Brevet FR2110356A1 — publié le 19720602

36kk2 i 2110356 La présente invention concerne un dispositif pour l'imprégnation en continu d'un ensemble de fibres textiles avec tin liquide. Par "ensemble de fibres textiles", il faut entendre aussi 5 bien des fibres discontinues naturelles que des fibres discontinues obtenues artificiellement comme on les obtient, sous la forme d'un produit continu, par exemple à l'état de ruban de carde du de ruban d'étirage ou à l'état de nappe à la sortie d'ui banc d'étirage. Ce terme doit s'étendre également à des fais-10 ceaux formés de filaments sans fin. Par "liquide", il faut entendre de l'eau ou des solvants, ou des solutions, dispersions et émulsions quelconques de substances quelles qu'elles soient (par exemple d'adhésifs, de colorants etc...) dans l'eau ou dans d'autres solvants, ou à la 15 fois dans l'eau et dans d'autres solvants. Enfin, le terme "imprégnation" doit comprendre aussi bien le revêtement de la fibre individuelle de l'ensemble de fibres avec aine couche de liquide, qu'une répartition homogène, fine, en petites gouttelettes, du liquide dans l'ensemble de fibres, 20 ou une combinaison d'un tel revêtement et d'une telle répartition. On connaît dé^à des dispositifs pour le traitement d'un ensemble de fibres avec un,liquide au moyen d'une paire de disques, ces dispositifs étant basés sur le principe qui consiste 25 à laisser l'ensemble de fibres se faire traverser par un liquida avant la zone de pression formée par une paire de disques et des plaques latérales de recouvrement, et ensuite à comprimer l'ensemble de fibres, dans la zone de pression, sous une pression spécifique élevée, pour obtenir un ruban compact. 30 Bien qu'on maintienne la distance comprise entre les faces en bout de la paire de disques et ses plaques latérales de recouvrement, dans les dispositifs de ce genre, à une valeur aussi faible que possible, il n'est pas possible d'éviter qu'au passage à travers le dispositif des fibres se coincent, en rai-35 son de leur extrême finesse, entre les disques et leurs organes de recouvrement. Dans la région où le ruban imprégné se sépare des plaques de recouvrement, il se forme, à partir de fibres qui s'étaient coincées auparavant, ce qu'on appelle des "traînards", ce qui conduit à des perturbations de fonctionne-40 ment. 71 36442 2 .2110356 Une réduction plus prononcée du jeu entre les faces en bout de la paire de disques et les plaques latérales de recouvrement n'apporte qu'une amélioration passagère. En raison..du jeu trop faible, l'usure des disques cù des plaques latérales de recou-5 vTement, ou à la fois de ces disques et de ces plaques, se trouve fortement augmentée, et l'état, ci-dessus décrit, du coincement de fibres se reproduit. On a également observé que le jeu total entre disques et plaques de recouvrement se transporte souvent d'un autre côté, ce qui a pour conséquence un jeu plus 10 grand du côté opposé des disques. De ce fait, le coincement des fibres entre les disques et leurs plaques de recouvrement se trouve favorisé encore davantage, et la régularité de la compression de la masse de fibres dans la zone de pression se trouve réduite. . 15 Le dispositif selon l'invention évite ces inconvénients, par le fait que, dans la région des faces en bout de la paire de disques, les plaques de recouvrement latérales, qui enferment à faible distance la paire de disques, présentent des ouvertures pour l'amenée du liquide d'imprégnation. Les deux plaques de 20 recouvrement latérales sont, avec avantage, reliées entre elles de façon rigide, mais, sans s'écarter des limites de l'invention, elles peuvent aussi Stre appliquées de façon souple contre la paire de disques. Il est avantageux de faire déboucher les orifices d'amenée du liquide dans des rainures de répartition 25 du liquide disposées dans la région des faces en bout de la paire de disques. Il est également avantageux de munir les plaques latérales de recouvrement, dans le quadrant d'entrée de l'ensemble de fibres, et dans le sens de marche des disques, de creux convergents recouverts par les disques 3ur les faces en 30 bout - L'invention va être décrite de façon plus détaillée en se référant à des modes de réalisation, donnés à simple titre d'exemples, et schématiquement représentés sur les dessins annexés, dans lesquels : 35 Fig. 1 est une vue en coupe, faite le long de la ligne I-I de la fig 2 d'un dispositif pour l'imprégnation continue d'un ensemble de fibres avec un liquide, Fig. 2 est une vue en plan du dispositif de la fig Fig.3 est une vue en coupe, le long de la ligne III-III de 40 la fig. 4, d'une variante de la réalisation des fig.1 et 2, 71 36442 3 2110356 Fig. 4 est une vue en coupe, le long de la ligne XV-IV de la fig 3 de cette variante, Fig. 5 est une vue en plan d'une autre variante de la forme de réalisation des fig 3 et 4. 5 Fig. 6 représente un détail qui peut être utilisé dans tous les modes de réalisation décrits, Fig. 7 est une vue en coupe le long de la ligne VTI-VII de la fig 6, Fig. 8 représente une variante de la fig 7-10 Le dispositif d'imprégnation continue d'un ensemble de fibres se compose, selon les fig 1 et 2, d'une paire de disques 1, 2 de même diamètre, et de plaques latérales de recouvrement 3 et 4 rigides, dont la plaque de recouvrement 3 est fixée au bâti de la machine (qui n'est pas représenté). Le disque 1 15 pivote dans les plaques de recouvrement 3» 4 et peut coulisser dans le sens de l'axe, et il en est de même du disque 2 qui, de plus, est soumis à l'action d'une force qui le charge, ce disque pouvant, sous l'action de cette force, se déplacer vers le disque 1 et s'adapter à la section de la matière dans une zone 20 de pression (D) (fig. 1). Les plaques de recouvrement 3 et 4 présentent chacune une surface relevée de pression, ces surfaces de pression formant des plans de limitation 5 et 6 pour les faces en bout 7 et 8 des disques 1 et 2 (fig. 2). Les plans de limitation 5, 6 des plaques de recouvrement 3, 4 sont maintenus 25 à distance par des boulons d'écartement 9 et sont assemblés par boulons de façon rigide l'un par rapport à l'autre (fig 2). La distance qui sépare les deux plans de limitation 5, 6 est plus grande que la largeur b des disques 1, 2. Elle peut être comprise dans la gamme allant de b + 0,01 mm à b + 0,3 mm, suivant la 30 viscosité et la nature du liquide, la pression dans la conduite d'amenée, l'élasticité de la matière des disques, la valeur de la pression entre les disques, etc... En vue de l'amenée du liquide d'imprégnation, la plaque de recouvrement 3 et celle qui est désignée par 4 présentent des ouvertures 10, 11 ainsi que 35 "12, 13 qui débouchent dans les plans de limitation 5 et 6 en face de la paire de disques. On fait arriver le liquide d'imprégnation par les conduites d'amenée 14 sous une même pression qui est élevée, et on l'oblige, par passage par les ouvertures 10, 11 et 12, 13, et dans le 40 sens des flèches du dessin de la fig. 1, à sortir le long des 71 36442 * 2110356 plans de limitation 5 et 6, situés dans les faces en bout, de la paire 1, 2 de disques. De cette façon, les jeux entre les faces en bout des disques et les plans de limitation de leurs plaques de limitation restent remplis en permanence avevc du 5 liquide d1imprégnation. Sous l'effet de l'arrivée de toutes parts du liquide sous une même pression (conduites d'amenée 14), et en raison de la symétrie des surfaces de pression placées à l'opposé l'une de l'autre dans les plans de limitation 5, 6, les disques 1, 2 qui peuvent se déplacer dans le sens de l'axe 10 règlent leur position de façon que des deux côtés l'épaisseur du film de liquide soit la mime, c'est-à-dire que les disques se centrent automatiquement sur la position moyenne. lors de l'imprégnation continue, on imbibe un ensemble de fibres 15 (pour plus de clarté, le chemin suivi par la matière 15 est interrompu sur la fig 1), l'ensemble de fibres parcourt la zone de pression D sous une pression spécifique élevée, et il est délivré sous la forme d'un ruban de fibres imprégné et compact 16, opération dans laquelle le risque de coincement de fibres entre les disques et leurs organes latéraux de recouvre-20 ment, au cours du passage de la matière, est dans une large mesure aboli. Une variante de la réalisation des fig 1 et' 2 ressort des fig 3 et 4. Pour plus de clarté, une paire 17, 18 de disques n'est représentée dans la fig 3 qu'en traits mixtes. Des pla-25 ques latérales de recouvrement 19 et 20 sont assemblées, au moyen de boulons d'entretoisement 21, en un bloc rigide, où la distance entre leurs plans de limitation 22 et 23 est plus grande que la largeur b' du disque 17 ou 18 avec la face latérale 24 ou 25» Par différence arec la réalisation des fig 1 et 2, les 30 faces en bout 24 et 25 des disques 17 et 18 sont recouvertes par les plans de limitation 22 et 23 sur tout leur pourtour et presque entièrement, par le moyen de quoi on obtient un guidage des disques sur une surface qui est agrandie. La plaque de recouvrement 19 présente, pour l'amenée du 35 liquide d'imprégnation, des ouvertures sous la forme de perçages 26 et 27 qui débouchent dans des rainures 28 et 29 de répartition du liquide ménagées dans la région des faces en bout 24 et 25 des disques 17 et 18. La plaque 20 présente, d'une manière analogue, mai3 d'une façon qui est la reproduction dans un miroir 40 de l'agencement de la plaque 19, des perçages 30 et 31 qui 71 36442 2110356 débouchent dans leurs rainures correspondantes 32 et 33 de répartition du liquide. Le disque commandé 17 pivote par son axe 34 dans le bâti 35 de la machine de façon à être guidé dans le sens de l'axe. 5 Les plaques de recouvrement 19 et 20, qui sont boulonnées de façon à former un bloc, sont guidées en ce qui les concerne par les faces en bout 24 du disque 17 dans le plan du disque. Pour la détermination précise de la position dans le plan du disque, le bloc de plaques prend appui uniquement sur deux butées 36 et 10 57 du bâti de la machine 35- H n'y a donc pas de liaison fixe entre le bloc des plaques et le bâti 35 de.la machine. Par différence avec le disque 17, le disque 18 pivote et peut coulisser dans le sens de l'axe, il est sous pression, et il peut s'adapter à l'épaisseur de la matière dans la zone de pression. Le guidage correct du disque 18 dans le plan de disque défini par le disque 17 se fait par l'intermédiaire de ses faces en bout 25 au moyen des plans de limitation 22 et 23 des plaques de recouvrement 19 et 20. Pour assurer le fonctionnement du dispositif, on fait arri-20 "ver, par les perçages 26 et 27 de la plaque de recouvrement 19 et par les perçages 30 et 31 de la plaque de recouvrement 20, du liquide d'imprégnation sous une même pression qui est relativement élevée, et on l'oblige, au moyen des rainures de répartition, du liquide 28, 29 et 32, 33, à sortir contre les faces en bout 25 de la paire de disques et dans le sens des flèches du dessin (fig 3)' Comme le disque 17 est guidé dans le sens axial et repose de façon rigide dans le bâti 35 de la machine, ce disque 17 doit être considéré comme disque "maître", et le bloc rigide de plaques, qui ne prend appui que sur les butées 36 et 37, se 30 règle par conséquent de lui-même, au-dessus de films de liquide en formation égaux des deux côtés, de façon à se trouver dans le plan défini par le disque 17, c'est-à-dire que le bloc de plaques flotte, quand on le considère dans le sens axial, de manière à se placer dans le milieu par rapport au disque 17* Suivant 35 la viscosité et la nature du liquide d'imprégnation, ia pression dans la conduite d'amenée, l'élasticité de la matière des disques, etc..., on peut choisir, l'épaisseur des films de liquide sur les deux côtés du disque 17 dans la gamme allant de 0,005 à 0,15 mm. Le disque 18 qui se déplace facilement dans le sens de 40 l'axe et qui est supporté de façon à Être suffisamment mobile se 71 36442 6 , 2110356 règle en ce qui le concerne, et en partant du bloc de plaques, au-dessus de filma de liquide égaux des deux côtés, de façon à r se trouver dans le plan fixé par le disque 17» Le liquide d'imprégnation qui, à la sortie des rainures de 5 répartition 28, 29 du liquide, parvient dans le sens de la flèche à l'intérieur se ra33emble, il est évacué par les perçages 38, 39 et 40, 41 et est ramené, par des moyens qui ne sont pas représentés, dans le circuit du liquide. Avec le dispositif d'imprégnation selon les fig 3 et 4, on 10 obtient avec un disque de la paire de disques, un guidage automatique flottant des plaques latérales de recouvrement suivant le plan du disque, tandis que l'autre disque de la paire est, en ce qui le concerne, guidé par les plaques de recouvrement de façon à se trouver dans le plan du disque. Le maintien de ce 15 principe de guidage tient compte de l'extrême précision qui e«t nécessaire dans un tel dispositif d'imprégnation, en considération de la finesse de la matière fibreuse, il réduit les frais de fabrication et garantit la précision pour une longue période de temps également lors du remplacement de pièces individuelles. 20 Une autre variante de la forme de réalisation des fig 3 et 4 est représentée, en une vue en plan, dans la fig 5- Un disque maître 42 pivote et est guidé axiale*ent par son axe 43 dans le bâti 44 de la machine ; du côté en bout il est enfermé par des plaques de recouvrement 45 et 46. Un disque 47, 25 qu'on peut facilement déplacer dans le sens de l'axe, à l'aide de moyens non représentés, et qui pivote dans le plan du disque dans lequel il est suffisamment mobile, est recouvert du côté en bout également par les plaques de recouvrement 45 et46. Dans la plaque de recouvrement 45 sont ancrés de façon fixe, suivant 30 une disposition conforme à la fig 3, des tirants 48. La plaque de recouvrement 46 présente des perçages de guidage 49 pour le tirant 48. A l'aide d'éléments souples, sous la forme, par exemple, de ressorts travaillant à la compression 50 et d'écrous 51, on exerce une pression superficielle K qui agit comme une 35 réaction sur les faces en bout 52 et 55 du disque 42 ou 47. On peut la régler à volonté. Les plaques de recouvrement 45 et 46 appliquées sous pression contre la paire de disques 42, 47 s'alignent sur le disque maître 42 et prennent appui sur des butées 54 et 55, d'une manière analogue aux fig 3 et 4. 40 Les plaques de recouvrement 45 et 46 présentent, d'une 71 36442 2110356 manière qui correspond à ce que représentent les fig 3 et 4, des orifices d'amenée et des rainures de répartition du liquide, par lesquels le liquide d'imprégnation est obligé de sortir contre les faces en bout 52 et 53 des disques 42 et 47- Par 5 suite de la symétrie des surfaces de pression et de l'introduction, chaquè fois par une face en bout, du liquide d'imprégnation sous une même pression, il se forme, entre les plaques de recouvrement et les faces en bout de la paire de disques, des films porteurs de liquide qui maintiennent la paire de disques 10 socialement en suspension par rapport aux plaques de recouvrement. La force portante P produite par la pression du liquide dans les surfaces de pression situées sur les faces en bout fait alors équilibre à la pression superficielle K qui est produite par les éléments souples (ressorts 50). Pour une 15 viscosité donnée, un type donné de liquide d'imprégnation, etc., on peut facilement adapter l'épaisseur du film de liquide porteur et la quantité de liquide mise en oeuvre, par une modification de la pression du liquide ou de la pression superficielle K, ou à la fois de ces deux pressions, à la matière fibreuse 20 à traiter. On peut, de cette façon, obtenir dans tous les cas des conditions de fonctionnement parfaites, et le frottement ainsi que l'usure restent limités à un minimum. Les fig 6 et 7 représentent un détail qui peut être utilisé avec tous les modes de réalisation décrits jusqu'ici.' 25 Une plaque de recouvrement 56 avec son plan de limitation 57 présente des orifices d'amenée 58 et 59 pour le liquide d'imprégnation, orifices qui débouchent dans des rainures de répartition 60 et 61. Dans le quadrant d'entrée E de l'ensemblè de fibres 62, la plaque de recouvrement 56 présente, dans le 30 sens du mouvement des disques 63 et 64, (pour plus de clarté, seul le pourtour du disque a été représenté en traits interrompus dans la fig 6), des creux 65 et 66 convergent^ qui sont recouverts, du côté en bout, par les disques, et qui sont en communication avec les orifices d'amenée 58, 59 et les rainures 35 de répartition 60, 61. Conformément à la fig 7, qui représente une coupe déroulée faite le long de la ligne VII-7TI de la fig 6, le creux convergent 65 est formé d'une surface 67 en forme de coin circulaire. A titre de variante et conformément à la fig 8, le creux 40 convergent 68 dans la plaque de recouvrement 69, pawfc avmai Sfrge 71 36442 B 2110356 avec son plan de limitation 70, peut aussi être formé par une surface circulaire 71 qui se termine asymptotiquement contre le plan de limitation 70. On a observé qu'il est avantageux que les creux convergents 5 65, 66 et 68 se fondent, dans la région de la zone de pression D^ des disques 63, 64, dans le plan de limitation 57 ou 70 ; ils se terminent, de préférence, dans le milieu de la zone de pression des disques (fig 6). Pour le fonctionnement du dispositif, on fait arriver dans 10 les creux convergents 65, 66 et 68, depuis les orifices d'amenée 58, 59 et 72 (fig 8), et par l'intermédiaire des rainures de répartition 60, 61 et 73, du liquide d'imprégnation sous une même pression, ce liquide s'écoulant entre le plan de limitation 57 ou 70 et la face en bout 74 du disque 63, avec formation d'un 15 film de liquide de l'épaisseur d (fig 7, 8), dans le sens des flèches de la fig 6. Bien entendu, et ainsi que cela est ii&qué dans la fig 7 par la contre-plaque 75 dessinée en traits interrompus, et ainsi que cela a été exposé en regard des fig 1 à 5» il y a, en 20 ce qui concerne les disques 63, 64, une rigoureuse symétrie, c'est-à-dire que chaque dispositif présente quatre creux convergents disposés de façon symétrique les uns par rapport aux autres. En vue de l'imprégnation continue de l'ensemble de fibres 25 62, on entraîne la paire de disques 63, 64 dans un mouvement de rotation. Par ce moyen, le liquide d'imprégnation amené sous une faible pression initiale, par exemple une pression inférieur re à 10 atmosphères effectives, est de plus en plus comprimé par un effet hydrodynamique dans la région des creux convergents 65, 30 66 et 68 (voir les fig 7 et 8) et, de ce fait, la pression dans le film de liquide augmente également de façon progressive, cette pression atteignant, suivant la viscosité et la nature du liquide, et avec des épaisseurs de film d de 0,005 à environ 0,15 mm des valeurs finales très élevées. De ce fait, il est possible 35 d'opposer à la pression spécifique élevée entre les disques 63, 64, dans la zone de pression D^ (qui va jusqu'à 200 kg/cm ), une contre-pression aussi élevée ou encore plus grande dans le film de liquide. De cette façon, on peut, dans le quadrant d'entrée de l'en-40 semble de fibres, et malgré une faible pression initiale du 71 36442 9 2110356 liquide d'imprégnation, empêcher de façon sûre le coincement de fibres entre les faces en bout de la paire de disques et les plaques latérales de recouvrementj ce qui assure un fonctionnement sans perturbations. Comme on parvient en aime temps, et 5 malgré une très forte charge, à maintenir également la film de liquide situé du côté de la face en bout dans la- zone de pression de la paire de disques, on réduit le frottement et l'usuro à un minimum. L'utilisation de pressions initiales faibles permet, en même temps, l'utilisation d'appareillages plus sim-10 pies. Si l'on utilise des disques connus avec couronne élastique,, parexemple en caoutchouc, ce dernier n'est pratiquement pas non plus soumis à usure, parce que la pression élevée dans le film de liquide ne permet pas une déformation latérale de la couron-15 ne élastique, c'est-à-dire que les propriétés d'élasticité, du caoutchouc par exemple, sont déterminées simultanément par les pressions qui régnent dans le film de liquide. Les dimensions axiales b et b' des disques ne sont nullement limitées aux relations représentées sur les dessins, elles 20 peuvent, au contraire, être sensiblement plus grandes, c'est-à-dire qu'on peut choisir pour elles des valeurs qui soient un multiple du diamètre. Bien entendu, cela dépend de l'ensemble de fibres à mettre en oeuvre. 71 36442 " ■ 2110356 REVEND I CATIONS 1 - Dispositif d'imprégnation continue d'un ensemble de fibres textiles avec un liquide, ce dispositif comprenant une paire de disques et deux plaques de recouvrement disposées sur 5 les cStés 2 - Dispositif selon, la revendication 1, caractérisé par le fait que les deux plaques latérales de recouvrement sont reliées l'une à l'autre de façon rigide. 15 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les deux plaques latérales de recouvrement sont appliquées sous pression de façon souple contre la paire de disques. 4 - Dispositif selon la revendication 3» caractérisé par 20 le fait que l'une des plaques latérales de recouvrement est guidée par cculissement, sur des organes de guidage ie l'autre plaque de recoxwrement, et est appliquée sous pression contre cette dernière plaque par des organes souples et réglables (ressorts) reliés de façon fixe à la première de ce3 plaques. 25 5 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les ouvertures débouchent dans des rainures de répartition du liquide disposées dans la région des faces en bout de la paire de disques. 6 - Dispositif selon la revendication 5» caractérisé par 30 le fait que les rainures de répartition du liquide sont formées par desévidements de forme annulaire. 7 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les plaques latérales de recouvrement sont guidées, par l'un des disques de la paire de disques, dans le plan du 35 disque et prennent appui contre le bâti de la machine. 8 - Dispositif selon la revendication 7» caractérisé par le fait que l'autre disque de la paire de disques est guidé dans le plan du disque par les plaques latérales de recouvrement. 9 - Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, ca-40 ractérisé par le fait que la plaque latérale de recouvrement 71 36442 2110356 présente, dans le quadrant d'entrée de l'ensemble de fibres et dans le sens du mouvement du disque, des creux convergents qui sont recouverts sur les faces en bout par les disques. 10 - Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par 5 le fait que les creux convergents sont en communication avec les orifices d'amenée ou les rair.ures de répartition du liquide d'imprégnation amené. 11 - Dispositif selon les revendications 9 et 10, caractérisé par le fait que le creux convergent est formé par une surface 10 en coin circulaire. 12 - Dispositif selon les revendications 9 et 10, caractérisé par le fait que le creux convergent est formé par une surface circulaire qui se termine asymptotiquement contre le plan de limitation. 15 13 - Dispositif selon l'une des revendications' 9 et 10, caractérisé par le fait que les creux convergents se continuent, dans la région de la zone de pression des disques, dans le plan de limitation de la plaque de recouvrement. 14 - Dispositif selon la revendication 13, caractérisé par 20 le fait que les creux convergents se terminent dans le milieu de la zone de pression des disques.