Brevet FR2239338A1 — publié le 19750228

L'invention, due à Ernst Prokop,est relative à un procédé pour fabriquer des courroies sans fin d'égales longueurs, notamment des courroies trapézoldales, en caoutchouc, comportant un renfort incorporé en substance élastique contractile, dans lequel procédé la courroie déjà vulcanisée est placée sur un dispositif tendeur constitué de deux cylindres et est soumise à un traitement thermique. Par la demande de brevet allemand publiée avant examen sous le numéro 1.660.056on connaît un procedé, pour fabriquer des courroies trapézoldales d'égales longueurs, dans lequel les courroies sont étirées longitudinalement à froid et sont soumises pendant un temps prédéterminé à un échauffement puis à un refroidissement alors qu'elles se trouvent tendues. Selon les dimensions adoptées pour les matériaux élastiques contractiles incorporés à la courroie,ainsique selon la mesure dans laquelle les courroies sont étirées, celles-ci présentent des tensions résiduelles qui, une fois les courroies trapézoidales enlevées des cylindres, produisent une contraction d'en moyenne 1,5 % de leur longueur.Du fait que cette contraction varie d'une courroie à l'autre, ces courroies pré-sentent des longueurs situées dans une gamme de tolérances très large, ce qui empêche de les utiliser dans des transmissions mettant en oeuvre plusieurs courroies. Comme on l'a dit, la contraction des courroies trapézoTda les, après qu'elles ont été enlevées du dispositif tendeur, est fondée sur le fait que les tensions résiduelles intérieures des substances thermoplastiques élastiques contractiles se trouvent libérées. Comme il ressort du brevet autrichien n0 293.717, on connaît encore un procédé pour la fabrication de courroies trapézoidales d'égales longueurs dans lequel les courroies, d'une manière en soi connue, sont vulcanisées sous une certaine tension et dans lequel la contraction de ces courroies, qui se produit au cours de la prévulcanisation, se trouve compensée; après quoi, immédiatement après, les courroies trapézoSdales soumises brièvement à une charge normalisée sont éventuellement étirées à leur longueur nominale et sont refroidies en vue de leur stabilisation, puis se contractent sur deux cylindres, disposés à une certaine distance l'un de l'autre, d'un dispositif tendeur. Pour s'assurer, au cours de ce procédé, que la longueur des courroies se trouve dans la gamme de longueur relativement étroite désirée, on effectue à plusieurs reprises, au cours de leur refroidissement et de leur contraction, un certain nombre de mesures de celle-ci, sous charge normalisée. Si ces mesures viennent à indiquer une contraction trop importante des courroies, on effectue alors, au cours de l'opération de refroidissement et de contraction, des extensions supplémentaires. Ceci présente le gros inconvénient de rendre le procédé très long et très coûteux. Mais ce procédé n'assure pas non plus l'étroite tolérance de longueur recherchée pwr la courroie finie. Ceci provient du fait que les résultats de mesure sous charge normalisée des courroies encores chaudes ne peuvent être comparées à ceux obtenus sous charge normalisée à l'état froid. Abstraction faite de cela, les renforts élastiques contractiles incorporés ne permettent plus, lorsque la température des courroies est descendue en dessous d'une valeur limite déterminée, de déformation plastique, mais seulement une déformation élastique. Dans ces conditions, une fois atteinte une valeur de température déterminée, on ne peut plus agir par étirement sur la longueur des diverses courroies.Il en résulte que même en utilisant ce procédé, qui de plus est extrêmement compliqué du fait que les courroies trapézoidales doivent être mesurées et soumises à des étirements supplémentaires en fonction des résultats de ces mesures, on ne peut pas fabriquer des courroies trapézoida- les de longueurs absolument égales. D'autre part ce procédé constitue une opération fonction du temps car les courroies trapézoidales doivent entre transportées de l'installation de vulcanisation au dispositif extenseur sous charges normalisées. Au cours de ce transfert, les courroie risquent donc de se contracter bien trop fortement, ce qui les empêche de prendre leur longueur nominale lorsqu'elles sont étirées sous charge normalisée. On obtient des longueurs bien inférieures à cette longueur nominale ce qui oblige encore à chauffer à nouveau les courroies dans l'installation de vulcanisation et à les étirer sous charge normalisée. En plus du temps de transfert des courroies interviennent alors les temps de fonctionnement de la machine à vulcaniser,ce qui constitue un inconvénient important pour une fabrication ra tonnelle. Afin de permettre d'empêcher un raccourcissement trop grand des courroies trapézoidales, celles-ci pourraient être initialement prevues avec une longueur trop grande. Leur échauffement produirait alors une contraction qui les ramènerait à leur longueur nominale. Mais ce procédé ne satisfait pas aux exigences posées, pour autant qu'un étirement des renforts incorporés soit souhaité, pour pouvoir empêcher les courroies de s'allonger en service. I1 est donc indispensable d'utiliser des courroies trapézoïdales qui, une fois valcanisées, présentent approximativement la dimension normalisée et dont ltéchauffement pro- duit une contraction qui est compensée par étirement. On obtient ainsi des courroies trapézoïdales qui ne s'allongent presque plus en service. L'invention a donc pour but, en évitant les inconvénients exposés ci-dessus, de permettre de fabriquer d'une manière aussi simple que possible des courroies de transmission, notamment des courroies trapézoidales, dont les longueurs se trouvent comprises dans d'étroites tolérances. Ce résultat est obtenu, conformément à l'invention, par le fait qu'un des cylindres, éventuellement les deux, du dispose tif tendeur est chauffé, que les courroies sont échauffées jusqu'à une température supérieure à la température de vulcanisation, en ce que les cylindres du dispositif tendeur sont ensuite écartés une seule fois l'un de l'autre au-delà de la dimension nominale des courroies, puis sont ramenés à la distance correspondant à la longueur nominale des courroies, après quoi les cylindres sont alors refroidiS et les courroies se contractent sous les cylindres écartés de cette distance. De préférence, les courroies ne sont échauffées dans le dispositif tendeur que sur une partie de leur longueur et ne sont étirées ou ne se contractent que dans cette partie. Dans ces conditions, on obtient un mode opératoire beaucoup plus rapide tout en respectant exactement l'étroite gamme de tolérance recherchée. En outre il s'est révélé avantageux que la température d'échauffement des courroies soit comprise entre 140 et 2000C, de préférence soit égale à environ 180C. On peut ainsi procéder à un étirement des courroies sans risque de solliciter exagérément le matériau. D'autre part le respect des valeurs de température indiquées constitue la base d'un procédé économique et simple. Si l'allongement des courroies dépasse la longueur nominale d'une valeur comprise entre 0,1 et2%, de préférence est égal à environ 0,5%, on respecte d'une façon absolument sûre pour le produit fini l'étroite gamme de tolérance correspondant aux normes usuelles, notamment la norme allemande DIN i753.2215. Le caractère économique du procédé constitue, en plus de la précision de dimensions du produit obtenu, le facteur le plus important du procédé. Dans ces conditions,un travail dans les conditions de rapidité optimales, fournissant des résultats excellents, constitue un objectif que le procédé conforme à l'in ventionpermet d'atteindre lorsque la vitesse d'étirement est avec la vitesse de rotation des cylindres dans un rapport compris entre 0,5/100 environ et 8/100 environ, de préférence égal à peu près à 1,5/100. Si on maintenait constamment la vitesse d'étirement entre les valeurs 1,5 à 8 des rapports et si on augmentait la vitesse de rotation des cylindres nettement au delà de la valeur 100 du rapport, les courroies, du fait du raccourcissement qui en résulterait du temps de séjour des courroies sur les cylindres chauffés, ne seraient pas soumises à un échauffement complet et uniforme dans les régions désirées, car le temps de transmission de la chaleur entre les cylindres chauds en rotation et les courroiesqui passent sur ceux-ci serait trop court. On n'obtiendrait donc ainsi qu'un échalrfèment partiel des courroies pendant que se produit l'étirement, de sorte que l'allongemènt resterait luimême dans la zone d'élasticité.Mais ceci n'est pas l'idée du procédé conforme à l' nvention car une fois l'opération d'étirage achevée il se produirait immédiatement une- contraction des courroies jusqu'à une valeur-inférieure à la valeur nominale et cette dernière valeur ne serait pas exactement observée. Si on diminuait notablement la vitesse de rotation des cylindres en dessous de la valeur 100 du rapport, le procédé cesserait tout d'abord d'être économique et on produirait en second lieu une surcharge thermique du tissu incorporé dans la courroie ainsi que du mélange de caoutchouc. Si d'autre part on maintenait constante la vitesse de rotation des cylindres, selon la valeur de rapport indiquée, et si l'on faisait varier la vitesse d'étirement au delà de la valeur 8 de la valeur de rapport indiquée, on n'obtiendrait plus le but recherché de constance de caracteristiques des courroies produites, car la trop grande rapidité de l'étirement entraînerait une sollicit2tion exagérée du matériau.Si l'on diminuait la vitesse d'étirement et si l'on passait en dessous de la valeur 1,5 du rapport, le procédé cesserait encore tout d'abord d'être économique et en second lieu, du fait de la faible vitesse d'étirement de la courroie par rapport à la vitesse de rotation des cylindres, la courroie passerait plusieurs fois sur les cylindres chauffés, ce qui produirait de nouveau une surcharge thermique du matériau. Le procédé- conforme à l'invention est exposé plus en détail ci-après à l'aide d'un de ses modes de réalisation pris à titre illustratif mais nullement limitatif. Des courroies trapézoïdales sont vulcanisées complètement, éventuellement sous tension, dans un dispositif de vulcanisation. Une fois sorties de ce dispositif, les courroies trapézoïdales présentent une longueur d'environ 2 à 5% inférieure à leur longueur nominale. Ces courroies sont ensuite disposées sur les deux cylindres d'un dispositif tendeur, l'un au moins de ces cylindres étant chauffé. Les courroies sont chauffées à environ 1800C sur environ un tiers de leur longueur, ceci pendant une durée de quelques minutes, cette durée étant fonction de la mazot et de la section des courroies trapézoïdales et de la vitesse de rotation du dispositif tendeur. La vitesse de rotation des cylindres est d'environ 0,02 à O, 125 t/min pour un diamètre des cylindres de 1 mètre. En même temps, les deux cylindres sont écartés l'un de l'autre à une vitesse d'environ 1,6 mm/min de manière à obtenir un étirement des courroies de 2 à 10 mm environ au delà de leur valeur nominale.Ensuite les cylindres sont rapprochés à une distance qui correspond à peu près à la longueur nominale des courroies et celles-ci sont refroidies à l'eau Les courroies se contractent alors sur les cylindres. Lorsqu'on enlève les courroies des cylindres, les courroies présentent la longueur nominale désirée avec une précision comprise dans de très étroites limites. Il ne se produit plus de contraction des courroies, une fois celles-ci enlevées du dispositif tendeur, du fait que les dimensions des renforts de matière élastique contractile incorporés,d'une part, et l'étirement des courroies trapézoïdales d'autre part, sont choisis de telle manière que ces dernières à leur longueur nominale, ne sont plus le siège de tensions résiduelles appréciables On est ainsi assuré que les courroies trapézoldales, après avoir été enlevées du dispositif tendeur, ne se contractent plus et présentent ainsi la longueur qui correspond à l'es- pacement des deux cylindres. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qu précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. -REVENDICATIONS- Procédé pour fabriquer des courroies sans fin d'égales longueurs, notamment des courroies trapézoldales, en caoutchouc comportant un renfort incorporé en substance élastique contractile, dans lequel procédé la courroie déjà vulcanisée est placée sur un dispositif tendeur constitué de deux cylindreset est soumise à un traitement thermique, lequel procédé est caractérisé sé en ce qu'un des cylindres,éventuellement les deux, du dispcsitif tendeur est chauffé, que les courroies sont échauffées jusqu'à une température supérieure à la température de vulcanisation, en ce que les cylindres du dispositif tendeur sont ensuite écartés une seule fois l'un de l'autre au delà de la dimension nominale des courroies, puis sont ramenés à la distance correspondant à la longueur nominale des courroies, après quoi les cylindres sont alors refroidis et les courroies se contractent sur les cylindres écartés de cette distance. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les courroies ne sont échauffées dans le dispositif tendeur que sur une partie de leur longueur et ne sont étirées ou ne se contractent que dans cette partie. 3.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la température d'échauffement des courroiss est comprise entre 140 et 2000 C, de préférence est égale à environ 1800 C. 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'allongement des courroies au delà de leur longueur nominale est d'environ 0,1 à 2%, de préférence est égale à 0,5%. 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la vitesse d'étirement est avec la vitesse de rotation des cylindres dans un rapport compris entre 0,5/100 environ et 8/100 environ, de préférence égal à peu près à 1,5/100.