Brevet FR2000476A1 — publié le 19690905

La présente invention concerne un appareil servant à produire en continu des feuilles d'une pisseur uniforme et pré déterinee,à partir de matières à l'état fluide. Dans sa forme d'exécution préférée, l'appareil convient particulièrement pour traiter des matières qui se solidifient, telles que des résines synthétiques thermodurcissables qui ne peuvent pas être façonnées par calandrage ou par d'autres techniques connues. Les rouleaux de calandre et les dispositifs analogues sont absolument exclus à cet effet car l'alimentation et la distribution uniforme de la matière fluide capable de s'ecouler est très difficile et le temps de séjour de la matière fluide entre les rouleaux tournants est insuffisant pour solidifier la matière. D'autres dispositifs connus comprennent un tambour et une courroie sans fin pressée contre la surface du tambour et accompagnant le tambour tournant sur la majeure partie de sa circonférence. Cependant, à une vitesse suffisante à des fins industrielles, c'est-àdire à une vitesse de production suffisante, le temps de séjour dans un tel dispositif est relativement court et, dans la plupart des cas, il est insuffisant, par exemple pour la solidification d'une résine thermodurcissable.De plus, par suite de la superficie relativeiaent réduite des zones opposées des surfaces du tam- bour et de la courroie, des pressions très élevées s'exercent entre elles; mais ceci est particulierement désavantageux spécialement si l'on veut produire une matière à structure cellulaire ou poreuse. L'invention a pour but de mettre au point un dispositif servant à produire des feuilles en continu, qui comprenne deux courroies tournantes superposées afin d'éviter ces difficultés. Si l'on utilise des courroies de longueur suffisante, le temps de séjour de la matière d'alimentation entre les surfaces de façonnage est suffisant meme à une vitesse de défilement élevee de l'appareil. Suivant l'invention, il est prévu un appareil pour la production en continu de feuilles d'épaisseur en substance uniforme à partir d'une matière fluide, cet appareil comprenant deux courroies sans fin superposées et mobiles de façon synchrone qui passent chacune sur au moins deux rouleaux et qui sont tendues par ceux-ci afin de façonner la matière fluide en une feuille près des brins superposés voisins des deux courroies. One des courroies est de préférence entrainée et l'autre accompagne la courroie entraînée vendant le fonctionnement de l'appareil. Dans une forme d'exécution Srtférée, la courroie non entralnée est montée de manière à se déplacer sur une distance licitée dans le sens axial des rouleaux qui correspond aux déplacements latéraux de la courroie entrainée.Quoique l'appareil puisse être construit de :za- ni ère que les deux courroies soient entraînées exactement à la même vitesse, on a constaté que l'on peut suprier d'une manière simple tout déplacement relatif nuisible entre les courroies, lorsqu'une seule des deux courroies est entraînée et que l'autre se déplace librement avec la courroie entrainée par suite de la friction ou de l'adhérence à la ratière entre les courroies. Afin que la courroie non entraînée puisse suivre un déplacement latéral éventuel de la courroie entraînée, la première est elle-même de préférence susceptiole de se déplacer latéralement sur une distance limitée. Une difficulté avec un tel appareil est de maintenir une distance exacte entre les courroies pour garantir un calibrage exact du produit en épaisseur sur toute la largeur et la longueur de la feuille. De plus, un déplacement des courroies l'une par rapport à l'autre dans le sens d'avancement ainsi cue dans le sens transversal doit etre éliminé sinon le produit semi-solide risquerait d'être détruit. Des courroies d'acier, qui sont préférables, en raison de leur longévité, ont tendance à se déformer même à de faibles variations de température de sorte que l'on obtient un produit a'épaisseur variable. L'appareil préféré, décrit en détail ci-après, comprend un dispositif servant à réduire ces difficultés. L'invention sera décrite ci-après, à titre d'exemple, avec référence au dessin annexé qui est une vue en perspective d'une forme d'exécution préférée. Le bâti qui supporte tout l'appareil a été supprimé dans le dessin pour la clarté. L'appareil comprend une partie inférieure désignée d'une matière générale par la référence 1 et une partie supérieure associée 2. La courroie inférieure 10 se déplace dans le sens de la flèche sur deux rouleaux tendeurs ll et 12. Dans la forme d'exécution représentée, le brin supérieur de la courroie inférieure 10 passe, en outre, selon une courbe dirigée vers le hàut ou vers l'extérieur sur un autre rouleau de guidage tournant 15 placé à l'extrémité d'alimentation de l'appareil et dans le sens d'avancernent derrière le premier rouleau tendeur 11 de la courroie inférieure 10.Le rouleau de guidage supplémentaire 15 de la courroie inférieure 10 est de préférence monté à coulisse, de manière à pouvoir être déplacé verticalement, afin d'admettre une variation du degré de courbure du brin supérieur de la courroie inférieure 10. De plus, ce rouleau 15 est placé rès du premier rouleau tendeur 21 de la courroie supérieure 20 de manière que ces deux rouleaux forment une emprise entre les courroies 10 et 20 dont la largeur dépend de l'écartement des rouleaux servant à répartir la matière d'alimentation uniformément sur la courroie 10.La largeur de cette enprise détermine en substance l'épaisseur ae la feuille produite et la quantité de matière liquide ajoutée est de préférence suffisante pour assurer une répartition de la ma tière sur toute la largeur des courroies. La courroie inférieure 10 est de préférence plus longue que la courroie supérieure 20 de sorbe qu'elle dépasse à l'extrémi- té d'alimentation de l'appareil (dans le dessin vers la gauche) en dessous de la courroie supérieure; la matière d'alimentation est débitée sur cette partie dépassante 10' de la courroie 10 à partir d'un dispositif de proportionnement et d'alimentation ap- proprié (non représenté). Pour répartir la matière dans l'emprise formée entre le rouleau tendeur supérieur 21 de la courroie supérieure 20 et le rouleau 15 de la courroie inférieure 10 sur toute la largeur de la courroie, la partie 10' de la courroie 10 est inclinée, le degré d'inclinaison pouvant être modifié par un reglage du rouleau tendeur 11.A cet effet l'axe 17 du rouleau 11 tourillonne dans deux boutonnières de guidage courbesl8. Le mouvement d'oscillatIon peut être effectué à l'intervention de vérins hydrauliques 41. Le degré d'inclinaison de lz partie 10' de la courroie dépend, entre autres, de la vitesse de défilement de la courroie 10, de la viscosité de la matière et, dans certains cas, de la température de la courroie. En général, le degré.d'inclinai- son diminue avec la viscosité et avec la vitesse de défilement de la courroie afir d'éviter un reflux trop brutal de la matière dans le sens opposé à l'avancement de la courroie. Le dessin mon- tre l'appareil dans une position dans laquelle le rouleau 11 se trouve prescue à son point le plus bas ce qui produit simultané- ment une inclinaison maximum de la partie 10' Ge la courroie. Une telle inclinaissn abrupte n'est utilisée qu'avec une matière rela- tivement visqueuse vs avec Une vitesse de défilement très élevée de la courroie.Une seconde position 11' cu rouleau 11 est repré sentée en trairs pointillés au dessin, Dans cette position, la partie du brin supérieur de la courroie 10 qui dépasse en dessous de la courroie supérieure 20 n'est pratiquement plus inclinée; dans cette position également, des matières même très légèrement visqueuses peuvent être traitées à une vitesse de défilement relativement lente des courroies ,sans reflux de la matière dans. un sens opposé à l'avancement des courroies. Il est souhaitable de faire passer le brin supérieur de la courroie inférieure 10 selon une courbe arcuée vers 'extérieur par-dessus d'autres rouleaux ae guidage 16, 16', 16". Ceci vermet de répartir uniformément la pression exerce par la courroie supérieure 20 sur la courroie inférieure 10. D'autre part, le guidage des courroies selon une courbe permet d'éviter praticuement la formation d'ondulations. Des courroies rigides, en particulier des courroies d'acier qui sont de préférence utilisées en raison de leur grande longévité tendent à se gauchir, à onduler ou à se rider lorsqu'elles sont soumises à un chauffage non uniforme ou à des charges variables.Ce phénomène est particulièrement grave lorscu'on essaie de guider les courroies dans un plan déterminé; cette tendance est toutefois nettement réduite lorsque l'on force une courroie à suivre un trajet courbe. Comme le gauchissement des courroies ainsi que la formation d'ondulations ou de rides rendent difficile l'obtention d'un produit d'épaisseur uniforme, le guidage des courroies selon un trajet courbe a beaucoup d'importance. Un chauffage ou une mise en charge non uniforme des courroies peut également faire varier leur longueur ou la longueur d'un de leurs bords. Pour compenser ces variations de longueur, il est préférable de prévoir un autre rouleau compensateur 13 pour la courroie 10; dans le dessin, ce rouleau 13 est placé à l'intérieur de la courroie 10 et exerce une pression contre le brin inférieur de la courroie. Deux vérins hydrauliques 42, 43 exercent une force prédéterminée sur l'axe du rouleau 13 de sorte que ce rouleau est pressé contre la courroie 10 qui défile en regard du rouleau.Aussitôt que la longueur de la courroie 10 est, par exemple, d'un côté, légèrement plus longue que de l'autre, le rouleau compensateur 13 est déplacé de manière correspondante de sorte que la courroie reste tcujours bien tendue sur toute sa lar geur et que les variations de longueur n'ont aucun effet sur la zone active de la courroie 10 En généra il suffit qu'un seul rouleau tendeur de la courroie inférieure 10 soit entraîné directement ou indirectement. Au dessin, un noter d'entraînement 35 entraine le rouleau tendeur 12 de la courroie inférieure 10 par l'intermédiaire d'une transmis- sion appropriée 36. Le rouleau tendeur correspondant 32 de la courroie supérieure 20 peut être entraîne de façon synclirone par une transmission directe (non représentée).Cependant, il est préférable non pas d'entraîner la courroie supérieure 20 constamment mais de construire la transmission de manière qu'elle puisse être inter- rompue après la mise en route de l'appareil aussitôt que la matière comprise entre les courroies 10 et 20 présente une adhérence ou une friction suffisante pour entraîner la courroie non entraînée 20 avec la première. Un déplacement relatif indésirable entre les courroies dans le sens de l'avancement de la matière est ainsi pratiquement complètement exclu. La courroie supérieure 20 qui est de préférence légèrement plus courte que la courroie inférieure 10, passe également sur deux rouleaux tendeurs 21 et 22. Comme décrit plus haut, la largeur de l'emprise entre la courroie inférieure 10 et ia courroie supérieure 20, à l'extrémité d'alimentation de l'appareil est dé terminée par la distance séparant le rouleau tendeur 21 du rouleau de guidage 15. Pour permettre une variation de la largeur de cette emprise, l'axe du rouleau tendeur 21 tourillonne dans une boutonnière de guidage allongée 28. Une modification de la tension de la courroie résultant du réglage de l'axe du rouleau 21 dans la bou- tonnière 28 est compensée par un accroissement ou une diminution de la pression agissant vers l'extérieur sur l'axe du rouleau tendeur. D'une manière analogue à la courroie inférieure 10, la courroie supérieure 20 est également munie d'un rouleau compensa teur 23 associé à des vérins hydrauliques correspondants 44 et 45 qui agissent sur les extrémités de l'axe. De merle que le rouleau 13, ce rouleau 23 sert principalement à compenser les variations de longueur ae la courroie 20 pendant le fonctionnement. Toutes les boutonnières destinées aux axes des divers rouleaux ainsi ou'aux dispositifs d'actionnement, tels-que les vérins. hydrauliques et le moteur d'entraînement, sont prévues, pour la partie inférieure 1 de l'appareil, dans un bâti approprié qui n'est pas représenté au dessin, car la construction d'un bati approprié apparaîtra clairement aux yeux des spécialistes. La partie supérieure 2 de l'appareil avec les axes 27 et 29 des rouleaux tendeurs 21 et 22 peut être supportée dans le weme bâti, étant donc reliée rigidement à la partie inférieure 1. Les courroies 10 et 20 sont espacées à l'extrémité d'alimentation d'une distance prédéterminée correspondant à la largeur réglée de lvem- prise formée entre le rouleau de guidage 15 et le rouleau tendeur 21. Les courroies 10 et 20 sont en contact l'une avec l'autre à partir du sommet de la courbure du brin supérieur de la courroie inférieure 10 vers l'avant du rouleau de guidage 15 jusqu'à lvex- trinité de sortie des rouleaux tendeurs 12 et 22 aussi longtemps qu'aucune matière n'est présente entre les courroies.La pression exercée par la courroie supérieure 20 sur la courroie inférieure 10 dépend en substance de la tension de ia courroie supérieure 20 ainsi que de la pression exercée par le poids de la partie supérieure 2 de l'appareil sur la courroie inférieure. Cette pression, en particulier, au niveau du sommet de la courbure en avant du rouleau de guidage 15, affecte également l'épaisseur du produit car la matière qui n'est pas encore solidifiée est exprimée vers l'extérieur par cette pression. L'épaisseur du produit final est donc fonction de la largeur de l'emprise formée entre le rouleau de guidage 15 et le rouleau tendeur 21 et de la pression qui s'exerce entre la courroie supérieure 20 et la courroie inférieure 10. Lors de la mise en marche de l'appareil, il est souhaitable d'entraîner également la courroie supérieure afin d'éviter toute détérioration de la surface des courroies. Cependant, aussitôt que la matière d'alimentation est répartie entre les courroies sur la totalité de leur surface de contact, la matière produit une adhérence et une friction suffisantes pour que la courroie supe- rieure ne soit entraînée de manière asynchrone avec la courroie inférieure que lorsque celle-ci est elle-meme entraînée. Le guidage latéral des courroies suscite de graves difficultés en particulier lorsque les courroies sont en acier. Le guidage lateral-de la courroie inférieure 10 est de préférence réalisé en montant à pivot l'axe 31 du rouleau tendeur inférieur 12. Lorsque la courroie 10 dévie d'un côté, la pression exercée sur l'axe 31 est accrue de ce côté, par exemple à l'aide de vérins hydrauliques appropriés (non représentés), de sorte que la courroie est forcée de revenir dans sa position initiale. Cette fonc tion compensatrice peut, en outre, être effectuée à l'aide du rouleau compensateur 13 qui exige cependant une commande automatique spéciale Comme mentionné plus haut, il est très important d'éviter tout déplacement relatif entre les brins adjacents des courroies 10 et 20. Ceci s'applique évidemment également aux iéplacements latéraux des courroies de sorte qu'il faut, en général, prendre des précautions particulières óur que la courroie supérieure 20 puisse suivre facilement le déplacement latéral de la courroie 10. A cet effet, il suffit de coupler le rouleau compensateur 23 de la courroie supérieure 20 à la commande de la courroie inférieure de sorte que la courroie supérieure exécute les mêmes déplacements latéraux. Il est également possible de supporter les rouleaux tendeurs 21 et 22 ainsi que le rouleau compensateur 23 dans un bâti distinct qui ne soit pas relié rigidement au bâti de la partie inférieure 1, mais qui soit suspendu ou monté librement dans des moyens de guidage appropriés permettant un déplacement latéral li- mité. Le bâti de la partie supérieure 2 peut, par exemple être supporté par des rouleaux guidés dans des voies prévues dans le bâti de la partie inférieure 1.Toute la partie supérieure 2 suit donc directement tous les déplacements latéraux de la courroie inférieu- re 10, ce qui exclut tous les déplaceaents relatifs nuisibles entre les courroies. Si les zones des courroies qui enferment la matière d'alimentation doivent être chauffées, par exemple lorsque l'on traite des matières thermodurcissables qu'il faut durcir au préa- lable dans cette zone pour former un rouit présentant une stabilité dimensionnelle suffisante, il faut prévoir des moyens de chauffage appropriés. Les courroies peuvent être chauffées dans ce cas, par exemple, au moyen de dispositifs de chauffage électriques par rayonnement ou d'un dispositif de chauffage électrique par inductiontou d'air chauffé, de vapeur ou d'eau chaude. Comme des variations de température mineures peuvent pro -voquer une déformation ou un gauchissement des courroies et par voie de conséquence, un produit une épaisseur non uniforme, le chauffage uniforme des courroies est de première importance. On a constaté qu'il est particulièrement intéressant de faire passer les courroies par une chambre de chauffage 30 (représentée ou ver- te au dessin), dans laquelle les courroies 10 et 20 sont arrosées par le haut et par le bas d'eau chaude débitée par des ajutages appropriés (non représentés).La température de l eau chaude peut être réglée avec précision d'une maniere simple et la bonne trans- mission de chaleur de l'eau aux courroies assure un chauffage uniforme. Pour accélérer le durcisseuent de la matière d'aîimen tation et ainsi accroître la vitesse de défilement dans la machine ou pour réduire la longueur nécessaire des courroies, il peut être intéressant de préchauffer une ou les deux courroies avant d'ajouter la matière d'alimentation. Ce préchauffage peut être effectué d'une manière analogue.On dispositif préchauffeur peut donc, nar exemple, être placé devant le rouleau tendeur 11 au niveau du brin inférieur de la courroie 10. lout le dispositif est de préférence monté dans une po- sition inclinée comme indiqué au dessin,de sorte que l'extrémité d'alimentation se trouve à un niveau supérieur à celui de l'extré- mité de sortie. On a constaté que cette construction favorise particulièrement une répartition uniforme de la matière d'alimentation et prend moins ae place que si les brins voisins des courroies s'étendaient horizontalement. L'appareil décrit peut être modifié de diverses manières, Ainsi, les divers vérins hydrauliques en particulier les vérins 42, 43, 44, 45 des rouleaux compensateurs 13 et 23 peuvent être remplacés par des éléments à ressort appropriés. Comme mentionné plus haut, la matière préférée pour les courroies est l'acier, mais des courroies en matière plastique élastique ou non peuvent également etre utilisées, De plus, les courroies peuvent présenter une surface profilée au lieu d'etre lisse de manière à produire des feuilles gaufrées de maniere correspondante. L'appareil décrit plus haut peut également être utilisé pour préparer des feuilles renforcées par des tissus tisses ou non tissés. La nappe de renforcement est débitée en une largeur correspondant à la largeur des courroies vgs l'extrémité d'alimentation de la machine où la masse fluide est simultanément débitée de sorte que l'on obtient un produit final en feuilles dans lequel la nappe de renforcement est complètement noyée dans la matière durcie. On avantage particulier de l'appareil décrit est que la matière d'alimentation est pratiquement étroitement enserrée par les deux courroies imperméables de sorte que les constituants vo @atils qu'elle xontient ne peuvent pas s'échapper. Une application particulièrement intéressante du dispositif concerne, par consé- quent, la fabrication continue de feuilles poreuses obtenues par solidification d'une composition de résine synthétique contenant un solvant et par évaporation au solvant finement dispersé de la masse solidifiée. Pour cette application, il est entre autres particulièreent intéressant ae régler avec précision la pression qui s'exerce entre les courroies. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Appareil servant à fabriquer en continu des feuilles d'une épaisseur sensiblement unilorme à partir d'une matière flulde, caractérisé en ce qu'il comprend deux courroies sans fin superposées et mobiles de manière synchrone qui passent chacune sur au moins deux rouleaux servant à les maintenir tendues et qui sont susceptibles ae façonner en une feuille de la matière fluide entre leurs brins adjacents et superposés. 2.- Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que des moyens d'entraînement sont prévus pour entrainer l'une des courroies, l'autre courroie, lorsque l'appareil est utilisé, accompagnant la courroie entraînée. 3.- Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la courroie non entraînée est montée de manière à se aéplacer sur une distance limitée dans le sens axial des rouleaux, dans une mesure correspondant aux déplacements latéraux de la couIroie entraînée. 4.- Appareil suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le brin supérieur de la courroie inférieure s'in- curve vers le haut à partir du premier rouleau tendeur de la courroie inférieure et passe sur un autre rouleau placé à l'extrémité d'alimentation de l'appareil près d'un premier rouleau tendeur de la courroie supérieure, l'espace entre cet autre rouleau et lepremier rouleau de la courroie supérieure étant conçu pour répartir la matière d'alimentation pendant l'utilisation de l'appareil. 5.- Appareil suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le premier rouleau tendeur de la courroie supérieure est supporté par un axe mobile à coulisse dans une boutonnière de gui- dabe nénagée dans un bras ae support afin de pouvoir faire varier la distance séparant le rouleau tendeur de l'autre rouleau en vue de régler la largeur de l'espace de distribution. 6.- Appareil suivant la revendication 4 ou 5, caractéri- sé en ce que l'autre rouleau est monté à coulisse-ou à pivot dans un bras oscillant pour modifier la courbure de la courroie infériéure et/ou pour régler la distance séparant l'autre rouleau Qu premier rouleau tendeur de la courroie supérieure. 7.- Appareil suivant l'une quelconque des revenaications précédentes, caractérisé en ce que le brin supérieur de la cou rroie inférieure s'arque vers l'extérieur en passant sur d'autres rouleaux de guidage. 8.- Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des rouleaux compensateurs sot prévus pour compenser les variations des longueurs des courroies supérieure et inférieure, ces rouleaux compensateurs étnt presses contre la courroie qui défile par une force agissant verticalement sur leurs axes de support. 9.- Appareil suivant l'une quelconque des revendications rrécédentes, caractérisé en ce que l'axe du premier rouleau tendeur de la courroie inférieure est monté de manière à pouvoir se déplacer vers le haut ou vers le bas dans une boutonnière courbe. 10.- Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ou les deux rouleaux tendeurs de chaque courroie sont pontés à coulisse de manière à pouvoir être déplacés dans le sens de l'avancement principal aes courroies afin de régler la tension des courroies et ainsi la pression qui s'exerce entre les courroies. 11. - Appareil suivant l'une quelconque des revenaications précédentes, caractérisé en ce que le second rouleau tendeur de la courroie inférieure est entraîné tandis que le second rouleau tendeur ae la courroie supérieure comporte une transmis- sion de force pouvant être interrompue et destinée à être utilisee lors de la mise en route de la machine à partir de l'arrêt. 12.- Appareil suivant l'une quelconque des revendica- tions précédentesa caractérisé en ce que les courroies sont des courroies d'acier. 13.- Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce aue des moyens sont prévus pour chauffer les parties des courroies enfermant la matière d'alimentation. 14.- Appareil suivant la revendication 13, caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour chauffer les parties de la courroie inférieure précédant immédiatement le point d'alimentation de la matière pouvant s'écouler. 15.- Appareil suivant la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce que le dispositif servant à chauffer les courroies comprend une chambre de chauffage enfermant les parties des courroies qui enferment elles-mêmes la matière d'alimentation. 16. - Appareil suivant les revendications 13, 14 ou 15, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage comprend des aju- tages servant à diriger Qe l'eau chaude sur les courroies afin de les chauffer. 17.- Appereil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé an ce qu'il est agence ae façon que les brins adjacents des deux couroies qui enferment la matière sont inclinés de maniere que l'extrémité d'alimentation soit située à un niveau supérieur à celui dé l'extrémité de sortie.