Brevet FR2676466A1 — publié le 19921120

La présente invention concerne un câble de pneumatique en acier et un pneumatique l'incorporant. Les câbles de pneumatique en acier sont classés en câbles fermés, montrés à la Fig 8 A, et en câbles ouverts, montrés à la Fig 8 B. Le câble fermé, Fig 8 A, appliqué à un pneumatique forme des vides dans le pneumatique, car l'espace central du câble fermé ne peut être rempli de caoutchouc en fabricant le pneumati- que Les vides du pneumatique permettent à une corrosion locale du câble fermé de se propager tout autour du pneumatique. Le câble ouvert, Fig 8 B, a un grand espace central car les torons composants subissent des contraintes excessives en le fabricant: Le grand espace central du câble ouvert rend nécessai- re de le remplir et, dans certains cas, il ne peut pas être complètement rempli de caoutchouc De plus, des torsions du câble ouvert sont susceptibles de le rendre instable Comme l'allongement sous une faible charge est grand pour un câble ouvert, il est difficile de manipuler le câble ouvert en fabricant un pneumatique. L'espace central peut être rendu plus petit en disposant les torons du câble ouvert suivant une structure triangulaire, vu en coupe, et on peut réduire l'allongement en utilisant un toron droit pour l'un des torons composants Bien qu'une structure triangulaire, en coupe, réduise au minimum l'espace central du câble ouvert, il n'est pas complètement rempli car les torons composants sont disposés proches les uns des autres. On a fabriqué des câbles de pneumatique d'essai, montrés à la Fig 8 C Dans chacun des câbles d'essai, certains des torons étaient gaufrés pour créer des espaces entre les torons adjacents. En imprégnant les câbles d'essai de caoutchouc, il pouvait pénétrer à travers les intervalles entre les torons adjacents dans l'espace central, qui était rempli d'une manière satisfaisante de caoutchouc, éliminant ainsi la possibilité de corrosion et les problèmes dûs à l'allongement. Cependant, certains des torons de quelques câbles d'essai étaient cassés L'examen des torons cassés a prouvé que tous étaient des torons droits ce qui était dû à la concentration de la charge de tension sur les torons droits. Bien qu'on ait proposé beaucoup d'autres câbles de pneuma- tique d'essai, aucun n'était exempt de tous les problèmes relatifs à la corrosion, à l'allongement sous une faible charge et à la cassure des torons composants Comme les torsions dans les câbles d'acier de pneumatique ne sont pas stabilisées, il est difficile et cher de fabriquer un pneumatique par le procédé de dépôt, et les couches de ceinture ont tendance à différer les unes des autres en qualité De plus, une contrainte de tension n'est induite que dans un ou deux des torons composants du câble et donc ces torons tendent à se casser en un temps de service très court, ce qui est dommageable pour la durée du câble de pneumatique. La présente invention a pour but de résoudre dans le câble de pneumatique en acier les problèmes causés par l'espace central dont la surface en coupe est grande, par le grand allongement et les torsions instables, ainsi que la concentration de charge de tension sur certains torons composants uniquement, et les problèmes du pneumatique causés par la liaison des câbles en acier et le caoutchouc dans une couche de ceinture en qualité et en durée. Pour résoudre les problèmes ci-dessus, la présente inven- tion prévoit un câble de pneumatique en acier composé de trois à cinq torons et ayant une structure transversale dans laquelle la surface transversale des espaces entre les torons est réduite à une valeur minimale possible; caractérisé en ce que l'axe du toron de coeur et celui du toron externe s'enroulent autour de l'axe du câble, le diamètre d'un cylindre imaginaire autour duquel l'axe de la torsion du toron de coeur est inférieur à ceux des cylindres imaginaires autour desquels les axes des torons externes se tordent respectivement, le toron de coeur et les torons externes sont différents les uns des autres par l'angle d'hélice, et au moins un des torons composants est gaufré. Concrètement, le câble se compose de trois à cinq torons y compris un ou deux torons de coeur et deux à quatre torons externes s'enroulant autour des torons de coeur Les axes des torons de coeur s'enroulent autour de l'axe du câble en petites hélices et les axes des torons externes s'enroulent autour de l'axe du câble en larges hélices Un des torons de coeur et des 3 2676466 torons externes est gaufré En une coupe transversale du câble, les torons de coeur adjacents et les torons externes sont disposés serrés en structure triangulaire transversale et des intervalles sont créés entre le toron gaufré et les torons adjacents. Pour résoudre les problèmes ci-dessus, la présente inven- tion prévoit un pneumatique ayant une couche de ceinture incorporant des câbles d' acier composés chacun de trois à cinq torons y compris un ou deux torons de coeur et deux à quatre torons externes s'enroulant autour de l'axe du câble en hélices, caractérisé en ce que les axes des torons de coeur S 'enroulent autour de l'axe du câble en petites hélices, en ce que les axes des torons externes s'enroulent autour de l'axe du câble en grandes 'hélices, en ce que un des torons de coeur et des torons externes est gaufré, en ce que les torons de coeur adjacents et les torons externes sont disposés serrés en structure triangulaire transversale, en ce que des intervalles sont créés entre le toron gaufré et les torons adjacents, et en ce que une surface enveloppante enveloppant le câble et une surface enveloppante ayant une section transversale triangulaire enveloppant l'inté- rieur à partir des espaces sont recouvertes serrées de caoutchouc et intégralement noyées. Les torons gaufrés peuvent être les torons de coeur et les torons externes, les torons externes ou les torons de coeur. La différence entre le diamètre du cylindre imaginaire des torons de coeur et celui des torons externes est déterminée sélectivement en tenant compte de la corrélation entre les cassu- res et 1 'allongement Les diamètres des cylindres imaginaires autour desquels tournent les torons externes sont plus grands que ceux des cylindres imaginaires autour desquels tournent les torons de coeur La différence de diamètre du cylindre imaginai- re autour duquel tournent les torons externes dépend de la structure transversale du câble. Le pas des creux du toron gaufré est de 10 à 50 fois le diamètre du toron qui est dans la plage de 0,15 à 0,38 mm Le pas et le diamètre sont déterminés sélectivement en tenant compte des spécifications du pneumatique Quand plusieurs torons sont gaufrés, les creux des torons peuvent être disloqués ou co Yncider selon la direction de l'axe du câble. Les effets de l'invention sont les suivants: 1 Comme les axes des torons de coeur et des torons externes tournant autour de cylindre imaginaire concentrique à l'axe du câble, les torons de coeur tournent en plus petites hélices alors que les torons externes tournent en hélices plus grandes, les torons de coeur et les torons externes sont disposés serrés en une structure transversale triangulaire, et des interval- les sont créés entre les torons gaufrés et les torons adjacents, la surface transversale des espaces du câble est réduite au minimum même si le câble se compose de trois à cinq torons, et la charge de tension est distribuée sur tous les torons En conséquence, la quantité de caoutchouc nécessaire pour remplir les espacés du câble est réduite, les intervalles entre les torons gaufrés et les torons adjacents à travers lesquels le caoutchouc pénètre n'ont pas besoin d'être grands, et le caoutchouc peut pénétrer dans le câble par les petits intervalles pour remplir les espaces complètement. 2 Bien que le câble d'acier ait un petit allongement initial et que les torsions sont stabilisées, les espaces de surface transversale minimale peuvent être remplis de caoutchouc. 3 Comme le petit allongement initial et les torsions stabili- sées facilitent la manipulation du câble en acier en noyant le câble dans le caoutchouc en fabricant un pneumatique et aucun toron particulier n'est cassé car la charge de tension est distri- buée à tous les torons. 4 Comme les espaces ayant une surface transversale mini- male et une section transversale triangulaire dans le câble noyé dans la couche de ceinture sont remplis complètement de caout- chouc, on évite la corrosion du câble, et des surfaces envelop- pantes interne et externe du câble et le caoutchouc mantiennent un état lié fortement pour donner un câble extrêmement durable car le caoutchouc est en contact intime avec la surface envelop- pante externe du câble, les espaces, et la surface enveloppante ayant une section transversale triangulaire communicant avec les espaces. Comme les torons de coeur et les torons externes du câble noyés dans la couche de ceinture tournent autour de l' axe du câble en hélices autour de cylindres imaginaires de différents 2676466 diamètres respectivement, et lié par le caoutchouc tout toron particulier n'est pas soumis à une charge de tension, aucun toron particulier n'est cassé, tous les torons peuvent montrer une force à peu près égale à leur force inhérente, et le câble a une durée de vie plus grande. 6 Comme la force de liaison liant le câble et le caoutchouc dans la caoutchouc est très forte, les câbles sont uniformes en qualité. 7 Les torsions stabilisées et le petit allongement initial du câble noyé dans la couche de caoutchouc facilitent et améliorent l'effet économique du procédé de recouvrement. Les caractéristiques ci-dessus, ainsi que d'autres, vont apparaître 'clairement à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig 1 est une vue latérale d'un fragment de câble de pneumatique en acier suivant un premier exemple de réalisation de la présente invention; la Fig 2 A est une vue en coupe à plus grande échelle suivant la ligne A-A de la Fig 1; la Fig 2 B est une vue en coupe à plus grande échelle suivant la ligne B-B de la Fig 1; la Fig 2 C est une vue en coupe à plus grande échelle suivant la ligne C-C de la Fig 1; la Fig 2 D est une vue en coupe à plus grande échelle suivant la ligne D-D de la Fig 1; la Fig 3 est une vue latérale réduite d'un fragment d'un toron gaufré; la Fig 4 est une vue en coupe à plus grande échelle d'un câble de pneumatique suivant un second exemple de réalisation de la présente invention; la Fig 5 est une vue en coupe à plus grande échelle d'un câble de pneumatique suivant un troisième exemple de réalisation de la présente invention;35 la Fig 6 est une vue en coupe à plus grande échelle d'un câble de pneumatique suivant un quatrième exemple de réalisa- tion de la présente invention; la Fig 7 est une vue en coupe à plus grande échelle d'un fragment de pneumatique d'un exemple préféré de la présente invention, incorporant les câbles en acier montrés à la Fig 1; la Fig 8 A est une vue en coupe à grande échelle d'un câble fermé classique; la Fig 8 B est une vue en coupe à grande échelle d'un câble ouvert classique; et la Fig 8 C est une vue en coupe à grande échelle d'un câble en acier d'essai. En se référant aux dessins, un câble en acier 1 se compose de trois à cinq torons, y compris un ou deux torons de coeur 2 et le reste des torons comme torons externes 3 L'axe 11 du toron de',coeur 2 s'enroule autour de l'axe Il du câble 1 Le diamètre d'un cylindre autour duquel l'axe 11 du toron de coeur 2 s'enroule est plus petit que ceux des cylindres autour desquels s'enroulent respectivement les torons externes 3 Le câble 1 est tordu de manière que le toron de coeur 2 et les torons externes soient disposés serrés dans une structure transversale triangulai- re Quelques uns des torons de coeur 2 et des torons externes 3 sont des torons gaufrés avec des creux 4 Des intervalles 5 sont créés entre les torons gaufrés et les torons adjacents. Plus concrètement, dans le câble 1 montré dans les Figs 1 à 3, l'axe 11 du toron de coeur 2 a s'enroule autour de l'axe 10 du câble 1, et le toron de coeur 2 a est gaufré pour former les creux 4 Les axes 12 des torons externes 3, c'est-à-dire les torons externes 3 a à 3 d, s'enroulent autour de l'axe Il du câble 1 Le diamètre d'un cylindre autour duquel l'axe 11 du toron de coeur 2 a s'enroule est plus petit que ceux des cylindres autour desquels les axes des torons externes 3 s'enroulent Parmi les30 torons externes, les torons 3 b et 3 c sont gaufrés et ont des creux 4. Le câble d'acier 1 est enroulé de manière que le toron de coeur 2 et les torons externes 3 soient disposés serrés en structure transversale triangulaire, formant des intervalles 535 entre les torons gaufrés et les torons adjacents Trois espaces 6 sont créés autour du toron de coeur 2 Les espaces 6 communi- quent avec l'extérieur par les intervalles 5. Chaque espace 6 communique avec l'extérieur par deux intervalles 5 ou plus, de sorte que le caoutchouc puisse pénétrer efficacement à travers les intervalles 5 vers les espaces 6 pour remplir ceux-ci parfaitement. Bien que, dans cet exemple de réalisation, deux torons externes soient gaufrés et deux autres non gaufrés; un des torons externes ou trois peuvent être des torons gaufrés L' arran- gement des torons externes y compris des torons externes gaufrés est optionnel. Un câble d'acier 1, montré à la Fig 4, se compose d'un toron de coeur 2 dont l 'axe 11 S 'enroule autour de 1 ' axe 10 du câble 1, et de quatre torons externes 3 dont chaque axe 12 s'enroule, autour de l'axe 10 du câble 1 Le diamètre du cylindre autour duquel le toron de coeur 2 s'enroule est plus petit que ceux des cylindres autour desquels S 'enroulent respecti- vement les torons externes 3 Les deux torons externes 3 a et 3 b, sur les quatre 3 a à 3 d, sont gaufrés et ont des creux 4. Le toron de coeur 2 et les torons externes 3, c'est-à-dire les torons externes 3 a à 3 d, sont disposés en une structure transversale triangulaire avec des espaces entre les torons externes gaufrés 3 a et 3 c et les torons adjacents. Dans une variante, tous les torons externes 3 peuvent être des torons gaufrés avec des creux. Un câble d'acier 1, montré à la Fig 5, se compose d'un toron de coeur 2, c 'est-à-dire un toron de coeur gaufré 2 a avec des creux 4, dont l'axe s'enroule autour de l'axe 10 du câble 1, des torons externes 3, c'est-à-dire quatre torons externes 3 a à 3 d, dont chaque axe s'enroule autour de l'axe 10 du câble 1. Le diamètre du cylindre autour duquel s' enroule le toron de coeur 2 a est plus petit que ceux des cylindres autour desquels s'enroulent respectivement les torons externes 3 a à 3 d. Le toron de coeur 2 a et les torons externes 3 a à 3 d sont enroulés serrés avec des intervalles 5 entre les torons adjacents dans une structure transversale triangulaire Trois espaces 635 créés entre le toron de coeur 2 et les torons externes 3 communiquent avec l'extérieur par les intervalles 5. Dans une variante de l'exemple de réalisation de la Fig. , un câble d'acier 1 peut avoir une structure à quatre couches consistant en un toron de coeur 2 et trois torons externes 3. Le câble d'acier 1 de la Fig 6 se compose de deux torons de coeur 2, c'est-à-dire les torons 2 a et 2 b, dont chaque axe 11 s'enroule autour de l'axe 10 du câble 1, et deux torons externes5 3, c'est-à-dire les torons 3 a et 3 b, dont chaque axe 12 s'enroule autour de l'axe 10 du câble 1 Les diamètres des cylindres autour desquels S 'enroulent respectivement les torons 2 a et 2 b sont plus petits que ceux des cylindres autour desquels S 'enrou- lent respectivement les torons 3 a et 3 b Les torons externes 3 a et10 3 b sont gaufrés avec des creux 4. Les torons de coeur 2 a et 2 b, et les torons externes 3 a et 3 b adjacents aux torons 2 a et 2 b sont disposés serrés avec des intervalles 5 entre eux dans une structure transversale triangu- laire Deux espaces 6 créés entre les torons de coeur 2 et les15 torons externes 3 communiquent avec l'extérieur par les interval- les 5. Chacun des deux espaces 6 communique avec l'extérieur par deux intervalles 5 ou plus de manière que le caoutchouc puisse pénétrer efficacement à travers deux intervalles 5 ou plus dans20 chaque espace 6 pour remplir les espaces 6 complètement. Dans les exemples de réalisation ci-dessus, les intervalles sont reliés aux espaces 6 du câble 1 et le caoutchouc peut pénétrer par les intervalles 5 dont les espaces correspondants 6 et les remplir.25 Le Tableau 1 montre les résultats d'examen comparatif d'un câble d'acier suivant la présente invention et un câble classique en termes d'allongement à faible charge ( O à 5 kg) et de rapport de remplissage Les câbles d' acier sont des câbles à cinq brins de diamètre 0,25 Dans le Tableau 1, les valeurs des30 caractéristiques spécifiées par des astérisques sont représentées par des rapports de valeurs aux valeurs correspondantes d' un câble fermé. Comme il est visible dans le Tableau 1, le câble d'acier suivant la présente invention a un petit allongement à faible charge à peu près égale à celle du câble fermé et a un grand rapport de remplissage d'espace de 100 % égal à celui d'un câble ouvert Le câble ouvert et le câble fermé ont des avantages et des inconvénients. Tableau 1 Câble Câbles échantillon classiques de l'invention fermé ouvert câble d'essai Coupe transv Fig 1 Fig 8 a Fig 8 B Fig 8 C Diamètre 1,08 1,00 1,25 1, 08 Force de rupt 0,99 1,00 0,98 0,70 Allongement ( O à 5 kg) 1,33 1,00 5,00 1,00 Taux dé remplissage 100 O 100 100 Pas des creux 20 d 20 d Pas des creux 20 d 20 d La Fig 7 montre une partie d'un pneu 50 à grande échelle Le pneu 50 a une forme désirée et une couche de ceinture 51 qui incorpore les câbles d'acier 1, qui sont sembla- bles au câble du premier exemple de réalisation de la Fig 1, suivant la présente invention A la Fig 7, seul un des câbles d'acier est montré On a évité la description de ce câble. Le câble d'acier 1 noyé dans la couche 51 est entouré serré par du caoutchouc 52 qui va le long d'une surface enveloppante la qui enveloppe le câble 1 Les espaces internes 6 en coupe triangulaire sont remplis de caoutchouc qui pénètre par les intervalles 5 et passe le long des surfaces enveloppantes internes lb Ainsi, le câble d'acier 1 est parfaitement imprégné de caoutchouc 52, et le câble 1 et le caoutchouc 52 sont liés ensemble dans la couche de ceinture 51. REVENDICATIONS 1 Câble de pneumatique en acier ( 1) formé en enroulant trois à cinq torons, y compris un ou deux torons de coeur ( 2) et deux à quatre torons externes ( 3) s'enroulant autour du ou des torons de coeur ( 2), caractérisé en ce que le toron de coeur ou chacun des torons de coeur ( 2) s'enroulent autour d'un cylindre imaginaire ayant son axe aligné avec l'axe du câble en acier ( 1), en ce que chacun des torons externes ( 3) s'enroule en hélice autour d'un axe imaginaire ayant son axe aligné avec l'axe du câble en acier ( 1), en ce que les diamètres des cylindres imaginaires autour desquels s'enroulent les torons exter- nes ( 3) sont plus grands que celui du cylindre imaginaire autour duq Uel s'enroule le toron de coeur ( 2), en ce qu'au moins un des torons de coeur ( 2) et des torons externes ( 3) est gaufré pour y créer des creux ( 4), en ce que le ou les torons de coeur ( 2) et les torons externes ( 3) sont disposés serrés en une structure transversale triangulaire avec des intervalles ( 5) entre le ou les torons gaufrés et les torons adjacents. 2 Câble de pneumatique en acier suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les torons de coeur ( 2) sont gaufrés pour y créer des creux ( 4). 3 Câble de pneumatique en acier suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les torons externes ( 3) sont gaufrés pour y créer des creux ( 4). 4 Câble de pneumatique en acier suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les torons de coeur ( 2) et les torons externes ( 3) sont gaufrés pour y créer des creux ( 4). Pneumatique ayant une couche de ceinture renforcé par des câbles d'acier ( 1) qui y sont noyés caractérisé en ce que chaque câble de pneumatique en acier ( 1) se compose de trois à cinq torons, y compris un ou deux torons de coeur ( 2) et deux à quatre torons externes ( 3) s'enroulant autour du ou des torons de coeur ( 2), en ce que le ou chacun des torons de coeur ( 2) s'enroule en hélice autour d'un cylindre imaginaire ayant son axe aligné avec l'axe du câble en acier ( 1), en ce que chacun des torons externes ( 3) s'enroule en hélice autour d'un cylindre imaginaire ayant son axe aligné avec l'axe du câble en acier ( 1), en ce que les diamètres des cylindres imaginaires autour desquels s'enroulent les torons externes ( 3) sont plus grands que celui du cylindre imaginaire autour duquel s'enroule le toron de coeur ( 2), en ce qu'au moins un des torons de coeur ( 2) et des torons externes ( 3) est gaufré pour y créer des creux ( 4), en ce que le ou les torons de coeur ( 2) et les torons externes ( 3) sont disposés serrés en structure transversale triangulaire avec des intervalles ( 5) entre le ou les torons gaufrés et les torons adjacents, et en ce que la surface enveloppante externe du câble en acier ( 1) et les surfaces enveloppantes internes définissant des espaces formant des espaces triangulaires dans le câble en acier sont intimement recouvertes de caoutchouc de manière que les câbles ein acier soient noyés dans le caoutchouc. 6 Pneumatique suivant la revendication 5, caractérisé en le ou les torons de coeur sont gaufrés pour y créer des creux ( 4). 7 Pneumatique suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les torons externes sont gaufrés pour y créer des creux ( 4). 8 Pneumatique suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le ou les torons de coeur ( 2) et les torons externes ( 3) sont gaufrés pour y créer des creux ( 4). il