JP2002200676A - 基材に材料を挿入するための装置 - Google Patents

基材に材料を挿入するための装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリマー構成材料内における繊維の正確な方
向付けを達成するであろう、新しい加工技術を開発す
る。 【解決手段】 本発明は基材に材料を挿入するための方
法および装置に関する。この装置１０は、ニードル１４
を有するニードル組立体１０と、可動である中央部２６
と、そしてほぼ固定されている上端部２８とを有する。
挿入される材料１７は装置１０を通してニードル１４に
入れられ、そしてカッター１８によって所望の長さに切
断される。ニードル１４が基材に貫入されると、材料１
７の次の部分が装置１０に送られ、そしてニードル１４
が基材１２から引き抜かれると、この次の材料がニード
ル１４に押し込まれ、切断部分１６を基材中に残留させ
る。この装置を用いる方法においては、装置の角度を方
向付ける追加段階と、基材における挿入された材料の集
中度を制御する段階とを備えてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、強化材を基材に組
み入れるための方法および装置に関する。このような強
化は、プラスチック、ポリマーおよびエラストマーの製
品において有効である。
【０００２】
【従来の技術】多年にわたって、プラスチックおよびポ
リマーの製品を強化するための短繊維の使用に関心が払
われていたが、押出し成形および混合に限界があるため
に、このような強化に対する潜在的可能性が全面的に開
発されたわけではない。既存の加工法では、繊維は典型
的には混合段階で混合材料としてコンパウンドに添加さ
れている。しかし、繊維の組み入れによってコンパウン
ドの粘性が増大するために生じる加工の難しさの故に、
このような混合は、長さが短い繊維と、低い繊維充填率
とそして低いコンパウンド粘性との場合に限られてい
る。さらに、コンパウンドの混合中に繊維は折れ、そし
てコンパウンド内で固まりとなり、コンパウンド基材の
中で分散が不十分な繊維のポケットを作る傾向がある。
【０００３】混合の後には、コンパウンド内の繊維は通
常ランダムな方向を向いている。ゴム構成材料内におい
て、方向性を有するように方向付けて繊維を組み入れる
試みは、ある程度の成功を収めたが充分ではなかった。
押出し成形およびカレンダー工程中に、コンパウンド内
の繊維は流動方向に整列する傾向があるが、混合段階に
おいて生じる繊維のランダムな向きは、エラストマー基
材の粘弾性のために決して完全に除去することはできな
い。したがって、加工中における繊維の方向付けは、高
度に調整されている流れの場を使用しても完全に制御す
ることはできない。その結果、押出し成形またはカレン
ダーされる構成材料の縦方向において、完全な、即ち１
００％の繊維の方向付けは達成することはできない。
【０００４】押出し成形およびカレンダーの工程を通じ
て、ある程度の繊維の縦方向の方向付けが達成でき、そ
して縦方向の方向付けはある種の応用には有利である
が、ゴム構成材料の表面に垂直に、即ちゴム構成材料の
厚さ方向に方向付けられている繊維は、構成材料の耐磨
耗性および横方向の剛性を改善することができると考え
られている。しかしながら、このような繊維複合材料
は、従来の加工作業によっては作ることができない。製
造には非常な困難がつきまとうが、垂直な繊維方向付け
を達成する試みは、２つの方法によってなされている。
第１の方法は、非常に手間のかかるものであり、ある程
度縦方向の繊維の方向付けがなされているカレンダーま
たは押出し成形された繊維充填構成材料を切断し、次
に、垂直な繊維方向付けを与えるために、圧延されたシ
ートの断片を回転させ、これらの断片を並列に並べ合わ
せることを必要とする。第２の方法は、急速膨張ダイを
通して短繊維強化コンパウンドを押出し成形して、押出
しシートをアコーデオン状に折り畳ませ、それによって
薄板構造が得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】耐磨耗性および横方向
の剛性のような特性に対して、繊維複合材料が有してい
る効果に関する基礎的な研究を実施するには、ポリマー
構成材料内において制御された繊維の方向付けおよび分
布を得ることができる新しい技術が、先ず開発されなけ
ればならない。
【０００６】本発明の目的は、ポリマー構成材料内にお
ける繊維の正確な方向付けを達成するであろう、新しい
加工技術を開発することである。
【０００７】正確に配置されかつ正確に或る角度をなし
ている繊維強化を施されている複合材料を提供すること
もまた、本発明の目的の一つである。
【０００８】本発明のその他の目的は、上記の請求の範
囲と以下の説明によって明らかになるであろう。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、基材に材料を
挿入するための装置であって、この装置には、挿入され
る材料の経路を導くための孔を有する中央部と、中央部
から挿入される材料を受け入れそして基材に貫入するた
めの、中央部の第１の端末に連結されている中空のニー
ドルと、挿入される材料を切り離すためにこの装置に付
随しているカッターと、貫通孔を有し、ニードルから離
れた位置で中央部と連携しており、挿入される材料をこ
の装置に受け入れるための上端部と、そして挿入される
材料の状態をこの装置に対して制御するために、上端部
と中央部との間に配設される第１と第２の係止手段とを
備えている、基材に材料を挿入するための装置に関す
る。
【００１０】第１の係止手段は上端部に付随し、そして
第２の係止手段は中央部に付随しており、そして中央部
は、上端部および第１の係止手段に対して可動である。
この装置の動作時おいて、上端部からの中央部の分離お
よび基材へのニードルの貫入以前には、第２の係止手段
はロック位置にあり、そして第１の係止手段はロック解
除位置にある。また、上端部からの中央部の分離および
基材へのニードルの貫入以前には、第２の係止手段はロ
ック解除位置にあり、そして第１の係止手段はロック位
置にある。
【００１１】ガードは、中央部とニードルとの連結の役
割を果たし、そしてニードルを基材へ貫入させるときの
終点またはストッパーとして作用する。
【００１２】基材に材料を挿入するための方法もまた提
供され、この方法には以下の段階、即ち、（ａ）挿入さ
れる材料のために中空のニードルのような案内手段を準
備する段階と、（ｂ）挿入される材料を案内手段に導く
段階と、（ｃ）開始位置において第２の係止手段を用い
て挿入される材料を案内手段に対する固定位置に締め付
ける段階と、（ｄ）所望の長さにその材料を切断する段
階と、（ｅ）第２の位置まで案内手段を基材内に挿入す
る段階と、（ｆ）第２の係止手段を解放し、そして挿入
される材料を案内手段とは独立した固定位置に締め付け
るために第１の係止手段を作動させる段階と、そして
（ｇ）基材から案内手段を引き抜き、そしてこの案内手
段を開始位置に戻す段階とが含まれる。切断段階（ｄ）
は、材料が基材に挿入される前でも、あるいは挿入され
た後にでも、実施することができる。
【００１３】この方法には、さらに挿入される材料とし
て繊維を使用する段階と、エラストマーである基材を選
択する段階が含まれる。
【００１４】
【発明の実施の形態】繊維強化製品における強化繊維の
正確な方向付けによって、上述のように強化が相当に改
善されるであろうという考えに基づいた本発明の着想に
より、発明者は、製品に繊維を正確に挿入することを提
起した。繊維を製品に挿入することによって、繊維の方
向付け（角度）および繊維の集中度が制御され、最も有
益でかつ効果的な繊維強化材の利用が最適化されること
が可能であると考えられる。例えば、最も強化を必要と
する箇所に、繊維強化材をもっと集中させ、そして強化
を最大にするために、繊維強化材を正確に方向付けする
（正確な角度となるようにする）ことができる。
【００１５】本発明は、どのようなタイプのプラスチッ
ク製品にも、あるいはポリマー製品にも応用できるが、
説明を容易にするために、エラストマー製品、特にゴム
製品に適用されたものとして示される。
【００１６】本発明の装置はまた、広範囲な材料、例え
ば、強化ポリマーブレンド、高粘着性または低粘着性の
接着材、充填材などを基材に挿入するために用いられ得
ることは、当該技術に熟達している専門家には明らかで
あろう。説明を容易にするために、本発明はゴム製品に
対する繊維強化材の挿入に関して記述される。示されて
いる実施の形態では、モノフィラメント繊維またはヤー
ン繊維を用いることができる。
【００１７】切り離された繊維の挿入では、ゴム構成材
料内における繊維の正確な方向付けおよび分布を達成す
るために、未硬化のゴム基材にそれぞれ個々に繊維を挿
入することが必要である。構成材料加工の混合段階およ
び成形段階の後に、繊維がゴムに添加されるので、繊維
の寸法、繊維の充填度、またはコンパウンドの粘性によ
って切り離された繊維の挿入技術は限定されることはな
い。
【００１８】ここで図１〜４に、装置１０が本発明の方
法にしたがって行われる様々な作業段階で図示されてい
る。
【００１９】特に図１を参照すれば、本発明の装置１０
は、ガード２４を介して中央部２６に取り付けられてい
る中空のニードル１４を有するニードル組立体１０を備
える。中央部２６は、これに付随しているカッター１８
を有し、このカッターは、上端部２８の孔３２を通って
この装置に入って来る連続的な繊維の挿入材料１７をそ
れぞれ個別的な長さに分離するために用いられる。上端
部２８は、係止手段２０、２２によって中央部２６から
隔てられ、そして、図示されている実施の形態では固定
されており、一方中央部２６は上端部２８から分離可能
であり、そして上端部２８に対して往復運動を行うこと
ができる。
【００２０】この装置を開発しているとき、中央部２６
にカッター１８を配置することは機械的に面倒であるこ
とが、判明した。このような配置は実現可能ではある
が、挿入された材料を基材の表面で切断することを可能
にする位置にカッターを配置する方が簡単であると発明
者は認識している。このような位置は、本発明において
考慮されている挿入材料のある種のものにはより適して
いるとも考えられる。当該技術に熟達している専門家な
らば、挿入される特定の材料と特定の基材に最も適して
いる装置内の位置にカッターを配置することができよ
う。係止手段２０、２２は、それぞれの係止手段に対し
て繊維１６を動かないように保持するために繊維１６に
対してロックする（閉じる）ことができ、そして繊維を
解放するためにロックを解除する（開ける）ことができ
る。
【００２１】設計された実施の形態では、係止手段は１
方向のみに回転するローラクラッチである。このローラ
クラッチは、材料が所望の方向に引かれるとロックを解
除し、そして反対方向に材料を動かすような力が働くと
きにはロックする。当該技術に熟達している専門家に
は、他のタイプの把持手段も可能であることは明らかで
あろう。
【００２２】ニードル組立体１０の動作時に、連続的な
繊維の挿入材料１７は上端部２８の孔３２を通ってニー
ドル組立体１０内に入り、係止手段２０、２２を通りそ
して中央部２６の孔３０を通って中空のニードル１４に
至る。図示されている実施の形態では、基材１２内にお
いて強化材として用いられるための所望の長さの繊維１
６がニードル組立体１０の中に貫入されると、連続的な
繊維の挿入材料１７から繊維１６を切り離すためにカッ
ター１８が作動する。切断の後でも連続的な繊維の挿入
材料１７はニードル組立体１０の中に押し込まれ続け、
繊維１６を中空のニードル１４に押し入れる。繊維１６
が中空のニードル１４に送り込まれ終わったとき、下部
の第２の係止手段２０が連続的な繊維の挿入材料１７を
締め付けて固定する。
【００２３】上述のように、カッター１８は、繊維１６
が挿入された後に基材の表面で繊維１６を切り離す位置
に配置することができる。
【００２４】繊維１６を基材１２に挿入するために、ニ
ードル組立体１０の中央部２６は、基材１２の方向に押
されるか、または駆動され、図２に示されているように
ニードル１４を基材１２に貫入させる。この運動の間、
下部の第２の係止手段２０はロックされたままであり、
そして上部の第１の係止手段２２はロックを解除された
状態のままなので、正確な長さの繊維が連続的な繊維の
挿入材料１７から引き出されて、ニードル組立体１０に
送られることが可能になる。引き出された繊維の長さ
は、基材１２にニードル１４を貫入させる間における中
央部２６の行程の長さに等しい。
【００２５】ゴムの粘弾性の故に、挿入が迅速に行われ
れば行われるほどニードルによって基材に形成される孔
が小さくなると考えられている。
【００２６】ガード２４は、ニードル組立体１０にニー
ドル１４を取り付ける手段であると共に、基材１２へ向
かう中央部２６の下降運動に対するストッパーとしても
作用することができる。例えば伝動装置において、もし
中央部２６の下り行程に正確な長さが与えられていなけ
れば、ガード２４は、基材１２へのニードル１４の貫入
を止めさせるために、基材１２に当たってそこで止まる
ことができる。
【００２７】図３に示されているように、基材１２から
ニードル１４を引き抜く前に下部の第２係止手段２０は
ロックを解除され、そして図４に示されているようにニ
ードル１４が基材１２から引き抜かれるとき、繊維１６
が基材１２内に解放されて残るように上部の第１の係止
手段２２はロックされる。ニードル１４が基材１２から
引き抜かれ、そして下部の第２の係止手段２０がロック
を解除され、かつ上部の第１の係止手段２２がロックさ
れているとき、中央部２６の下降行程において抜き出さ
れた連続的な繊維の挿入材料１７は、その上昇行程にお
いて中央部２６内に押し入れられる。こうして、連続的
な繊維の挿入材料１７は押されて、中央部２６および中
空のニードル１４の中に入り、そしてニードル１４が引
き抜かれるとき繊維１６が基材１２から引き上げられる
のを防ぎ、こうして繊維１６は基材１２内に残る。
【００２８】図４のように基材１２からニードル１４が
引き抜かれた後、下部の第２の係止手段２０はロックさ
れ、上部の第１の係止手段２２はロックを解除され、カ
ッター１８は新しい長さの繊維１６を切断するために作
動させられ、そして、再び工程を実行するためにこの装
置は図１に示されている状態に戻る。
【００２９】繊維は、硬化されるときに、この繊維とゴ
ムとの間の結合度を高めるために、ＲＦＬ接着剤（レソ
ルシノールホルムアルデヒド樹脂系接着剤）か、または
当該技術に熟達している専門家にとっては公知の他の接
着剤で、コーティングされてもよい。
【００３０】装置１０が基材１２に材料を挿入するため
に用いられる本発明の方法では、装置１０の方向付けの
角度または基材１２の方向付けの角度が、材料（図示さ
れている実施の形態では繊維１６）が特定の正確な角度
で基材に挿入されるように制御される。
【００３１】挿入角度の選択は、使用されるときに基材
１２が遭遇すると予測される力の種類と、そして遭遇す
ると予測される表面の種類とに基づいて決定される。図
５を参照すると、例えば、もし基材１２がタイヤトレッ
ドのショルダ５２であり、耐磨耗性が必要とされるなら
ば、繊維１６は、タイヤが急カーブを切る時に、トレッ
ドの表面に鉛直（垂直）になるであろう角度で挿入され
るとよい。さらに説明すれば、もし基材１２がタイヤト
レッド５０の中央部５４であり、そして平滑な表面上で
の牽引力が所望されるのであれば、回転するトレッドに
おける接着材と道路面との接触を最大にする角度で、高
粘着性または低粘着性の接着材をトレッドの中央部に挿
入するとよい。
【００３２】本発明の方法は以下のように要約できる。
即ち、装置１０および基材１２が互いに対して正しく方
向付けされ、そして挿入される材料が装置１０に取り入
れられると、ニードル１４が基材１２に挿入され、材料
が挿入されている間に、さらに基材１２に挿入される材
料が装置１０に送られ、そしてニードル１４が基材１２
から引き抜かれると、新たに送られた材料が挿入された
材料をニードル１４から押し出し、その結果、挿入され
た材料は基材１２の中に残される。
【００３３】図１〜４を参照すると、本発明の図示され
ている実施の形態では、連続した繊維がスプールから中
空のニードル挿入組立体に供給され、ここで繊維は所定
の長さに切断される。特定の製品においてそれが用いら
れるとき、繊維強化の利益を最大限に発揮するように、
特定の貫入角度が選択され、そして次に、所定の長さに
切断された繊維は中空のニードル軸に収められ、そして
一方、ニードル組立体１０はエラストマー基材に貫入す
るために降下させられる。ニードルがエラストマー基材
から引き抜かれるとき、切断された繊維はニードルによ
って開けられたばかりの孔の中に配置される。ニードル
組立体１０の貫入角度を制御することにより、配置され
る繊維の方向付けが制御される。
【００３４】この方法は、当明細書と同日出願の同時継
続出願（添付文書、ｉｄ２０００−３５４）において、
幾つかの特定の製品に関してさらに説明されている。
【００３５】本発明の装置は、単一ユニットとしても使
用されることも、または複数のユニットが並ぶように並
列に配置されることも可能である。列として用いられる
とき、各ユニットにはそれぞれ個別の繊維の列が１つ割
り当てられ、各列において適用される繊維は、他の列に
おける繊維と同じでも、または異なっていてもよい。各
ユニットは、列内において同じ密度でも異なる密度で
も、また同じ角度でも異なる角度でも、繊維を割り当て
ることができ、その結果として適用された繊維の特定の
パターンが得られる。所望のパターンを提供するため
に、各列をコンピュータ制御することもできる。
【００３６】一例として図５のタイヤトレッドを取り上
げると、急カーブを切るときにタイヤのショルダにかか
る応力の故に、より優れた強化および牽引力が必要であ
るタイヤトレッド５０のショルダ５２に、より高い密度
の繊維１６を挿入することが望ましい。応力および磨耗
がより少ないタイヤの中央部５４では、より低い密度の
繊維１６が求められる。
【００３７】トレッドの中央においては、繊維は牽引力
を増大させるために、タイヤの加速時に繊維が舗装を掴
むように選択された鋭角に方向付けされるとよいと推測
されているが、ほとんどの応用では、トレッドの面に垂
直な繊維の方向付けが最も有利であると、考えられてい
る。
【００３８】当該技術に熟達している専門家であれば、
エイペックス、サイドウォール、トウガードなどのよう
なタイヤの他の構成要素においても、またコンベヤベル
トのような他の製品においても、当明細書において上述
された原理を用いて、構成要素または製品にかかる応力
および力に基づき、挿入される強化材の適宜な集中度お
よび方向付けを決定することができよう。
【００３９】
【発明の効果】ニードル組立体を用いて補強用の挿入材
料を基材に個別に挿入するので、補強材である繊維を正
確な向きで正確な密度でポリマー構成材料内に配置する
ことができるという効果がある。
【００４０】このことによって、正確に配置され、かつ
正確に或る角度をなしている繊維で強化を施されている
複合材料を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】基材に材料を挿入するための開始位置にある本
発明の装置を示す模式的断面図である。
【図２】基材に材料を挿入している状態の本発明の装置
を示す模式的断面図である。
【図３】基材から引き上げられる位置にある本発明の装
置を示す模式的断面図である。
【図４】基材から引き上げられた後における本発明の装
置を示す模式的断面図である。
【図５】正確に或る角度をなし（方向付けられ）そして
位置決めされた繊維を含む複合材を示す模式的断面図で
ある。
【符号の説明】
１０ ニードル組立体（装置） １２ 基材 １４ 中空のニードル １６ 繊維 １７ 挿入材料 １８ カッター ２０ 第２の係止手段 ２２ 第１の係止手段 ２４ ガード ２６ 中央部 ２８ 上端部 ３０，３２ 孔 ５０ タイヤトレッド ５２ ショルダ ５４ 中央部
フロントページの続き (71)出願人 590002976 1144 Ｅａｓｔ Ｍａｒｋｅｔ Ｓｔｒｅ ｅｔ，Ａｋｒｏｎ，Ｏｈｉｏ 44316− 0001，Ｕ．Ｓ．Ａ. Ｆターム(参考） 4F212 AH20 VA06 VD03 VD18

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基材に材料を挿入するための装置（１
    ０）であって、該装置は、（ａ）挿入される材料の経路
    を導くための貫通孔（３０）を有する中央部（２６）
    と、（ｂ）挿入される材料を切り離すために該装置（１
    ０）に付随しているカッター（１８）と、（ｃ）挿入さ
    れる材料を前記中央部（２６）から受け入れそして基材
    に貫入するための、前記中央部（２６）の第１の端末に
    連結されている中空のニードル（１４）と、（ｄ）貫通
    孔（３２）を有し、前記ニードル（１４）から離れた位
    置で前記中央部（２６）と連携しており、挿入される材
    料を該装置（１０）に受け入れるための上端部（２８）
    と、そして（ｅ）挿入される材料の状態を前記装置（１
    ０）に対して制御するために、前記上端部（２８）と前
    記中央部（２６）との間に配設される第２の係止手段
    （２０）および第１の係止手段（２２）と、を備えた、
    基材に材料を挿入するための装置。
  2. 【請求項２】 前記第１の係止手段（２２）は前記上端
    部（２８）に付随し、そして前記第２の係止手段（２
    ０）は前記中央部２６に付随しており、そして前記中央
    部（２６）は前記上端部（２８）および前記第１の係止
    手段（２２）に対して可動であり、そして前記上端部
    （２８）からの前記中央部（２６）の分離および基材
    （１２）への前記ニードル（１４）の貫入以前には、前
    記第２の係止手段（２０）はロック位置にあり、そして
    前記第１の係止手段（２２）はロック解除位置にある、
    請求項１に記載の基材に材料を挿入するための装置。
  3. 【請求項３】 前記上端部（２８）からの前記中央部
    （２６）の分離および基材（１２）への前記ニードル
    （１４）の貫入以前には、前記第２の係止手段（２０）
    はロック解除位置にあり、そして前記第１の係止手段
    （２２）はロック位置にあり、また前記カッター（１
    ８）は、前記上端部（２８）からの前記中央部（２６）
    の分離以前に、挿入される材料を切断するようになって
    いる、請求項２に記載の基材に材料を挿入するための装
    置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008525216A (ja) * 2004-12-24 2008-07-17 ソシエテ ド テクノロジー ミシュラン タイヤの走行トレッドの製造方法
JP2011505282A (ja) * 2007-12-03 2011-02-24 ソシエテ ド テクノロジー ミシュラン トレッドの製造装置及び方法

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6676785B2 (en) 2001-04-06 2004-01-13 Ebert Composites Corporation Method of clinching the top and bottom ends of Z-axis fibers into the respective top and bottom surfaces of a composite laminate
US7105071B2 (en) * 2001-04-06 2006-09-12 Ebert Composites Corporation Method of inserting z-axis reinforcing fibers into a composite laminate
US7056576B2 (en) * 2001-04-06 2006-06-06 Ebert Composites, Inc. 3D fiber elements with high moment of inertia characteristics in composite sandwich laminates
US7785693B2 (en) 2001-04-06 2010-08-31 Ebert Composites Corporation Composite laminate structure
US7731046B2 (en) * 2001-04-06 2010-06-08 Ebert Composites Corporation Composite sandwich panel and method of making same
US6645333B2 (en) 2001-04-06 2003-11-11 Ebert Composites Corporation Method of inserting z-axis reinforcing fibers into a composite laminate
US20050025948A1 (en) * 2001-04-06 2005-02-03 Johnson David W. Composite laminate reinforced with curvilinear 3-D fiber and method of making the same
US7050605B2 (en) * 2002-01-02 2006-05-23 Jonas Elliott Gerson Designing tread with fractal characteristics
FR2879956B1 (fr) * 2004-12-24 2007-03-02 Michelin Soc Tech Methode de fabrication d'une bande de roulement pour pneumatique
WO2007054984A1 (en) * 2005-11-11 2007-05-18 Pirelli Tyre S.P.A. A plant for manufacturing tyres and manufacturing method related thereto
DE102008043314B4 (de) * 2008-10-30 2010-12-09 Airbus Deutschland Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Verstärken eines Substrats oder eines Textils einer Kernstruktur eines Bauelementes, beispielsweise eines Luft- oder Raumfahrzeugs
US8986477B2 (en) * 2009-09-03 2015-03-24 Michelin Recherche Et Technique S.A. Device and method for embedding threads in a rubber profiled element
FR2956416B1 (fr) * 2010-02-18 2012-06-15 Michelin Soc Tech Aiguille pour l'insertion d'un fil dans un pneumatique
FR2968238B1 (fr) * 2010-12-02 2013-01-04 Michelin Soc Tech Dispositif d'implantation de fils dans un profile en caoutchouc comprenant une aiguille rotative a pointe emoussee
GB2539249A (en) * 2015-06-12 2016-12-14 Composite Tech And Applications Ltd Method of manufacturing a composite component
GB201510247D0 (en) 2015-06-12 2015-07-29 Rolls Royce Plc Method of manufacturing a composite component
GB201903192D0 (en) 2019-03-09 2019-04-24 Rolls Royce Plc A method and apparatus for inserting a reinforcing rod into a laminated material
GB201903191D0 (en) * 2019-03-09 2019-04-24 Rolls Royce Plc Insertion apparatus and method of providing thhrough thickness reinforcement in a laminated material
DE102020215898A1 (de) * 2020-12-15 2022-06-15 Continental Reifen Deutschland Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Vollreifens

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2171388A (en) * 1936-12-23 1939-08-29 Berger Ludwig Method and means for binding fibrous building material
US4215807A (en) * 1979-01-02 1980-08-05 Dennison Manufacturing Company Insertion means for flexible filaments
AT374384B (de) * 1982-03-02 1984-04-10 Evg Entwicklung Verwert Ges Vorrichtung zum durchstossen von abschnitten eines drahtes durch einen festkoerper aus nachgiebigem material
US4548102A (en) * 1983-12-27 1985-10-22 Dirocco Jobbie Hole filling system for tires
FR2565262B1 (fr) * 1984-05-29 1986-09-26 Europ Propulsion Procede de fabrication d'une texture fibreuse multidirectionnelle et dispositif destine a la mise en oeuvre du procede
JPH01285131A (ja) * 1988-05-11 1989-11-16 Hirose Mfg Co Ltd 長手体への物体の取付機におけるワイヤ切断曲げ方法および装置
AT398716B (de) * 1989-03-23 1995-01-25 Evg Entwicklung Verwert Ges Verfahren und vorrichtung zum hindurchführen von drahtabschnitten durch einen isolierkörper eines bauelementes
FR2658841B1 (fr) * 1990-02-26 1993-06-11 Aerospatiale Procede et dispositif pour la realisation d'elements d'armature composes de fibres resistantes.
US5186776A (en) * 1990-05-07 1993-02-16 Foster-Miller, Inc. Composite laminate translaminar reinforcement apparatus and method
US5279591A (en) * 1990-07-16 1994-01-18 Simon Alexander Z Protector for needle catheter
AT403130B (de) * 1993-10-01 1997-11-25 Evg Entwicklung Verwert Ges Drahteinbringvorrichtung
FR2718758B1 (fr) * 1994-04-18 1996-06-14 Aerospatiale Procédé et machine pour la réalisation d'une armature pour une pièce de matière composite.
FR2718759B1 (fr) * 1994-04-18 1996-06-14 Aerospatiale Tête de piquage et machine pour la réalisation d'une armature en forme de plaque pour une pièce de matière composite.
EP0881060A3 (en) * 1997-05-26 1999-12-22 Bridgestone Corporation Method and apparatus for the manufacture of pneumatic tyres having electric discharge means
US20020069948A1 (en) * 2000-12-07 2002-06-13 Sentmanat Martin Lamar Polymeric product containing precisely located and precisely oriented ingredients

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008525216A (ja) * 2004-12-24 2008-07-17 ソシエテ ド テクノロジー ミシュラン タイヤの走行トレッドの製造方法
JP4865726B2 (ja) * 2004-12-24 2012-02-01 ソシエテ ド テクノロジー ミシュラン タイヤの走行トレッドの製造方法
JP2011505282A (ja) * 2007-12-03 2011-02-24 ソシエテ ド テクノロジー ミシュラン トレッドの製造装置及び方法

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