Brevet FR2001404A1 — publié le 19690926

La présente invention se rapporte d'une façon.générale à la coulée d'objets renforcés, et elle. concerne plus*" par-• ticulièrement la coulée centrifuge d'objets renforcés à partir de polymères liquides. 5 Selon la présente invention,.un procédé de coulée centrifuge dans un moule d''un objet' renforcé est caractérisé en ce qu'il consiste à appliquer une série de fibres à une partie au moins -de la surface du moule, une proportion notable dè ces fibres étant disposée de manière à être dressées sur la surface 10 du moule à laquelle elles ont été appliquées, à introduire dans le moule une matière liquide de coulée, à faire tourner le moule de manière à obliger la matière liquide de coulée à pratiquement remplir le moule et noyer lesdites fibres puis à séparer l'objet du moule après que la matière de coulée s'est solidifiée en main-15 tenant les fibres noyées dans l'objet. De préférence, on applique les fibres à la surface de manière à maintenir le renforcement de l'objet pendant la coulée, mais ces fibres peuvent elles-mêmes constituer le renforcement. De préférence, on dispose les fibres au moins de 20 façon approximativement perpendiculaire à la surface du moule à leur points d'application des fibres et, également de préférence, on applique un adhésif au moins à une partie de la surface du moule avant l'application des fibres afin qu'une partie notable de ces fibres soit maintenue sur ladite surface dans 25 cette position pendant les stades ultérieurs du processus de coulée. La séparation de l'objet moulé du moule, avec ses fibres restant noyées, exige que les fibres soient libérées du moule et cette opération peut être facilitée par l'utilisation d'un adhésif faible, par exemple d'un adhésif thermodurcissable ou d'un 50 adhésif thermoplastique qui rompt facilement lorsqu'on le chauffe pour permettre une telle séparation. Outre les fibres, le renforcement'introduit dans l'objet peut comporter des rubans métalliques, des fils métalliques, une mousse métallisée, des câblés textiles ou des tissus 35 textiles. Les fibres peuvent s'étendre à partir des phases opposées dii moule tandis que le renforcement supplémentaire peut être placé entre les fibres opposées. Un procédé préféré pour appliquer les fibres, qui peuvent être naturelles ou synthétiques, à la surface du moule est 40 un procédé de dépôt électrostatique. 69 02569 2 2001404 L'invention a.également pour but de réaliser un objet renforcé fabriqué par le procédé décrit ci-dessus. En particulier, elle concerne un objet dans lequel le composant de coulée est un élastomère et, tout "spécialement, un objet qui 5 possède des propriétés de déformation élastique. Dans le cas où l'objet est un pneumatique, les fibres noyées peuvent être avantageusement incorporées afin de modifier les propriétés du pneumatique, par exemple dans la bande de roulement. 10 Le premier des deux modes de réalisation dont il va être question ci-après a pour but de donner un exemple du rôle de maintien en position que les fibres noyées doivent jouer, et il concerne un procédé de coulée centrifuge d'un bandage pneumatique pour un véhicule de tourisme confectionné à l'aide d'un 15 appareil du type décrit dans le brevet français N° 1.470.691 appareil qui comprend d'une façon générale un moule extérieur et un noyau intérieur démontable de forme toroîdale, reproduisant le profil intérieur du pneumatique à mouler. La description qui va suivre en regard du dessin 20 annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprend dre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est un schéma de l'application de fibres au noyau du moule. La figure 2 est une vue partielle en perspective. 25 montrant les câblés de renforcement enroulés sur leur châssis cylindrique, certains détails n'étant pas représentés dans un but de clarté. La figure 3 est une coupe axiale partielle du moule dans lequel les câblés de renforcement sont en position, immédia-30 tement avant le moulage du pneumatique. La figure 4 est une coupe transversale schématique du noyau suivant le plan équatorial de celui-ci. Comme représenté sur la figure 1, un noyau 1 est monté sur un essieu horizontal 2 et porte un enduit d'adhésif 35 (une pâte ayant l'a consistance d'un plastisol, formée à partir -d'une poudre de chlorure de polyvinyîe dans du phtalate de diocty-le)" sur Ta surface qui formelle profil intérieur du pneumatique. 'Ce noyau est métallique et e'st mis électriquement à la masse. "Un tamis métallique 3 contenant des fibres de.nylon ayant 2,5 mm 40 de longueur et titrant 20 deniers ou floc 4 est disposé à une 69 02569 3 2001404 distance d'environ 20 cm au-dessus de la partie supérieure du noyau et ce manchon est chargé à un potentiel supérieur à 50 kilovolts au potentiel de masse, résultat que l'on obtient en connectant ce manchon à un générateur approprié.Par secouage 5 de ce distributeur, en même temps qu'on l'incline d'un coté à l'autre suivant un angle de 90° et qu'on fait lentement tourner l'edëieu, le floc sort du distributeur en se répandant sur le noyau auquel il adhère de façon relativement uniforme sur toute la surface recouverte d'adhésif. 10 L'un des effets du champ électrostatique à travers lequel les fibres tombent est d'aligner les fibres à peu près perpendiculairement à la surface locale du noyau sur laquelle elles tombent. Quand ces fibres atteignent le noyau, la charge qu'elles possèdent se perd progressivement, mais la présence 15 de l'adhésif empêche ces fibres de changer de position. Quand une quantité suffisante de fibres a été déposée, on installe le noyau dans un four à air chaud (160°C) pendant 3 minutes pour permettre à l'adhésif de faire prise, puis on enlève les fibres en excès, c'est-à-dire les fibres qui ne se sont pas collées à 20 la surface. On maintient deux tringles de talons 5 (voir figure 2) à une distance de 30 cm l'une de l'autre et dans des plans mutuellement parallèles sur un châssis démontable 6, et on enroule de façon réitérée un câblé de rayonne pour pneumatiques 25 d'une tringle à l'autre en passant par le côté intérieur du châssis, autour de la tringle et ensuite de nouveau sur l'extérieur, de manière à former une structure cylindrique similaire à une cage. On enroule le câblé à raison d'environ 10,4 tours/cm, la distancé étant mesurée dans le sens circonférentiel du châssis, 30 et on applique de l'adhésif à la tringle sur des tronçons courts à mesure de l'enroulement, ce qui a pour effet d'assujettir le câblé en position. Le châssis 6 portant le câblé bobiné comprend deux anneaux égaux en dimension, ayant une section transversale en L, chaque anneau étant formé de trois segments égaux réunis 35 par des vis fraisées qui traversent des joints semi-superposés 12. Les tringles 5 sont disposées entre les "jambages" de chaque L comme indiqué sur la figure 2. Les anneaux sont axialement espacés dans des plans parallèles par trois tiges axiales filetées 13 qui sont vissées dans trois trous taraudés circonféren-40 tiellement espacés de distanceségales (non représentés) prati 69 02569 4 2001404 qués dans l'un des anneaux et sont maintenues dans cette position par des contre-écrous 14. A l'autre extrémité, lés tiges s'emboîtent à frottement doux dans des trous lisses, circonférentielle-ment espacés de distances égales (non représentés) pratiqués 5 dans l'autre anneau, l'espacement désiré entre les deux anneaux étant réalisé par le réglage approprié -d'écrous 15 et 16 montés aux extrémités des tiges adjacentes au second anneau. Pour démonter le châssis quand tous les câblés ont été bobinés et ont adhéré aux tringles des talons, on commen-10 ce par dévisser les écrous 15 et 16 dans le sens de déplacement de ces écrous vers le centre de la tige sur laquelle ils sont montés, cette action permettant de rapprocher le second anneau du premier. On démonte ensuite le second anneau, c'est-à-dire qu'on le sépare en ses trois segments de sorte que, lorsqu'on les dévis-15 se, les tiges peuvent être enlevées de cet anneau en les dégageant d'en dedans des câblés. On enlève ensuite les trois segments du second anneau d'en dedans des câblés, et finalement on démonte le premier anneau et on enlève ses trois segments. On démonte ensuite le noyau segmenté recouvert de 20 floc et on l'assemble à nouveau à l'intérieur de la cage cylindrique séparée du châssis. On fait adhérer huit pièces 8 ( voir figure 3) de mousse de polyuréthane réticulée, de dimensions 25,4 x 25,4 x 6,35 mm, à chaque tringle en des points circon-férentiellement espacés de distances égales, de telle sorte qu'en 25 aucun point les câblés de renforcement ne touchent la surface du noyau car dans les zones des talons, les tringles sont positivement maintenues en position par les pièces de mousse et, aux autres emplacements, le câblé est maintenu à l'écart du noyau par les fibres. 30 Le noyau 1 qui est représenté sur la figure 4 com prend six parties 1a, 1b, 1c, 1d, 1e et 1f profilées de manière à faciliter l'assemblage du noyau dans la structure cylindrique de câblés et l'enlèvement du noyau d'en dedans du pneumatique final moulé. Pour assembler le noyau en dedans de l'enroulement 35 de câblé, on introduit les parties 1a et 1b àtravers l'une des tringles de talon et on les maintient conjointement en position, puis on introduit les parties 1d et 1e et on les maintient conjointement en position. Ensuite, on introduit la partie 1c à la place qu'elle doit occuper et elle est maintenue en position entre 40 les parties 1b et 1d. En dernier lieu,, on introduit la partie 1f 69 02569 5 2001404 dans l'anneau incomplet constitué des parties précédemment mises en place et on déplace cette partie 1f radialement vers l'extérieur entre les parties 1a et . 1e. La-forme effilée des parties 1c et 1f facilite lé mouvement vers l'extérieur des parties à 5 1:'encontre de la tension des câblés., l'angle de conicité X. (voir figure 4) étant de l'ordre de 5°. On assujettit le noyau dans sa forme toroîdale en introduisant une partie centrale (non représentée) qui maintient les six parties 1a à 1f en posi-. tions radialement extérieures . 10 Les ultimes stades du procédé, qui sont identiques . à ceux décrits dans le brevet français précité, consistent à . introduire le noyau 1 portant le renforcement de câblés 7 et les tringles 5 dans le moule extérieur 9, à faire tourner ce moule tout en introduisant un polyuréthane liquide (à base du 15 produit "Adiprene L-420" de DuPont de Nemours) et à vulcaniser le pneumatique moulé. Lorsqu'on enlève le pneumatique moulé du moule extérieur et lorsqu'on enlève le noyau- de l'intérieur du pneumatique par une technique qui est l'inverse de celle qui a été utilisée pour l'assemblage du noyau entre les câblés, la 20 couche adhésive appliquée au noyau se rompt, ce qui permet de retirer le noyau en laissant les fibres noyées dans le pneumatique . Le produit vulcanisé est un bandage pneumatique en un matériau translucide à travers lequel les câblés de renforcement 25 en rayonne, situés dans les plans radiaux du pneumatique, sont clairement visibles. Par inspection visuelle du pneumatique tout entier et aussi des-sections qui seront ultérieurement coupées du pneumatique, on est en mesure de constater que les câblés sont maintenus hors de contact des deux surfaces du moule. 30 Le second mode de réalisation (qui n'est pas repré senté) de l'invention fait ressortir la fonction de renforcement des fibres, et le procédé correspondant consiste à revêtir la surface radialement intérieure du moule avec des fibres de manière que la bande de roulement du pneumatique terminé contienne 35 une série de fibrês noyées dont la majeure partie est constituée par des fibres disposées à.peu près perpendiculairement à la surface de la, bande, de roulement, qui vient en contact, avec le sol,, ces fibres permettant de modifier de façon avantageuse les propriétés de lav bande de roulement. , 69 02569 6 2001404 Dans le cas d'un moule extérieur destiné au moulage centrifuge d'un pneumatique de cycle, on applique un floc à la surface radialement intérieure de ce moule extérieur par un procédé similaire à celui qui a été précédemment décrit à propos 5 du noyau. On assemble le moule contenant le noyau et on le fait tourner pendant qu'on introduit du polyuréthane liquide de la façon précédemment décrite et on vulcanise le pneumatique moulé. Quand on ouvre le moule, lé pneumatique se détache aisément en laissant le floc noyé dans la zone de la bande de roulement, les 10 fibres du floc étant sensiblement' perpendiculaires à la surface. Dans les deux modes de réalisation décrits, le poly-uréthane liquide est soumis à la forcé centrifuge et cette dernière l'oblige à couler et à noyer les fibres dans le polyuréthane élastomère du pneumatique final. 15 Bien qu'on ait spécialement' décrit la fabrication d'un pneumatique ayant un renforcement radial, le présent procédé permet aussi de confectionner des pneumatiques de types différents. Par exemple, on peut appliquer un:floc au noyau intérieur et disposer une couche de câblés de manière que ces câblés 20 coupent la couronne du pneumatique en diagonale.-On peut alors mettre en position au moyen d'un adhésif des bandelettes ou couches circonférentielles d'une mousse à pores grossiers, ou autre matière présentant une structure à pores ouverts, radialement à l'extérieur par rapport à la couche de câblés, et appliquer 25 ensuite -une autre couche de câblés mais en ayant soin que les câblés de cette dernière couche coupent la couronne suivant un angle égal mais de sens opposé à celui des câblés de la première couche. La mousse est indispensable pour empêcher les câblés des couches adjacentes de se mouvoir les uns par rapport aux autres 30 pendant le moulage et aussi pour éviter le frottement entre les couches pendant l'utilisation du pneumatique sur un véhicule. La partie restante du procédé est la même que dans le premier mode de réalisation décrit. L'utilisation d'une mousse ou d'une autre matière 35 à pores ouverts n'est pas limitée à celle d'une couche d'espacement entre les couchés de renforcement ; on peut l'utiliser en plus du floc à titre de couche d'assujettissement ou d'espacement entre la surface du moule et le renforcement, ainsi d'ailleurs que comme un renforcement en soi. Ce dernier mode d'utilisation 40 fait l'objet de' la demande de brevet français N0;P,V. déposée"ce jour, pour ; Procédé de moulage d'objets renforcés. 69 02569 2001404 EOTENDICATIONS 1.- Procédé de coulée centrifuge dans un moule d'un objet renforcé, caractérisé en ce qu'il consiste à appliquer une série de fibres à une partie au moins àe la surface 5 du moule, une proportion notable de ces fibres étant disposée de manière à être dressées sur la surface du moule à laquelle elles ont été appliquées, à introduire dans le moule une matière liquide- de coulée, à faire tourner le moule de manière à obliger la matière liquide de coulée à pratiquement remplir 10 le moule et noyer lesdites fibres, puis à séparer l'objet du moule après que la matière de coulée s'est solidifiée en maintenant les fibres noyées dans l'objet. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on dispose les fibres d'une façon au moins approximativement perpendiculaire à la partie de la surface du moule où 15 elles sont appliquées. 3.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on applique les fibres à la surface du moule par dépôt électrostatique. 4.- Procédé selon les revendications 2 ou 3, carac-20 térlsé en ce qu'on applique un adhésif à une partie au moins de la surface du moule avant l'application des fibres afin de maintenir ces fibres dans une position au moins à peu près perpendiculaire à ladite surface. 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 25 1 à 4, caractérisé en ce qu'on prévoit au moins une couche de renforcement pour l'objet et on applique les fibres à au moins une partie de la surface du moule afin de maintenir en position cette couche de renforcement pendant la coulée. 6.- Procédé selon la revendication 5, caractérisé 30 en ce que la couche de renforcement comprend des câblés parallèles. 7.- Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la couche de renforcement comprend une mousse de polyuréthane réticulée. 35 8.- Procédé selon la revendication 5, caractérisé, en ce qu'on prévoit plus d'une couche de. renforcement pour l'objet et qu'on prévoit au moins une couche de mousse de polyuréthane réticulé à titre de couche d'espacement entre les couches 69 02569 8 2001.404' adjacentes de renforcement. 9.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les fibres elles-mêmes constituent un renforcement pour l'objet. 5 10.- Objet qui a été fabriqué par le procédé selon l'une des revendications 1 à: 9« ' 11.- Bandage pneumatique qui a été fabriqué par le procédé selon l'une des revendications 1 à 9.