Brevet FR2196905A1 — publié le 19740322

La présente invention concerne un procédé de fabrication, à partir de fibres de verre, d'un produit en feuilles utilisé dans l'industrie aéronautique, 11 électrotechnique, le batiment. L'invention concerne en outre une installation pour la mise en oeuvre dudit procédé. La fabrication du produit en feuilles en question prévoit la mise en oeuvre de fibres de verre de longueur non limitée, orientées rigoureusement sous des angles déterminés l'une par rapport à l'autre et assemblées entre elles sans entrelacement, rien qu'avec un liant polymère. On connaît déjà un procédé de fabrication d'un tel produit en feuille, qui consiste à appliquer un liant sur les filaments de verre au moment même où-ils sont formés et à les enrouler sur un tambour en rotation, parallèlement ou sous un angle l'un par rapport à l'autre, jusqu'à ce qu'ils forment une couche régulière d'épaisseur requise, qui est ultérieurement séchée, coupée le long de la génératrice du tambour et enlevée sous forme d'une feuille. Au cours d'un traitement subséquent on soumet les feuilles à une compression qui fournit un produit en feuilles à haute résistance mécanique (plastique stratifié au verre). On connaît également une installation permettant de mettre en oeuvre ce procédé et comportant un four de fusion du verre pourvu de filières à travers lesquelles sont étirés les filaments de verre, un pulvérisateur destiné à l'application du liant et rigidement assemblR au four,et deux tambours montés au-dessous du four parallèlement l'un à l'autre, pourvus d'une commande d'entraînement en rotation autour d'axes horizontaux respectifs et dans des sens opposés, et munis de lampes infrarouges pour le séchage du produit. le four ou les tambours sont animés d'un mouvement rectiligne alternatif relatif suivant leur génératrice (voir, par exemple, le certificat d'auteur d'invention de 1'URSS, No 69.025, dans la classe 32 a, 25). Le processus d'obtention du produit par le procédé et l'installation qui viennent d'être décrits est intermittent. Vprès l'enroulement d'une couche d'épaisseur requise autour de l'un des tambours, on coupe le filament, après quoi on l'engage à la main sur l'autre tambour et on procède au cycle d'enroulement suivant. Bien que le procédé et l'installation connus permettent de mettre à profit avec le maximum d'efficacité la ténacité des fibres de verre et d'obtenir un plastique stratifié au verre présentant de hautes caractéristiques physico-mécaniques, la périodicité du processus d'enroulement n'en reste pas moins un inconvénient majeur, étant donné qu'elle implique des opérations manuelles, réduit la productivité de l'installation, entraine des immobilisations forcées du four et des pertes de verre. La présente invention permet de supprimer les inconvénients précités. l'invention vise en conséquence un procédé de fabrication d'un produit en feuilles à partir de fibres de verre, ainsi qu'une installation pour la mise en oeuvre dudit procédé, susceptibles d'assurer la continuité du processus d'enroulement des fibres de verre, un accroissement du rendement et une réduction des pertes de verre résultant des temps morts du four de fusion du verre. La solution consiste en ce qu'au cours de la fabrication d'un produit en feuille à base de fibres de verre, consistant à former ceux-ci par étirage à partir du verre fondu, à appliquer simultanément un liant sur les fibres et à les enrouler uniformément sur des tambours en rotation, à tour de rôle et uniformément sur toute la longueur de ces derniers jusqu'à ce qu'il s'y forme une couche de produit d'épaisseur requise, à sécher ensuite ladite couche, à la couper suivant la génératrice du tambour à enlever du tambour le produit en feuille obtenu, selon l'invention, après avoir enroulé sur un premier tambour une couche de filaments d'épaisseur requise, on les transfère et on continue à les enrouler sur un second tambour disposé à proximité immédiate du premier, pendant ce temps on achève sur celui-ci les autres opérations et on le prépare pour l'enroulement d'une nouvelle couche de filaments quand les opérations sur le second tambour sont terminée. Dans ltinstallation pour la mise en oeuvre du procédé proposé, comprenant un four de fusion du verre comportant des filtres pour l'étirage de filaments de verre, un dispositif destiné à l'application dun liant et fixé rigidement au four de fusion du verre, et des tambours disposés au-dessous du four et autour desquels les filaments s'enroulent uniformément sur toute la 'longueur desdits tambours jusqu'à ce qu'il s' forme une couche de produit d'épaisseur requise, lesdits tambours étant pourvus d'une commande de rotation autour d'un axe horizontal, ainsi que des dispositifs pour le séchage, la coupe et l'enlèvement du produit se trouvant sur les tambours, selon l'invention, les tambours sont montés coaxialement, et entre ceux-ci est intercalé un galet pouvant se juxtaposer à la face en bout de l'un ou l'autre tambour et dont la fonction est de transférer les filaments de l'un des tambours à l'autre. L'essentiel de l'invention consiste en ce qui suit. Grace au fait qu'à 1issue de l'enroulement du produit autour de l'un des tambours on transfère les filaments sur le tambour voisin pour les enrouler sur celui-ci, ctest-à-dire grace aumffltque l'engagement alterné des filaments sur l'un ou l'autre tambour se fait automatiquement, l'étirage des filaments de verre est réalisé en continu. Les pertes de verre dues habituellement aux immobilisations forcées du four sont réduites au minimum et le rendement de l'installation est allgmenté. Etant donné que l'engagement alterné des fibres sur l'un ou l'autre tambour se fait sans intervention de l'opérateur, la conduite de 11 installation est facilitée. Pour une meilleure compréhension de l'essentiel de l'invention, le procédé et l'installation proposés sont décrits dans ce qui suit à l'aide d'exemples non limitatifs de réalisation illustrés par les dessins annexés, qui représentent - la figure 1, une vue schématique illustrant un mode de réalisation du transfert des fibres de l'un des tambours à l'autre conformément au procédé de l'invention - la figure 2, idem, un deuxième mode de réalisation du transfert des filaments - la figure 9 idem, un troisième mode de réalisation du transfert des filaments - la figure 4, idem, un quatrième mode de réal#satîon transfert des filaments - la figure 5, une vue schématique de l'installation proposée pour la fabrication d'un produit en feuilles à partir de fibres de verre (vue suivant la face en bout d'un tambour); et - la figure 6, idem, vue latérale avec coupe partielle des tambours. Le procédé proposé pour fabriquer un produit en feuilles à partir de fibres de verre consiste en ce qui suit. Les filaments de verre sont étirés à travers les filières d'un four 1 de fusion du verre (figures 1 à 4), sont revêtus d'un liant polymère à l'aide d'un pulvérisateur ou sur une auge 2 où les filaments s'assemblent en un fil pour s'enrouler ensuite autour parallèlement ou sous un certain angle l'un par rapport à l'autre sur un tambour 3 en rotation, jusqu'à ce qu'il se forme une couche de produit régulière et d'épaisseur requise. La distribution des filaments suivant la génératrice du tambour peut être réalisée par différents procédés, en particulier en animant le four l d'un mouvement rectiligne alternatif continu suivant la flèche "a" le long du tambour 3, à une vitesse constante. Ainsi, par exemple, pour obtenir des filaments de 15 microns de diamètre à l'aide d'un four à filières industriel la vitesse d'étirage sera de 900 m/mn, le débit de liant époxy-phénolique sera d'environ 35 g/mn. Si le diamètre du tambour est de 50 cm et la vitesse de déplacement rectiligne alternatif du four est de 50 cm/mn, l'épaisseur de la couche de produit obtenue en une seule course du four sera de 0,075 mm. L'épaisseur requise du produit est atteinte en effectuant un nombre correspondant de passes du four le long du tambour 3. A l'issue du processus d'enroulement sur le tambour 3, on transfère les filaments et on continue de les enrouler sur le tambour voisin 4. Cette opération peut être effectuée par différents procédés. Par exemple, en cas de disposition coaxiale des tambours 3 et 4, le transfert des filaments du tambour 3 au tambour 4 est réalisé à l'aide d'un galet intermédiaire 5 (figure l), se déplaçant périodiquement suivant la flèche "b", ou d'un guide 6 (figure 2) exécutant périodiquement un mouvement d'oscillation suivant la flèche c. En cas de disposition parallèle des tambours, le transfert est réalisé au moyen d'un rouleau 7 (figure 3), à laide duquel le filament en cours d'enroulement sur le tambour 3 est dévié suivant la flèche "d" jusqu'à ce qu'il entre en contact avec le tambour 4 en rotation pour être entraîné par ce tambour. Suivant un autre mode de réalisation, le transfert du filament s'effectue par l'intermédiaire d'un mécanisme de pivotement 8 (figure 4), à l'aide duquel les tambours 3 et 4 changent de places suivant la flèche "e". Pour séparer le produit déjà enroulé sur le tambour 3 d'avec le produit à enrouler sur l'autre tambour 4, les filaments entre les tambours 3 et 4 sont soit rompus grâce aux vitesses de rotation différentes des#ambours, soit coupés par un couteau 9. Cela fait, on continue l'enroulement sur le tambour 4. Quant autambour 3, on l'arrête, on effectue le séchage du produit, on le coupe suivant la génératrice du tambouraon enlève le produit en feuille et on prépare le tambour 3 au cycle d'enroulement suivant après l'achèvement du processus sur le tambour 4. L'installation proposée pour la fabrication d'un produit en feuilles à partir de fibres de verre est constituée par un four t de fusion du verre (figures 5, 6) monté sur un chariot 10 qui, actionné par une commande 12 par l'intermédiaire d'un couple hélicoidalX13, peut se déplacer le long de guides horizontaux 11, un pulvérisateur 14 appliquant un liant polymère sur les filaments et fixé sur le chariot 10, et deux tambours 3 et 4 montés au-dessous du four 1 sur une embase 15 parallèlement aux guides 11. les tambours 3 et 4 sont montés de façon qu'ils puissent tourner librement autour d'un axe 16 et sont entraînés en rotation par des commandes individuelles 17. Entre les tambours 3 et 4, sur le même axe 16, est calé avec possibilité de rotation libre un galet 5 qui, mû par des vérins pneumatiques 18, peut se juxtaposer, suivant une séquence donnée, aux faces en bout des tambours 3 et 4. le galet 5 est entraîné en rotation, par l'intermédiaire d'accouplements à friction 19, par le tambour contre la face duquel il est serré. Pour pouvoir arrêter les tambours 3 et 4 dans une position déterminée, chacun d'eux est pourvu d'un fixateur 20 à électro-aimant. les tambours 3 et 4 sont enfermés dans une enveloppe protectrice calorifuge 21 qui est équipée d'un système d'admission et d'évacuation par aspiration de l'air froid et chaud et peut s'ouvrir par sections jusqu'à la position 21', en pivotant autour de l'axe 22. Chaque tambour comporte une encoche longitudinale 23 dans laquelle, avant l'enroulement, on engage et immobilise à l'aide de vis de serrage 24 deux lattes 25, auxquelles on fixe, après l'enroulement, encore deux lattes 26. la fonction des lattes 25 et 26 est de fixer des filaments en position au cours de la coupe du produit et de l'enlèvement de la feuille des tambours. Dans l'encoche 23, entre les lattes 26, il y a un couteau 27 à disque, dont la fonction#est de couper le produit. le couteau 27 est entraîné en rotation par un moteur 28 et monté sur un chariot mobile 29 actionné par une commande 30 par l'intermédiaire d'un couple hélicoïdal 31. Au-dessus des tambours 3 et 4 est disposé un palan électrique 32 à chariot, pourvu d'un câble 33 et servant à enlever du tambour la feuille de produit finie. L'installation proposée fonctionne de la manière suivante. les filaments de verre sont étirés à travers les filières du four 1 (figures 5, 6) et enroulés autour du tambour 3 en rotation, le four exécutant pendant ce temps un mouvement rectiligne alternatif le long du tambour 3. Sur les filaments on applique un liant polymère à l'aide du pulvérisateur 14. Simultanément avec l'enroulement-on admet de l'air chaud sous l'enveloppe 21 du tambour et on procède au séchage du produit en cours de formation sur la tambour 3. Après l'obtention d'une-souche de produit d'épaisseur prescrite, le four I continué#son mouvement suivant les guides 11 vers le second tambour 4. Il on résulte que les filaments se trouvent transférés sur le galet intermédiaire 5 qui tourne à ce mcment conmGintement avec le premier tambour 3. Simultanément, le second tambour 4 est mis on rotation, et le galet 5, mû par les vérins pneumatiques 18,est séparé du premier tambour 3, est serre contre le second tambour 4 et commence à tourner avec celui-ci.La vitesse de rotation du second tambour 4 étant, au moment initial, inférieure à celle du premier tambour, il se produit une rupture des fibres enroulées dans l'intervalle entre le galet 5 et le premier tambour 3. le four 1 poursuivant son mouvement, les filaments quittent le galet intermédiaire 5 et viennent se déposer sur le second tambour 4, où l'enroulement reprend. On arrête le premier tambour 3, au moyen du fixateur 20, dans la position à laquelle le couteau 27 à disque peut s'engager dans l'encoche longitudinale 23. Le produit séché est refroidi avec de l'air. On ouvre ensuite l'enveloppe 21 du tambour 3, on fixe les lattes 26 aux lattes 25 et on coupe le produit suivant l'encoche entre les lattes 26 au moyen du couteau 27 avançant sur le chariot 29 le long de la génératrice du tambour. Cela fait, on desserre les vis de serrage 24, on attache le cable 33 aux lattes 25 et 26 inférieures et, à l'aide du palan électrique 32, on enlève du tambour la feuille de produit finie. Dans l'encoche 23 on insère de nouvelles lattes 25, on les serre au moyen des vis de serrage 24 et on ferme l'enveloppe 21. Le tambour 3 est ainsi prêt au cycle suivant d'enroulement du produit, qui sera opéré après l'achèvement du processus sur le second tambour 4. ainsi qu'il ressert de la description qui précède, le procédé proposé pour fabriquer un produit en feuilles à partir de fibres de verre et l'installation pour la mise en oeuvre de ce procédé permettent d'effectuer en continu l'enroulement du produit sur les tambours,d'augmenter ainsi de 10 à 70 le rendement de l'installation de l'invention en comparaison des installations connues, de réduire les pertes de verre et de réaliser une écOnomie de travail d'environ 5'. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de rcalisation décrits et représentés qui n'ont été donnes qu'à titre l'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENEICÂTIONS 1. Un procédé de fabrication d'un produit en feuilles à partir de fibres de verre, du type consistant à former ceux-ci par étirage à partir de verre fondu, à appliquer simultanément un liant sur eux et à les enrouler sur des tambours en rotation, à tour de rôle et uniformément sur toute la longueur de ceux-ci jusqu'à ce qu'il s'y forme une couche de produit d'épaisseur requise, à sécher ensuite ladite couche, à la couper suivant la génératrice du tambour et à enlever du tambour le produit en feuille obtenu, caractérisé en ce qu'après avoir enroulé sur un premier tambour une couche de filaments d'épaisseu requise, on les transfère et on continue de les enrouler sur un second tambour monté à proximité immédiate du premier, pendant ce temps on achève sur celui-ci les autres opérations et on le prépare pour l'enroulement d'une nouvelle couche de filaments quand les opérations sur le second tambour sont terminées. 2. Une nnstallation pour#,sse en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, du type comprenant un four de fusion du verre comportant des filières pour l'étirage de filaments de verre, un dispositif destiné à l'application d'un liant et fixé rigidement au four, et des tambours disposés au-dessous du four et autour desquels les filaments s'enroulent uniformément sur toute la longueur desdits tambours jusqu'à. ce qu'il s'y forme une couche dè produit d'épaisseur requise, lesdits tambours étant pourvus d'une commande de rotation autour d'un axe horizontal, ainsi que des dispositifs pour le séchage, la coupe et l'enlèvement du produit se trouvant sur les tambours, caractérisée en ce que les tambours sont montés coaxialement et en ce qu'entre ceux-ci est intercalé un galet pouvant se juxtaposer à la face en bout de l'un ou l'autre tambour et dont la fonction est de transférer les filaments de l'un des tambours à l'autre. 3. les feuilles fabriquées à partir de fibres de verre, caractérisées en ce qu'elles sont obtenues par le procédé suivant la revendication 1.