Brevet FR2540036A1 — publié le 19840803

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'élé ments tubulaires sensiblement toroïdaux, notamment de boyaux de bicyclette ou de pneus pour véhicules, et un élément tubulaire obtenu par ce procédé. Par la suite, on se référera, à titre d'exemple, uniquement aux boyaux de bicyclette de course ou de sport, toutefois sans limiter la présente invention à ce type d'éléments tubulaires et aux bicyclettes, le cadre de l'invention s'étendant aux pneus pour véhicules à deux ou plusieurs roues et aux garnitures d'étanchéité (pneumatique ou hydraulique) toroïdales et similaires. Comme on le sait, un boyau comprend essentiellement les éléments suivants - une carcasse toroîdale- qui peut avoir une structure radiale, ceinturée par des "nappes" ou 1,cords" -de fils dépouvus de trame ou comprenant une trame auxi liaire, ces nappes étant disposées de manière à se croiser, par exemple avec des-losanges de tissu en carré taillé en diagonale; - une chambre à air disposée à l'intérieur de la carcasse et pouvant être de type classique ou être insérée à l'état non vulcanisé avant le moulage de la bande de roulement, ou être obtenue en imperméabilisant l'intérieur de ladite car casse par épandage de matières adéquates ou au moyen de feuilles de matiè res adéquates;; - une bande de roulement qui peut être collée ou vulcanisée sur la carcasse et qui est disposée sur la face extérieure (côté route); et - une bande ou élément profilé, disposée sur la face intérieure (jante de la roue). On sait également que dans l'élément tubulaire ou boyau, les fonctions de protection des bords ou de la gorge de la jante de montage et de cein turage contre le déjantement sont réalisées, -en général, par une bande de toile ou un élément profilé en matière synthétique, fixé solidement à la carcasse par l'application d'une substance adhésive adéquate. Dans les procédés connus, après la formation des toiles pour vues ou dépourvues de trame destinées à former la carcasse, ces toiles sont tail lées en diagonale à 40-45 et disposées sur des cylindres auxiliaires en reliant tête à tête chaque fil de la première bande et en disposant successivement, d'une manière croisée, la deuxième bande, et en reliant cette deuxième bande, pour les carcasses de valeur, obtenues en croisant deux "nappes" ou "cords" de fils pa rallèles ou en reliant les bords du losange avec un élément de couverture de la jonction pour les carcasses en tissu en carre. Cette méthode est très complexe et coûteuse. C'est pourquoi le but de la présente invention est de fournir un procédé de fabrication d'éléments tubulaires, notamment de boyaux de bicyclette ou pneus pour véhicules, permet tant de simplifier la fabrication de ces éléments et de réduire le prix de revient. Selon un aspect de la présente invention, le but mentionné cidessus et d'autres buts qui ressortiront mieux par la suite sont obtenus par un procédé de fabrication d'éléments tubulaires, en particulier boyaux de bicyclette ou pneus pour véhicules, caractérisé en ce que l'on enroule les toiles formant la carcasse de l'élément tubulaire sur au moins deux petits cercles auxiliaires mis en tension et en rotation par des moyens de tension tournants, de manière à disposer lesdites toiles selon une configuration hélicolclale. Selon une forme avantageuse pour la production d'un élément tubulaire sans couture, la chambre à air, déjà pourvue d'une valve, est disposée entre lesdits petits cercles avant le début de l'enroulement des toiles, de manière à ce que les toiles soient enroulées autour de ladite chambre à air. En cas d'utilisation de nappes dépourvues de trame ou ayant seulement une trame auxiliaire, on peut notamment enrouler les toiles sur une rotation d'au moins deux tours des petits cercles en renversant, au début du deu xième tour, l'angle de l'hélice, et employer deux toiles avec croisement des hélices. D'autres caractéristiques et avantages du procédé de fabrication d'éléments tubulaires selon la présente invention ressortiront mieux de la description détaillée suivante, en se référant aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 est une vue schématique d'un appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention, La figure 2 est une vue en coupe latérale de la carcasse d'un boyau sans couture, pourvu d'une chambre à air, obtenu par ce procédé, La figure 3 est une vue en coupe d'un boyau sans couture et sans chambre à air, qui peut être fabriqué par le procédé selon la présente invention, La figure 4 représente une forme de réalisation modifiée, pourvue d'âmes de talon, dans le but de permettre l'emploi de ce pneu sur des jantes classiques, et La figure 5 est une vue en coupe d'un boyau sans couture, pourvu d'une bande de roulement, de toiles anticrevaison, d'un ruban extérieur de protection et d'ailettes de connexion et de centrage sur la jante de la roue. En se référant aux chiffres de référence des figures mentionnées ci-dessus, le procédé de fabrication d'éléments tubulaires, notamment de boyaux pour bicyclettes ou pneus pour véhicules, selon la présente invention, comprend une étape d'enroulement des toiles avec un angle choisi en fonction des fils ou tissus employés et des caractéristiques désirées du produit fini sur deux ou plusieurs petits cercles auxiliaires 2, mis en tension et en rotation par deux ou plusieurs moyens de tension tournants, en particulier des rouleaux 3 convenablement façonnés et rainurés. Les toiles 1 sont déroulées à partir de rouleaux qui tournent autour des petits cercles 2 et qui déroulent en même temps lesdites toiles en tournant sur leurs axes, comme représenté par les flèches sur la figure 1. Dans le cas particulier d'une production de boyaux sans couture et pourvus d'une chambre à air, on dispose sur les rouleaux 3 la chambre à air 4 déjà pourvue d'une valve 5, et vulcanisée ou non selon le type de boyau désiré (voir la figure 2). Dans le cas de toiles imperméables, la valve 5 est fixée à une bande élastique 6 ayant une largeur correspondant à la distance entre les deux petits cercles 2 et une circonférence égale, et ayant pour fonction de maintenir les toiles séparées jusqu'à l'étape de vulcanisation, dans la partie prévue pour former la section intérieure de l'élement tory'dal où l'on introduira l'air lors du gonflage (figure 3). La valve 5 peut être pourvue d'une base en élastomère, en matière synthétique ou en métal. Les petits cercles auxiliaires peuvent avantageusement être de type mou si l'on désire réaliser soit une carcasse prévue pour être cousue ou pourvue d'une fermeture à glissière, soit un boyau sans couture du type pliable. Les petits cercles 2 peuvent également être formés par des fils, des tresses, etc. en matière thermofusible ou thermovolatile lorsque l'on désire que les petits cercles ne soient de nature à influencer les caractéristiques du produit fini. Dans ce cas, la matière sera choisie fusible ou volatilisable à la température la plus convenable en fonction du produit fini, cette température étant d'autre part inférieure à la température d'activation du processus de vulcanisation de l'ensemble formé par la chambre, la carcasse et la bande de roulement. Selon une forme de réalisation particulière de la présente invention, les petits cercles 2 peuvent être prévus en nombre plus grand que les deux cercles nécessaires pour l'enroulement des toiles. En particulier, ces cercles peuvent être disposés aussi dans la forme de tresses, de na#ppes, de bandes, de toiles, etc. avant et/ou après la mise en place de la chambre à air 4 ou d'un ruban élastique de séparation, et - ils peuvent rester insérés dans la carcasse pour remplir une fonction d'âmes de talon 7 ou-de ceinturage, et pour donner une bonne résistance aux crevaisons, aux déchirures, à l'abrasion, etc., soit du côté de la route, soit du côté de la jante de la roue (figures 4 et 5). On prévoit en outre la possibilité d'employer la chambre à air 4 comme une âme auxiliaire pour l'enroulement des toiles qui forment la carcasse en lui donnant une forme parfaitement torotdale et suffisamment raidie. Le raidissement de la chambre à la température de traitement de la carcasse et pour le temps nécessaire pour sa production peut etre obtenu en injectant dans la chambre, à travers la valve 5, des substances inertes par rapport à la chambre. Ces substances peuvent être, à c#hoix, solides à la température ambiante et fusibles à une température inférieure à la température de fusion desdits petits cercles et/ou d'activation du processus de vulcanisation de la chambre, de la carcasse ou de la bande de roulemen-t (cycle avec insertion et vidange à chaud, préparation à température ambiante). Lesdites substances peuvent également se présenter à l'état liquidé à la température ambiante et congelables d'une manière rapide et permanente (cycle avec insertion et vidange à température ambiante, préparation à froid).Le liquide de remplissage, dans le cas du cycle avec la chambre raidie à une température inférieure à 0 C, peut également être maintenu au moins partiellement après la préparation, pour être employé au cours de l'étape de fabrication suivante, lors du contrôle, etc. Les toiles d'enroulement hélicoidal peuvent être formées soit par des nappes classiques de fils disposés. côte à côte ou par des losanges etlou des bandes de tissu en carré, gommées, perforées en face du point d'insertion de la tige de la valve 5, soit par des fils continus en fibres naturelles ou synthétiques, simples ou disposés côte à côte, déjà gommés ou traités pour le gommage. avec du latex, des solutions, des pâtes, etc. pendant et après l'étape d'enroule^ ment, avec une protection préliminaire de la chambre à air 4 par des vernis ou des pellicules élastiques afin de s'opposer au collage de cette dernière à la carcasse. Les fils continus, simples ou disposés côte à côte, peuvent être employés pour la fabrication de carcasses de grande valeur, de forme torotdale, dans la fabrication de boyaux "collés" par couture. Ces carcasses peuvent être réalisées en coupant l'élément toroldal le long de la circonférence intérieure et en formant une bordure sur ses bords, éventuellement après avoir inséré des petits cercles de renforcement. Les carcasses fabriquées peuvent recevoir, dans le même poste -d'enroulement et de fabrication, l'application de la bande de roulement 9 et/ou de petites toiles anticrevaison 10 et/ou du ruban extérieur de protection 11 et/ou d'âmes 7 de talon 8 et/ou d'ailettes de centra#ge et de connexion 12 du boyau sur la jante de la roue et/ou d'un enduit lorsque l'on désire un centrage automatique de ces éléments et une réduction ultérieure du temps de fabrication (figures 4 et 5). La description qui précède et les dessins annexés mettent en évidence les qualités fonctionnelles et la facilité d'emploi qui caractérisent le procédé de fabrication de- pneus et d'éléments tubulaires selon la présente invention. Naturellement, cette méthode de fabrication n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus et illustrées d'une manière schématique, mais elle est susceptible de toutes variations et modifications possibles pour la production d'éléments tubulaires a' fabriquer, sous une forme toroïdale ou annulaire, avec des sections longitudinales etlou transversales de forme polygonale, et d'éléments fabriqués mous et/ou élastiques de forme toroïdale ou annulaire, avec des sections transversales et/ou longitudinales de forme polygonale, gonflables ou remplissables par des gaz et/ou des liquides sous pression. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'éléments tubulaires, notamment de boyaux de bicyclette ou de pneumatiques pour véhicules, caractérisé en ce que l'on enroule des toiles (1) formant la carcasse de l'élément tubulaire sur au moins deux petits cercles auxiliaires (2) mis en tension et en rotation par des moyens de tension tournants (3), de manière à disposer lesdites toiles selon une configuration hélicoïdale. 2. Procédé selon la revendication 1, pour la fabrication d'un boyau de bicyclette pourvu d'une carcasse sans couture, caractérisé en ce que l'on enroule en hélice les toiles de la carcasse autour de la chambre à air (4) déjà pourvue d'une valve (5) et disposée autour desdits moyens de tension. 3. Procédé selon l'une des revendications I ou 2, caractérisé en ce que lesdits petits cercles (2) sont réalisés en matière de type mou et/ou en matière thermofusible et/ou thermovolatile. 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on enroule les toiles (1) de la carcasse autour de la chambre à air (4) lorsque celleci est convenablement mise en forme et raidie pour le temps nécessaire pour la fabrication. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on empl#oie un liquide de remplissage, dans le cas du cycle avec la chambre raidie, à une température inférieure à OOC, et en ce que l'on enlève complètement ou en partie ce liquide après la fabrication pour le réutiliser dans l'étape suivante de travail. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce- que, pour la fabrication des carcasses, on utilise un ou plusieurs fils continus. 7. Procédé selon la revendication 6, en p#articulier pour la fabrication de pneus avec couture et avec chambre à air interchangeable, caractérisé en ce que la carcasse est obtenue en coupant l'élément toroidal fabriqué en utilisant un ou plusieurs fils continus. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits petits cercles (2) sont laissés noyés dans la carcasse pour servir d'âmes de talon (7), de ceinture et/ou de protection. 9. Procédé selon les revendications 2, 3, 6 et 8, caractérisé en ce que, dans le cas de toiles imperméables, les toiles formant les parties extérieure et intérieure du boyau sont maintenues séparées par une bande (6) reliant lesdits petits cercles auxiliaires (2). 15. Procédé selon l'une des revendications I ou 2, caractérisé en ce que les toiles de la carcasse sont formées par des fils continus, par des nappes de fils disposés côte à côte, ou par des losanges ou bandes de tissu en carré taillé en diagonale. 11. Procédé selon l'une des revendications 2 ou 9, caractérisé en ce que ladite valve (5), pourvue d'une base en matière élastique, en matière synthétique ou en métal, est fixée à la chambre à air ou à un ruban de séparation (6) des parties intérieure et extérieure de la carcasse et à la partie-intérieure ou, dans le cas d'une base rigide, à tout l'ensemble ou à une partie de l'ensemble chambre/couche imperméable/tissu de la carcasse. 12. Elément tubulaire sensiblement toroldal obtenu par le procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une carcasse formée par des toiles (1) enroulées en hélice autour d'au moins deux petits cercles (2).