Brevet FR3071761A1 — publié le 20190405

[1] L'invention concerne un procédé de réalisation d'un profilé par enroulement. [2] Ce procédé, largement utilisé dans l'industrie du pneumatique et connu en soi, consiste à réaliser une ébauche de pneumatique en formant des éléments de profilé par 5 enroulement de plusieurs spires d'une bandelette de caoutchouc non vulcanisé sur un tambour d'assemblage en rotation. [3] Le profil final de l'élément de profilé est obtenu en déplaçant transversalement, à l'aide d'un dispositif de trancanage, selon un pas prédéterminé et variable, le point d'application de la bandelette sur la surface du tambour d'assemblage. 10 [004] La bandelette, dont le profil de la section transversale est adapté, peut provenir d'un moyen de déroulage ou, préférentiellement, d'un moyen d'extrusion disposé en amont du dispositif de trancanage. [5] Ce procédé autorise la réalisation d'ébauches de pneumatiques de plus en plus complexes, en ce qu'il permet de déposer des éléments de profilés formés de mélanges de 15 caoutchouc différents à des emplacements radiaux et transversaux choisis en fonction de leur adaptation au fonctionnement local du pneumatique. [6] La figure 1 illustre une section transversale d'une bande de roulement complexe destinée à former un pneumatique de type directionnel équipant un véhicule sportif de haut de gamme. La bande de roulement comprend une sous couche P1 formée d'un premier mélange 20 Ml, une bande de roulement proprement dite P2, formée de l'assemblage d'éléments de profil, P2, P6, P10, P16, répartis transversalement et formés à partir d'un même mélange M2. Les sillons longitudinaux sont bordés par des éléments de renforcement P3, P5, P7, P9, P11, P13 de section sensiblement triangulaire, et formés de mélanges de caoutchouc différents, alternativement M3 ou M5 selon que l'élément de renfort est disposé côté intérieur ou côté 25 extérieur au véhicule. Le fond des sillons est garni d'éléments de profilé, P4, P8, P12, formés à partir d'un mélange M4. [7] De nombreux documents de l'art antérieur décrivent les techniques de réalisation de pneumatiques par enroulement de bandelettes. [8] Ainsi, le document JP2015229438 décrit un procédé d'enroulement pour former la 30 bande de roulement d'un pneumatique dans lequel les bandelettes sont enroulées selon deux spirales inversées selon le côté du pneumatique dans le but d'améliorer l'uniformité du pneumatique. [009] Le document EP2805838, propose une méthode d'enroulement d'une bandelette constituée d'un mélange de caoutchouc fortement conducteur de l'électricité à base de noir de 2 carbone, pour former un élément de profilé conducteur de l'électricité inséré dans une bande de roulement formée d'un matériau faiblement conducteur de l'électricité à base de silice. [0010] Toutefois, les procédés décrits dans les documents ci-dessus s'avèrent inadaptés pour réaliser des éléments de profil de section triangulaire dont la base est relativement étroite, 5 tels que les éléments de profilés P3, P5, P7, P9, P11, P13 de section sensiblement triangulaire, illustrés à la figure 1 et formant les éléments de renfort. [0011] Le procédé selon l'invention a pour objet d'apporter une solution au problème posé ci-dessus. [0012] Ce procédé prévoit de mettre en oeuvre les étapes suivantes au cours desquelles : 10 - Etape A: on délivre une bandelette de caoutchouc non vulcanisé de section constante donnée, - Etape B: on étire la bandelette d'un pourcentage d'élongation variable selon une loi prédéterminée, pour amener la bandelette à une section réduite, - Etape C: on réalise ledit élément de profilé en enroulant sur un tambour 15 d'assemblage en rotation la bandelette de section réduite sur elle-même sans modifier la position transversale de l'axe longitudinal de la bandelette. [0013] De la sorte, en choisissant judicieusement le profil de la section transversale de la bandelette, et le pourcentage d'étirement ayant pour finalité de réduire la section de la bandelette en modifiant sa largeur et sa hauteur, on peut construire, par empilement sur elles- 20 mêmes de spires de bandelette de section variable, des éléments de profilés dont la section finale est adaptée à la réalisation des éléments de renfort décrits ci-dessus. [0014] Bien évidemment, le procédé n'est pas limité à la réalisation d'éléments de profilé de section triangulaire, et comme on le verra par la suite il est possible d'obtenir des éléments de profilé de sections transversales différentes. 25 [0015] Le procédé selon l'invention peut aussi comprendre isolément, ou en combinaison, l'exécution des actions suivantes : On réalise la bandelette par extrusion d'une bande de section constante. On utilise une extrudeuse comprenant un piston se déplaçant à vitesse contrôlée dans un cylindre 30 - A l'étape B, on étire la bandelette en ajustant le rapport entre la vitesse à laquelle on délivre la bandelette de profil constant et la vitesse circonférentielle du tambour d'assemblage. La vitesse circonférentielle du tambour d'assemblage est constante, et dans lequel on délivre la bandelette à une vitesse variable. 3 On ajuste le débit de l'outil d'extrusion. On délivre la bandelette à une vitesse constante, et on fait varier la vitesse circonférentielle du tambour d'assemblage. La bandelette de section constante a un profil triangulaire isocèle. L'élément de profil a une section sensiblement triangulaire. Le profil de la bandelette de section constante a un profil rectangulaire. La bandelette de section constante a un profil trapézoïdal isocèle. La bandelette de section constante a un profil lenticulaire. La température de la bandelette de section constante au cours de l'étape B est comprise entre 60°C et 100°C - Le pourcentage d'élongation de la bandelette varie de 0% à 300%. [0016] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et des figures 15 annexées, qui sont fournies à titre d'exemples et ne présentent aucun caractère limitatif, dans lesquelles : La figure 1 est une vue en coupe transversale d'un profilé complexe destiné à former la bande de roulement d'un pneumatique. La figure 2 est une vue schématique d'une installation de pose par enroulement. 20 La figure 3 illustre une vue en perspective d'une buse d'extrusion. La figure 4 est une vue en coupe transversale d'un élément de profilé selon l'invention. - La figure 5 est une vue en coupe de la section transversale d'une bandelette pour la réalisation d'élément d'un premier type d'élément de profil. 25 - La figure 6 est une vue en coupe de la section transversale d'une bandelette pour la réalisation d'élément d'un deuxième type d'élément de profil. - La figure 7 est une vue en coupe de la section transversale d'une bandelette pour la réalisation d'élément d'un troisième type d'élément de profil. - La figure 8 est une vue en coupe de la section transversale d'une bandelette pour 30 la réalisation d'élément d'un quatrième type d'élément de profil. [0017] Le dispositif de pose permettant l'exécution du procédé selon l'invention comprend, à titre d'exemple, un tambour d'assemblage rotatif à l'aide d'un ensemble motorisé (non 35 représenté), une extrudeuse 2 débouchant dans une buse 3 également illustrée à la figure 3. 4 [0018] Cet ensemble permet de délivrer une bandelette 4 et d'enrouler cette dernière sur le tambour d'assemblage 1. [0019] A l'étape A on délivre la bandelette 4. Le profil de la section transversale de la bandelette est constant et connu. 5 [0020] Le moyen permettant de délivrer la bandelette 4 n'est pas limité au moyen, tel qu'une extrudeuse, indiqué ci-dessus. On peut également utiliser un moyen de déroulage d'une bandelette délivrée à température ambiante, une calandre comprenant un rouleau de profilage, ou encore, préférentiellement, une extrudeuse à piston circulant à vitesse contrôlée dans un cylindre et permettant de délivrer le mélange de caoutchouc à un débit constant et 10 calibré. [0021] La bandelette fournie par l'ensemble d'extrusion 2 sort de la buse 3 selon un profil 40. On considère ici que ce profil est constant quel que soit le débit de sortie du mélange fourni par l'extrudeuse 2. [0022] La vitesse linéaire de sortie de la bandelette 4 dépend alors directement du débit de 15 fourniture du moyen d'extrusion 2. [0023] A l'étape B, pour étirer la bandelette, on modifie alors le rapport entre la vitesse linaire du profilé en sortie de la buse 3 et la vitesse circonférentielle du tambour d'assemblage 1. [0024] Le rapport entre ces deux vitesses détermine alors le pourcentage d'étirement de la bandelette 4. 20 [0025] Pour modifier ce rapport de vitesse on peut, au choix, agir sur le débit d'extrusion en modifiant par exemple la vitesse de déplacement du piston ou la vitesse de rotation de la vis d'extrusion, ou alternativement sur la vitesse de rotation du tambour d'assemblage 1. [0026] De préférence, pour faciliter l'étirement plastique de la bandelette, on choisira de procéder à cette opération lorsque la bandelette est encore chaude, préférentiellement à une 25 température comprise entre 60°C et 100°C. [0027] Le pourcentage d'étirement peut alors atteindre 300%, sans risque de rompre la bandelette 4. [0028] A l'étape C, on dépose la bandelette 4 dont le profil de la section transversale a été réduit sur le tambour d'assemblage 1, en disposant les spires les unes sur les autres, sans 30 modifier la position transversale de l'axe longitudinal de la bandelette. En d'autres termes, l'angle de trancanage est égal à zéro. [0029] La figure 4 illustre la section transversale 40 d'un élément de renfort P3, P5, P7, P9, P11 ou P3, du type de ceux formant partie de la bande de roulement complexe de la figure 1. 5 [0030] Cet élément de profilé 40 est obtenu à l'aide d'une bandelette 4 de section transversale sensiblement triangulaire isocèle du type de celle illustrée à la figure 5. [0031] A chaque tour de spire, on ajuste le pourcentage d'étirement de la bandelette. [0032] A titre d'exemple, les pourcentages d'étirement utilisés pour réaliser l'élément de 5 profilé illustré à la figure 4, correspondent aux valeurs suivantes : - la première spire 401, correspondant au premier tour d'enroulement de la bandelette sur le tambour d'assemblage, est obtenue avec un étirement de 0%. La vitesse circonférentielle du tambour d'assemblage 1 est égale à la vitesse linéaire de sortie de la buse 3, 10 - la deuxième spire 402, la troisième spire 403 et la quatrième spire 404 sont également déposées avec un étirement nul, - la cinquième spire 405 est déposée avec un étirement de 40%, la sixième spire est déposée avec un étirement de 60%, et la septième spire est déposée avec un étirement de 80%. [0033] On observera que les spires sont superposées de sorte que l'axe longitudinal des spires reste aligné sur une position transversale XX' fixe pendant toute la durée de réalisation de l'élément de profilé 40. [0034] Les figures 5 à 8 illustrent des sections transversales de bandelettes différentes permettant d'obtenir des éléments de profilé de sections transversales variées. [0035] Pour rappel, la figure 5 illustre le cas faisant l'objet de la description qui précède, dans lequel on cherche à obtenir un élément de profilé de section sensiblement triangulaire 40 à l'aide d'une bandelette 4 de section constante également triangulaire isocèle 400. [0036] La figure 6 illustre le cas d'une bandelette 410 de section rectangulaire, permettant d'obtenir un élément de profilé de section trapézoïdale 41. [0037] La figure 7 illustre le cas d'une bandelette trapézoïdale utilisée pour former un élément de profilé 42. Pour obtenir un élément de profilé similaire on pourra également utiliser une bandelette de section lenticulaire telle que celle illustrée à la figure 8. [0038] On constatera, à l'évocation des éléments ci-dessus, que le choix du profil de la section de la bandelette et le choix des rapports d'étirement offrent une variété infinie de 30 sections possibles pour l'élément de profilé obtenu en mettant en oeuvre les étapes selon l'invention. 6 NOMENCLATURE 5 1 Tambour d'assemblage. 2 Extrudeuse. 3 Buse d'extrusion. 4 Bandelette. 40 Profil triangulaire correspondant aux éléments de profilés P3, P5, P7, P9, P11, P13 10 41 Profil parallélépipédique. 42 Profil trapézoïdal. 43 Profil lenticulaire. PC Profilé complexe. Pl, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10, P11, P12, P13, P14, P15, P16 Elements de profilé 15 formant le profilé complexe PC. Ml, M2, M3, M4, REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un élément de profilé (40) en caoutchouc dans lequel on met en oeuvre les étapes suivantes : - Etape A: on délivre une bandelette (4) de caoutchouc non vulcanisé de section constante donnée, - Etape B: on étire la bandelette d'un pourcentage d'élongation variable selon une loi prédéterminée, pour amener la bandelette (4) à une section réduite, - Etape C: on réalise ledit élément de profilé (40) en enroulant sur un tambour d'assemblage (1) en rotation la bandelette de section réduite sur elle-même sans modifier la position transversale de l'axe longitudinal de la bandelette. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on réalise la bandelette (4) par extrusion d'une bande de section constante. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel on utilise une extrudeuse (2) comprenant un piston se déplaçant à vitesse contrôlée dans un cylindre. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel, à l'étape B, on étire la bandelette (4) en ajustant le rapport entre la vitesse à laquelle on délivre la bandelette de profil constant et la vitesse circonférentielle du tambour d'assemblage (1). 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel la vitesse circonférentielle du tambour d'assemblage (1) est constante, et dans lequel on délivre la bandelette (4) à une vitesse variable. 6. Procédé selon la revendication 5 en combinaison avec la revendication 2 ou la revendication 3, dans lequel on ajuste le débit de l'outil d'extrusion (2). 7. Procédé selon la revendication 4, dans lequel on délivre la bandelette (4) à une vitesse constante, et dans lequel on fait varier la vitesse circonférentielle du tambour d'assemblage (1). 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la bandelette de section constante (4) a un profil triangulaire isocèle (400). 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel l'élément de profil (40) a une section sensiblement triangulaire. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le profil de la bandelette (4) de section constante a un profil rectangulaire (410). 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la bandelette de 8 section constante (4) a un profil trapézoïdal isocèle (420). 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la bandelette de section constante (4) a un profil lenticulaire (430). 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la 5 température de la bandelette de section constante (4) au cours de l'étape B est comprise entre 60°C et 100°C 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le pourcentage d'élongation varie de 0% à 300%.