câble témoin (T1) et d'un câble
(50) selon un premier
mode de réalisation de l'invention.
[089] EXEMPLE DE PNEUMATIQUE SELON L'INVENTION
[090] Dans les figures 1 et 2, on a représenté un repère X, Y, Z correspondant
aux
orientations habituelles respectivement axiale (X), radiale (Y) et
circonférentielle (Z) d'un
pneumatique.
[091] Le plan circonférentiel médian M du pneumatique est le plan qui est
normal à l'axe
de rotation du pneumatique et qui se situe à équidistance des structures
annulaires de renfort
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de chaque bourrelet.
[092] On a représenté sur les figures 1 et 2 un pneumatique selon l'invention
et désigné par
la référence générale 10.
[093] Le pneumatique 10 est pour véhicule lourd de type génie civil, par
exemple de type
dumper . Ainsi, le pneumatique 10 présente une dimension de type 53/80R63.
[094] Le pneumatique 10 comporte un sommet 12 renforcé par une armature de
sommet 14,
deux flancs 16 et deux bourrelets 18, chacun de ces bourrelets 18 étant
renforcé avec une
structure annulaire, ici une tringle 20. L'armature de sommet 14 est surmontée
radialement
d'une bande de roulement 22 et réunie aux bourrelets 18 par les flancs 16. Une
armature de
carcasse 24 est ancrée dans les deux bourrelets 18, et est ici enroulée autour
des deux tringles
20 et comprend un retournement 26 disposé vers l'extérieur du pneumatique 20
qui est ici
représenté monté sur une jante 28. L'armature de carcasse 24 est surmontée
radialement par
l'armature de sommet 14.
[095] L'armature de carcasse 24 comprend au moins une nappe de carcasse 30
renforcée
par des câbles de carcasse radiaux (non représentés). Les câbles de carcasse
sont agencés
sensiblement parallèlement les uns aux autres et s'étendent d'un bourrelet 18
à l'autre de
manière à former un angle compris entre 800 et 900 avec le plan
circonférentiel médian M (plan
perpendiculaire à l'axe de rotation du pneumatique qui est situé à mi-distance
des deux
bourrelets 18 et passe par le milieu de l'armature de sommet 14).
[096] Le pneumatique 10 comprend également une nappe d'étanchéité 32
constituée d'un
élastomère (communément appelée gomme intérieure) qui définit la face
radialement interne
34 du pneumatique 10 et qui est destinée à protéger la nappe de carcasse 30 de
la diffusion
d'air provenant de l'espace intérieur au pneumatique 10.
[097] L'armature de sommet 14 comprend, radialement de l'extérieur vers
l'intérieur du
pneumatique 10, une armature de protection 36 agencée radialement à
l'intérieur de la bande
de roulement 22, une armature de travail 38 agencée radialement à l'intérieur
de l'armature
de protection 36 et une armature additionnelle 40 agencée radialement à
l'intérieur de
l'armature de travail 38. L'armature de protection 36 est ainsi radialement
intercalée entre la
bande de roulement 22 et l'armature de travail 38. L'armature de travail 38
est radialement
intercalée entre l'armature de protection 36 et l'armature additionnelle 40.
[098] L'armature de protection 36 comprend des première et deuxième nappes de
protection
42,44 comprenant des câbles métalliques de protection, la première nappe 42
étant agencée
radialement à l'intérieur de la deuxième nappe 44. De façon optionnelle, les
câbles métalliques
de protection font un angle au moins égal à 100, de préférence allant de 100 à
35 et
préférentiellement de 150 à 30 avec la direction circonférentielle Z du
pneumatique.
[099] L'armature de travail 38 comprend des première et deuxième nappes de
travail 46, 48,
la première nappe 46 étant agencée radialement à l'intérieur de la deuxième
nappe 48.
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Chaque nappe 46, 48 comprend au moins un câble 50. De façon optionnelle, les
câbles
métalliques 50 de travail sont croisés d'une nappe de travail à l'autre et
font un angle au plus
égal à 60 , de préférence allant de 150 à 40 avec la direction
circonférentielle Z du
pneumatique.
[0100] L'armature additionnelle 40, également appelée bloc limiteur, dont la
fonction est de
reprendre en partie les sollicitations mécaniques de gonflage, comprend, par
exemple et de
façon connue en soi, des éléments de renfort métalliques additionnels, par
exemple tels que
décrits dans FR 2 419 181 ou FR 2 419 182 faisant un angle au plus égal à 100,
de préférence
allant de 5' à 10 avec la direction circonférentielle Z du pneumatique 10.
[0101] EXEMPLE DE PRODUIT RENFORCE SELON L'INVENTION
[0102] On a représenté sur la figure 3 un produit renforcé selon l'invention
et désigné par la
référence générale 100. Le produit renforcé 100 comprend au moins un câble 50,
en l'espèce
plusieurs câbles 50, noyés dans la matrice élastomérique 102.
[0103] Sur la figure 3, on a représenté la matrice élastomérique 102, les
câbles 50 dans un
repère X, Y, Z dans lequel la direction Y est la direction radiale et les
directions X et Z sont les
directions axiale et circonférentielle. Sur la figure 3, le produit renforcé
100 comprend plusieurs
câbles 50 agencés côte à côte selon la direction principale X et s'étendant
parallèlement les
uns aux autres au sein du produit renforcé 100 et noyés collectivement dans la
matrice
élastomérique 102.
[0104] CABLE SELON UN PREMIER MODE DE REALISATION DE L'INVENTION
[0105] On a représenté sur la figure 4 le câble 50 selon un premier mode de
réalisation de
l'invention. Le câble 50 est représenté avant l'étape 400 de rapprochement de
la couche
externe CE du câble du cercle dans lequel la couche interne Cl du câble est
circonscrite.
[0106] Le câble 50 est métallique et est du type multi-torons à deux couches
cylindriques.
Ainsi, on comprend que les couches de torons constituant le câble 50 sont au
nombre de deux,
ni plus, ni moins.
[0107] Le câble 50 comprend une couche interne Cl du câble constituée de Kk1
toron(s)
interne(s) TI. En l'espèce, K=1, 2, 3 ou 4, de préférence K=1, 2 ou 3 et plus
préférentiellement
K=1 ou 3, ici K=3. La couche interne Cl est entourée d'une composition
élastomérique
présentant une épaisseur G formant alors la couche interne gainée CIG. La
couche externe
CE est constituée de L>1 torons externes TE enroulés autour de la couche
interne gainée CIG
du câble présentant un rayon d'hélice R2. En l'espèce, L=6, 7, 8, 9 ou 10, de
préférence L=6,
7, 8 ou 9 et plus préférentiellement L=6 ou 9 et en l'espèce L=9. R2 est ici
égal à 2,50 mm.
[0108] L'épaisseur G de composition élastomérique est telle que le rapport
R2/Rt va de 1,02
à 1,25 avec Rt étant le rayon d'hélice la couche externe théorique CET obtenue
lorsque la
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couche interne Cl est directement au contact de la couche externe théorique
CET. Ici, R2=
2,40 et R2/Rt = 2,40/2,28= 1,05.
[0109] Le câble 50 est enfin obtenu par un procédé comprenant une étape 500
pour
rapprocher la couche externe CE du câble du cercle dans lequel la couche
interne Cl du câble
est circonscrite de telle sorte à ce que le rapport R2/Rt va de 1,00 à 1,10.
Ici R2=2,32 et
R2/Rt=2,33/2,28=1,02.
[0110] Le câble 50 comprend également une frette F non représentée constituée
d'un unique
fil de frette.
[0111] Torons internes Tl du câble 50
[0112] Chaque toron interne Tl est à deux couches et comprend une couche
interne Cl
constituée de 0= 2, 3 ou 4 fils métalliques internes Fi et une couche externe
C3 constituée
de N fils métalliques externes F3 enroulés autour de la couche interne Cl.
[0113] Ici 0=3.
[0114] N =7, 8, 9 ou 10, ici N=8.
[0115] La couche externe C3 de chaque toron interne Tl est désaturée et est
incomplètement
insaturée. Etant désaturée, La distance interfils de la couche externe de
chaque toron interne
est supérieure ou égale à 15 pm, plus préférentiellement supérieure ou égale à
35 pm, encore
plus préférentiellement supérieure ou égale à 50 pm et très préférentiellement
supérieure ou
égale à 60 pm et ici égale à 66 pm. La. somme S13 des distances interfils 13
de la couche
externe de chaque toron interne est supérieure ou égale au diamètre d3 des
fils externes de
la couche externe de chaque toron interne Ici, la somme S13= 0,53mm, valeur
supérieure à
d3=0,35 mm.
[0116] Chaque fil interne et externe de chaque toron interne TI présente
respectivement un
diamètre dl et d3. Chaque diamètre des fils interne dl et externes d3 de
chaque toron interne
Tl va de 0,10 mm à 0,60 mm, de préférence de 0,12 mm à 0,50 mm et plus
préférentiellement
de 0,14 mm à 0,42 mm. Ici dl =d3=0,35mm.
[0117] Torons externes TE du câble 50
[0118] Chaque toron externe TE est à deux couches et comprend une couche
interne Cl'
constituée de Ce= 2, 3 ou 4 fils métalliques intemes FI' et une couche externe
C3' constituée
de N' fils métalliques externes F3' enroulés autour de la couche interne Cl'.
[0119] Ici Q'=3.
[0120] N' =7, 8, 9 ou 10, ici N'=8.
101211 La couche exteme C3' de chaque toron externe TE est désaturée Etant
désaturée, la
distance inter% 13' de la couche externe C3' séparant en moyenne les N' fils
externes est
supérieure ou supérieure ou égale à 15 pm, plus préférentiellement supérieure
ou égale à 35
pr11, encore plus préférentiellement supérieure ou égale à 50 pm et très
préférentiellement
supérieure ou égale à 60 pm et ici égale à 66 pm. La somme SI3' des distances
interfils 13' de
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la couche externe de chaque toron externe est supérieure ou égale au diamètre
d3 des fils
externes de la couche externe de chaque toron externe Ici, la somme SI3'= 0,53
mm, valeur
supérieure à d3'=0,35 mm.
[0122] .Chaque fil interne et externe de chaque toron externe TE présente
respectivement un
diamètre dl' et d3'. Chaque diamètre des fils interne dl' et externes d3' de
chaque toron
externe TE va de 0,10 mm à 0,60 mm, de préférence de 0,12 mm à 0,50 mm et plus
préférentiellement de 0,14 mm à 0,42 mm. Ici dl '=d3'=0,35mm.
[0123] Le câble 50 est tel que Q=3 et N=8, chaque fil métallique interne Fi de
chaque toron
interne TI présente un diamètre dl égal au diamètre d3 de chaque fil externe
F3 de chaque
toron interne Tl ; Q'= 3 et N'=8, chaque fil métallique interne de chaque
toron externe TE
présente un diamètre dl' égal au diamètre d3' de chaque fil externe de chaque
toron externe
TE; et d 1=d3=d1'=d3'. Ici d 1 =d3=d1'=d3'=0,35 mm.
[0124] La couche externe CE du câble est désaturée. La distance E inter-torons
moyenne
séparant deux torons externes TE adjacents est donc supérieure ou égale à 20
pm. De
préférence, la distance E inter-torons moyenne séparant deux torons externes
TE adjacents
est supérieure ou égale à 40 pm et plus préférentiellement à 50 pm. Ici, la
distance inter-torons
E est égale à 125 pm.
[0125] Chaque fil présente une résistance à la rupture, notée Rm, telle que
2500 Rm 3100
MPa. On dit de l'acier de ces fils qu'il est de grade SHT ( Super High
Tensile ). D'autres fils
peuvent être utilisés, par exemple des fils de grade inférieur, par exemple de
grade NT
( Normal Tensile ) ou HT ( High Tensile ), comme des fils de grade
supérieur, par exemple
de grade UT ( Ultra Tensile ) ou MT ( Mega Tensile ).
[0126] PROCEDE DE FABRICATION DU CABLE SELON L'INVENTION
[0127] Nous allons maintenant décrire un exemple de procédé de fabrication du
câble muti-
torons 50 en référence aux figures 8 et 9.
[0128] Chaque toron interne précédemment décrit est fabriqué selon des
procédés connus
comportant les étapes suivantes, opérées préférentiellement en ligne et en
continu :
- tout d'abord, une première étape d'assemblage par câblage des Q=2, 3 ou 4
fils internes FI
de la couche interne Cl au pas pl et dans le sens Z pour former la couche
interne Cl en un
premier point d'assemblage ;
- suivie d'une deuxième étape d'assemblage par câblage ou retordage des N
fils externes F3
autour des Q fils internes Fi de la couche interne Cl au pas p3 et dans le
sens Z pour former
la couche externe C3 en un deuxième point d'assemblage;
- préférentiellement une étape d'équilibrage final des torsions.
[0129] Dans une étape 100, on assemble en hélice Kkl torons internes Tl par
câblage pour
former une couche interne Cl du câble.
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[0130] Dans une étape 200, on entoure la couche interne Cl d'une composition
élastomérique
présentant une épaisseur G pour former une couche interne gainée CIG ,
l'épaisseur G de
composition élastomérique étant telle que le rapport R2/Rt va de 1,02 à 1,25
avec Rt étant le
rayon d'hélice la couche externe théorique CET obtenue lorsque la couche
interne Cl est
directement au contact de la couche externe théorique CET.
[0131] Chaque toron externe précédemment décrit est fabriqué selon des
procédés connus
comportant les étapes suivantes, opérées préférentiellement en ligne et en
continu:
- tout d'abord, une première étape d'assemblage par câblage des Q'= 2, 3 ou
4 fils internes
F1' de la couche interne Cl' au pas pi' et dans le sens Z pour former la
couche interne Cl' en
un premier point d'assemblage ;
- suivie d'une deuxième étape d'assemblage par câblage ou retordage des N'
fils externes F3'
autour des Q' fils internes F1' de la couche interne Cl' au pas p3' et dans le
sens Z pour former
la couche externe C3' en un deuxième point d'assemblage;
- préférentiellement une étape d'équilibrage final des torsions.
[0132] Par équilibrage de torsion , on entend ici de manière bien connue de
l'homme du
métier l'annulation des couples de torsion résiduels (ou du retour élastique
de de torsion)
s'exerçant sur chaque fil du toron, dans la couche intermédiaire comme dans la
couche
externe.
[0133] Après cette étape ultime d'équilibrage de la torsion, la fabrication du
toron est terminée.
Chaque toron est enroulé sur une ou plusieurs bobines de réception, pour
stockage, avant
l'opération ultérieure d'assemblage par câblage des torons élémentaires pour
l'obtention du
câble multi-torons.
[0134] Dans une étape 300, on assemble en hélice L>1 torons externes TE par
câblage autour
de la couche interne Cl du câble. Dans une étape 400, on utilise des moyens
500 pour
rapprocher la couche externe CE du câble du cercle dans lequel la couche
interne Cl du câble
est circonscrite de telle sorte à ce que le rapport R2/Rt va de 1,00 à 1,10.
[0135] Cette étape 400 est décrite en référence à la figure 10.
[0136] Les moyens 500 utilisés pour rapprocher la couche externe CE du câble
du cercle dans
lequel la couche interne Cl du câble est circonscrite sont, par exemple,
constitués de deux
rangées de galets montées en vis-à-vis mais décalés et entre lesquels on fait
passer le câble.
Chaque rangée contient entre 6 et 8 galets. Une des rangées est mobile el peut
être
rapprochée de la rangée fixe pour que le câble subisse une succession de
flexion. Ces
rangées de galets peuvent être fixes ou mobiles autour de l'axe du câble.
[0137] Ainsi, le câble subit une succession de flexions qui permettent de
réduire son diamètre
comme illustré en figure 10.
[0138] L est égal au nombre maximum de torons externes (TE) Lmax pouvant être
disposés
sur la couche externe théorique (CET) présentant un rayon d'hélice Rt et L est
tel que la
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couche externe (CE) soit incomplétement insaturée. Ici Lmax =9 et L=Lmax=9.
[0139] L'épaisseur G de la gaine de composition élastomérique est strictement
supérieure à 0
mm et de préférence supérieure ou égale à 0,01 mm. et l'épaisseur G est
inférieure ou égale
à 0,80 mm, de préférence inférieure ou égale à 0,60 mm et plus
préférentiellement inférieure
ou égale à 0,52 mm. Ici, G=0,05 mm.
[0140] La composition élastomérique comprend un système de vulcanisation, une
charge et
un élastomère diénique.
[0141] On utilise comme composition élastomérique, une composition
d'élastomère(s)
diénique(s) conventionnelle pour pneumatique, à base de caoutchouc naturel
(peptisé) et de
noir de carbone N330 (65 pce), comportant en outre les additifs usuels
suivants: soufre (7 pce),
accélérateur sulfénamide (1 pce), ZnO (8 pce), acide stéarique (0,7 pce),
antioxydant
(1,5 pce), naphténate de cobalt (1,5 pce) (pce signifiant parties en poids
pour cent parties
d'élastomère) ; le module E10 de la composition élastomérique d'enrobage est
de 10 MPa
environ.
[0142] Eventuellement, dans une dernière étape d'assemblage, on enroule la
frette F au pas
pf dans le sens S autour de l'assemblage précédemment obtenu.
[0143] Le câble est ensuite incorporé par calandrage à des tissus composites
formés d'une
composition connue à base de caoutchouc naturel et de noir de carbone à titre
de charge
renforçante, utilisée conventionnellement pour la fabrication des armatures de
sommet de
pneumatiques radiaux. Cette composition comporte essentiellement, en plus de
l'élastomère
et de la charge renforçante (noir de carbone), un antioxydant, de l'acide
stéarique, une huile
d'extension, du naphténate de cobalt en tant que promoteur d'adhésion, enfin
un système de
vulcanisation (soufre, accélérateur, Zn0).
[0144] Les tissus composites renforcés par ces câbles comportent une matrice
de composition
élastomérique formée de deux couches fines de composition élastomérique qui
sont
superposées de part et d'autre des câbles et qui présentent respectivement une
épaisseur
allant de 1 et 4 mm. Le pas de calandrage (pas de pose des câbles dans le
tissu de
composition élastomérique) va de 4 mm à 8 mm.
[0145] Ces tissus composites sont ensuite utilisés en tant que nappe de
travail dans l'armature
de sommet lors du procédé de fabrication du pneumatique, dont les étapes sont
par ailleurs
connues de l'homme du métier.
[0146] CABLE SELON UN DEUXIEME MODE DE REALISATION DE L'INVENTION
[0147] On a représenté sur la figure 5 un câble 60 selon un deuxième mode de
réalisation de
l'invention. Le câble 60 est représenté avant l'étape 400 de rapprochement de
la couche
externe CE du câble du cercle dans lequel la couche interne Cl du câble est
circonscrite. Les
éléments analogues au premier mode de réalisation sont désignés par des
références
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identiques.
[0148] A la différence du premier mode de réalisation décrit précédemment, le
câble 60 selon
le deuxième mode de réalisation est tel que K=1 et L =6.
[0149] CABLE SELON UN TROISIEME MODE DE REALISATION DE L'INVENTION
[0150] On a représenté sur la figure 6 un câble 70 selon un troisième mode de
réalisation de
l'invention après l'étape 400 de rapprochement de la couche externe CE du
câble du cercle
dans lequel la couche interne Cl du câble est circonscrite.
[0151] A la différence du premier mode de réalisation du câble 50 décrit
précédemment, le
câble 70 selon le troisième mode de réalisation est tel que K=2 et L=9.
[0152] CABLE SELON UN QUATRIEME MODE DE REALISATION DE L'INVENTION
[0153] On a représenté sur la figure 7 un câble 80 selon un quatrième mode de
réalisation de
l'invention après l'étape 400 de rapprochement de la couche externe CE du
câble du cercle
dans lequel la couche interne Cl du câble est circonscrite.
[0154] A la différence du premier mode de réalisation du câble 50 décrit
précédemment, le
câble 80 selon le quatrième mode de réalisation est tel que K=4 et L=10.
[0155] On a résumé dans le tableau 1 ci-dessous les caractéristiques pour les
différents
câbles 50, 51, 60, 70 et 80.
Tableau 1
IngineentelaintinEMEMEMBEREMESIBERIMMEMiniallata
ommeemeeumeeemeemmmgmuuneeeeeeeeumeeemeeeeeemmguenumeeeeeeeeeeem
egiumg aggnigetimempema 3/8 3/8
3/8 3/8 3/8
ammememesamee
0,35/0,35 0,35/0,35 0,35/0,35 0,35/0,35 0,35/0,35
MEEEE.gE.gE.e :MeeeEEEEEM:::MaMeEEEEM
MinnegitknegMegteern n 7,7 Z/
7,7 Z/ 7,7 Z/ 7,7 Z/ 7,7
eeeeeeWWMWeààee.
gE:Esiettepaspnitimbm Z / 15.4- Z /
15.4 Z / 15.4 Z / 15.4- Z / 15.4
mmammum:UneameM
MnE ffleUgfistilial3eire 66/(3,53 66/0,53 66/0,53 66/0,53 66/0,53
ufflememenseefflefflguffl
mumm nneeemeneesEeee
gWde 11111 111 10; IBM! 0,05
0,11 0,06 0,08 0,01
JE'JEeeEn
naglineMMEMME 3/8 3/8 3/8 3/8 3/8
MUN eenniengeleeneen
UegUg g;;;;;Megelaverenguregrgrg 0,35/0,35 0,35/0,35 0,35/0,35 0,35/0,35
0,35/0,35
a-sectimewEbtimpe 7/1,7 7/1,1
Z/ 7,7 7/ 7,7 Z/ 7,7
mmemeneefflaaeeam
uggenmescgtavettempu 7/154 Z /
15.4 Z / 15.4 Z / 15.4 Z / 15.4
:=au:flu.u.:2uuuuuuuuunkucfw:kk:-,
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num.qm munte=ogiemmene. 66/0,53
66/0,53 66/0,53 66/0,53 66/0,53
*MEEM...M aM.MMUMEE.CeeMennne
geginaNtagagitiat#12=33M 5/5 40/80 5/inf/60 VS 40/80 5/5 40/80 5/5 40/80
emeecenemeemEigEemeneneeeeinien
3 1
2 4 3
mmumeelleeeeemigneammemee
9 6
9 10 9
Effeenteeenyeetenteennenti
9 6
9 10 9
engeffiggieggeajipigigieRean 6,11 4,59 5,91 6,57 6,04
ligeenenM:e;::iEi:c.:E:eEe::aeeeee:EeEeEee
125
11.2 58 59 98
!..eeeee.%.:eltrEmareEgtiomeam 2,40 1,59 2,23 2,48 2,40
2,33
1,57 2,23 2,4-8 2,30
einineMnitiiàe4tabee0OMMee
li!i!gigebeinininieneggielaninteenieneei
meeemmen:mememememeeemen
2,28
1,46 2,17 2,48 2,28
1,05
1,09
1,03 1,03 1,05
1111110 ltt.tâiîe.ràregaqggg 1,02 1,08 1,03 1,03 1,00
[0156] TESTS COMPARATIFS
[0157] TEST DE PERMEABILITE A L'AIR
[0158] Ce test permet de déterminer la perméabilité longitudinale à l'air des
câbles testés, par
mesure du volume d'air traversant une éprouvette sous pression constante
pendant un temps
donné. Le principe d'un tel test, bien connu de l'homme du métier, est de
démontrer l'efficacité
du traitement d'un câble pour le rendre imperméable à l'air: il a été décrit
par exemple dans
la norme ASTM D2692-98.
[0159] Un tel test est réalisé sur des câbles issus de fabrication et non
vieillis. Les câbles bruts
sont préalablement enrobés de l'extérieur par une composition élastomérique
dite d'enrobage.
Pour cela, une série de 10 câbles disposés parallèlement (distance inter-câble
: 20 mm) est
placée entre deux couches ou "skims" (deux rectangles de 80 x 200 mm) d'une
composition
élastomérique diénique à l'état cru, chaque skim ayant une épaisseur de 5 mm;
le tout est
alors bloqué dans un moule, chacun des câbles étant maintenu sous une tension
suffisante
(par exemple 3 daN) pour garantir sa rectitude lors de la mise en place dans
le moule, à l'aide
de modules de serrage ; puis on procède à la vulcanisation (cuisson) pendant
environ 10 à 12
heures à une température d'environ 120 C et sous une pression de 15 bar
(piston
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rectangulaire de 80 x 200 mm). Après quoi, on démoule l'ensemble et on découpe
éprouvettes de câbles ainsi enrobés, sous forme de parallélépipèdes de
dimensions
7x7x60 mm, pour caractérisation.
[0160] On utilise comme composition élastomérique d'enrobage une composition
d'élastomère(s) diénique(s) conventionnelle pour pneumatique, à base de
caoutchouc naturel
(peptisé) et de noir de carbone N330 (65 pce), comportant en outre les
additifs usuels suivants:
soufre (7 pce), accélérateur sulfénamide (1 pce), ZnO (8 pce), acide stéarique
(0,7 pce),
antioxydant (1,5 pce), naphténate de cobalt (1,5 pce) (pce signifiant parties
en poids pour cent
parties d'élastomère) ; le module E10 de la composition élastomérique
d'enrobage est de
10 MPa environ.
[0161] Le test est réalisé sur 6 cm de longueur de câble, enrobé donc par sa
composition
élastomérique (ou composition élastomérique d'enrobage) environnante à l'état
cuit, de la
manière suivante : on envoie de l'air à l'entrée du câble, sous une pression
de 1 bar, et on
mesure le volume d'air à la sortie, à l'aide d'un débitmètre (calibré par
exemple de 0 à 500
cm3/min). Pendant la mesure, l'échantillon de câble est bloqué dans un joint
étanche comprimé
(par exemple un joint en mousse dense ou en caoutchouc) de telle manière que
seule la
quantité d'air traversant le câble d'une extrémité à l'autre, selon son axe
longitudinal, est prise
en compte par la mesure ; l'étanchéité du joint étanche lui-même est contrôlée
préalablement
à l'aide d'une éprouvette de composition élastomérique pleine, c'est-à-dire
sans câble.
[0162] Le débit d'air moyen mesuré (moyenne sur les 10 éprouvettes) est
d'autant plus faible
que l'imperméabilité longitudinale du câble est élevée. La mesure étant faite
avec une
précision de 0,2 cm3/min, les valeurs mesurées inférieures ou égales à 0,2
cm3/min sont
considérées comme nulles ; elles correspondent à un câble qui peut être
qualifié d'étanche
(totalement étanche) à l'air selon son axe (i.e., dans sa direction
longitudinale).
[0163] On a résumé dans le tableau 2, les caractéristiques des câbles témoins
T1 et T2 et du
câble de l'état de la technique EDT (exemple 3 de W02016051669).
[0164] Tableau 2
nernagigitàbeegnietn REEMMUUMEM nennehannetannenna
flUUUUUUkkkkktS:: kUSSS UU3SSSSUUU:Skk:S:USSUUUUU
Zeggingi enniegangignià 3/8
3/8 2/9
eefflefflfflgegefflfflffleeffl
uncum unseeseenum 0,35/0,35
0,35/0,35 0,48/0,48
ennnemen
eentiniiMeaSeinie* 7/ 7,7
7/ 7,7 7/ 7,7
umaffleMeWegfflfflffleM
ae7.14eteSiPieiSet.e,e z / 15.4
Z / 15.4 Z / 15.4
unmemengenummunum
gattneetWIRMSEE 66/0,53 66/0,53
0
:fflmummmannemaneeeng
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EEEe:.....-:::.%.çerseEE
gn
3/8
3/8 3/8
0,35/0,35
0,35/0,35 0,28/0,37
Z/7,7
Z/ 7,7 Z/ 7,7
eentmmei iienimmr.,k1glgimeeeeeI
EEEEEEiE.EE.E:E:EHE HEEEEEEEEEEEââEEEEEmEEEEm
umEE..âie.ffl etwetipattielien
Z / 15.4 Z / 15.4 Z / 15A
'e''ffl'..e:',f,:.,f,:ei'..M.:I=E:-. E::E:',:::,:gi::E:gemeMeei'li'lzi'l:
1111111q.egneileelegedee
eMeit:M EgMeiiig!..Mngie
jElElEillEttiliiiiiiiii111111i314414.. '-:*- :13- :111Ini-TïjliL.1
66/0,53 66/0,53 0
3
4 1
::::::::::ettumeemetee*!:.memmem 9
10 6
.:*=::::::E:E::14:14:5:e...e.:...3.3::....3?:;'::::,E:Effl::::.:
:=:;:::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::UUU;::::::::::::::::::::::
::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
eeeeee.e.e.eme,e.:weire.E.E.gegege,Eun,,, 9
10 6
ngEM.e.e.::.::.e%%:.:.:::::=:..,:.::.::>:.::.:.::.:c:::E:::::?.::?.::e4e411::::
:M:e.-:::
6,40
4,60
M,.ggag!!:!eleeiffeeenEiReietRUM
0e;R;i.;.-1;.-lemEmEiEiEEmemepp.::EemEmEEEpppeem
..:::=..::::::::::::OEOE:::.:::::::::n.;ie:::::E:E:..m.:p.:p.:p.,p4.,:..,:::t.,
2,28 2,48 1,64
2,48
1,64
eeEee........:E.....E.....e.................::::AilfeE:E..:Em:::e.E..eiiiE..iiE
ie 2,28
:::::::--m--M:M::::--------:-----M:::::::::----------
IlMeell:ele::::MUMMUM::::::gUM:gfi:::
teeeegeneEEE:E/teitteeeeneeeeee 1,00
1,00 1,00
[0165] On a résumé dans les tableaux 3 à 5 ci-dessous les résultats au test de
perméabilité
respectivement pour les différents câbles témoins Ti et T2, le câble de l'état
de la technique
EDT, et les câbles selon l'invention 50,60 et 80. Les résultats à ces tests
sont donnés en base
100. Ainsi, un résultat de 100 à l'un ou l'autre de ces tests signifie que le
câble testé présente
une pénétrabilité maximale, c'est-à-dire que le câble est totalement étanche à
l'air.
[0166] Tableau 3
iMeageiniergigniniettebfaininggigigieginiffirdreeeigerafaleggeSteieemmue
eiegekeieGom
eMEEE.....E....MeneeEEEEEEMeneeeEEEEeMgenei(..Ei...eeM
PffleieieiEiieieMMMf.e...cif:Ei...cif..cireir...:ir.eiM:
:i:if:Eif:EiSiireir...:irir...ir.S..:::::frEfri
K/L 3/9
3/9 3/9 3/9 3/9
Q/N/QIN'
3/8/3/8 3/8/3/8 3/8/3/8 3/8/3/8 3/8/3/8
R2 avant étape 400 (mm) 2,28
2,40 2,45 2,57 2,62
R2 après étape 400 (mm) -
2,32 2,35 2,47 2,42
CA 03154431 2022- 4- 11
WO 2021/094675 - 22 -
PCT/F112020/051996
Rt (mm) 2,28
2,28 2,28 2,28 2,28
R2/Rt avant étape 400 1
1105 1,07 1,13 1,15
R2/Rt après étape 400 1
1,02 1,03 1,08 1,06
G (mm) 0
0,04 0,07 0,19 0,14
Pénétrabilité (base 100 câble 100% pénétré) 0
96 97 97 97
[0167] Tableau 4
mimEE;e..Em:aut::t:1:1::111117:-:.:7"...-az .es--
:::::::::::::::::::.........:.........;=;=;=;=:.:...:...i.n..:_:.:_:.:_:.:_:,._
.,õ:7-
.n.,õõõõõ,:::,:::,:::::::::::::.:::,,,.õ.õõõõõõõõõ,:,:,:,:,:,:,:,,,:,,,:,,_õ:õ:
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:L.:t.i:.:;:zii:;.i+:;::}-:.;:kis:ms.:::mOE:ffl.
K/L 1/6 1/6
Q/N/QIN'
2/9/3/8 3/8/3/8
R2 avant étape 400 (mm)
1,64 1,59
R2 après étape 400 (mm)
- 1,57
Rt (mm)
1,64 1,46
R2/Rt avant étape 400
1 1,09
R2/Rt après étape 400
- 1,08
G (mm)
0 0,11
Pénétrabilité (base 100 câble100% pénétré)
95 98
[0168] Tableau 5
:' xca:::::::::::fe" %M:MfflgEeeeeee:Er.¶µWifflME.:EME;
zz:::::::::::::::;:s,..s;.7e--1/4.:::::::::::.,,s::::::::rn%%%:.....7.- -,-
mm%%E..e
ennee11111"3:5*HteeSEE:E:EMMMiggn!eaMMei:a:feAiltM:MMe::::ilte:,õ,:,,:,,:,:,,,õ
:,
..u.Lu........:::::::::::::::::::._...:.:.:_:.:_:.:.:.:.:.:.:.:.:.:.:.:.:.r.:.:
.:.:;m:
KiL 4/10
4/10 4/10
Q/N/Q'/N'
3/8/3/8 3/8/3/8 3/8/3/8
R2 avant étape 400 (mm) 2,48
2,56 2,63
R2 après étape 400 (mm) -
2,56 2,63
Rt (mm) 2,48 2,48 2,48
R2/Rt avant étape 400 1
1,03 1,06
R2/Rt après étape 400 -
1,03 1,06
G (mm) 0 0,08 0,15
CA 03154431 2022- 4- 11
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PCT/FR2020/051996
Pénétrabilité (base 100 câble 100% pénétré) 0
91 95
[0169] On note que les câble 50 selon l'invention présente une pénétrabilité
nettement
supérieure à celle du câble témoin T1 et donc une pénétrabilité proche de 100%
et ce,
uniquement en raison du rapport R2/Rt conforme à l'invention. On constate
d'ailleurs sur la
figure 11, que le capillaire central est totalement pénétré pour le câble 50
alors que celui de
Ti ne l'est pas, les flèches indiquant les zones où il manque de la
composition élastomérique.
[0170] De la même façon, le câble 60 selon l'invention présente une
pénétrabilité supérieure
à celle du câble de l'état de la technique EDT.
[0171] De la même façon, le câble 80 selon l'invention présente une
pénétrabilité nettement
supérieure à celle du câble témoin à celle du câble témoin T2.
[0172] Ainsi les tableaux 3 à 5 montrent que, pour des constructions de câbles
variées, la
pénétration de la composition élastomérique dans le câble, et donc
l'accessibilité du toron
interne par cette composition élastomérique, est significativement améliorée
pour un rapport
R2/Rt conforme à l'invention grâce à la présence de la gaine d'épaisseur G par
rapport aux
câbles témoins pour lesquels R2/Rt=1.
[0173] Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation
précédemment
décrits.
[0174] Pour des raisons de faisabilité industrielle, de coût et de performance
globale, on
préfère mettre en oeuvre l'invention avec des fils linéaires, c'est-à-dire
droit, et de section
transversale conventionnelle circulaire.
[0175] On pourra également combiner les caractéristiques des différents modes
de réalisation
décrits ou envisagés ci-dessus sous réserve que celles-ci soient compatibles
entre elles.
CA 03154431 2022-4-11
