Brevet FR2445400A1 — publié le 19800725

La présente invention concerne une lanière textile devant notamment former une courroie, et un-procéde pour la fabriquer, la courroie étant conçue pour fonctionner sur un parcours sans fin et étant constituée par une matière de base polymère. Le traitement des fils et des fibres textiles comprend habituellement l'opération très importante consistant en un étirage ou une texturation, selon le type de fils ou de fibres qui sont traités. Les dispositifs de traitement les plus anciens et les plus classiques utilisaient des fibres naturelles ou synthétiques discontinues qui étaient traitées dans des dispositifs à lanières d'étirage en longueur, uniques ou doubles. Dans ce procédé, des lanières d'étirage étaient utilisées pour étirer le faisceau de fibres sur une grande longueur et une faible section transversale, créant ainsi un cordon à propriétés uniformes. Quand on traite des fils synthétiques en filaments continus, on utilise des mécanismes de texturation et les fils sont passés entre des lanières de texturation qui habituellement provoquent une torsion dans les fils tout en les étirant selon une manière analogue à celle des dispositifs d'étirage. Les fils sont ensuite fixés à la chaleur dans les conditions qui leur ont été données par les lanières, avec pour résultat un gonflant plus important et un aspect de surface amélioré qui permet d'utiliser les fils pour fabriquer des tissus. Un problème commun aux lanières existantes, devant ou non former des courroies, qu'elles soient employées comme lanières de texturation ou lanières d'étirage utilisées dans des dispositifs à une ou deux lanières étirage en longueur, est constitué par la tendance de ces lanières a s'allonger lorsqu'elles ont été utilisées pendant longtemps. En outre, les lanières classiques, qu'elles soient nouvelles ou distendues, présentent un autre problème quand il s'agit de suivre avec précision le parcours qui leur est imparti lors de leur fonctionnement dans un dispositif associé. A la suite des efforts qui ont été faits pour éviter cet allongement indésirable, on a fait appel à des cordes et/ou des couches de tissu pratiquement non extensibles et enroules hêlicoidalement, noyées dans un matériau de base.Cependant, ces cordes et/ou couches de tissu sont coûteuses et ne permettent pas d'obtenir une tension uniforme de la lanière sur sa largeur, notamment lorsque celle-ci doit être utilisée en tant que courroie. La présente invention a ainsi pour objet - une lanière textile surmontant pratiquement les problèmes mentionnés ci-dessus - une lanière textile du type précédemment mentionné et qui puisse fonctionner dans un dispositif d'entrainement asso cié en conservant une tension pratiquement constante - une lanière textile du type mentionné, utilisant une série de fibres de renforcement distinctes, disposées dans la totalité de l'intérieur d'une matière de base polymère, permettant ainsi à la lanière d'offrir les caractéristiques mécaniques désirées - un procédé de fabrication d'une lanière du type mentionné, spécialement une lanière textile utilisant un ruban polymère pourvu de fibres de renfort noyées à l'intérieur. La lanière textile, notamment pour courroie, conforme à l'invention,est caractérisée en ce que plusieurs fibres de renfort distinctes sont disposées au hasard à l'intérieur de la matière de base d'une manière pratiquement uniforme et définissent les seuls moyens de renfort de la lanière en tout endroit de sa section transversale en largeur, assurant ainsi un parcours précis et non zigzaguant quand on utilise la lanière dans un système d'entrainement associé. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, au dessin annexé. La fig. 1 représente une paire de lanières textiles de l'invention formant courroies et montées sur des composants associés constituant un exemple de dispositif à deux courroies. La fig. 2 représente une courroie textile unique montée sur des composants associés et constituant un dispositif à une seule courroie. La fig. 3 est une vue en bout illustrant un autre mode de réalisation d'une courroie textile unique et des composants associés constituant un autre dispositif à une seule courroie. La fig. 4 illustre un procédé qui peut être utilisé pour fabriquer les courroies des fig. 1 à 3, selon lequel un ruban allongé pourvu de fibres de renfort à l'intérieur est enroulé initialement sur au moins un tour et est ensuite traité comme il convient pour obtenir une courroie La fig. 5 représente la courroie terminée obtenue à partir du mode de fabrication de la fig. 4 et après son traite ment. La fig. 6 est une vue partielle en coupe prise sensible ment selon la ligne 6-6 de la fig 5. La fig. 7 est une vue dont une partie a été retirée et illustrant un autre mode de réalisation de la lanière de l'inven tion que l'on peut utiliser de manière interchangeable avec la courroie illustrée à la fig 5. La fig. 8 est une vue en coupe partielle semblable à celle de la fig. 6, montrant que la courroie de l'invention peut être réalisée en une matière polymère telle qu'une matière plasti que synthétique. Si l'on se reporte maintenant en détail au dessin, les fig. 1, 2 et 3 représentent des exemples de lanières de textura tion ou d'étirage utilisées dans un dispositif à deux courroies (fig. 1) et dans des dispositifs à une seule courroie (fig. 2 et 3). Chacune de ces courroies, bien que de dimensions différentes, est de même construction. En conséquence, et pour des raisons de simplicité et de facilité de la présentation, chacune de ces courroies est désignée par la même référence 10. La courroie 10 est particulièrement adaptée à à=un fonction- nement sur un parcours sans fin parallèle à un axe longitudinal central de la courroie. Comme on le voit à la fig. 6, la courroie 10 est constituée par une matière de base polymère 12 représentée en hachures sous la forme d'un composé de caoutchouc qui peut etre,soit un composé de caoutchouc naturel, soit un composé de-- caoutchouc synthétique. La matière de base 12 comprend plusieurs fibres de ren fort allongées distinctes 13 disposées au hasard à l'intérieur. Ces fibres 13 définissent les seuls ou uniques moyens de renfort de la courroie 10, et elles sont disposées dans la totalité de la matière de base 12 d'une manière pratiquement unciforme, les fibres 13 étant sensiblèment parallèles les unes aux autres. La dispersion sensiblement uniforme des fibres 13 est indiquée en 14 à la fig. 6 par la répartition uniforme des points qui représentent les fibres 13. La disposition uniforme des fibres permet d'obtenir un renforcement uniforme de la courroie 10 en tout endroit de sa section transversale en largeur, assurant ainsi un parcours non zigzaguant quand on utilise la courroie sur un dispositif d' entralnement associé. La courroie 10 peut être réalisée en utilisant le procédé de la présente invention qui est maintenant décrit à titre d'exemple en référence aux fig. 4 et 5. Selon ce procédé, la courroie 10 peut être obtenue en utilisant une feuille ou un ruban allongé 15 d'une matière de base polymère 12, pourvu de fibres de renfort 13 dispersées d'une manière appropriée à l'intérieur, les fibres 13 étant parallèles les unes aux autres et à la dimension en longueur ou à l'axe longitudinal du ruban. Les fibres 13 peuvent être noyées de façon appropriée dans le ruban 15 en utilisanttoute technique convenable, telle qu'un calendrage ou une technique analogue. Le ruban 15 est enroulé de façon appropriée autour d'un mandrin de formage pour obtenir une courroie constituée,soit par un enroulement unique, soit par plusieurs enroulements, tels que deux enroulements ou couches, comme représenté en 16 à la fig. 4. Les extrémités opposées du ruban 15 sont alignées radialement comme en 17, et il en résulte que, lorsqu'il est polymérisé, le ruban présente une épaisseur pratiquement uniforme sur toute sa longueur. Cette disposition fait que les fibres 13 sont disposées parallèlement les unes aux autres et au parcours sans fin de la lanière 10. La courroie ainsi réalisée est alors polymérisée dans un appareil de polymérisation approprié, à la suite duquel les couches individuelles sont fondues les unes aux autres en une masse unique exempte de lignes de fusion. Cette masse présente un caractère homogène dans sa totalité, ce qui signifie que les propriétés de la matière de base polymère contenant les fibres qui y sont noyées sont partout pratiquement uniformes. En ce point, la courroie polymérisée se présente sous la forme d'un manchon tubulaire d'une longueur relativement importante. Le manchon est correctement refroidi, meulé et coupé à la largeur désirée pour obtenir plusieurs sangles 10. La polymérisation, le refroidissement, le meulage et la découpe sont réalisés en mettant en oeuvre tout procédé et appareil appropriés connus dans la technique. Un autre mode de réalisation de la courroie textile de l'invention est illustré à la fig. 7 et est très semblable à la courroie 10 du mode de réalisation précédent. En conséquence, cette courroie est désignée par la référence 10A, et ses parties représentatives qui sont semblables aux parties correspondantes de la courroie 10 sont désignées au dessin par les mêmes références que pour la courroie 10, suiviesde la lettre A, et elles ne sont pas décrites à nouveau plus en détail. La courroie 10A est constituée par une matière de base polymère 12A qui se présente également sous la forme d'une masse de caoutchouc pourvue de fibres de renfort 13A. La différence principale entre la courroie l0A et les courroies 10 consiste dans le fait que, dans la courroie lOA, les fibres de renfort sont disposées selon plusieurs faisceaux, les fibres à l'intérieur de chaque faisceau étant sensiblement parallèles les unes aux autres. En outre, pour chaque faisceau de fibres disposées parallèlement les unes aux autres et formant un angle particulier par rapport au parcours sans fin de la courroie, il y a pratiquement un autre faisceau de fibres disposées parallèlement les unes aux autres et formant un angle par rapport au parcours sans fin qui est complémentaire, c'est-à-dire perpendiculaire à cet angle particulier. En formant les manchons tubulaires à partir desquels sont coupées les courroies 10A, on peut disposer les fibres selon plusieurs faisceaux en utilisant une série de rubans, par exemple au nombre de deux, munis chacun de fibres parallèles à son axe longitudinal. Un ruban, et les fibres qu'il contient, est enroulé hélicoidalement sous une forme tubulaire et est disposé selon l'angle particulier mentionné précédemment par rapport au parcours sans fin du manchon. L'autre ruban, et les fibres qu'il contient, est enroulé hélicoidalement sous un angle complémentaire à cet angle particulier.Un résultat semblable pourrait être obtenu avec deux feuilles coupées en biais par rapport à leurs fibres parallèles, une feuille étant enroulée pour définir un manchon comme précédemment mentionné, ses fibres formant l'angle particulier comme décrit ci-dessus, et l'autre feuille étant enroulée de manière similaire avec ses fibres formant un angle complémentaire de l'angle particulier. Les deux techniques ci-dessus permettent de contrôler l'orientation des fibres parallèles en contrôlant les rubans ou feuilles associés dans lesquels sont noyées lesdites fibres. Cependant, on a constaté que la disposition de fibres parallèles en de nombreux faisceaux, chaque faisceau ayant ses fibres disposées sous un angle particulier par rapport au parcours sans fin de son manchon et un faisceau correspondant ayant ses fibres formant un angle complémentaire de celui-ci par rapport au parcours sans fin d'un tel manchon (et de ce fait de chaque courroie finale), peut être obtenue en utilisant un appareil à extrusion. Dans un appareil à extrusion de ce type, une masse de matière polymère contenant des fibres 13A est amenée d'une extrudeuse et se présente initialement sous la forme d'une structure tubulaire fondue de petit diamètre pourvue de fibres disposées paral lèlement à son axe longitudinal. La structure tubulaire de petit diamètre est alors évasée rapidement perpendiculairement à l'axe de la structure tubulaire par un mécanisme de matrice en nez en forme de boulet, provoquant la formation d'un manchon final de plus grand diamètre. Lors de l'action d'évasement, les fibres sont disposées comme expliqué dans ce paragraphe. Le manchon final est alors polymérisé, refroidi, meulé et découpé comme décrit ci-dessus pour obtenir une série de courroies 10A. On a constaté qu'une section d'essai en forme d'I et coupée avec la branche verticale de 1'I parallèle au parcours sans fin de sa lanière 10A associée présente une résistance notable. Pratiquement, cette résistance est en général de l'ordre de 65 % de la résistance d'une section d'essai similaire en forme d'I prélevée d'une courroie 10. La courroie lOA,réalisée par extrusion d'un manchon associé utilisant l'appareil d'extrusion décrit ci-dessus, comprend des fibres disposées dans une série de directions. Cette disposition peut sembler non controlée, mais il a été constaté que le nombre de fibres dont la dimension allongée est disposée dans une direction par rapport au parcours sans fin de la courroie est compensé en gros par un nombre correspondant de fibres dont la dimension allongée est située dans une direction par rapport audit parcours sans fin qui est complémentaire à la première direction, apportant ainsi un effet de compensation qui a pour résultat que la lanière l0A non seulement présente une résistance notable mais a également la capacité de suivre avec précision son parcours comme décrit précédemment. Les courroies 10 et lOA ont été illustres et décrites comme constituées à partir d'un matériau de base qui a été décrit ci-dessus et représenté en hachures au dessin comme étant un composé de caoutchouc.-On utilise de préférence un caoutchouc au nitrile. Cependant, chàque courroie 10 et 10A peut être réalisée comme décrit ci-dessus à partir d'une matière polymère telle qu'une matière plastique synthétique 12M, comme représenté à la fig. 8, où la masse de la matière plastique synthétique comprend des fibres 13M disposées à l'intérieur et pratiquement de la manière représentée et décrite en référence à la fig. 6. Les fibres 13, 13A et 13M qui sont utilisées dans les diverses courroies dont il a été donné des exemples ici peuvent être réalisées en toute matière appropriée. Des résultats satisfaisants ont été obtenus en utilisant des fibres de cellulose de bois fabriquées par la Société Monsanto Company de Saint-Louis, Missouri (Etats-Unis d'Amérique) et vendues sous l'appellation commerciale ou marque déposée de SANTOWEB. Dans un mode de réalisation, ces fibres ont un module d'élasti cité de 0,14 à 0,35 x 106 kg/cm, une résistance à la traction de 0,42 à 0,63 x 104 kg/cm, un diamètre moyen de 8 à 16 microns et une longueur de 1 à 9 millimètres. Ces fibres sont décrites plus en détail dans les brevets américains Nos. 3 836 412 et 3 709 845, et le traitement qui leur est appliqué et qui est décrit dans ces brevets permet d'obtenir la liaison avec un élastomère de base Les courroies 10 illustrées à la fig. 1 peuvent présen ter un diamètre de 32,54 mm, une largeur de 44,45 mm et une épaisseur de 1,58 mm La courroie 10 de la fig. 2 peut présenter un diamètre de 108 mm, une largeur de 37,3 mm et uneépaisseur de 0,89 mm. De même, la courroie 10 de la fig. 3 peut présenter un diamètre de 89 mm, une largeur de 28,6 mm et une épaisseur de 1,52 mm. Ces dimensions n'ont été données qu'à titre d'exemples de dimensions utilisables et la courroie de la présente invention peut présenter toutes dimensions appropriées et utilisées dans la technique. REVENDICATIONS 1 - Lanière textile, notamment pour courroie conçue pour fonctionner sur un parcours sans fin et constituée par une matière de base polymère, caractérisée en ce gue plusieurs fibres de renfort distinctes (13, 13A, 13M) sont disposées dans la totalité de ladite matière de base (12, 12A, 12M) d'une manière sensiblement uniforme et définissent les unique moyens de renfort de ladite lanière,.la disposition sensiblement uniforme permettant d'obtenir un renfort uniforme de ladite laniere en tout endroit de sa section transversale en largeur, assurant un parcours précis de la piste et non zigzaguant de la lanière quand elle est utilisée dans un système d'entrainement associé. 2 - Lanière selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdites fibres (13, 13M) sont disposées dans la totalité de la matière de base et sont sensiblement parallèles les unes aux autres et audit parcours sans fin. 3 - Lanière selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la matière de base polymère (12, 12M) est constituée par plusieurs couches, chacune d'entre elles comprenant plusieurs fibres de renfort parallèles (13) dispersées à l'intérieur, lesdites couches étant fondues les unes aux autres pour donner une masse en une seule pièce exempte de lignes de fusion entre elles. 4 - Lanière selon la revendication 1, caractérisée en chèque les fibres (13A, 13M) sont disposées dans la matière de base (12A, 12M) approximativement en faisceaux, les fibres d'un faisceau étant sensiblement parallèles les unes aux- autres et s'étendant en formant un angle particulier avec ledit parcours sans fin, les fibres dlun autre faisceau étant disposées sensiblement parallèles les unes aux autres et formant un anglesensiblement différent avec le parcours sans fin, ledit angle différent étant complémentaire, c'est-à-dire perpendiculaire audit angle particulier pour obtenir une disposition complémentaire ou équilibrée des fibres de renfort, assurant ainsi un comportement précis sur le parcours sans fin. 5 - Lanière selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que chacune des fibres (13, 13A, 13M) a une longueur qui est généralement de l'ordre de 2 millimètres. 6 - Lanière selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les fibres (13, 13A, 13M) sont constituées par des fibres de cellulose de bois dont le module d'élasticité est compris entre 0,14 et 0,35 x 106 kg/cm et dont la résistance à la traction est comprise entre 0,42 et 0,63 x 104 kg/cm. 7 - Lanière selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'ensemble des couches définit un ruban (15) dans lequel sont disposées les fibres (13), ledit ruban étant enroulé sur plusieurs tours. 8 - Lanière selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qclamatière Se base polymère (12, 12A, 12M) est constituée par un composé de caoutchouc, et en particulier de caoutchouc au nitrile, ou une matière plastique synthétique. 9 - Procédé pour réaliser une laniere textile selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations consistant à former un manchon définissant une lanière et constitué par une matière de base polymère (12) presentant plusieurs fibres de renfort distinctes (13) disposées à l'intérieur d'une manière sensiblement uniforme, lesdites fibres définissant les seuls moyens de renfort dudit manchon, et à couper ledit manchon pour obtenir la lanière. 10 - Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'opération de formage consiste notamment à former le manchon en plusieurs couches qui, au cours d'une étape de polymérisation, sont fondues les unes aux autres pour former une masse en une seule pièce qui est exempte de lignes de fusion à l'intérieur. 11 - Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le formage du manchon en plusieurs couches consiste notamment à enrouler sur plusieurs tours un ruban (15) présentant des fibres (13) à l'intérieur. 12 - Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le manchon est formé au moyen d'un procédé par extrusion. 13 - Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend l'opération supplémentaire consistant à meuler le manchon avant sa découpe.