Brevet FR2005874A1 — publié le 19691219

La présente invention concerne des câblés de renforcement destinés à être utilisés dans les articles de caoutchouc et plus particulièrement dans les bandages pneumatiques* Suivant l'invention, un câblé est composé d'au moins 5 deux torons, chaque toron comprenant plusieurs filaments et une partie des filaments du câblé étant faits d'une matière textile tandis que les autres filaments sont des fils métalliques d'un diamètre inférieur à 0,1 mm. L'invention a également pour objet un article en caout-10 chouc renforcé qui contient un renforcement comprenant au moins un câblé suivant le paragraphe ci-dessus. L'angle d'hélice 0 des torons du câblé peut être identique ou différent dans les différents torons, et les torons ont, de préférence, une torsion sensiblement nulle. L'angle d'hélice 9 15 de chaque toron est, de préférence, d'au moins 18° lorsque le câblé est destiné à être utilisé dans les applications où il doit résister à des contraintes de compression, par exemple dans le cas d'un câblé pour enveloppe de bandage pneumatique. Lorsque le câblé suivant l'invention est destiné à être utilisé dans 20 les applications où il sera soumis principalement à des contraintes de tension longitudinale, les contraintes de compression longitudinale étant, soit absentes, soit très réduites, l'angle d'hélice de chaque toron peut être d'environ 13°. On entendra par angle d'hélice, dans le présent mémoire, 25 l'angle qui, pour un toron particulier, a pour cosinus le rapport entre la longueur du câblé tordu et la longueur du toron contenue dans cette longueur de câblé. Le câblé suivant l'invention peut être un câblé doublé, auquel cas il est composé d'au moins deux torons tordus ensem-30 ble de façon que les torons suivent des trajets hélicoïdaux entrelacés. Un ou plusieurs des torons peuvent être entièrement composés de fils métalliques tandis que 1'autre ou les autres torons sont entièrement composés de filaments textiles, ou bien 35 un ou plusieurs des torons peuvent être constitués par un mélange de filaments textiles et de fils métalliques. Lorsque les câblés suivant 1'invention sont des câblés doublés, ils peuvent être fabriqués sur des machines classiques de doublage pour matières textiles, par exemple sur un métier à 40 doubler à anneaux. 69 10890 2 2005874 Suivant une variante, le câblé suivant l'invention peut être constitué par un certain nombre de torons disposés autour d'une âme, ou bien enroulés les uns autour des autres sans % âme. Dans ce cas, un ou plusieurs torons peuvent être entière-5 ment composés de filaments textiles et les autres torons entièrement composés de fils métalliques ; suivant une variante, on peut utiliser un ou plusieurs torçns constitués par des mélanges de filaments textiles et de fils métalliques. De même, lorsque le câblé contient une âme, cette âme peut être entièrement 10 composée de filaments textiles* ou entièrement composée de fils métalliques, ou encore constituée par un mélange de filaments textiles et de fils métalliques. Le câblé suivant l'invention peut être réalisé sur une machine à câbler classique, par exemple une machine à toronner 15 tubulaire ou une machine à toronner planétaire. Les fils métalliques peuvent éventuellement être revêtus d'un polymère tel que le nylon ou le JVC, ou bien ils peuvent être revêtus d'un métal différent de celui qui les constitue. Les fils métalliques sont, de préférence, des fils d'à-20 cier ou des fils d'acier revêtus d'un autre métal, par exemple de laiton ou de zinc. Chaque fil a, de préférence, un diamètre non supérieur à 0,075 millimètre. Les fils sont généralement de section sensiblement circulaire, mais ceci n'est pas une condition essentielle et l'on 25 peut éventuellement utiliser des fils présentant des sections différentes, pourvu que la dimension transversale maximum de la section soit inférieure à 0,1 millimètre. La nature particulière de la matière constitutive des filaments textiles n'est pas critique et elle peut être, par 30 exemple, le verre, le nylon, le polytéréphtalate d'éthylène ou la rayonne. Les câblés suivant l'invention présentent de bonnes propriétés physiques et peuvent être liés au caoutchouc par adhérence et incorporés dans des articles de caoutchouc de la même façon que les câblés à composition exclusivement textile. 35 Les exemples suivants montreront bien comment l'invention peut être mise en oeuvre, sans aucunement en limiter la portée. EXEMPLE 1 : On tord ensemble un fil multiple d'acier Inoxydable composé de 360 fils élémentaires, chacun de 0,0025 mm de dia- 40 mètre, et un fil de nylon composé de 420 filaments ayant chacun f AD ORIGINAL 69 10890 3 2005874 un diamètre de 0,025 mm, par une technique normale de fabrication des câblés pour bandages pneumatiques et en utilisant un métier à retordre à anneaux de l'industrie textile. Chaque fil est tout d'abord tordu avec une torsion de 276 tours par mètre et les 5 fils sont ensuite assemblés par doublage, avec une torsion de sens inverse, la torsion de doublage du câblé résultant étant de 335 tours par mètre. L'angle d'hélice de chaque toron est d'environ 26°. On réalise de la même façon des câblés doublés comparables, 10 composés de 100 % d'acier et 100 % de nylon, en assemblant par doublage les fils d'acier et de nylon, respectivement. On mesure les propriétés physiques des trois câblés et les valeurs obtenues sont indiquées au tableau I ci-dessous. TABLEAU X Câblé tout acier Câblé mixte acier/nylon Câblé tout nylon Diamètre du câblé (mm 0,965 0,965 0,940 s Charge de rupture (kg) 52,4 40,6 36,7 m Allongement à la rupture {%) 4,9 .11,1 22,0 s Allongement à la demi-charge de rupture vf>) 2,9 6,1 13,6 a Les essais de traction sont exécutés sur un instrument de mesure "instron Universal". On utilise des mâchoires 25 pneumatiques du type "Bollard", la longueur des éprouvettes étant de 30 cm et la vitesse constante de déplacement de la mâchoire inférieure étant de 2 cm/minute. On mesure ensuite le retrait thermique des câblés, c'est-à-dire le retrait total qui se produit à 150°C, lorsque le 30 câblé est chargé sous une tension àà 1/10 de la masse linéique (Tex du câblé). La masse linéique est la masse de 1000 mètres du câblé. Les résultats sont donnés au tableau II ci-dessous. TABLEAU II Câblé Câblé mixte Câblé tout acier/nylon tout acier nylon Retrait thermique à 150^0 (*) - 2,9 8,6 69 10890 4 2005874 On mesure l'adhérence de chacun des trois câblés sur le caoutchouc en utilisant un échantillon modifié d'essai de traction en H à arrachement longitudinal, et en utilisant une longueur d'échantillon enrobée de 1 cm. Le mélange de caoutchouc 5 est tin mélange classique pour enveloppes pneumatiques modifié par l'addition d'ingrédients destinés à améliorer l'adhérence de l'acier sur le caoutchouc. Les câblés contenant du nylon sont traités au moyen d'un adhésif normal de 1atex-résorcinol-formaldéhyde. 10 Les ingrédients promoteurs d'adhérence incorporés dans le caoutchouc mentionné plus haut sont 6 parties de soufre et 5 parties de naphténate de cobalt pour 100 parties en poids de caoutchouc. TABLEAU III Câblé Câblé mixte Câblé tout acier/nylon tout acier nylon Force nécessaire pour arracher le câblé d'un bloc de caoutchouc de 1 cm (kg) 8,2 18,5 17,5 Cet essai montre que l'adhérence du câblé mixte acier/nylon sur le caoutchouc est supérieure à celle des câblés entièrement composés d'acier et qu'elle est comparable à celle" du câble entièrement composé de nylon. 25 Les câblés mixtes acier/nylon sont plus résistants que les câblés tout textile sans que les propriétés avantageuses de flexibilité et d'extensibilité des câblés textiles ne soient complètement sacrifiées. De même, les câblés mixtes acier/nylon sont plus flexi-30 bles et plus extensibles que les câblés tout acier, sans que la haute résistance des câblés entièrement métallique soit entièrement sacrifiée. EXEMPLE 2 : L'utilisation de fils métalliques plus fins dans le 35 câblé suivant l'invention donne lieu à des câblés qui, pour une teneur en métal comparable, sont plus flexibles que les câblés formés de fils métalliques plus épais. Ceci est illustré par l'exemple suivant. On considérera les trois câblés mixtes suivants : 69 10890 5 2005874 10 15 20 (a) câblé composé d'un toron comprenant 140 fils d'acier au carbone laitonné, chacun d'un diamètre de 0,406 mm, et d'un autre toron comprenant 420 filaments de nylon chacun de 0,025 mm de diamètre. (b) câblé comme (a) mais dans lequel le toron d'acier est composé de 40 fils de 0,076 mm de diamètre, et (c) câblé comme (a) mais dans lequel le toron d'acier est composé de 24 fils chacun de 0,099 ^ de diamètre. Pour chacun des câblés, chacun des torons élémentaires est tout d'abord tordu à raison de 2j6 tours par mètre et les torons sont ensuite tordus ensemble dans le sens opposé sur un métier à retordre textile, la torsion du câblé résultant étant de 335 tours par mètre. On compare les flexibilités des trois câblés en mesurant la flèche formée par rapport à l'horizontale par un élément de câblé de 200 mm de longueur encastré en porte-à-faux. Cette flèche est une mesure de la flexibilité. Plus la flèche est grande, plus la flexibilité est grande. Les résultats obtenus sont donnés ci-dessous au tableau III (bis). T A B L EAU III (bis) flèche (mm) 25 30 35 Diamètre du fil utilisé dans le câblé mixte (mm) câblé (a) 0,041 174 câblé (b) 0,076 143 câblé (c) 0,099 106 EXEMPLE 3 On tord ensemble, sur un métier à retordre textile, un toron d'acier composé de 140 fils d'acier au carbone laitonné, de chacun 0,041 mm de diamètre, et un toron de nylon composé de 420 filaments de chacun 0,025 mm de diamètre. On tord tout d'abord chaque toron à une"torsion de 276 tours par mètre et on assemble les torons par doublage avec une torsion de sens opposé, la torsion de doublage dans le câblé doublé à haute torsion résultant étant de 335 tours par mètre. L'angle d'hélice de chaque toron dans le câblé est d'environ 26°. On exécute des câblés comparables tout acier et tout nylon comme à 1'exemple 1. 69 10890 6 2005874 On mesure les propriétés physiques de ces câblés comme à l'exemple I et les résultats sont donnés ci-dessous au tableau IV. TABLEAU IV 5 Câblé tout Câblé mixte Câblé acier acier/nylon tout nyloi Diamètre du câblé (mm) 0,965 0,965 0,94 Charge de rupture (kg) 60,5 37,0 33,0 Allongement à la 10 rupture % 4,5 2,4 24,3 Allongement à la demi- charge de rupture {%) 2,6 6,6 15,5 Adhérence (kg/cm) 23,1 28,2 24,7 Retrait thermique (#) - 3,0 8,6 15 20 25 30 EXEMPLE IV On réalise un câblé doublé à faible torsion composé d'un toron de fils d'acier et d'un toron de filaments de nylon. Le toron d'acier est constitué par 68 fils d'acier au carbone laitonné, chacun d'un diamètre de 0,58 mm. Le toron de nylon est composé de 420 filaments de nylon, chacun d'un diamètre de 0,025 mm, comme précédemment. On tord tout d'abord les deux torons à raison de 79 tours par mètre dans un sens, puis on les tord ensemble dans le sens opposé à raison de 79 tours par mètre en utilisant tin métier à retordre textile comme à l'exemple III. L'angle d'hélice de chaque toron dans le câblé est de 7°30 '. On prépare également des câblés comparables tout acier et tout nylon. On mesure les propriétés physiques des câblés corane à l'exemple 1 et les résultats sont donnés ci-dessous au tableau V. TABLEAU V 35 40 Diamètre du câblé Charge de rupture Allongement à la rupture ($) Allongement à la demi- charge de rupture (#) Adhérence (kg/cm) Retrait thermique (%) Câblé tout Câblé mixte Câblé acier acier/nylon tout nylon 0,83» 0,762 0,711 87,8 52,5 37,2 2,1 3,0 15,7 1,3 2,0 8,7 23,1 20,0 20,9 — 3,5 6,5 bad original 69 10890 7 2005874 EXEMPLE 5 : On répète le processus de l'exemple 4, sauf que le toron d'acier est composé de 40 fils d'acier au carbone laitonné de 0,076 mm de diamètre. L'angle d'hélice de chaque toron dans le 5 câblé est de 7°30*. On réalise également un câblé tout acier comparable. Les propriétés physiques des câblés résultants sont mesurées comme à l'exemple 1 et sont indiquées ci-dessous au tableau VI. 10 TABLEAU 'VI Câblé tout Câblé mixte acier acier/nylon Diamètre du câblé (mm) 0,81 0,79 Charge de rupture (kg) 95,5 54,2 Allongement à la rupture {%) 2,5 3,1 Allongement à la demi- charge de rupture {%) 1,6 1,8 Adhérence (kg/cm) 24,9 17,2 Retrait thermique (#) - 3,2 69 10890 8 2005874 REVENDICATIONS 1j- Câblé composé d'au moins deux torons, caractérisé en ce que chaque toron comprend plusieurs filaments, une proportion des filaments du câblé étant faits d'une matière textile 5 et les autres filaments étant des filaments métalliques d'un diamètre inférieur à 0,102 mm. 2.- Câblé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins un toron est entièrement composé de fils métalliques. 10 3.- Câblé suivant la revendication 1 ou la revendica tion 2, caractérisé en ce qu'au moins un toron est entièrement composé de filaments textiles. 4.- Câblé suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'au moins un toron est composé d'un mélange de 15 filaments textiles et de fils métalliques. 5.- Câblé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est un câblé doublé. 6.- Câblé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fils métalliques ont un 20 diamètre au plus égal à 0,076 mm. 7-- Câblé suivant 1'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fils métalliques sont des fils d'acier. 8.- Câblé suivant l'une quelconque des revendications 25 précédentes, caractérisé en ce que les fils métalliques sont des fils d'acier laitonné. 9.- Câblé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les fils métalliques sont des fils d'acier galvanisé. 30 10.- Article de caoutchouc renforcé, caractérisé en ce qu'il contient un renforcement contenant au moins un câblé suivant l'une quelconque des revendications précédentes.