EP4087970B1 - Single-layer multi-strand cable having improved energy at break and an improved total elongation - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to cables, a reinforced product and a tire comprising these cables.
- WO2016/131862 a pneumatic tire for civil engineering vehicles with a radial carcass reinforcement comprising a tread, two inextensible beads, two sidewalls connecting the beads to the tread and a crown reinforcement, arranged circumferentially between the carcass reinforcement and the tread.
- This crown reinforcement comprises several plies reinforced by reinforcing elements such as metal cables, the cables of a ply being embedded in an elastomeric matrix of the ply.
- EP0376272 relating to cables with a 1 ⁇ N structure.
- the top reinforcement includes a working reinforcement, a protective reinforcement and possibly other reinforcements, for example a hoop reinforcement.
- the protective reinforcement comprises one or more protective plies comprising several protective reinforcing wire elements.
- Each protective reinforcing wire element is a cable having a 1xN structure.
- Each inner and outer wire has a diameter equal to 0.35 mm and the total elongation of the cable is 6%.
- the cables of the protective layers can present ruptures following deformations and relatively significant forces exerted on the cable, in particular when the tire passes over obstacles.
- the invention aims to provide a cable making it possible to reduce, or even eliminate, the number of breakages and the number of perforations.
- the cable according to the invention makes it possible to reduce perforations and therefore to extend the service life of the tire.
- the inventors behind the invention discovered that a less rigid cable than that of the prior art is more efficient against obstacles.
- the inventors found that it was more effective to hug the obstacle using a cable having less rigidity rather than trying to stiffen and reinforce the cables as much as possible to oppose the deformations imposed by the obstacles as is generally taught in the prior art.
- By hugging the obstacles the force opposing the obstacles is reduced and therefore the risk of puncturing the tire.
- This effect of reducing rigidity is illustrated in figure 7 where under stress the cable according to the invention exhibits good deformability under low load thanks to the radial play of the wires.
- the cable according to the invention also makes it possible to reduce the number of breakages.
- the inventors at the origin of the invention discovered that the determining criterion for reducing cable breakages was not only the breaking force as is widely taught in the state of the art but the breaking energy indicator represented in the present application by the area under the stress curve as a function of the elongation as illustrated in part on the figure 4 .
- the cables of the prior art have either a relatively high breaking force but a relatively low breaking elongation, or a relatively high breaking elongation but a relatively low breaking force. In both cases, the cables of the prior art break under a relatively low breaking energy indicator.
- the cable according to the invention due to its relatively high total elongation, has a necessarily relatively high breaking elongation.
- the relatively low modulus makes it possible to push back the breaking elongation due to a relatively low slope of the stress-elongation curve in the elastic range.
- any interval of values denoted by the expression "between a and b" represents the domain of values from greater than a to less than b (i.e., excluding limits a and b) while that any interval of values designated by the expression “from a to b” means the domain of values extending from the limit "a” to the limit “b” i.e. including the strict limits "a” and "b".
- the total elongation At a quantity well known to those skilled in the art, is determined for example by applying the ASTM D2969-04 standard of 2014 to a cable tested so as to obtain a stress-elongation curve.
- the At is deduced on the curve obtained as the elongation, in %, corresponding to the projection on the elongation axis of the breaking point of the cable on the stress-elongation curve, i.e. the point at which the load increases to a maximum stress value and then decreases abruptly after rupture.
- the decrease in relation to the stress exceeds a certain threshold, this means that the cable has ruptured.
- This breaking energy indicator represents a volumetric energy density in MJ/m 3 .
- the breaking energy indicator Er is thus the sum of (1/2( ⁇ (Ai) + ⁇ (Ai+1)) x (Ai+1 - Ai) for i ranging from 0 to t.
- the sampling of the rectangles is defined such that the widths defined by (Ai+1 - Ai) are substantially equal to 0.025% or 4 rectangles for 0.1% elongation as shown in the figure 4 .
- the cable comprises a single layer of N strands, that is to say it comprises an assembly consisting of one layer of strands, no more and no less, that is to say the assembly has one layer of strands, not zero, not two, but only one.
- the winding direction of each strand is opposite to the winding direction of the cable.
- the winding direction of a layer of strands means the direction formed by the strands relative to the axis of the cable.
- the winding direction is commonly designated by the letter either Z or S.
- the cable according to the invention is single helix.
- a single helix cable is a cable in which the axis of each strand of the layer describes a single helix around a main axis, unlike a double helix cable in which the axis of each strand describes a first helix around the axis of the cable and a second helix around a helix described by the axis of the cable.
- the cable when the cable extends in a direction substantially straight, the cable comprises a single layer of strands wound together in a helix, each strand of the layer describing a helical trajectory around a main axis substantially parallel to the substantially straight direction such that, in a section plane substantially perpendicular to the main axis, the distance between the center of each strand of the layer and the main axis is substantially constant and equal for all the strands of the layer.
- a double helix cable when a double helix cable extends in a substantially straight direction, the distance between the center of each strand of the layer and the substantially straight direction is different for all the strands of the layer.
- each strand according to the invention is single-helix.
- a single-helix strand is a strand in which the axis of each metal wire element of the layer describes a single helix, unlike a double-helix strand in which the axis of each metal wire element describes a first helix around the axis of the strand and a second helix around a helix described by the axis of the strand.
- the strand when the strand extends in a substantially rectilinear direction, the strand comprises a single layer of metal wire elements wound together in a helix, each metal wire element of the layer describing a helix-shaped trajectory around a main axis substantially parallel to the substantially rectilinear direction such that, in a section plane substantially perpendicular to the main axis, the distance between the center of each metal wire element of the layer and the main axis is substantially constant and equal for all the metal wire elements of the layer.
- a double helix strand extends in a substantially straight direction, the distance between the center of each wire element in the layer and the substantially straight direction is different for all wire elements in the layer.
- the cable according to the invention is devoid of a central metal core. It is also referred to as a 1xN structure cable in which N is the number of strands or even an open-cord cable.
- the internal arch is empty and therefore devoid of any filling material, in particular devoid of any elastomeric composition. It is then referred to as a cable devoid of filling material.
- wire element is meant an element extending longitudinally along a main axis and having a section perpendicular to the main axis whose largest dimension G is relatively small compared to the dimension L along the main axis.
- relatively small is meant that L/G is greater than or equal to 100, preferably greater than or equal to 1000.
- This definition covers both wire elements of circular section and wire elements of non-circular section, for example of polygonal or oblong section.
- each metal wire element has a circular section.
- metallic means a wire element consisting mainly (i.e. for more than 50% of its mass) or entirely (for 100% of its mass) of a metallic material.
- Each metallic wire element is preferably made of steel, more preferably of pearlitic or ferrito-pearlitic carbon steel, commonly called carbon steel by those skilled in the art, or even of stainless steel (by definition, steel containing at least 10.5% chromium).
- the metal wires and strands do not undergo preforming.
- the cable is obtained by a process devoid of individual preforming steps of each of the metal wire elements and each of the strands.
- the total elongation At ⁇ 8.30% and preferably At ⁇ 8.50%.
- the total elongation At ⁇ 20.00% and preferably At ⁇ 16.00%.
- the breaking energy indicator Er of the cable (50) is greater than or equal to 55 MJ/m 3 .
- the breaking energy indicator Er of the cable (50) is less than or equal to 200 MJ/m 3 and preferably less than or equal to 150 MJ/m 3 .
- the cable has a structural elongation As determined by ASTM D2969-04 of 2014 such that As > 4.30%, preferably As ⁇ 4.50% and more preferably As ⁇ 4.60%.
- the cable has a structural elongation As determined by ASTM D2969-04 of 2014 such that As ⁇ 10.0% and preferably As ⁇ 9.50%.
- the structural elongation As, a quantity well known to those skilled in the art, is determined for example by applying the ASTM D2969-04 standard of 2014 to a cable tested so as to obtain a force-elongation curve.
- the As is deduced on the curve obtained as the elongation, in %, corresponding to the projection on the elongation axis of the intersection between the tangent to the structural part of the force-elongation curve and the tangent to the elastic part of the force-elongation curve.
- a force-elongation curve comprises, moving towards increasing elongations, a structural part, an elastic part and a plastic part.
- the structural part corresponds to the structural elongation As resulting from the aeration of the cable, i.e. the vacant space between the different metal strands constituting the cable.
- the elastic part corresponds to an elastic elongation resulting from the construction of the cable, in particular the angles of the different layers and the diameters of the strands.
- the plastic part corresponds to the plastic elongation resulting from the plasticity (irreversible deformation beyond the elastic limit) of one or more metallic wire elements of the strands.
- the cable has a secant modulus E1 ranging from 3.0 to 10.0 GPa and preferably ranging from 3.5 to 8.5 GPa.
- the cable according to the invention can thus have significant deformation at low force and a first low rigidity.
- the secant modulus E1 is the slope of the line connecting the origin of the stress-elongation curve obtained under the conditions of the ASTM D 885/D 885M - 10a standard of 2014 to the abscissa point 1% of this same curve.
- the cable has a tangent modulus E2 ranging from 50 to 180 GPa and preferably from 55 to 150 GPa.
- the cable according to the invention has a minimum rigidity to allow the recovery or transmission of force.
- the tangent modulus E2 is calculated as follows on the stress-strain curve obtained under the conditions of ASTM D 885/D 885M - 10a of 2014: E2 corresponds to the maximum tangent modulus of the cable on the force-strain curve.
- the polymer matrix is an elastomeric matrix.
- the polymeric matrix preferably elastomeric, is based on a polymeric composition, preferably elastomeric.
- polymer matrix is meant a matrix comprising at least one polymer.
- the polymer matrix is thus based on a polymer composition.
- elastomeric matrix a matrix comprising at least one elastomer.
- the preferred elastomeric matrix is thus based on the elastomeric composition.
- the composition comprises the mixture and/or the in situ reaction product of the different constituents used, some of these constituents being able to react and/or being intended to react with each other, at least partially, during the different phases of manufacture of the composition; the composition thus being able to be in a totally or partially crosslinked state or in a non-crosslinked state.
- polymeric composition that the composition comprises at least one polymer.
- a polymer may be a thermoplastic, for example a polyester or a polyamide, a thermosetting polymer, an elastomer, for example natural rubber, a thermoplastic elastomer or a mixture of these polymers
- elastomeric composition comprises at least one elastomer and at least one other component.
- the composition comprising at least one elastomer and at least one other component comprises an elastomer, a crosslinking system and a filler.
- the compositions that can be used for these sheets are conventional compositions for calendering reinforcing wire elements and comprise a diene elastomer, for example natural rubber, a reinforcing filler, for example carbon black and/or silica, a crosslinking system, for example a vulcanization system, preferably comprising sulfur, stearic acid and zinc oxide, and optionally a vulcanization accelerator and/or retarder and/or various additives.
- the adhesion between the metal wires and the matrix in which they are embedded is ensured for example by a metal coating, for example a layer of brass.
- the values of the characteristics described in the present application for the extracted cable are measured on or determined from cables extracted from a polymer matrix, in particular an elastomeric matrix, for example from a tire.
- a polymer matrix in particular an elastomeric matrix
- the strip of material is removed radially outside the cable to be extracted so as to see the cable to be extracted radially flush with the polymer matrix. This removal can be done by peeling using pliers and knives or by planing.
- the end of the cable to be extracted is released using a knife.
- the cable is pulled so as to extract it from the matrix by applying a relatively small angle so as not to plasticize the cable to be extracted.
- the extracted cables are then carefully cleaned, for example using a knife, so as to detach the remains of polymer matrix locally attached to the cable and taking care not to damage the surface of the metal wires.
- the total elongation At' is such that At' ⁇ 5.20%.
- the breaking energy indicator Er' of the cable (50) is greater than or equal to 40 MJ/m 3 .
- the cable according to the invention has excellent longitudinal compressibility and, all things being equal, a relatively small diameter.
- the inventors behind the invention hypothesize that, because of a sufficiently high radius of curvature Rt relative to the diameter Dt of each strand, the cable is sufficiently ventilated, thus reducing the risk of buckling, due to the relatively large distance of each strand from the longitudinal axis of the cable, a distance allowing the strands to accommodate, by their helix, relatively high longitudinal compressive deformations.
- the radius of curvature Rt of each strand of the cable of the prior art being relatively small relative to the diameter Dt, the metal wire elements are closer to the longitudinal axis of the cable and can accommodate, by their helix, much lower longitudinal compressive deformations than the cable according to the invention.
- the cable according to the invention would have insufficient longitudinal rigidity in compression to ensure a reinforcement role, for example of tires.
- the cable would have, relative to the diameter of the strands, a diameter that is too high.
- the values of the characteristics Dt, Dv and Rt as well as the other characteristics described below are measured on or determined from the cables either directly after manufacture, i.e. before any step of embedding in an elastomeric matrix, or extracted from an elastomeric matrix, for example from a tire, and having then undergone a cleaning step during which any elastomeric matrix is removed from the cable, in particular any material present inside the cable.
- the adhesive interface between each metal wire element and the elastomeric matrix must be removed, for example by electrochemical process in a sodium carbonate bath.
- the arch of the cable according to the invention is delimited by the strands and corresponds to the volume delimited by a theoretical circle, on the one hand, radially inside each strand and, on the other hand, tangent to each strand.
- the diameter of this theoretical circle is equal to the arch diameter Dv.
- the helix diameter De corresponds to the diameter of the theoretical circle passing through the centers of the strands of the layer in a plane perpendicular to the main axis of the cable.
- the pitch at which each strand is wound is the length travelled by this wire element, measured parallel to the axis of the cable in which it is located, at the end of which strand having this pitch makes a complete turn around said axis of the cable.
- each strand is delimited by the metal wires and corresponds to the volume delimited by a theoretical circle, on the one hand, radially inside each metal wire element and, on the other hand, tangent to each metal wire element.
- the diameter of this theoretical circle is equal to the arch diameter Dvt.
- the helix diameter Dh corresponds to the diameter of the theoretical circle passing through the centers of the wire elements of the layer in a plane perpendicular to the main axis of the cable.
- the pitch at which each metallic wire element is wound is the length travelled by this wire element, measured parallel to the axis of the cable in which it is located, at the end of which the wire element having this pitch makes a complete turn around said axis of the cable.
- all the metal wire elements have the same diameter Df.
- Each strand is manufactured in accordance with a process and using an installation described in the documents WO2016083265 And WO2016083267 .
- Such a method implementing a splitting step is to be distinguished from a conventional wiring method comprising a single assembly step in which the metal wire elements are wound in a helix, the assembly step being preceded by a step of individual preforming of each metal wire element in order in particular to increase the value of the structural elongation.
- Such methods and installations are described in the documents EP0548539 , EP1000194 , EP0622489 , WO2012055677 , JP2007092259 , WO2007128335 , JPH06346386 or even EP0143767 .
- the metal monofilaments are individually preformed.
- this step of individual preforming of the monofilaments metallic which requires a special installation, on the one hand, makes the process relatively unproductive compared to a process without an individual preforming step without however allowing high structural elongations to be achieved and, on the other hand, alters the metallic monofilaments thus preformed due to friction with the preforming tools.
- Such alteration creates incipient breaks on the surface of the metallic monofilaments and is therefore detrimental to the endurance of the metallic monofilaments, in particular to their endurance in compression.
- the absence or presence of such preforming marks can be observed under an electron microscope at the end of the manufacturing process, or more simply, by knowing the manufacturing process of the cable.
- each wire element of the cable is free of pre-forming marks.
- Such pre-forming marks include, in particular, flats.
- the pre-forming marks also include cracks extending in cutting planes substantially perpendicular to the main axis along which each wire element extends. Such cracks extend, in a cutting plane substantially perpendicular to the main axis, from a radially external surface of each wire element radially towards the inside of each wire element. As described above, such cracks are initiated by the mechanical pre-forming tools due to bending forces, i.e. perpendicular to the main axis of each wire element, which makes them very detrimental to endurance.
- the cable has a diameter D such that D ⁇ 6.00 mm and preferably D ⁇ 5.00 mm.
- the diameter or apparent diameter, noted D is measured by wedging the cable between two perfectly straight bars of length 200 mm and by measuring the spacing in which the cable is embedded using the comparator described below.
- the measurement protocol consists of three repetitions of a series of three measurements (carried out perpendicular to the axis of the cable and under zero tension)
- each wire element comprises a single metal monofilament.
- each metal wire element is advantageously made of a metal monofilament.
- the metal monofilament is directly coated with a layer of a metal coating comprising copper, zinc, tin, cobalt or an alloy of these metals, for example brass or bronze.
- each metal wire element is then made of the metal monofilament, for example steel, forming a core, directly coated with the layer of metal coating.
- each elementary metal monofilament is, as described above, preferably made of steel, and has a mechanical strength ranging from 1000 MPa to 5000 MPa.
- Such mechanical strengths correspond to the steel grades commonly encountered in the field of tires, namely, the grades NT (Normal Tensile), HT (High Tensile), ST (Super Tensile), SHT (Super High Tensile), UT (Ultra Tensile), UHT (Ultra High Tensile) and MT (Mega Tensile), the use of high mechanical strengths possibly allowing improved reinforcement of the matrix in which the cable is intended to be embedded and a lightening of the matrix thus reinforced.
- the layer is made up of N strands wound in a helix, N ranging from 2 to 6.
- the assembly process of the N strands is implemented by cabling.
- cabling we mean that the strands do not undergo torsion around their own axis, due to a synchronous rotation before and after the assembly point. This has the main advantage of increasing the ductility of the cables but also of achieving a greater breaking force than that of opencord strands alone.
- the separation step and the reassembly step are carried out so that M1'+M2' ⁇ M'.
- the step of providing the transient assembly comprises a step of assembly by twisting the M'>1 metallic wire elements wound in a helix around the transient core.
- the step of providing the transient assembly comprises a step of balancing the transient assembly.
- the balancing step being carried out on the transient assembly comprising the M'metal wire elements and the transient core, the balancing step is implicitly carried out upstream of the step of separation between the first and second split assemblies. It is avoided to have to manage the residual twist imposed during the step of assembling the transient assembly during the path of the different assemblies downstream of the assembly step, in particular in the guide means, for example the pulleys.
- the method comprises a step of balancing the final assembly downstream of the reassembly step.
- the method comprises a step of maintaining the rotation of the final assembly around its running direction.
- This rotation maintenance step is carried out downstream of the step of separating the transient assembly and upstream of the step of balancing the final assembly.
- the method is free of individual preforming steps for each of the wire elements.
- the latter are given a shape by preforming tools, for example rollers, these tools creating defects on the surface of the wire elements. These defects significantly reduce the endurance of the wire elements and therefore of the final assembly.
- the transitional core is a metal wire element.
- the transitional core is a metal monofilament.
- the diameter of the space between the metal wire elements and therefore the geometric characteristics of the final assembly are very precisely controlled, unlike a transitional core made of a textile material, for example polymeric, the compressibility of which can cause variations in the geometric characteristics of the final assembly.
- the transitional core is a textile filament element.
- a textile filament element comprises at least one multifilament textile strand or, alternatively, is made of a textile monofilament.
- the filaments textiles that can be used are chosen from polyesters, polyketones, aliphatic or aromatic polyamides and mixtures of textile filaments of these materials. This reduces the risks of breakage of the transitional core caused by friction of the metal wire elements on the transitional core as well as by the twists imposed on the transitional core.
- the invention also relates to a reinforced product comprising a polymer matrix and at least one extracted cable as defined above.
- the reinforced product comprises one or more cables according to the invention embedded in the polymer matrix, and in the case of several cables, the cables are arranged side by side in a main direction.
- the invention also relates to a tire comprising at least one extracted cable as defined above or a reinforced product as defined above.
- the tire comprises a carcass reinforcement anchored in two beads and surmounted radially by a crown reinforcement itself surmounted by a tread, the crown reinforcement being joined to said beads by two sidewalls and comprising at least one cable as defined above.
- the crown reinforcement comprises a protective reinforcement and a working reinforcement, the working reinforcement comprising at least one cable as defined above, the protective reinforcement being radially interposed between the tread and the working reinforcement.
- the cable is particularly intended for industrial vehicles selected from heavy vehicles such as "Heavy goods vehicles” - i.e., metro, bus, road transport vehicles (trucks, tractors, trailers), off-road vehicles -, agricultural or civil engineering vehicles, other transport or handling vehicles.
- heavy vehicles such as "Heavy goods vehicles” - i.e., metro, bus, road transport vehicles (trucks, tractors, trailers), off-road vehicles -, agricultural or civil engineering vehicles, other transport or handling vehicles.
- the tire is for civil engineering type vehicles.
- the tire has a dimension in which the diameter, in inches, of the seat of the rim on which the tire is intended to be mounted is greater than or equal to 30 inches.
- the invention also relates to a rubber article comprising an assembly according to the invention, or an impregnated assembly according to the invention.
- rubber article is meant any type of rubber article such as a ball, a non-pneumatic object such as a non-pneumatic tire, a conveyor belt or a caterpillar.
- the “median circumferential plane” M of the tire is the plane which is normal to the axis of rotation of the tire and which is located equidistant from the annular reinforcement structures of each bead.
- the P tire is for heavy civil engineering type vehicles, for example “dumper” type.
- the P tire has a dimension of type 53/80R63.
- the tire P comprises a crown 12 reinforced by a crown reinforcement 14, two sidewalls 16 and two beads 18, each of these beads 18 being reinforced with an annular structure, here a bead wire 20.
- the crown reinforcement 14 is radially surmounted by a tread 22 and joined to the beads 18 by the sidewalls 16.
- a carcass reinforcement 24 is anchored in the two beads 18, and is here wound around the two bead wires 20 and comprises a turn-up 26 arranged towards the outside of the tire 20 which is here shown mounted on a rim 28.
- the carcass reinforcement 24 is radially surmounted by the crown reinforcement 14.
- the carcass reinforcement 24 comprises at least one carcass ply 30 reinforced by radial carcass cords (not shown).
- the carcass cords are arranged substantially parallel to each other and extend from one bead 18 to the other so as to form an angle of between 80° and 90° with the median circumferential plane M (plane perpendicular to the axis of rotation of the tire which is located midway between the two beads 18 and passes through the middle of the crown reinforcement 14).
- the tire P also comprises a sealing ply 32 made of an elastomer (commonly called inner rubber) which defines the radially internal face 34 of the tire P and which is intended to protect the carcass ply 30 from the diffusion of air coming from the space inside the tire P.
- a sealing ply 32 made of an elastomer (commonly called inner rubber) which defines the radially internal face 34 of the tire P and which is intended to protect the carcass ply 30 from the diffusion of air coming from the space inside the tire P.
- the crown reinforcement 14 comprises, radially from the outside to the inside of the tire P, a protective reinforcement 36 arranged radially inside the tread 22, a working reinforcement 38 arranged radially inside the protective reinforcement 36 and an additional reinforcement 40 arranged radially inside the working reinforcement 38.
- the protective reinforcement 36 is thus radially intercalated between the tread 22 and the working reinforcement 38.
- the working reinforcement 38 is radially intercalated between the protective reinforcement 36 and the additional reinforcement 40.
- the protective frame 36 comprises first and second protective plies 42, 44 comprising protective metal cables, the first ply 42 being arranged radially inside the second ply 44.
- the protective metal cables make an angle at least equal to 10°, preferably ranging from 10° to 35° and preferentially from 15° to 30° with the circumferential direction Z of the tire.
- the working reinforcement 38 comprises first and second working plies 46, 48, the first ply 46 being arranged radially inside the second ply 48.
- Each ply 46, 48 comprises at least one cable 50.
- the working metal cables 50 are crossed from one working ply to the other and make an angle at most equal to 60°, preferably ranging from 15° to 40° with the circumferential direction Z of the tire.
- the additional frame 40 also called a limiter block, the function of which is to partially absorb the mechanical stresses of inflation, comprises, for example and in a manner known per se, additional metal reinforcement elements, for example as described in FR 2 419 181 Or FR 2 419 182 making an angle of at most 10°, preferably ranging from 5° to 10° with the circumferential direction Z of the tire P.
- the reinforced product R comprises at least one 50' cable, in this case several 50' cables, embedded in the polymer matrix Ma.
- the polymer matrix Ma the cables 50' are represented in a reference frame X, Y, Z in which the direction Y is the radial direction and the directions X and Z are the axial and circumferential directions.
- the reinforced product R comprises several cables 50 arranged side by side in the main direction X and extending parallel to each other within the reinforced product R and collectively embedded in the matrix polymeric Ma.
- the polymer matrix Ma is an elastomeric matrix based on an elastomeric composition.
- Each protective reinforcement element 43, 45 and each hoop reinforcement element 53, 55 is formed, after extraction of the tire 10, by an extracted cable 50' as described below.
- the cable 50 is obtained by embedding in a polymer matrix, in this case in a polymer matrix respectively forming each polymer matrix of each protective ply 42, 44 and of each hoop layer 52, 54 in which the protective reinforcement elements 43, 45 and hoop elements 53, 55 are respectively embedded.
- the 50 cable and the 50' extracted cable are single-layer metallic.
- the At value is determined by plotting a stress-strain curve of the 50 cable using ASTM D2969-04 of 2014.
- the cable 50 has a secant modulus E1 ranging from 3.0 to 10.0 GPa and preferably ranging from 3.5 to 8.5 GPa.
- E1 4.0 GPa
- Cable 50 has a tangent modulus E2 ranging from 50 to 180 GPa and preferably from 55 to 150 GPa.
- E2 73 GPa.
- the wire elements F1 and the transient core 16 are unwound from the supply means.
- the method comprises a step 100 of providing the transient assembly 22 comprising on the one hand a step of assembly by twisting the M' metallic wire elements F1 into a single layer of M' metallic wire elements F1 around the transient core 16 and on the other hand, a step of balancing the transient assembly 22 carried out using a finiister.
- the method comprises a step 110 of separating the transient assembly 22 between the first split assembly 25, the second split assembly 27 and the transient core 16 or one or more assemblies comprising the transient core 16, here the transient core 16.
- the step 110 of separating the transient assembly 22 between the first split assembly 25, the second split assembly 27 and the transient core 16 comprises a step 120 of separating the transient assembly 22 between the precursor assembly, the second split assembly 27 and finally the transient core 16.
- the separation step 120 of the assembly transient between the precursor assembly and the split assembly comprises a step 124 of separating the split assembly between the second split assembly 27 and the transient core 16.
- the separation step 124 comprises a step of splitting the split assembly into the second split assembly 27, the transient core 16 and the complementary assembly.
- the step 110 of separating the transient assembly between the first split assembly 25, the second split assembly 27 and the transient core 16 comprises a step 130 of separating the precursor assembly between the first split assembly 25 and the complementary assembly.
- the method comprises a step 140 of reassembling the first split assembly 25 with the second split assembly 27 to form the strand 54.
- the supply step 100, the separation step 110 and the reassembly step 140 are carried out so that all the M' metallic wire elements F1 have the same diameter Df, are wound in a helix according to the same pitch P and have the same helix curvature radius Rf described previously.
- the separation step 110 and the reassembly step 140 are carried out so that M1'+M2' ⁇ M'.
- a final balancing step is carried out.
- strand 54 is stored on a storage reel. N strands 54 are manufactured in the same way.
- the method comprises a step of recycling the transient core 16.
- the transient core 16 is recovered downstream of the separation step 110, here downstream of the separation step 124, and the transient core 16 recovered previously is introduced upstream of the assembly step.
- This recycling step is continuous.
- Tables 1, 2 and 3 below summarize the characteristics for the different cables 50, 50', 60, 60', 51, 52, 53, 53', 54 according to the invention and for the state-of-the-art cables EDT1, EDT1', EDT2 and EDT2'.
- the stress-strain curves of the cables were plotted by applying the ASTM D2969-04 standard of 2014 and the total elongation and the breaking energy indicator were determined for the different cables 50, 50', 60, 60', 51, 52, 53, 53', 54 according to the invention and for the state-of-the-art cables EDT1, EDT1', EDT2 and EDT2'.
- Tables 1, 2 and 3 show that the cables 50, 50', 60, 60', 51, 52, 53, 53', 54 according to the invention have both an improved breaking energy indicator and have better deformability compared to the state-of-the-art cables EDT1, EDT1', EDT2 and EDT2'.
- the cables according to the invention make it possible to solve the problems mentioned in the preamble.
Landscapes
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Description
L'invention concerne des câbles, un produit renforcé et un pneumatique comprenant ces câbles.The invention relates to cables, a reinforced product and a tire comprising these cables.
On connait de l'état de la technique, notamment du document
On connait également de l'état de la technique le document
L'armature de sommet comprend une armature de travail, une armature de protection et éventuellement d'autres armatures, par exemple une armature de frettage.The top reinforcement includes a working reinforcement, a protective reinforcement and possibly other reinforcements, for example a hoop reinforcement.
L'armature de protection comprend une ou plusieurs nappes de protection comprenant plusieurs éléments filaires de renfort de protection. Chaque élément filaire de renfort de protection est un câble présentant une structure 1xN. Le câble comprend une unique couche de N=4 torons enroulés en hélice à un pas p3=20 mm. Chaque toron comprend, d'une part, une couche interne de M=3 fils internes enroulés en hélice à un pas p1=6,7 mm et une couche externe de V=8 fils externes enroulés en hélice autour de la couche interne à un pas p2=10 mm. Chaque fils interne et externe présente un diamètre égal à 0,35 mm et l'allongement total du câble est de 6%.The protective reinforcement comprises one or more protective plies comprising several protective reinforcing wire elements. Each protective reinforcing wire element is a cable having a 1xN structure. The cable comprises a single layer of N=4 strands wound in a helix at a pitch p3=20 mm. Each strand comprises, on the one hand, an inner layer of M=3 inner wires wound in a helix at a pitch p1=6.7 mm and an outer layer of V=8 outer wires wound in a helix around the inner layer at a pitch p2=10 mm. Each inner and outer wire has a diameter equal to 0.35 mm and the total elongation of the cable is 6%.
D'une part, lors du passage du pneumatique sur des obstacles, par exemple sous la forme de cailloux, ces obstacles risquent de perforer le pneumatique jusqu'à atteindre l'armature de sommet. Ces perforations permettent l'entrée d'agents corrosifs dans l'armature de sommet du pneumatique et en réduisent la durée de vie.On the one hand, when the tire passes over obstacles, for example in the form of stones, these obstacles risk perforating the tire until they reach the crown reinforcement. These perforations allow corrosive agents to enter the crown reinforcement of the tire and reduce its service life.
D'autre part, on a observé que les câbles des nappes de protection peuvent présenter des ruptures consécutives à des déformations et des efforts relativement importants exercés sur le câble, notamment lors du passage du pneumatique sur des obstacles.On the other hand, it has been observed that the cables of the protective layers can present ruptures following deformations and relatively significant forces exerted on the cable, in particular when the tire passes over obstacles.
L'invention a pour but un câble permettant de réduire, voire de supprimer, le nombre de rupture et le nombre de perforation.The invention aims to provide a cable making it possible to reduce, or even eliminate, the number of breakages and the number of perforations.
A cet effet l'invention a pour objet un câble multi-torons présentant une structure 1xN comprenant une unique couche de N torons enroulés en hélice autour d'un axe principal (A), chaque toron étant à une couche de fils métalliques et comprenant M>1 fils métalliques enroulés en hélice autour d'un axe (B), dans lequel :
- le câble présente un allongement total At >8,10 % déterminé par la norme ASTM D2969-04 de 2014 ; et
- l'indicateur d'énergie à rupture Er du câble défini par
- the cable has a total elongation At >8.10% determined by ASTM D2969-04 of 2014; and
- the breaking energy indicator Er of the cable defined by
Grâce à l'allongement total relativement élevé et à l'énergie à rupture du câble relativement élevée, le câble selon l'invention permet de réduire les perforations et donc d'allonger la durée de vie du pneumatique. En effet, les inventeurs à l'origine de l'invention ont découvert qu'un câble moins rigide que celui de l'état de la technique est plus performant à l'encontre des obstacles. Les inventeurs ont trouvé qu'il était plus efficace d'épouser l'obstacle grâce à un câble présentant une rigidité moindre plutôt que de tenter de rigidifier et de renforcer autant que possible les câbles pour s'opposer aux déformations imposées par les obstacles comme cela est enseigné d'une manière générale dans l'état de la technique. En épousant les obstacles, on diminue l'effort s'opposant aux obstacles et donc le risque de perforer le pneumatique. Cet effet de diminution de la rigidité est illustré sur la
Grâce à l'allongement total relativement élevé, à l'énergie à rupture du câble relativement élevée, le câble selon l'invention permet également de réduire le nombre de rupture. En effet, les inventeurs à l'origine de l'invention ont découvert que le critère déterminant pour réduire les ruptures du câbles n'était pas uniquement la force à rupture comme cela est largement enseigné dans l'état de la technique mais l'indicateur d'énergie à rupture représenté dans la présente demande par l'aire sous la courbe de contrainte en fonction de l'allongement comme illustré en partie sur la
Tout intervalle de valeurs désigné par l'expression « entre a et b » représente le domaine de valeurs allant de plus de a à moins de b (c'est-à-dire bornes a et b exclues) tandis que tout intervalle de valeurs désigné par l'expression « de a à b » signifie le domaine de valeurs allant de la borne « a » jusqu'à la borne « b » c'est-à-dire incluant les bornes strictes « a » et « b ».Any interval of values denoted by the expression "between a and b" represents the domain of values from greater than a to less than b (i.e., excluding limits a and b) while that any interval of values designated by the expression "from a to b" means the domain of values extending from the limit "a" to the limit "b" i.e. including the strict limits "a" and "b".
L'allongement total At, grandeur bien connue de l'homme du métier, est déterminé par exemple en appliquant la norme ASTM D2969-04 de 2014 à un câble testé de façon à obtenir une courbe contrainte-allongement. On déduit l'At sur la courbe obtenue comme l'allongement, en %, correspondant à la projection sur l'axe des allongements du point de rupture du câble sur la courbe contrainte -allongement, c'est-à-dire le point auquel la charge croît jusqu'à une valeur maximale de contrainte puis décroît brusquement après la rupture. Lorsque la décroissance par rapport à la contrainte dépasse un certain seuil cela signifie que la rupture du câble a eu lieu.The total elongation At, a quantity well known to those skilled in the art, is determined for example by applying the ASTM D2969-04 standard of 2014 to a cable tested so as to obtain a stress-elongation curve. The At is deduced on the curve obtained as the elongation, in %, corresponding to the projection on the elongation axis of the breaking point of the cable on the stress-elongation curve, i.e. the point at which the load increases to a maximum stress value and then decreases abruptly after rupture. When the decrease in relation to the stress exceeds a certain threshold, this means that the cable has ruptured.
L'indicateur d'énergie à rupture Er du câble est déterminé en calculant l'aire sous la courbe de traction contrainte en fonction de l'allongement par la relation
Dans l'invention, le câble comprend une unique couche de N torons, c'est-à-dire qu'il comprend un assemblage constitué d'une couche de torons, ni plus ni moins, c'est-à-dire que l'assemblage a une couche de torons, pas zéro, pas deux, mais uniquement une.In the invention, the cable comprises a single layer of N strands, that is to say it comprises an assembly consisting of one layer of strands, no more and no less, that is to say the assembly has one layer of strands, not zero, not two, but only one.
De façon avantageuse, le sens d'enroulement de chaque toron est opposé au sens d'enroulement du câble.Advantageously, the winding direction of each strand is opposite to the winding direction of the cable.
Par sens d'enroulement d'une couche de torons, on entend le sens formé par les torons par rapport à l'axe du câble. Le sens d'enroulement est communément désigné par la lettre soit Z, soit S.The winding direction of a layer of strands means the direction formed by the strands relative to the axis of the cable. The winding direction is commonly designated by the letter either Z or S.
Les sens d'enroulement des torons sont déterminés conformément à la norme ASTM D2969-04 de 2014.Strand winding directions are determined in accordance with ASTM D2969-04 of 2014.
Le câble selon l'invention est à simple hélice. Par définition, un câble à simple hélice est un câble dans lequel l'axe de chaque toron de la couche décrit une unique hélice autour d'un axe principal, contrairement à un câble à double hélice dans lequel l'axe de chaque toron décrit une première hélice autour de l'axe du câble et une deuxième hélice autour d'une hélice décrite par l'axe du câble. En d'autres termes, lorsque le câble s'étend selon une direction sensiblement rectiligne, le câble comprend une unique couche de torons enroulés ensemble en hélice, chaque toron de la couche décrivant une trajectoire en forme d'hélice autour d'un axe principal sensiblement parallèle à la direction sensiblement rectiligne de sorte que, dans un plan de coupe sensiblement perpendiculaire à l'axe principal, la distance entre le centre de chaque toron de la couche et l'axe principal soit sensiblement constante et égale pour tous les torons de la couche. Au contraire, lorsqu'un câble à double hélice s'étend selon une direction sensiblement rectiligne, la distance entre le centre de chaque toron de la couche et la direction sensiblement rectiligne est différente pour tous les torons de la couche.The cable according to the invention is single helix. By definition, a single helix cable is a cable in which the axis of each strand of the layer describes a single helix around a main axis, unlike a double helix cable in which the axis of each strand describes a first helix around the axis of the cable and a second helix around a helix described by the axis of the cable. In other words, when the cable extends in a direction substantially straight, the cable comprises a single layer of strands wound together in a helix, each strand of the layer describing a helical trajectory around a main axis substantially parallel to the substantially straight direction such that, in a section plane substantially perpendicular to the main axis, the distance between the center of each strand of the layer and the main axis is substantially constant and equal for all the strands of the layer. In contrast, when a double helix cable extends in a substantially straight direction, the distance between the center of each strand of the layer and the substantially straight direction is different for all the strands of the layer.
De la même façon que décrit plus haut pour le câble, chaque toron selon l'invention est à simple hélice. Par définition, un toron à simple hélice est un toron dans lequel l'axe de chaque élément filaire métallique de la couche décrit une unique hélice, contrairement à un toron à double hélice dans lequel l'axe de chaque élément filaire métallique décrit une première hélice autour de l'axe du toron et une deuxième hélice autour d'une hélice décrite par l'axe du toron. En d'autres termes, lorsque le toron s'étend selon une direction sensiblement rectiligne, le toron comprend une unique couche d'éléments filaires métallique enroulés ensemble en hélice, chaque élément filaire métallique de la couche décrivant une trajectoire en forme d'hélice autour d'un axe principal sensiblement parallèle à la direction sensiblement rectiligne de sorte que, dans un plan de coupe sensiblement perpendiculaire à l'axe principal, la distance entre le centre de chaque élément filaire métallique de la couche et l'axe principal soit sensiblement constante et égale pour tous les éléments filaires métalliques de la couche. Au contraire, lorsqu'un toron à double hélice s'étend selon une direction sensiblement rectiligne, la distance entre le centre de chaque élément filaire métallique de la couche et la direction sensiblement rectiligne est différente pour tous les éléments filaires métalliques de la couche.In the same way as described above for the cable, each strand according to the invention is single-helix. By definition, a single-helix strand is a strand in which the axis of each metal wire element of the layer describes a single helix, unlike a double-helix strand in which the axis of each metal wire element describes a first helix around the axis of the strand and a second helix around a helix described by the axis of the strand. In other words, when the strand extends in a substantially rectilinear direction, the strand comprises a single layer of metal wire elements wound together in a helix, each metal wire element of the layer describing a helix-shaped trajectory around a main axis substantially parallel to the substantially rectilinear direction such that, in a section plane substantially perpendicular to the main axis, the distance between the center of each metal wire element of the layer and the main axis is substantially constant and equal for all the metal wire elements of the layer. Conversely, when a double helix strand extends in a substantially straight direction, the distance between the center of each wire element in the layer and the substantially straight direction is different for all wire elements in the layer.
Le câble selon l'invention est dépourvu d'âme centrale métallique. On parle également de câble de structure 1xN dans laquelle N est le nombre de torons ou bien encore de câble à structure ouverte (« open-cord » en anglais). Dans le câble selon l'invention défini ci-dessus, la voûte interne est vide et donc dépourvue de tout matériau de remplissage, notamment dépourvue de toute composition élastomérique. On parle alors d'un câble dépourvu de matériau de remplissage.The cable according to the invention is devoid of a central metal core. It is also referred to as a 1xN structure cable in which N is the number of strands or even an open-cord cable. In the cable according to the invention defined above, the internal arch is empty and therefore devoid of any filling material, in particular devoid of any elastomeric composition. It is then referred to as a cable devoid of filling material.
Par élément filaire, on entend un élément s'étendant longitudinalement selon un axe principal et présentant une section perpendiculaire à l'axe principal dont la plus grande dimension G est relativement faible par rapport à la dimension L selon l'axe principal. Par relativement faible, on entend que L/G est supérieur ou égal à 100, de préférence supérieur ou égal à 1000. Cette définition couvre aussi bien les éléments filaires de section circulaire que les éléments filaires de section non circulaire, par exemple de section polygonale ou oblongue. De façon très préférée, chaque élément filaire métallique présente une section circulaire.By wire element is meant an element extending longitudinally along a main axis and having a section perpendicular to the main axis whose largest dimension G is relatively small compared to the dimension L along the main axis. By relatively small is meant that L/G is greater than or equal to 100, preferably greater than or equal to 1000. This definition covers both wire elements of circular section and wire elements of non-circular section, for example of polygonal or oblong section. Very preferably, each metal wire element has a circular section.
Par métallique, on entend par définition un élément filaire 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 élément filaire métallique est préférentiellement en acier, plus préférentiellement en acier perlitique ou ferrito-perlitique au carbone, appelé couramment par l'homme du métier acier au carbone, ou encore en acier inoxydable (par définition, acier comportant au moins 10,5% de chrome).By definition, the term metallic means a wire element consisting mainly (i.e. for more than 50% of its mass) or entirely (for 100% of its mass) of a metallic material. Each metallic wire element is preferably made of steel, more preferably of pearlitic or ferrito-pearlitic carbon steel, commonly called carbon steel by those skilled in the art, or even of stainless steel (by definition, steel containing at least 10.5% chromium).
De préférence, les fils métalliques et les torons ne subissent pas de préformation. En d'autres termes, le câble est obtenu par un procédé dépourvu d'étapes de préformation individuelle de chacun des éléments filaires métalliques et de chacun des torons.Preferably, the metal wires and strands do not undergo preforming. In other words, the cable is obtained by a process devoid of individual preforming steps of each of the metal wire elements and each of the strands.
Avantageusement, l'allongement total At ≥ 8,30 % et de préférence At ≥ 8,50%.Advantageously, the total elongation At ≥ 8.30% and preferably At ≥ 8.50%.
Avantageusement, l'allongement total At ≤ 20,00 % et de préférence At ≤ 16, 00%.Advantageously, the total elongation At ≤ 20.00% and preferably At ≤ 16.00%.
Avantageusement, l'indicateur d'énergie à rupture Er du câble (50) est supérieur ou égal à 55 MJ/m3.Advantageously, the breaking energy indicator Er of the cable (50) is greater than or equal to 55 MJ/m 3 .
De préférence, l'indicateur d'énergie à rupture Er du câble (50) est inférieur ou égale à 200 MJ/m3et de préférence inférieur ou égal à 150 MJ/m3.Preferably, the breaking energy indicator Er of the cable (50) is less than or equal to 200 MJ/m 3 and preferably less than or equal to 150 MJ/m 3 .
De préférence, le câble présente un allongement structural As déterminé par la norme ASTM D2969-04 de 2014 tel que As> 4,30%, de préférence As ≥ 4,50% et plus préférentiellement As ≥ 4,60%.Preferably, the cable has a structural elongation As determined by ASTM D2969-04 of 2014 such that As > 4.30%, preferably As ≥ 4.50% and more preferably As ≥ 4.60%.
De préférence, le câble présente un allongement structural As déterminé par la norme ASTM D2969-04 de 2014 tel que As ≤ 10,0 % et de préférence As ≤ 9,50%.Preferably, the cable has a structural elongation As determined by ASTM D2969-04 of 2014 such that As ≤ 10.0% and preferably As ≤ 9.50%.
L'allongement structural As, grandeur bien connue de l'homme du métier, est déterminé par exemple en appliquant la norme ASTM D2969-04 de 2014 à un câble testé de façon à obtenir une courbe force-allongement. On déduit l'As sur la courbe obtenue comme l'allongement, en %, correspondant à la projection sur l'axe des allongement de l'intersection entre la tangente à la partie structurale de la courbe force-allongement et la tangente à la partie élastique de la courbe force-allongement. Pour rappel, une courbe force-allongement comprend, en se déplaçant vers les allongements croissants, une partie structurale, une partie élastique et une partie plastique. La partie structurale correspond à l'allongement structural As résultant de l'aération du câble, c'est-à-dire l'espace vacant entre les différents torons métalliques constituants le câble. La partie élastique correspond à un allongement élastique résultant de la construction du câble, notamment des angles des différentes couches et des diamètres des torons. La partie plastique correspond à l'allongement plastique résultant de la plasticité (déformation irréversible au-delà de la limite d'élasticité) d'un ou plusieurs éléments filaires métalliques des torons.The structural elongation As, a quantity well known to those skilled in the art, is determined for example by applying the ASTM D2969-04 standard of 2014 to a cable tested so as to obtain a force-elongation curve. The As is deduced on the curve obtained as the elongation, in %, corresponding to the projection on the elongation axis of the intersection between the tangent to the structural part of the force-elongation curve and the tangent to the elastic part of the force-elongation curve. As a reminder, a force-elongation curve comprises, moving towards increasing elongations, a structural part, an elastic part and a plastic part. The structural part corresponds to the structural elongation As resulting from the aeration of the cable, i.e. the vacant space between the different metal strands constituting the cable. The elastic part corresponds to an elastic elongation resulting from the construction of the cable, in particular the angles of the different layers and the diameters of the strands. The plastic part corresponds to the plastic elongation resulting from the plasticity (irreversible deformation beyond the elastic limit) of one or more metallic wire elements of the strands.
De préférence, le câble présente un module sécant E1 allant de 3,0 à 10,0 GPa et de préférence allant de 3,5 à 8,5 GPa.Preferably, the cable has a secant modulus E1 ranging from 3.0 to 10.0 GPa and preferably ranging from 3.5 to 8.5 GPa.
Le câble selon l'invention peut ainsi avoir une déformation importante à faible effort et une première rigidité basse.The cable according to the invention can thus have significant deformation at low force and a first low rigidity.
Le module sécant E1 est la pente de la droite reliant l'origine de la courbe contrainte-allongement obtenue dans les conditions de la norme ASTM D 885/D 885M - 10a de 2014 au point d'abscisse 1% de cette même courbe.The secant modulus E1 is the slope of the line connecting the origin of the stress-elongation curve obtained under the conditions of the ASTM D 885/D 885M - 10a standard of 2014 to the
De préférence, le câble présente un module tangent E2 allant de 50 à 180 GPa et de préférence de 55 à 150 GPa.Preferably, the cable has a tangent modulus E2 ranging from 50 to 180 GPa and preferably from 55 to 150 GPa.
Ainsi le câble selon l'invention présente une rigidité minimum pour permettre la reprise ou la transmission d'effort.Thus, the cable according to the invention has a minimum rigidity to allow the recovery or transmission of force.
Le module tangent E2 est calculé comme suit sur la courbe contrainte-allongement obtenue dans les conditions de la norme ASTM D 885/D 885M - 10a de 2014: E2 correspond au module tangent maximum du câble sur la courbe force-allongement.The tangent modulus E2 is calculated as follows on the stress-strain curve obtained under the conditions of ASTM D 885/D 885M - 10a of 2014: E2 corresponds to the maximum tangent modulus of the cable on the force-strain curve.
L'invention a également pour objet un câble extrait d'une matrice polymérique, le câble extrait présentant structure 1xN comprenant une unique couche de N torons enroulés en hélice autour d'un axe principal (A), chaque toron étant à une couche de fils métalliques et comprenant M>1 fils métalliques enroulés en hélice autour d'un axe (B), dans lequel :
- le câble extrait (50') présente un allongement total At' ≥ 5,00 % déterminé par la norme ASTM D2969-04 de 2014,
- l'indicateur d'énergie à rupture Er' du câble extrait (50') défini par
- the extracted cable (50') has a total elongation At' ≥ 5.00% determined by ASTM D2969-04 of 2014,
- the breaking energy indicator Er' of the extracted cable (50') defined by
De préférence, la matrice polymérique est une matrice élastomérique.Preferably, the polymer matrix is an elastomeric matrix.
La matrice polymérique, de préférence élastomérique, est à base d'une composition polymérique, de préférence élastomérique.The polymeric matrix, preferably elastomeric, is based on a polymeric composition, preferably elastomeric.
Par matrice polymérique, on entend une matrice comprenant au moins un polymère. La matrice polymérique est ainsi à base d'une composition polymérique.By polymer matrix is meant a matrix comprising at least one polymer. The polymer matrix is thus based on a polymer composition.
Par matrice élastomérique, on entend une matrice comprenant au moins un élastomère. La matrice élastomérique préférentielle est ainsi à base de la composition élastomérique.By elastomeric matrix is meant a matrix comprising at least one elastomer. The preferred elastomeric matrix is thus based on the elastomeric composition.
Par l'expression "à base de", il faut entendre que la composition comporte le mélange et/ou le produit de réaction in situ des différents constituants utilisés, certains de ces constituants pouvant réagir et/ou étant destinés à réagir entre eux, au moins partiellement, lors des différentes phases de fabrication de la composition ; la composition pouvant ainsi être à l'état totalement ou partiellement réticulé ou à l'état non-réticulé.By the expression "based on", it is meant that the composition comprises the mixture and/or the in situ reaction product of the different constituents used, some of these constituents being able to react and/or being intended to react with each other, at least partially, during the different phases of manufacture of the composition; the composition thus being able to be in a totally or partially crosslinked state or in a non-crosslinked state.
Par composition polymérique, on entend que la composition comprend au moins un polymère. De préférence, un tel polymère peut être un thermoplastique, par exemple un polyester ou un polyamide, un polymère thermodurcissable, un élastomère, par exemple du caoutchouc naturel, un élastomère thermoplastique ou un mélange de ces polymèresBy polymeric composition is meant that the composition comprises at least one polymer. Preferably, such a polymer may be a thermoplastic, for example a polyester or a polyamide, a thermosetting polymer, an elastomer, for example natural rubber, a thermoplastic elastomer or a mixture of these polymers
Par composition élastomérique, on entend que la composition comprend au moins un élastomère et au moins un autre composant. De préférence, la composition comprenant au moins un élastomère et au moins un autre composant comprend un élastomère, un système de réticulation et une charge. Les compositions utilisables pour ces nappes sont des compositions conventionnelles pour calandrage d'éléments filaires de renfort et comprennent un élastomère diénique, par exemple du caoutchouc naturel, une charge renforçante, par exemple du noir de carbone et/ou de la silice, un système de réticulation, par exemple un système de vulcanisation, de préférence comprenant du soufre, de l'acide stéarique et de l'oxyde de zinc, et éventuellement un accélérateur et/ou retardateur de vulcanisation et/ou divers additifs. L'adhésion entre les fils métalliques et la matrice dans laquelle ils sont noyés est assurée par exemple par un revêtement métallique, par exemple une couche de laiton.By elastomeric composition is meant that the composition comprises at least one elastomer and at least one other component. Preferably, the composition comprising at least one elastomer and at least one other component comprises an elastomer, a crosslinking system and a filler. The compositions that can be used for these sheets are conventional compositions for calendering reinforcing wire elements and comprise a diene elastomer, for example natural rubber, a reinforcing filler, for example carbon black and/or silica, a crosslinking system, for example a vulcanization system, preferably comprising sulfur, stearic acid and zinc oxide, and optionally a vulcanization accelerator and/or retarder and/or various additives. The adhesion between the metal wires and the matrix in which they are embedded is ensured for example by a metal coating, for example a layer of brass.
Les valeurs des caractéristiques décrites dans la présente demande pour le câble extrait sont mesurées sur ou déterminées à partir de câbles extrait d'une matrice polymérique, notamment élastomérique, par exemple d'un pneumatique. Ainsi, par exemple sur un pneumatique, on retire la bande de matière radialement à l'extérieur du câble à extraire de façon à apercevoir le câble à extraire affleurer radialement de la matrice polymérique. Ce retrait peu se faire par décorticage au moyens de pinces et de couteaux ou bien par rabotage. Puis, on dégage l'extrémité du câble à extraire au moyen d'un couteau. Puis, on tire sur le câble de façon à l'extraire de la matrice en appliquant un angle relativement faible de façon à ne pas plastifier le câble à extraire. Les câbles extraits sont alors nettoyés soigneusement, par exemple au moyen d'un couteau, de façon à détacher les restes de matrice polymérique accrochés localement au câble et en prenant soin de ne pas dégrader la surface des fils métalliques.The values of the characteristics described in the present application for the extracted cable are measured on or determined from cables extracted from a polymer matrix, in particular an elastomeric matrix, for example from a tire. Thus, for example on a tire, the strip of material is removed radially outside the cable to be extracted so as to see the cable to be extracted radially flush with the polymer matrix. This removal can be done by peeling using pliers and knives or by planing. Then, the end of the cable to be extracted is released using a knife. Then, the cable is pulled so as to extract it from the matrix by applying a relatively small angle so as not to plasticize the cable to be extracted. The extracted cables are then carefully cleaned, for example using a knife, so as to detach the remains of polymer matrix locally attached to the cable and taking care not to damage the surface of the metal wires.
De préférence, l'allongement total At' est tel que At' ≥ 5,20%.Preferably, the total elongation At' is such that At' ≥ 5.20%.
De préférence, l'indicateur d'énergie à rupture Er' du câble (50) est supérieur ou égal à 40 MJ/m3.Preferably, the breaking energy indicator Er' of the cable (50) is greater than or equal to 40 MJ/m 3 .
Les caractéristiques avantageuses décrites ci-dessous s'appliquent indifféremment au câble tel que défini ci-dessus et au câble extrait.The advantageous characteristics described below apply equally to the cable as defined above and to the extracted cable.
Avantageusement, le câble est tel que les torons définissent une voûte interne du câble de diamètre Dv, chaque toron présentant un diamètre Dt et un rayon de courbure d'hélice Rt défini par Rt=Pe/(π x Sin(2αe)) avec Pe le pas de chaque toron exprimé en millimètres et αe l'angle d'hélice de chaque toron (54), dans lequel Dv, Dt et Rt étant exprimés en millimètres :25 ≤ Rt / Dt ≤ 180 et 0,10 ≤ Dv / Dt ≤ 0,50.Advantageously, the cable is such that the strands define an internal arch of the cable of diameter Dv, each strand having a diameter Dt and a helix curvature radius Rt defined by Rt=Pe/(π x Sin(2αe)) with Pe the pitch of each strand expressed in millimeters and αe the helix angle of each strand (54), in which Dv, Dt and Rt being expressed in millimeters: 25 ≤ Rt / Dt ≤ 180 and 0.10 ≤ Dv / Dt ≤ 0.50.
Le câble selon l'invention présente une excellente compressibilité longitudinale et, toutes choses étant égales par ailleurs, un diamètre relativement faible.The cable according to the invention has excellent longitudinal compressibility and, all things being equal, a relatively small diameter.
D'une part, les inventeurs à l'origine de l'invention émettent l'hypothèse que, du fait d'un rayon de courbure Rt suffisamment élevé par rapport au diamètre Dt de chaque toron, le câble est suffisamment aéré, réduisant ainsi le risque de flambement, du fait de l'éloignement relativement important de chaque toron de l'axe longitudinal du câble, éloignement permettant aux torons une accommodation, de par leur hélice, des déformations de compression longitudinale relativement élevées. Au contraire, le rayon de courbure Rt de chaque toron du câble de l'état de la technique étant relativement faible par rapport au diamètre Dt, les éléments filaires métalliques sont plus proches de l'axe longitudinal du câble et peuvent accommoder, de par leur hélice, des déformations de compression longitudinale bien moindres que le câble selon l'invention.On the one hand, the inventors behind the invention hypothesize that, because of a sufficiently high radius of curvature Rt relative to the diameter Dt of each strand, the cable is sufficiently ventilated, thus reducing the risk of buckling, due to the relatively large distance of each strand from the longitudinal axis of the cable, a distance allowing the strands to accommodate, by their helix, relatively high longitudinal compressive deformations. On the contrary, the radius of curvature Rt of each strand of the cable of the prior art being relatively small relative to the diameter Dt, the metal wire elements are closer to the longitudinal axis of the cable and can accommodate, by their helix, much lower longitudinal compressive deformations than the cable according to the invention.
D'autre part, pour un rayon de courbure Rt de chaque toron trop élevé, le câble selon l'invention présenterait une rigidité longitudinale en compression insuffisante pour assurer un rôle de renforcement, par exemple de pneumatiques.On the other hand, for a radius of curvature Rt of each strand that is too high, the cable according to the invention would have insufficient longitudinal rigidity in compression to ensure a reinforcement role, for example of tires.
De plus, pour un diamètre Dv de voûte interne trop élevé, le câble présenterait, relativement au diamètre des torons, un diamètre trop élevé.Furthermore, for an internal arch diameter Dv that is too high, the cable would have, relative to the diameter of the strands, a diameter that is too high.
Les valeurs des caractéristiques Dt, Dv et Rt ainsi que des autres caractéristiques décrites ci-dessous sont mesurées sur ou déterminées à partir des câbles soit directement après fabrication, c'est-à-dire avant toute étape de noyage dans une matrice élastomérique, soit extrait d'une matrice élastomérique, par exemple d'un pneumatique, et ayant alors subit une étape de nettoyage durant laquelle on retire du câble toute matrice élastomérique, notamment tout matériau présent à l'intérieur du câble. Pour garantir un état d'origine, l'interface adhésive entre chaque élément filaire métallique et la matrice élastomérique doit être supprimée, par exemple par procédé électro-chimique dans un bain de carbonate de sodium. Les effets associés à l'étape de conformation du procédé de fabrication du pneumatique décrits ci-dessous, notamment l'allongement des câbles, sont annulés par l'extraction de la nappe et du câble qui reprennent, lors de l'extraction, sensiblement leurs caractéristiques d'avant l'étape de conformation.The values of the characteristics Dt, Dv and Rt as well as the other characteristics described below are measured on or determined from the cables either directly after manufacture, i.e. before any step of embedding in an elastomeric matrix, or extracted from an elastomeric matrix, for example from a tire, and having then undergone a cleaning step during which any elastomeric matrix is removed from the cable, in particular any material present inside the cable. To guarantee an original state, the adhesive interface between each metal wire element and the elastomeric matrix must be removed, for example by electrochemical process in a sodium carbonate bath. The effects associated with the shaping step of the tire manufacturing process described below, in particular the elongation of the cables, are cancelled by the extraction of the ply and the cable which, during extraction, substantially regain their characteristics from before the shaping step.
La voûte du câble selon l'invention est délimitée par les torons et correspond au volume délimité par un cercle théorique, d'une part, radialement intérieur à chaque toron et, d'autre part, tangent à chaque toron. Le diamètre de ce cercle théorique est égal au diamètre de voûte Dv.The arch of the cable according to the invention is delimited by the strands and corresponds to the volume delimited by a theoretical circle, on the one hand, radially inside each strand and, on the other hand, tangent to each strand. The diameter of this theoretical circle is equal to the arch diameter Dv.
L'angle d'hélice de chaque toron αe est une grandeur bien connue de l'homme du métier et peut être déterminé par le calcul suivant : tan αe = 2xπ x Re/Pe, formule dans laquelle Pe est le pas exprimé en millimètres dans lequel chaque toron est enroulé, Re est le rayon d'hélice de chaque toron exprimé en millimètres, et tan désigne la fonction tangente. αe est exprimé en degrés.The helix angle of each strand αe is a quantity well known to those skilled in the art and can be determined by the following calculation: tan αe = 2xπ x Re/Pe, formula in which Pe is the pitch expressed in millimeters in which each strand is wound, Re is the helix radius of each strand expressed in millimeters, and tan denotes the tangent function. αe is expressed in degrees.
Le diamètre d'hélice De, exprimé en millimètres, est calculé selon la relation De=Pe x Tan(αe) / π dans laquelle Pe est le pas exprimé en millimètres auquel chaque toron est enroulé, αe est l'angle d'hélice de chaque toron déterminé ci-dessus et Tan la fonction tangente. Le diamètre d'hélice De correspond au diamètre du cercle théorique passant par les centres des torons de la couche dans un plan perpendiculaire à l'axe principal du câble.The helix diameter De, expressed in millimeters, is calculated according to the relation De=Pe x Tan(αe) / π in which Pe is the pitch expressed in millimeters at which each strand is wound, αe is the helix angle of each strand determined above and Tan the tangent function. The helix diameter De corresponds to the diameter of the theoretical circle passing through the centers of the strands of the layer in a plane perpendicular to the main axis of the cable.
Le diamètre de voûte Dv, exprimé en millimètres, est calculé selon la relation Dv=De-Dt dans laquelle Dt est le diamètre de chaque toron et De le diamètre d'hélice, tous deux exprimés en millimètres.The arch diameter Dv, expressed in millimeters, is calculated according to the relation Dv=De-Dt in which Dt is the diameter of each strand and De the helix diameter, both expressed in millimeters.
Le rayon de courbure Rt, exprimé en millimètres, est calculé selon la relation Rt=Pe/(π x Sin(2αe)) dans laquelle Pe est le pas exprimé en millimètres de chaque toron, αe est l'angle d'hélice de chaque toron et Sin la fonction sinus.The radius of curvature Rt, expressed in millimeters, is calculated according to the relation Rt=Pe/(π x Sin(2αe)) in which Pe is the pitch expressed in millimeters of each strand, αe is the helix angle of each strand and Sin the sine function.
On rappelle que le pas auquel chaque toron est enroulé est la longueur parcourue par cet élément filaire, mesurée parallèlement à l'axe du câble dans lequel il se trouve, au bout de laquelle toron ayant ce pas effectue un tour complet autour dudit axe du câble.It is recalled that the pitch at which each strand is wound is the length travelled by this wire element, measured parallel to the axis of the cable in which it is located, at the end of which strand having this pitch makes a complete turn around said axis of the cable.
Avantageusement, le câble est tel que les éléments filaires métalliques définissent une voûte interne du toron de diamètre Dvt, chaque élément filaire métallique présentant un diamètre Df et un rayon de courbure d'hélice Rf défini par Rf=P/(π x Sin(2α)) avec P le pas de chaque élément filaire métallique exprimé en millimètres et α l'angle d'hélice de chaque élément filaire métallique (F1), Dvt, Df et Rf étant exprimés en millimètres, le câble satisfaisant les relations suivantes : 9 ≤ Rf / Df ≤ 30, et 1,30 ≤ Dvt / Df ≤ 4,50.Advantageously, the cable is such that the metal wire elements define an internal arch of the strand of diameter Dvt, each metal wire element having a diameter Df and a helix curvature radius Rf defined by Rf=P/(π x Sin(2α)) with P the pitch of each metal wire element expressed in millimeters and α the helix angle of each metal wire element (F1), Dvt, Df and Rf being expressed in millimeters, the cable satisfying the following relationships: 9 ≤ Rf / Df ≤ 30, and 1.30 ≤ Dvt / Df ≤ 4.50.
La voûte de chaque toron est délimitée par les fils métalliques et correspond au volume délimité par un cercle théorique, d'une part, radialement intérieur à chaque élément filaire métallique et, d'autre part, tangent à chaque élément filaire métallique. Le diamètre de ce cercle théorique est égal au diamètre de voûte Dvt.The arch of each strand is delimited by the metal wires and corresponds to the volume delimited by a theoretical circle, on the one hand, radially inside each metal wire element and, on the other hand, tangent to each metal wire element. The diameter of this theoretical circle is equal to the arch diameter Dvt.
L'angle d'hélice de chaque élément filaire métallique α est une grandeur bien connue de l'homme du métier et peut être déterminé par le calcul suivant : tan α = 2xπ x R/P, formule dans laquelle P est le pas exprimé en millimètres dans lequel chaque toron est enroulé, R est le rayon d'hélice de chaque toron exprimé en millimètres, et tan désigne la fonction tangente. α est exprimé en degrés.The helix angle of each wire element α is a quantity well known to those skilled in the art and can be determined by the following calculation: tan α = 2xπ x R/P, formula in which P is the pitch expressed in millimeters in which each strand is wound, R is the helix radius of each strand expressed in millimeters, and tan denotes the tangent function. α is expressed in degrees.
Le diamètre d'hélice Dh, exprimé en millimètres, est calculé selon la relation Dh=P x Tan(α) / π dans laquelle P est le pas exprimé en millimètres auquel chaque élément filaire métallique est enroulé, α est l'angle d'hélice de chaque élément filaire métallique déterminé ci-dessus et Tan la fonction tangente. Le diamètre d'hélice Dh correspond au diamètre du cercle théorique passant par les centres des éléments filaires métalliques de la couche dans un plan perpendiculaire à l'axe principal du câble.The helix diameter Dh, expressed in millimeters, is calculated according to the relation Dh=P x Tan(α) / π in which P is the pitch expressed in millimeters at which each wire element is wound, α is the helix angle of each wire element determined above and Tan is the tangent function. The helix diameter Dh corresponds to the diameter of the theoretical circle passing through the centers of the wire elements of the layer in a plane perpendicular to the main axis of the cable.
Le diamètre de voûte du toron Dvt, exprimé en millimètres, est calculé selon la relation Dvt=Dh-Df dans laquelle Df est le diamètre de chaque élément filaire métallique et Dh le diamètre d'hélice, tous deux exprimés en millimètres.The arch diameter of the strand Dvt, expressed in millimeters, is calculated according to the relation Dvt=Dh-Df in which Df is the diameter of each wire element and Dh the helix diameter, both expressed in millimeters.
Le rayon de courbure Rf, exprimé en millimètres, est calculé selon la relation Rf=P/(π x Sin(2α)) dans laquelle P est le pas exprimé en millimètres de chaque élément filaire métallique, α est l'angle d'hélice de chaque élément filaire métallique et Sin la fonction sinus.The radius of curvature Rf, expressed in millimeters, is calculated according to the relation Rf=P/(π x Sin(2α)) in which P is the pitch expressed in millimeters of each wire element, α is the helix angle of each wire element and Sin the sine function.
On rappelle que le pas auquel chaque élément filaire métallique est enroulé est la longueur parcourue par cet élément filaire, mesurée parallèlement à l'axe du câble dans lequel il se trouve, au bout de laquelle l'élément filaire ayant ce pas effectue un tour complet autour dudit axe du câble.It is recalled that the pitch at which each metallic wire element is wound is the length travelled by this wire element, measured parallel to the axis of the cable in which it is located, at the end of which the wire element having this pitch makes a complete turn around said axis of the cable.
Les caractéristiques optionnelles décrites ci-dessous pourront être combinées les unes avec les autres dans la mesure où de telles combinaisons sont techniquement compatibles.The optional features described below may be combined with each other to the extent that such combinations are technically compatible.
Dans un mode de réalisation avantageux, tous les éléments filaires métalliques présentent le même diamètre Df.In an advantageous embodiment, all the metal wire elements have the same diameter Df.
L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un câble comprenant :
- une étape de fabrication de N torons par :
- une étape de fourniture d'un assemblage transitoire comprenant une couche constituée de M'>1 fils métalliques enroulés en hélice autour d'un noyau transitoire ;
- une étape de séparation de l'assemblage transitoire entre :
- un premier assemblage fractionné comprenant une couche constituée de M1'≥1 fil(s) métallique(s) enroulé(s) en hélice, le ou les M1' fil(s) métallique(s) étant issu(s) de la couche constituée de M'>1 fils métalliques de l'assemblage transitoire ,
- un deuxième assemblage fractionné comprenant une couche constituée de M2'>1 fils métalliques enroulés en hélice, les M2' fils métalliques étant issus de la couche constituée de M'>1 fils métalliques de l'assemblage transitoire ,
- le noyau transitoire ou un ou plusieurs ensembles comprenant le noyau transitoire ,
- une étape de réassemblage du premier assemblage fractionné avec le deuxième assemblage fractionné pour former un toron à une couche de fils métalliques et comprenant M>1 fils métalliques ;
- une étape d'assemblage des N torons par câblage pour former le câble.
- a manufacturing step of N strands by:
- a step of providing a transient assembly comprising a layer consisting of M'>1 metal wires wound in a helix around a transient core;
- a step of separation of the transient assembly between:
- a first split assembly comprising a layer consisting of M1'≥1 metal wire(s) wound in a helix, the M1' metal wire(s) coming from the layer consisting of M'>1 metal wires of the transitional assembly,
- a second split assembly comprising a layer consisting of M2'>1 metal wires wound in a helix, the M2' metal wires being derived from the layer consisting of M'>1 metal wires of the transitional assembly,
- the transient core or one or more sets comprising the transient core,
- a step of reassembling the first split assembly with the second split assembly to form a single-layer strand of metal wires and comprising M>1 metal wires;
- a step of assembling the N strands by cabling to form the cable.
Chaque toron est fabriqué conformément à un procédé et en mettant en oeuvre une installation décrits dans les documents
En raison du procédé utilisé, chaque élément filaire métallique du câble est dépourvu de marque de préformation. De telles marques de préformation comprennent notamment des méplats. Les marques de préformations comprennent également des fissures s'étendant dans des plans de coupe sensiblement perpendiculaires à l'axe principal selon lequel s'étend chaque élément filaire métallique. De telles fissures s'étendent, dans un plan de coupe sensiblement perpendiculaire à l'axe principal, depuis une surface radialement externe de chaque élément filaire métallique radialement vers l'intérieur de chaque élément filaire métallique. Comme décrits ci-dessus, de telles fissures sont initiées par les outils mécaniques de préformation en raison des efforts en flexion, c'est-à-dire perpendiculairement à l'axe principal de chaque élément filaire métallique, ce qui les rend très néfastes pour l'endurance. A l'inverse, dans le procédé décrit dans
Avantageusement, le câble présente un diamètre D tel que D ≤ 6,00 mm et de préférence D ≤ 5,00 mm.Advantageously, the cable has a diameter D such that D ≤ 6.00 mm and preferably D ≤ 5.00 mm.
Le diamètre ou diamètre apparent, noté D, est mesuré en calant le câble entre deux barreaux parfaitement rectilignes de longueur 200 mm et en mesurant l'espacement dans lequel le câble est enchâssé moyennant le comparateur décrit ci- après. on peut citer par exemple le modèle JD50/25 de la marque KAEFER permettant d'atteindre une précision de 1/100 de millimètre, équipé de touche type a, et ayant une pression de contact proche de 0,6N. Le protocole de mesure consiste en trois répétitions d'une série de trois mesures (effectuées perpendiculairement à l'axe du câble et sous tension nulle)The diameter or apparent diameter, noted D, is measured by wedging the cable between two perfectly straight bars of
Dans un mode de réalisation, chaque élément filaire métallique comprend un unique monofilament métallique. Ici, chaque élément filaire métallique est avantageusement constitué d'un monofilament métallique. Dans une variante de ce mode de réalisation, le monofilament métallique est directement revêtu d'une couche d'un revêtement métallique comprenant du cuivre, du zinc, de l'étain, du cobalt ou un alliage de ces métaux, par exemple le laiton ou le bronze. Dans cette variante, chaque élément filaire métallique est alors constitué du monofilament métallique, par exemple en acier, formant une âme, directement revêtu de la couche de revêtement métallique.In one embodiment, each wire element comprises a single metal monofilament. Here, each metal wire element is advantageously made of a metal monofilament. In a variant of this embodiment, the metal monofilament is directly coated with a layer of a metal coating comprising copper, zinc, tin, cobalt or an alloy of these metals, for example brass or bronze. In this variant, each metal wire element is then made of the metal monofilament, for example steel, forming a core, directly coated with the layer of metal coating.
Dans ce mode de réalisation, chaque monofilament élémentaire métallique est, comme décrit-ci-dessus, de préférence en acier, et présente une résistance mécanique allant de 1000 MPa à 5000 MPa. De telles résistances mécaniques correspondent aux grades d'acier couramment rencontrés dans le domaine du pneumatique, à savoir, les grades NT (Normal Tensile), HT (High Tensile), ST (Super Tensile), SHT (Super High Tensile), UT (Ultra Tensile), UHT (Ultra High Tensile) et MT (Mega Tensile), l'utilisation de résistances mécaniques élevées permettant éventuellement un renforcement amélioré de la matrice dans laquelle le câble est destiné à être noyé et un allègement de la matrice ainsi renforcée.In this embodiment, each elementary metal monofilament is, as described above, preferably made of steel, and has a mechanical strength ranging from 1000 MPa to 5000 MPa. Such mechanical strengths correspond to the steel grades commonly encountered in the field of tires, namely, the grades NT (Normal Tensile), HT (High Tensile), ST (Super Tensile), SHT (Super High Tensile), UT (Ultra Tensile), UHT (Ultra High Tensile) and MT (Mega Tensile), the use of high mechanical strengths possibly allowing improved reinforcement of the matrix in which the cable is intended to be embedded and a lightening of the matrix thus reinforced.
Avantageusement, la couche est constituée de N torons enroulés en hélice, N va de 2 à 6.Advantageously, the layer is made up of N strands wound in a helix, N ranging from 2 to 6.
Le procédé d'assemblage des N torons est mis en oeuvre par câblage. Par câblage, on entend que les torons ne subissent pas de torsion autour de leur propre axe, en raison d'une rotation synchrone avant et après le point d'assemblage. Ceci a pour avantage principal d'augmenter la ductilité des câbles mais aussi d'aller chercher une force à rupture plus importante que celles des torons opencord seuls.The assembly process of the N strands is implemented by cabling. By cabling, we mean that the strands do not undergo torsion around their own axis, due to a synchronous rotation before and after the assembly point. This has the main advantage of increasing the ductility of the cables but also of achieving a greater breaking force than that of opencord strands alone.
Dans un premier mode de réalisation permettant un réassemblage partiel des M' éléments filaires métalliques, l'étape de séparation et l'étape de réassemblage sont réalisées de sorte que M1'+M2'<M'.In a first embodiment allowing partial reassembly of the M' metallic wire elements, the separation step and the reassembly step are carried out so that M1'+M2'<M'.
Dans un deuxième mode de réalisation permettant un réassemblage total des M' éléments filaires métalliques, l'étape de séparation et l'étape de réassemblage sont réalisées de sorte que M 1'+M2'=M'.In a second embodiment allowing a total reassembly of the M' metallic wire elements, the separation step and the reassembly step are carried out so that M 1'+M2'=M'.
Les caractéristiques avantageuses décrites ci-dessous s'appliquent indifféremment au procédé des premier et deuxième modes tel que défini ci-dessus.The advantageous characteristics described below apply equally to the method of the first and second modes as defined above.
De préférence, M= M1'+M2' va de 3 à 18 et de préférence de 4 à 15.Preferably, M= M1'+M2' ranges from 3 to 18 and preferably from 4 to 15.
Avantageusement, afin de faciliter la sortie du noyau transitoire dans les modes de réalisation dans lesquels le noyau transitoire est séparé en deux parties allant chacune avec les premier et deuxième assemblages fractionnés:
- M1'=1, 2 ou 3 et M2'=1,2 ou 3 dans les cas où M'=4 ou M'=5 et
- M1' ≤ 0,75 x M' dans les cas où M'≥6.
- M2' ≤ 0,75 x M' dans les cas où M'≥6.
- M1'=1, 2 or 3 and M2'=1,2 or 3 in cases where M'=4 or M'=5 and
- M1' ≤ 0.75 x M' in cases where M'≥6.
- M2' ≤ 0.75 x M' in cases where M'≥6.
Afin de faciliter encore davantage la sortie du noyau transitoire dans les modes de réalisation dans lesquels le noyau transitoire est séparé en deux parties allant chacune avec les premier et deuxième assemblages dans les cas où M'≥6, M1' ≤ 0,70 x M' et M2' ≤ 0,70 x M'.In order to further facilitate the exit of the transient core in embodiments in which the transient core is separated into two parts each going with the first and second assemblies in cases where M'≥6, M1' ≤ 0.70 x M' and M2' ≤ 0.70 x M'.
De façon très préférentielle, l'étape de fourniture de l'assemblage transitoire comprend une étape d'assemblage par retordage des M'>1 éléments filaires métalliques enroulés en hélice autour du noyau transitoire.Very preferably, the step of providing the transient assembly comprises a step of assembly by twisting the M'>1 metallic wire elements wound in a helix around the transient core.
Avantageusement, l'étape de fourniture de l'assemblage transitoire comprend une étape d'équilibrage de l'assemblage transitoire. Ainsi, l'étape d'équilibrage étant réalisée sur l'assemblage transitoire comprenant les M'éléments filaires métalliques et le noyau transitoire, l'étape d'équilibrage est implicitement réalisée en amont de l'étape de séparation entre les premier et deuxième assemblages fractionnés. On évite d'avoir à gérer la torsion résiduelle imposée lors de l'étape d'assemblage de l'assemblage transitoire lors du trajet des différents assemblages en aval de l'étape d'assemblage, notamment dans les moyens de guidage, par exemple les poulies.Advantageously, the step of providing the transient assembly comprises a step of balancing the transient assembly. Thus, the balancing step being carried out on the transient assembly comprising the M'metal wire elements and the transient core, the balancing step is implicitly carried out upstream of the step of separation between the first and second split assemblies. It is avoided to have to manage the residual twist imposed during the step of assembling the transient assembly during the path of the different assemblies downstream of the assembly step, in particular in the guide means, for example the pulleys.
Avantageusement, le procédé comprend une étape d'équilibrage de l'assemblage final en aval de l'étape de réassemblage.Advantageously, the method comprises a step of balancing the final assembly downstream of the reassembly step.
Avantageusement, le procédé comprend une étape d'entretien de la rotation de l'assemblage final autour de sa direction de défilement. On réalise cette étape d'entretien de la rotation en aval de l'étape de séparation de l'assemblage transitoire et en amont de l'étape d'équilibrage de l'assemblage final.Advantageously, the method comprises a step of maintaining the rotation of the final assembly around its running direction. This rotation maintenance step is carried out downstream of the step of separating the transient assembly and upstream of the step of balancing the final assembly.
De préférence, le procédé est dépourvu d'étapes de préformation individuelle de chacun des éléments filaires métalliques. Dans les procédés de l'état de la technique utilisant une étape de préformation individuelle de chacun des éléments filaires métalliques, ces derniers se voient imposés une forme par des outils de préformation, par exemple des galets, ces outils créant des défauts à la surface des éléments filaires métalliques. Ces défauts réduisent notablement l'endurance des éléments filaires métalliques et donc de l'assemblage final.Preferably, the method is free of individual preforming steps for each of the wire elements. In the methods of the prior art using an individual preforming step for each of the wire elements, the latter are given a shape by preforming tools, for example rollers, these tools creating defects on the surface of the wire elements. These defects significantly reduce the endurance of the wire elements and therefore of the final assembly.
De façon très préférée, le noyau transitoire est un élément filaire métallique. Dans un mode de réalisation préféré, le noyau transitoire est un monofilament métallique. Ainsi, on contrôle très précisément le diamètre de l'espace entre les éléments filaires métalliques et donc les caractéristiques géométriques de l'assemblage final au contraire d'un noyau transitoire réalisé dans un matériau textile, par exemple polymérique, dont la compressibilité peut engendrer des variations des caractéristiques géométriques de l'assemblage final.Very preferably, the transitional core is a metal wire element. In a preferred embodiment, the transitional core is a metal monofilament. Thus, the diameter of the space between the metal wire elements and therefore the geometric characteristics of the final assembly are very precisely controlled, unlike a transitional core made of a textile material, for example polymeric, the compressibility of which can cause variations in the geometric characteristics of the final assembly.
Dans d'autres modes de réalisation également avantageux, le noyau transitoire est un élément filaire textile. Un tel élément filaire textile comprend au moins un brin textile multifilamentaires ou, en variante, est constitué d'un monofilament textile. Les filaments textiles pouvant être utilisés sont choisis parmi les polyesters, les polycétones, les polyamides aliphatiques ou aromatiques et les mélanges de filaments textiles de ces matériaux. Ainsi, on réduit les risques de casse du noyau transitoire engendrés par les frottements des éléments filaires métalliques sur le noyau transitoire ainsi que par les torsions imposées au noyau transitoire.In other equally advantageous embodiments, the transitional core is a textile filament element. Such a textile filament element comprises at least one multifilament textile strand or, alternatively, is made of a textile monofilament. The filaments textiles that can be used are chosen from polyesters, polyketones, aliphatic or aromatic polyamides and mixtures of textile filaments of these materials. This reduces the risks of breakage of the transitional core caused by friction of the metal wire elements on the transitional core as well as by the twists imposed on the transitional core.
L'invention a également pour objet un produit renforcé comprenant une matrice polymérique et au moins un câble extrait tel que défini ci-dessus.The invention also relates to a reinforced product comprising a polymer matrix and at least one extracted cable as defined above.
Avantageusement, le produit renforcé comprend un ou plusieurs câbles selon l'invention noyés dans la matrice polymérique, et dans le cas de plusieurs câbles, les câbles sont agencés côte à côte selon une direction principale.Advantageously, the reinforced product comprises one or more cables according to the invention embedded in the polymer matrix, and in the case of several cables, the cables are arranged side by side in a main direction.
L'invention a également pour objet un pneumatique comprenant au moins un câble extrait tel que défini ci-dessus ou un produit renforcé tel que défini ci-dessus.The invention also relates to a tire comprising at least one extracted cable as defined above or a reinforced product as defined above.
De préférence, le pneumatique comporte une armature de carcasse ancrée dans deux bourrelets et surmontée radialement par une armature de sommet elle-même surmontée d'une bande de roulement, l'armature de sommet étant réunie auxdits bourrelets par deux flancs et comportant au moins un câble tel que défini ci-dessus.Preferably, the tire comprises a carcass reinforcement anchored in two beads and surmounted radially by a crown reinforcement itself surmounted by a tread, the crown reinforcement being joined to said beads by two sidewalls and comprising at least one cable as defined above.
Dans un mode de réalisation préféré, l'armature de sommet comprend une armature de protection et une armature de travail, l'armature de travail comprenant au moins un câble tel que défini ci-dessus, l'armature de protection étant radialement intercalée entre la bande de roulement et l'armature de travail.In a preferred embodiment, the crown reinforcement comprises a protective reinforcement and a working reinforcement, the working reinforcement comprising at least one cable as defined above, the protective reinforcement being radially interposed between the tread and the working reinforcement.
Le câble est tout particulièrement destiné à des véhicules industriels choisis parmi des véhicules lourds tels que "Poids lourd" - i.e., métro, bus, engins de transport routier (camions, tracteurs, remorques), véhicules hors-la-route -, engins agricoles ou de génie civil, autres véhicules de transport ou de manutention.The cable is particularly intended for industrial vehicles selected from heavy vehicles such as "Heavy goods vehicles" - i.e., metro, bus, road transport vehicles (trucks, tractors, trailers), off-road vehicles -, agricultural or civil engineering vehicles, other transport or handling vehicles.
De manière préférentielle, le pneumatique est pour véhicule de type génie civil. Ainsi, le pneumatique présente une dimension dans laquelle le diamètre, en pouces, du siège de la jante sur laquelle le pneumatique est destiné à être monté est supérieur ou égal à 30 pouces.Preferably, the tire is for civil engineering type vehicles. Thus, the tire has a dimension in which the diameter, in inches, of the seat of the rim on which the tire is intended to be mounted is greater than or equal to 30 inches.
L'invention concerne également un article de caoutchouc comprenant un assemblage selon l'invention, ou un assemblage imprégné selon l'invention. Par article de caoutchouc, on entend tout type d'article de caoutchouc tel qu'un ballon, un objet non pneumatique tel qu'un bandage non pneumatique, une bande transporteuse ou une chenille.The invention also relates to a rubber article comprising an assembly according to the invention, or an impregnated assembly according to the invention. By rubber article is meant any type of rubber article such as a ball, a non-pneumatic object such as a non-pneumatic tire, a conveyor belt or a caterpillar.
L'invention sera mieux comprise à la lecture des exemples qui vont suivre, donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs et faite en se référant aux dessins dans lesquels :
- la
figure 1 est une vue en coupe perpendiculaire à la direction circonférentielle d'un pneumatique selon l'invention ; - la
figure 2 est une vue de détails de la zone II de lafigure 1 ; - la
figure 3 est une vue en coupe d'un produit renforcé selon l'invention ; - la
figure 4 illustre une partie de la courbe contrainte-allongement d'un câble (50) selon l'invention ; - la
figure 5 est une vue schématique en coupe perpendiculaire à l'axe du câble (supposé rectiligne et au repos) d'un câble (50) selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la
figure 6 est une vue analogue à celle de lafigure 5 d'un câble (60) selon un deuxième mode de réalisation l'invention ; - la
figure 7 est une représentation schématique de l'effet de la déformabilité du câble (50) de lafigure 5 sous faible charge de traction grâce au jeu radial des fils ;
- there
figure 1 is a sectional view perpendicular to the circumferential direction of a pneumatic according to the invention; - there
figure 2 is a detailed view of zone II of thefigure 1 ; - there
figure 3 is a sectional view of a reinforced product according to the invention; - there
figure 4 illustrates a portion of the stress-strain curve of a cable (50) according to the invention; - there
figure 5 is a schematic sectional view perpendicular to the axis of the cable (assumed to be straight and at rest) of a cable (50) according to a first embodiment of the invention; - there
figure 6 is a view similar to that of thefigure 5 of a cable (60) according to a second embodiment of the invention; - there
figure 7 is a schematic representation of the effect of the deformability of the cable (50) of thefigure 5 under low tensile load thanks to the radial play of the wires;
Dans les
Le « plan circonférentiel médian » M du pneumatique est le plan qui est normal à l'axe de rotation du pneumatique et qui se situe à équidistance des structures annulaires de renfort de chaque bourrelet.The “median circumferential plane” M of the tire is the plane which is normal to the axis of rotation of the tire and which is located equidistant from the annular reinforcement structures of each bead.
On a représenté sur les
Le pneumatique P est pour véhicule lourd de type génie civil, par exemple de type « dumper ». Ainsi, le pneumatique P présente une dimension de type 53/80R63.The P tire is for heavy civil engineering type vehicles, for example “dumper” type. Thus, the P tire has a dimension of type 53/80R63.
Le pneumatique P comporte un sommet 12 renforcé par une armature de sommet 14, deux flancs 16 et deux bourrelets 18, chacun de ces bourrelets 18 étant renforcé avec une structure annulaire, ici une tringle 20. L'armature de sommet 14 est surmontée radialement d'une bande de roulement 22 et réunie aux bourrelets 18 par les flancs 16. Une armature de carcasse 24 est ancrée dans les deux bourrelets 18, et est ici enroulée autour des deux tringles 20 et comprend un retournement 26 disposé vers l'extérieur du pneumatique 20 qui est ici représenté monté sur une jante 28. L'armature de carcasse 24 est surmontée radialement par l'armature de sommet 14.The tire P comprises a crown 12 reinforced by a crown reinforcement 14, two
L'armature de carcasse 24 comprend au moins une nappe de carcasse 30 renforcée par des câbles de carcasse radiaux (non représentés). Les câbles de carcasse sont agencés sensiblement parallèlement les uns aux autres et s'étendent d'un bourrelet 18 à l'autre de manière à former un angle compris entre 80° et 90° avec le plan circonférentiel médian M (plan perpendiculaire à l'axe de rotation du pneumatique qui est situé à mi-distance des deux bourrelets 18 et passe par le milieu de l'armature de sommet 14).The carcass reinforcement 24 comprises at least one carcass ply 30 reinforced by radial carcass cords (not shown). The carcass cords are arranged substantially parallel to each other and extend from one bead 18 to the other so as to form an angle of between 80° and 90° with the median circumferential plane M (plane perpendicular to the axis of rotation of the tire which is located midway between the two beads 18 and passes through the middle of the crown reinforcement 14).
Le pneumatique P comprend également une nappe d'étanchéité 32 constituée d'un élastomère (communément appelée gomme intérieure) qui définit la face radialement interne 34 du pneumatique P et qui est destinée à protéger la nappe de carcasse 30 de la diffusion d'air provenant de l'espace intérieur au pneumatique P.The tire P also comprises a sealing ply 32 made of an elastomer (commonly called inner rubber) which defines the radially internal face 34 of the tire P and which is intended to protect the carcass ply 30 from the diffusion of air coming from the space inside the tire P.
L'armature de sommet 14 comprend, radialement de l'extérieur vers l'intérieur du pneumatique P, une armature de protection 36 agencée radialement à l'intérieur de la bande de roulement 22, une armature de travail 38 agencée radialement à l'intérieur de l'armature de protection 36 et une armature additionnelle 40 agencée radialement à l'intérieur de l'armature de travail 38. L'armature de protection 36 est ainsi radialement intercalée entre la bande de roulement 22 et l'armature de travail 38. L'armature de travail 38 est radialement intercalée entre l'armature de protection 36 et l'armature additionnelle 40.The crown reinforcement 14 comprises, radially from the outside to the inside of the tire P, a protective reinforcement 36 arranged radially inside the
L'armature de protection 36 comprend des première et deuxième nappes de protection 42, 44 comprenant des câbles métalliques de protection, la première nappe 42 étant agencée radialement à l'intérieur de la deuxième nappe 44. De façon optionnelle, les câbles métalliques de protection font un angle au moins égal à 10°, de préférence allant de 10° à 35° et préférentiellement de 15° à 30° avec la direction circonférentielle Z du pneumatique.The protective frame 36 comprises first and second
L'armature de travail 38 comprend des première et deuxième nappes de travail 46, 48, la première nappe 46 étant agencée radialement à l'intérieur de la deuxième nappe 48. Chaque nappe 46, 48 comprend au moins un câble 50. De façon optionnelle, les câbles métalliques 50 de travail sont croisés d'une nappe de travail à l'autre et font un angle au plus égal à 60°, de préférence allant de 15° à 40° avec la direction circonférentielle Z du pneumatique.The working reinforcement 38 comprises first and second working plies 46, 48, the first ply 46 being arranged radially inside the second ply 48. Each ply 46, 48 comprises at least one
L'armature additionnelle 40, également appelée bloc limiteur, dont la fonction est de reprendre en partie les sollicitations mécaniques de gonflage, comprend, par exemple et de façon connue en soi, des éléments de renfort métalliques additionnels, par exemple tels que décrits dans
On a représenté sur la
Sur la
Ici, la matrice polymérique Ma est une matrice élastomérique à base d'une composition élastomérique.On the
Here, the polymer matrix Ma is an elastomeric matrix based on an elastomeric composition.
On a représenté sur la
Chaque élément de renfort de protection 43, 45 et chaque élément de renfort de frettage 53, 55 est formé, après extraction du pneumatique 10, par un câble extrait 50' tel que décrit ci-dessous. Le câble 50 est obtenu par noyage dans une matrice polymérique, en l'espèce dans une matrice polymérique formant respectivement chaque matrice polymérique de chaque nappe de protection 42, 44 et de chaque couche de frettage 52, 54 dans laquelle sont noyés respectivement les éléments de renfort de protection 43, 45 et de frettage 53, 55.Each protective reinforcement element 43, 45 and each hoop reinforcement element 53, 55 is formed, after extraction of the
Le câble 50 et le câble extrait 50' sont métalliques à une seule couche.The 50 cable and the 50' extracted cable are single-layer metallic.
Le câble 50 ou le câble 50' comprend une couche de structure 1xN comprenant une unique couche 52 de N = 3 torons 54 enroulés en hélice autour d'un axe principal (A), chaque toron 54 étant à une couche 56 de fils métalliques F1 et comprenant M>1 fils métalliques enroulés en hélice autour d'un axe (B), avec ici M=5.The
Comme décrit précédemment, on détermine la valeur At en traçant une courbe contrainte-allongement du câble 50 en appliquant la norme ASTM D2969-04 de 2014.As described previously, the At value is determined by plotting a stress-strain curve of the 50 cable using ASTM D2969-04 of 2014.
Le câble 50 présente un allongement total At > 8,10 %, de préférence At ≥ 8,30 % et plus préférentiellement At ≥ 8,50% et l'allongement total At ≤ 20,00 % et de préférence At ≤ 16, 00%.ici At=13,4%.The
Comme décrit précédemment, de cette courbe contrainte allongement, on en déduit l'aire sous cette courbe. On a représenté sur la
L'indicateur d'énergie à rupture Er du câble 50 est tel que
Le câble 50 présente un allongement structural As tel que As > 4,30%, de préférence As ≥ 4,50% et plus préférentiellement As ≥ 4,60% et tel que As ≤ 10,0 % et de préférence As ≤ 9,50%. Ici As=9,3%.The
Le câble 50 présente un module sécant E1 allant de 3,0 à 10,0 GPa et de préférence allant de 3,5 à 8,5 GPa. Ici E1=4,0 GPa
Le câble 50 présente un module tangent E2 allant de 50 à 180 GPa et de préférence de 55 à 150 GPa. Ici E2=73 GPa.The
Le câble extrait 50' présente un allongement total At' > 5,00 % et de préférence At' ≥ 5,20 %. Ici At'=10,0%.The extracted 50' cable has a total elongation At' > 5.00% and preferably At' ≥ 5.20%. Here At'=10.0%.
L'indicateur d'énergie à rupture Er' du câble extrait 50' est tel que Er' =
Les torons 54 définissent une voûte interne 59 des câbles 50 ; 50' de diamètre Dv, chaque toron 54 présentant un diamètre Dt et un rayon de courbure d'hélice Rt défini par Rt=Pe/(π x Sin(2αe))= 80/( π x sin(2 x 5,3 x π /180)= 138 mm.
Les éléments filaires métalliques F1 de chaque toron 52 définissent une voûte interne 58 du toron 52 de diamètre Dvt, chaque élément filaire métallique F1 présente un diamètre Df et un rayon de courbure d'hélice Rf défini par Rf=P/(π x Sin(2α))= 10,4/( π x sin(2 x 25,8 x π /180)= 4,2 mm.
Nous allons maintenant décrire un exemple de procédé de fabrication du câble multi-torons 50 tel que représenté sur les
Tout d'abord, on déroule les éléments filaires F1 et le noyau transitoire 16 depuis les moyens d'alimentation.First, the wire elements F1 and the
Puis, le procédé comprend une étape 100 de fourniture de l'assemblage transitoire 22 comprenant d'une part une étape d'assemblage par retordage des M' éléments filaires métalliques F1 en une unique couche de M' éléments filaires métalliques F1 autour du noyau transitoire 16 et d'autre part, une étape d'équilibrage de l'assemblage transitoire 22 réalisée grâce à un finiister.Then, the method comprises a
Le procédé comprend une étape 110 de séparation de l'assemblage transitoire 22 entre le premier assemblage fractionné 25, le deuxième assemblage fractionné 27 et le noyau transitoire 16 ou un ou plusieurs ensembles comprenant le noyau transitoire 16, ici le noyau transitoire 16.The method comprises a
En aval des moyens de fourniture 11, l'étape de séparation 110 de l'assemblage transitoire 22 entre le premier assemblage fractionné 25, le deuxième assemblage fractionné 27 et le noyau transitoire 16 comprend une étape 120 de séparation de l'assemblage transitoire 22 entre l'ensemble précurseur, le deuxième assemblage fractionné 27 et enfin le noyau transitoire 16.Downstream of the supply means 11, the
En aval de l'étape de séparation 122, l'étape de séparation 120 de l'assemblage transitoire entre l'ensemble précurseur et l'ensemble fractionné comprend une étape 124 de séparation de l'ensemble fractionné entre le deuxième assemblage fractionné 27 et le noyau transitoire 16. Ici, l'étape de séparation 124 comprend une étape de fractionnement de l'ensemble fractionné en le deuxième assemblage fractionné 27, le noyau transitoire 16 et l'ensemble complémentaire.Downstream of the
En aval de l'étape de fourniture 100, l'étape de séparation 110 de l'assemblage transitoire entre le premier assemblage fractionné 25, le deuxième assemblage fractionné 27 et le noyau transitoire 16 comprend une étape 130 de séparation de l'ensemble précurseur entre le premier assemblage fractionné 25 et l'ensemble complémentaire.Downstream of the
En aval des étapes de séparation 110, 120, 124 et 130, le procédé comprend une étape 140 de réassemblage du premier assemblage fractionné 25 avec le deuxième assemblage fractionné 27 pour former le toron 54. Dans ce mode de réalisation, l'étape de réassemblage 140 est une étape de réassemblage du premier assemblage fractionné 25 avec le deuxième assemblage fractionné 27 pour former le toron 54 et comprenant M>1 fils métalliques F1, avec M va de 3 à 18 et de préférence de 4 à 15, ici M=5.Downstream of the separation steps 110, 120, 124 and 130, the method comprises a
Dans ce mode de réalisation, l'étape de fourniture 100, l'étape de séparation 110 et l'étape de réassemblage 140 sont réalisées de sorte que tous les M' éléments filaires métalliques F1 présentent le même diamètre Df, sont enroulés en hélice selon le même pas P et présentent le même rayon de courbure d'hélice Rf décrits précédemment.In this embodiment, the
Dans ce mode de réalisation permettant un réassemblage partiel des M' éléments filaires métalliques, l'étape de séparation 110 et l'étape réassemblage 140 sont réalisées de sorte que M1'+M2'<M'. Ici M1' =1 et M2'=4, M1'+M2'=5<8. On notera enfin que M1' ≤ 0,70 x M' =0,70 x 8= 5,6 et M2' ≤ 0,70 x M' =0,70 x 8= 5,6.In this embodiment allowing partial reassembly of the M' metallic wire elements, the
On réalise une étape d'équilibrage final.A final balancing step is carried out.
Enfin, on stocke le toron 54 sur une bobine de stockage. On fabrique de la même façon N torons 54.Finally,
Concernant le noyau transitoire 16, le procédé comprend une étape de recyclage du noyau transitoire 16. Durant cette étape de recyclage, on récupère le noyau transitoire 16 en aval de l'étape de séparation 110, ici en aval de l'étape de séparation 124, et on introduit le noyau transitoire 16 récupéré précédemment en amont de l'étape d'assemblage. Cette étape de recyclage est continue.Regarding the
On notera que le procédé ainsi décrit est dépourvu d'étapes de préformation individuelle de chacun des éléments filaires métalliques F1.It will be noted that the process thus described is devoid of individual pre-forming steps for each of the metallic wire elements F1.
On réalise une étape 300 d'assemblage des N torons 54 par câblage pour former le câble 50. Ici N=3.We carry out a
On notera que le procédé ainsi décrit est dépourvu d'étapes de préformation individuelle de chacun des torons 54.It will be noted that the method thus described is devoid of steps of individual pre-formation of each of the
On a représenté sur la
A la différence du premier mode de réalisation décrit précédemment, le câble 60 selon le deuxième mode de réalisation est tel que N =4.Unlike the first embodiment described above, the
On a résumé dans les tableaux 1, 2 et 3 ci-dessous les caractéristiques pour les différents câbles 50, 50', 60, 60', 51, 52, 53, 53', 54 selon l'invention et pour les câbles de l'état de la technique EDT1, EDT1', EDT2 et EDT2'.Tables 1, 2 and 3 below summarize the characteristics for the
On a tracé les courbes contrainte-allongement des câbles en appliquant la norme ASTM D2969-04 de 2014 et on a déterminé l'allongement total et l'indicateur d'énergie à rupture pour les différents câbles 50, 50', 60, 60', 51, 52, 53, 53', 54 selon l'invention et pour les câbles de l'état de la technique EDT1, EDT1', EDT2 et EDT2'.The stress-strain curves of the cables were plotted by applying the ASTM D2969-04 standard of 2014 and the total elongation and the breaking energy indicator were determined for the
Dans le tableau 3, la mention « NA » signifie que la grandeur n'a pas été mesurée.
Les tableaux 1, 2 et 3 montrent que, les câbles 50, 50', 60, 60', 51, 52, 53, 53', 54 selon l'invention présentent à la fois un indicateur d'énergie à rupture amélioré et présentent une meilleure déformabilité par rapport aux câbles de l'état de la technique EDT1, EDT1', EDT2 et EDT2'.Tables 1, 2 and 3 show that the
Ainsi, les câbles selon l'invention permettent de résoudre les problèmes évoqués en préambule.Thus, the cables according to the invention make it possible to solve the problems mentioned in the preamble.
L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation précédemment décrits.The invention is not limited to the embodiments previously described.
Claims (15)
- Multi-strand cord (50) having a 1xN structure comprising a single layer (52) of N strands (54) wound in a helix about a main axis (A), each strand (54) having one layer (56) of metal filaments (F1) and comprising M>1 metal filaments wound in a helix about an axis (B), in which :- the cord (50) has a total elongation At > 8.10% determined by the standard ASTM D2969-04 of 2014; and characterized in that
- Cord (50) according to the preceding claim, wherein the total elongation At ≥ 8.30% and preferably At ≥ 8.50%.
- Cord (50) according to either one of the preceding claims, wherein the energy-at-break indicator Er of the cord (50) is greater than or equal to 55 MJ/m3.
- Cord (50) according to any one of the preceding claims, having a structural elongation As determined by the standard ASTM D2969-04 of 2014 such that As > 4.30%, preferably As ≥ 4.50% and more preferentially As ≥ 4.60%.
- Cord (50) according to any one of the preceding claims, having a secant modulus E1 ranging from 3.0 to 10.0 GPa, and preferably ranging from 3.5 to 8.5 GPa.
- Cord (50) according to any one of the preceding claims, having a tangent modulus E2 ranging from 50 to 180 GPa, and preferably from 55 to 150 GPa.
- Cord (50') extracted from a polymer matrix, the extracted cord (50') having a 1xN structure comprising a single layer (52) of N strands (54) wound in a helix about a main axis (A), each strand (54) having one layer (56) of metal filaments (F1) and comprising M>1 metal filaments wound in a helix about an axis (B), in which :- the extracted cord (50') has a total elongation At' ≥ 5.00% determined by the standard ASTM D2969-04 of 2014, and characterized in that :
- Extracted cord (50') according to the preceding claim, wherein the total elongation At' is such that At' ≥ 5.20%.
- Extracted cord (50') according to Claim 7 or 8, wherein the energy-at-break indicator Er' of the cord (50) is greater than or equal to 40 MJ/m3.
- Cord (50) according to any one of claims 1 to 6 or extracted cord (50') to any one of claims 7 to 9, wherein the strands (54) define an internal enclosure (59) of the cord (50) or the extract cord (50') of diameter Dv, each strand (54) having a diameter Dt and a helix radius of curvature Rt defined by Rt=Pe/(π x Sin(2αe)) where Pe is the pitch of each strand expressed in millimetres and αe is the helix angle of each strand (54), Dv, Dt and Rt being expressed in millimetres, the cord (50) or the extract cord (50') satisfying the following relationships: 25 ≤ Rt / Dt ≤ 180 and 0.10 ≤ Dv / Dt ≤ 0.50.
- Cord (50) according to any one of claims 1 to 6 or extracted cord (50') to any one of claims 7 to 9, wherein the metal filamentary elements (F1) define an internal enclosure (58) of the strand (52) of diameter Dvt, each metal filamentary element (F1) having a diameter Df and having a helix radius of curvature Rf defined by Rf=P/(π x Sin(2α)) where P is the pitch of each metal filamentary element expressed in millimetres and α is the helix angle of each metal filamentary element (F1), Dvt, Df and Rf being expressed in millimetres, the cord (50) or the extracted cord (50') satisfying the following relationships:
9 ≤ Rf / Df ≤ 30, and 1.30 ≤ Dvt / Df ≤ 4.50. - Method for manufacturing a cord (50) according to any one of Claims 1 to 6 and 10 and 11, characterized in that it comprises:- a step (200) of manufacturing N strands (54) via:- a step (100) of supplying a transitory assembly (22) comprising a layer made up of M'>1 metal filaments (F1) wound in a helix around a transitory core (16);- a step (110) of separating the transitory assembly (22) into:- a first split assembly (25) comprising a layer (26) made up of M 1 ';::: 1 metal filament(s) (F1) wound in a helix, the M1' metal filament(s) (F1) originating from the layer made up of M'>1 metal filaments (F1) of the transitory assembly (22),- a second split assembly (27) comprising a layer (28) made up of M2'>1 metal filament(s) (F1) wound in a helix, the M2' metal filaments (F1) originating from the layer made up of M'>1 metal filaments (F1) of the transitory assembly (22),- the transitory core (16) or one or more ensembles (83) comprising the transitory core (16),- a step (140) of reassembling the first split assembly (25) with the second split assembly (27) to form a strand (52) having one layer of metal filaments (F1) and comprising M>1 metal filaments (F1);- a step (300) of assembling the N strands (54) by cabling to form the cord (50).
- Method according to the preceding claim, wherein M ranges from 3 to 18 and preferably from 4 to 15.
- Reinforced product (R), characterized in that it comprises a polymer matrix (Ma) and at least one extracted cord (50') according to any one of Claims 7 to 11.
- Tyre (P), characterized in that it comprises at least one extracted cord (50') according to any one of Claims 7 to 11 or a reinforced product according to Claim 14.
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