Brevet FR3028872A1 — publié le 20160527

- 1 - [001] L'invention concerne un procédé de fabrication d'au moins des premier et deuxième assemblages de M1 élément(s) filaire(s) et M2 élément(s) filaire(s), un assemblage d'éléments filaires ainsi qu'un pneumatique comprenant un tel assemblage. [002] On connait de l'état de la technique un pneumatique pour véhicule poids lourd à armature de carcasse radiale. Un tel pneumatique comprend une armature de carcasse radiale ancrée dans deux bourrelets et surmontée radialement par une armature de sommet elle-même surmontée d'une bande de roulement qui est réunie aux bourrelets par deux flancs. [003] Dans un tel pneumatique, l'armature de sommet comprend une armature de travail, une armature de frettage, une armature de protection, et de façon optionnelle, une armature de triangulation. L'agencement relatif de ces armatures les unes par rapport aux autres peut varier. Généralement, l'armature de protection est l'armature radialement la plus externe, l'armature de travail est l'armature radialement la plus interne, l'armature de frettage étant agencée entre l'armature de protection et l'armature de travail. [4] Chaque armature comprend une unique ou plusieurs nappes. Chaque nappe comprend des éléments de renfort agencés côte à côte parallèlement les uns aux autres. Les éléments de renfort font un angle qui varie selon l'armature à laquelle la nappe appartient. Chaque élément de renfort comprend un ou plusieurs assemblages d'éléments filaires, chaque assemblage comprenant plusieurs fils unitaires métalliques assemblés entre eux, soit par câblage soit par retordage. [5] On connait de l'état de la technique un assemblage d'éléments filaires comprenant une unique couche d'éléments filaires, ici trois fils, présentant un diamètre de 0,26 mm enroulés ensemble en hélice au pas de 5 mm. Cet assemblage est désigné par l'appellation « 3.26 » conformément à la nomenclature usuelle. [6] Afin d'assurer le bon fonctionnement de chaque armature, et notamment des armatures de frettage et de protection, on souhaite pouvoir contrôler l'allongement structural de ces assemblages d'éléments filaires, et tout particulièrement pouvoir obtenir un allongement structural élevé lorsque cela s'avère nécessaire. L'utilisation d'un procédé de retordage classique permet d'obtenir un allongement structural au plus égal à 0,5% pour le câble 3.26 décrit ci-dessus. [7] Afin d'augmenter la valeur de l'allongement structural, on connait de l'état de la technique plusieurs procédés et installations de fabrication d'un assemblage de fils comprenant une unique couche de plusieurs fils enroulés ensemble en hélice. De tels procédés et installations sont décrits dans les documents EP0548539, EP1000194, 3028872 - 2 - EP0622489 ou encore EP0143767. Lors de ces procédés, afin d'obtenir l'allongement structural le plus élevé possible, on préforme les fils. Toutefois, cette étape de préformation des fils, qui nécessite une installation particulière, d'une part, rend le procédé relativement peu productif par rapport à un procédé dépourvu d'étape de 5 préformation sans pour autant permettre d'atteindre des allongements structuraux élevés et, d'autre part, altère les fils ainsi préformés en raison des frottements avec les outils de préformation. En effet, l'utilisation d'un procédé d'assemblage utilisant une étape de préformation des fils permet d'obtenir un allongement structural au plus égal à 2,0% pour le câble 3.26 décrit ci-dessus. 10 [008] L'invention a pour but de contrôler l'allongement structural d'assemblages d'éléments filaires, et tout particulièrement de pouvoir atteindre un allongement structural élevé lorsque cela s'avère nécessaire sans nécessairement avoir à utiliser une étape de préformation. [009] A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'au moins des 15 premier et deuxième assemblages de M1 élément(s) filaire(s) et M2 élément(s) filaire(s), au moins l'un des premier et deuxième assemblages comprenant plusieurs des éléments filaires enroulés ensemble en hélice, le procédé comprenant : - une étape d'assemblage de M éléments filaires ensemble en une couche des M éléments filaires autour d'un noyau transitoire pour former un assemblage 20 transitoire, et - une étape de fractionnement de l'assemblage transitoire en au moins les premier et deuxième assemblages de M1 élément(s) filaire(s) et M2 élément(s) filaire(s). [10] Grâce au procédé selon l'invention, il est possible de contrôler l'allongement 25 structural des assemblages obtenus et si cela s'avère nécessaire, d'obtenir un allongement structural relativement élevé et ceci sans avoir à utiliser une étape de pré-formation. [11] En effet, lors de l'étape d'assemblage de l'assemblage transitoire, on confère aux M éléments filaires une courbure qu'ils conserveront durant et après l'étape de 30 fractionnement. Or, durant l'étape de fractionnement de cet assemblage transitoire, le noyau transitoire étant fractionné entre les premier et deuxième assemblages d'éléments filaires ou séparé des premier et deuxième assemblages d'éléments filaires, le ou les assemblages obtenus présentent une aération importante liée à la réduction ou la suppression du diamètre du noyau transitoire et à la conservation de la 35 courbure des éléments filaires. Cette aération permet d'obtenir des assemblages présentant un allongement structural important si cela s'avère nécessaire. 3028872 - 3 - [12] Grâce au procédé selon l'invention, on fabrique simultanément les premier et deuxième assemblages de M1 élément(s) filaire(s) et M2 élément(s) filaire(s). [13] Par élément filaire, on entend tout élément longiligne de grande longueur relativement à sa section transversale, quelle que soit la forme de cette dernière, par 5 exemple circulaire, oblongue, rectangulaire ou carrée, ou même plate, cet élément filaire pouvant être par exemple torsadé ou ondulé. Lorsqu'il est de forme circulaire, son diamètre est de préférence inférieur à 3 mm. [14] Dans un mode de réalisation, chaque élément filaire comprend un unique monofilament élémentaire. 10 [015] Dans un autre mode de réalisation, chaque élément filaire comprend un assemblage de plusieurs monofilaments élémentaires. Ainsi, par exemple, chaque élément filaire comprend un toron de plusieurs monofilaments élémentaires. Chaque toron comprend de préférence une ou plusieurs couches de monofilaments élémentaires enroulés ensemble en hélice. 15 [016] Dans ces deux modes de réalisation, chaque monofilament élémentaire est de préférence métallique. Par métallique, on entend par définition un monofilament élémentaire constitué majoritairement (c'est-à-dire pour plus de 50% de sa masse) ou intégralement (pour 100% de sa masse) d'un matériau métallique. Chaque monofilament élémentaire est préférentiellement en acier, plus préférentiellement en 20 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 10,5% de chrome). [017] Lorsqu'un acier au carbone est utilisé, sa teneur en carbone (% en masse d'acier) est de préférence comprise entre 0,5% et 0,9%. On utilise de préférence un 25 acier du type steel cord à résistance normale (dit "NT" pour " Normal Tensile ") ou à haute résistance (dit "HT" pour " High Tensile ") dont la résistance en traction (Rm) est de préférence supérieure à 2000 MPa, plus préférentiellement supérieure à 2500 MPa et inférieure à 3500 MPa (mesure effectuée en traction selon la norme ISO 6892-1 de 2009). 30 [018] Dans un mode de réalisation préféré, le ou chaque monofilament élémentaire présente un diamètre allant de 0,05 mm à 0,50 mm, de préférence de 0,10 mm à 0,40 mm et plus préférentiellement de 0,15 mm à 0,35 mm. [019] Dans un premier mode de réalisation, l'étape de fractionnement de l'assemblage transitoire comprend une étape de séparation du noyau transitoire des 35 premier et deuxième assemblages. 3028872 - 4 - [020] Ainsi, dans ce premier mode de réalisation, on obtient deux assemblages d'éléments filaires comprenant chacun une couche respectivement des M1, M2 éléments filaires enroulés ensemble en hélice. Chaque assemblage d'éléments filaires est dépourvu d'âme centrale. 5 [021] En d'autres termes, dans ce premier mode de réalisation, le noyau transitoire comprenant au moins un fil, chaque fil du noyau transitoire n'appartient pas aux premier et deuxième assemblages de M1 élément(s) filaire(s) et M2 élément(s) filaire(s). On a donc M1+M2=M. [22] Dans une première variante préférée de ce premier mode de réalisation, 10 durant l'étape de fractionnement, on sépare le premier assemblage d'un ensemble transitoire formé par le deuxième assemblage et le noyau transitoire, puis on sépare le deuxième assemblage et le noyau transitoire l'un de l'autre. Ainsi, en séparant d'abord le premier assemblage de l'ensemble transitoire, on permet une sortie plus facile du noyau transitoire de la couche formée par les éléments filaires du deuxième 15 assemblage lors de la séparation entre le deuxième assemblage et le noyau transitoire. [23] Dans une deuxième variante, durant l'étape de fractionnement, on sépare simultanément le noyau transitoire, le premier assemblage et le deuxième assemblage deux à deux les uns des autres. 20 [024] Avantageusement, le procédé comprend une étape de recyclage du noyau transitoire durant laquelle: on récupère le noyau transitoire en aval de l'étape de fractionnement, et on introduit le noyau transitoire récupéré précédemment en amont de l'étape d'assemblage. 25 [025] Ainsi, on ré-utilise le noyau transitoire. [026] Dans un mode de réalisation préférentiel, l'étape de recyclage du noyau transitoire peut se faire en continu, c'est-à-dire dans laquelle on ré-introduit, sans étape de stockage intermédiaire du noyau transitoire, le noyau transitoire sortant de l'étape de séparation, dans l'étape d'assemblage. 30 [027] Dans un autre mode de réalisation, l'étape de recyclage du noyau transitoire est discontinue, c'est-à-dire avec une étape de stockage intermédiaire du noyau transitoire. [028] Plus préférentiellement, on utilise un noyau transitoire textile. Par textile, on entend que le noyau transitoire est non-métallique. En effet, le cycle de torsion- 35 détorsion que subit le noyau transitoire lors des étapes d'assemblage et de fractionnement crée, lorsque le noyau transitoire est métallique, des torsions 3028872 - 5 - résiduelles rendant le noyau transitoire recyclé moins facile à utiliser. Lorsque le noyau transitoire est textile, celle-ci ne présente aucune torsion résiduelle et donc peut être réutilisé facilement. [29] Dans un mode de réalisation, le noyau transitoire textile comprend un 5 monofilament élémentaire textile. [30] Dans un autre mode de réalisation, le noyau transitoire textile comprend un ou plusieurs brins multifilamentaires textiles comprenant plusieurs monofilaments élémentaires textiles. Dans une variante, le noyau transitoire comprend un unique brin multifilamentaire appelé surtors comprenant plusieurs monofilaments élémentaires. 10 Dans une variante, le noyau transitoire comprend plusieurs brins multifilamentaires, chacun appelé surtors, comprenant chacun plusieurs monofilaments élémentaires et assemblés ensemble en hélice pour former un retors. [31] Avantageusement, le ou chaque matériau textile de chaque monofilament élémentaire textile est choisi parmi un polyester, un polyamide, une polycétone, un 15 alcool polyvinylique, une cellulose, une fibre minérale, une fibre naturelle ou un mélange de ces matériaux. [32] Parmi les polyesters, on citera le polyéthylène téréphtalate (PET), le polyéthylène naphthalate (PEN), le polybutylène téréphthalate (PBT), le polybutylène naphthalate (PBN), le polypropylène téréphthalate (PPT) ou le polypropylène 20 naphthalate (PPN). Parmi les polyamides, on citera un polyamide aliphatique comme le nylon ou un polyamide aromatique comme l'aramide. Parmi les alcools polyvinyliques, on citera le Kuralon ®. Parmi les celluloses, on citera la rayonne. Parmi les fibres minérales, on citera les fibres de verre et de carbone. Parmi les fibres naturelles, on citera les fibres de chanvre ou de lin. 25 [033] Dans un deuxième mode de réalisation, l'étape de fractionnement de l'assemblage transitoire comprend une étape de fractionnement du noyau transitoire entre au moins les premier et deuxième assemblages. [34] Ainsi, dans ce deuxième mode de réalisation, on obtient deux assemblages d'éléments filaires comprenant chacun une couche respectivement de P1, P2 30 éléments filaires enroulés ensemble en hélice, et pour au moins un des assemblages, une âme centrale comprenant ou constituée d'au moins une partie du noyau transitoire autour de laquelle sont enroulés les éléments filaires de la couche. [35] En d'autres termes, dans ce deuxième mode de réalisation, le noyau transitoire comprenant N élément(s) filaire(s), au moins un du ou des N élément(s) 35 filaire(s) du noyau transitoire appartient à au moins l'un des premier et deuxième assemblages de M1 élément(s) filaire(s) et M2 élément(s) filaire(s). 3028872 - 6 - [36] Avantageusement, durant l'étape de fractionnement, on fractionne au moins une première partie du noyau transitoire avec des premiers éléments filaires de l'assemblage transitoire de façon à former le premier assemblage. [37] Ainsi, le premier assemblage comprend une couche de P1 éléments filaires 5 enroulés ensemble en hélice et une âme centrale comprenant ou constituée par une première partie (N1 élément(s) filaire(s)) des N éléments filaires du noyau transitoire et autour de laquelle sont enroulés ensemble en hélice les P1 éléments filaires. On a P1+N1=M1. [38] Avantageusement, durant l'étape de fractionnement, on fractionne au moins 10 une deuxième partie du noyau transitoire avec des deuxièmes éléments filaires de l'assemblage transitoire de façon à former le deuxième assemblage. [39] Ainsi, le deuxième assemblage comprend une couche de P2 éléments filaires enroulés ensemble en hélice et une âme centrale comprenant ou constituée par une deuxième partie (N2 élément(s) filaire(s)) des N éléments filaires du noyau transitoire 15 et autour de laquelle sont enroulés ensemble en hélice les P2 éléments filaires. On a P2+N2=M2. [40] De préférence, on forme simultanément les premier et deuxième assemblages. [41] De préférence, avant l'étape de fractionnement, les première et deuxième parties du noyau transitoire constituent le noyau transitoire. Ainsi, les première et 20 deuxième parties du noyau transitoire sont complémentaires. On a donc N1+N2=N. Dans une variante, on pourrait avoir N1+N2 1, par exemple 2+7, 2+8, 2+9, 3+7, 3+8 ou 3+9. [0111] On pourra également envisager d'exploiter un procédé dans lequel les 25 assemblages 26, 28 ne présentent pas nécessairement la même structure. Ainsi, des assemblages 26, 28, respectivement de structure X+Y, Z+T avec X#Z et/ou Y#T, peuvent être obtenus à partir d'un assemblage transitoire 22 de structure (X+Z)+(Y+T). Par exemple, un assemblage transitoire 22 de structure 3+15 permet d'obtenir deux assemblages de structure 1+8 et 2+7. 30 [0112] On pourra également envisager un fractionnement de l'assemblage transitoire en plus que deux assemblages, par exemple 3 ou 4. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'au moins des premier et deuxième assemblages (26, 28) de M1 élément(s) filaire(s) et M2 élément(s) filaire(s), au moins l'un des premier et deuxième assemblages (26, 28) comprenant plusieurs des éléments filaires (14) enroulés ensemble en hélice, caractérisé en ce qu'il comprend : une étape d'assemblage de M éléments filaires (14) ensemble en une couche des M éléments filaires (14) autour d'un noyau transitoire (16) pour former un assemblage transitoire (22), et une étape de fractionnement de l'assemblage transitoire (22) en au moins les premier et deuxième assemblages (26, 28) de M1 élément(s) filaire(s) et M2 élément(s) filaire(s). 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape de fractionnement de l'assemblage transitoire (22) comprend une étape de séparation du noyau transitoire (16) des premier et deuxième assemblages (26, 28). 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, durant l'étape de fractionnement, on sépare le premier assemblage (26) d'un ensemble transitoire (25) formé par le deuxième assemblage (28) et le noyau transitoire (16), puis on sépare le deuxième assemblage (28) et le noyau transitoire (16) l'un de l'autre. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une étape de recyclage du noyau transitoire (16) durant laquelle: on récupère le noyau transitoire (16) en aval de l'étape de fractionnement, et on introduit le noyau transitoire (16) récupéré précédemment en amont de l'étape d'assemblage. 5. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape de fractionnement de l'assemblage transitoire (22) comprend une étape de fractionnement du noyau transitoire (16) entre au moins les premier et deuxième assemblages (26, 28). 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel, durant l'étape de fractionnement, on fractionne au moins une première partie (27) du noyau transitoire (16) avec des premiers éléments filaires (29) de l'assemblage transitoire (22) de façon à former le premier assemblage (26). 7. Procédé selon la revendication 5 ou 6, dans lequel, durant l'étape de fractionnement, on fractionne au moins une deuxième partie (27') du noyau transitoire (16) avec des deuxièmes éléments filaires (29') de l'assemblage transitoire (22) de façon à former le deuxième assemblage (28). 3028872 -18- 8. Procédé selon les revendications 6 et 7 prises ensembles, dans lequel, avant l'étape de fractionnement, les première et deuxième parties (27, 27') du noyau transitoire (16) constituent le noyau transitoire (16). 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel 5 on réalise l'étape d'assemblage par retordage. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une étape d'équilibrage de l'assemblage transitoire (22). 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dépourvu d'étapes de préformation individuelle de chacun des éléments filaires (14, 17). 10 12. Assemblage (26, 28) d'éléments filaires (14, 17) comprenant une couche de plusieurs éléments filaires (17) enroulés ensemble en hélice, caractérisé en ce qu'il est susceptible d'être obtenu par un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11. 13. Assemblage (26, 28) d'éléments filaires (14, 17) selon la revendication 12, 15 présentant un allongement structural supérieur ou égal à 2,0% mesuré selon la norme ASTM A931-08. 14. Assemblage (26, 28) d'éléments filaires (14, 17) selon la revendication 13, présentant un allongement structural supérieur ou égal à 3,0%, de préférence 4,0% et plus préférentiellement 5,0% mesuré selon la norme ASTM A931-08. 20 15. Pneumatique, caractérisé en ce qu'il comprend un assemblage (26, 28) d'éléments filaires (14, 17) selon l'une quelconque des revendications 12 à 14.