Brevet FR2491098A1 — publié le 19820402

La présente invention se rapporte à la fabrication de courroies articulées du type qui comprend une multiplicité d'enroulements hélicoidaux faits d'une matière polymère agen- cés suivant une disposition adjacente et imbriqués. L'inven- tion se rapporte plus particulièrement à un procédé et un ap- pareil pour la fabrication des enroulements hélicoïdaux pré- cités faits de matières polymères et destinés à être assemblés en une courroie articulée. Il est habituel de fabriquer un tel enroulement en en- roulant une bande ou un brin d'une matière thermoplastique autour d'un mandrin ayant une forme et des dimensions en sec- tion appropriées et en chauffant la matière pendant qu'elle est enroulée autour du mandrin de façon à fixer par la chaleur le brin ou la bande dans la configuration enroulée. Ensuite, on sépare l'enroulement du mandrin en le faisant passer par dessus l'extrémité de ce dernier, l'enroulement résultant étant ensuite assemblé à d'autres enroulements, de même sens et de sens opposé pour former une courroie articulée. Un procédé connu pour former une telle courroie arti- culée consiste à enrouler sur un mandrin rotatif un brin de matière thermoplastique, débité par une alimentation consti- tuée par une bobine, à chauffer le brin enroulé pendant qu'il se trouve sur le mandrin puis à retirer l'enroulement du man- drin en le faisant passer par dessus l'extrémité de ce man- drin. Un autre procédé connu consiste à enrouler un brin de matière thermoplastique provenant d'une bobine d'alimentation sur un mandrin fixe au moyen d'une ailette, à chauffer le brin enroulé pendant qu'il se déplace suivant la longueur du man- drin puis à retirer l'enroulement du mandrin en le faisant passer par dessus l'extrémité de ce dernier. Les moyens uti- lisés pour déplacer la matière enroulée dans le sens de la longueur du mandrin comprennent un manchon qui entoure le man- drin et est entraîné de manière à se déplacer alternativement suivant la longueur du mandrin en butant contre la spire ex- trême du brin enroulé autour du mandrin. Le déplacement de l'enroulement hélicoïdal suivant la longueur du mandrin à travers la zone de chauffage peut être commandé par un ou plu- sieurs rouleaux à nervures hélicoïdales disposées parallèle- ment au mandrin et en contact avec la surface externe de l'en- roulement. En variante, le déplacement de l'enroulement peut être freiné au moyen d'une petite protubérance locale prévue sur le mandrin adjacente à l'extrémité aval de ce dernier et que l'enroulement doit franchir avant de pouvoir être séparé 1e du mandrin, ce qui assure que chaque spire du brin est pous- sée contre l'extrémité arrière de l'enroulement par le man- chon à mouvement alternatif. Les enroulements destinés à être utilisés dans la fa- brication des courroies articulées sont de section ovale ou plate et les mandrins utilisés dans les procédés précités sont de section appropriée, ovale ou aplatie. Toutefois, lorsqu'ils sont retirés du mandrin après leur fabrication, ces enroule- ments peuvent présenter un certain degré de torsion secondai- re, c'est-à-dire que les grands axes de différentes sections de l'enroulement qui se succèdent sur la longueur de l'enroule- ment ne sont pas contenus dans un même plan et que, en consé- quence, l'enroulement ne se pose pas à plat sur une surface plane. Ce phénomène que l'on estime dû à une relaxation de l'enroulement sur le mandrin produit au cours du refroidisse- ment après la phase de fixation à chaud tend à rendre plus difficile l'assemblage desdits enroulements en une courroie articulée et, par ailleurs, la courroie articulée résultante peut alors être déformée. Le but de l'invention est de fournir un procédé et un appareil pour la fabrication d'un tel enroulement qui ne pré- sente pas la torsion secondaire précitée ou qui ne présente cette torsion que dans une mesure réduite. L'invention a pour objet un procédé de fabricationd'un enroulement destiné à la confection d'une courroie articulée, dans lequel on enroule un brin de matière polymère sur une pre- mière partie d'un mandrin ayant une section donnée pour former un enroulement, on chauffe l'enroulement ainsi formé en même temps qu'on le déplace dans le sens de la longueur de ladite première partie, on fait passer l'enroulement ainsi chauffé dans une zone dans laquelle il est refroidi et tordu en même temps qu'il est supporté par une deuxième partie du mandrin qui présente une section réduite comparativement à ladite pre- mière partie, et on retire l'enroulement du mandrin en le fai- sant passer par dessus l'extrémité de celui-ci. L'introduction de la torsion peut être effectuée en introduisant le niveau voulu de torsion réelle dans une lon- gueur initiale d'enroulement avant de mettre l'extrémité de tête de l'enroulement en prise avec des moyensd'arrêt de la torsion situés en aval du mandrin et en faisant avancer l'en- roulement vers des moyens collecteurs à partir des moyens d'arrêt de la torsion. De cette façon, des longueurs succes- sives de l'enroulement sont soumises à une torsion réelle en même temps qu'elles traversent la zone comprise entre l'ex- trémité amont de la deuxième partie du mandrin et les moyens d'arrêt de la torsion. L'invention a également pour objet un appareil destiné à être utilisé pour la fabrication d'un enroulement par le procédé précité, appareil qui comprend un mandrin comportant une première partie d'une section donnée et une deuxième par- tie dont la section est réduite comparativement à celle de la première partie, des moyens pour enrouler un brin d'une ma- tière polymère sur ladite première partie pour former un en- roulement, des moyens pour déplacer l'enroulement ainsi formé dans le sens de la longueur du mandrin, des moyens pour chauf- fer l'enroulement sur ladite première partie, et des moyens pour tordre l'enroulement lorsqu'il passe le long de ladite deuxième partie. De préférence, le mandrin est fixe et on enroule le brin sur ce mandrin au moyen d'une ailette. De préférence également, il est prévu une bobine d'alimentation du brin qui est entraînée en rotation coaxialement au mandrin. La deuxième partie du mandrin peut avoir une forme con- vergente en direction de son extrémité libre ou encore être constituée par une barre à cotés parallèles, par exemple par une barre ronde. Il peut 9tre prévu des moyens d'arrgt de la torsion en aval du mandrin, ces moyens comprenant avantageusement une tringle autour de laquelle on fait passer l'enroulement, en faisant par exemple deux tours autour de cette tringle. Il peut être prévu une retenue sur le mandrin, adjacen- te à l'extrémité aval de la première partie, pour s'opposer au déplacement longitudinal de l'enroulement le long du mandrin et cette retenue peut comprendre au moins un élément élastique fixé à la surface du mandrin et qui fait saillie à l'extérieur de la surface du mandrin. Deux de ces éléments peuvent être prévus sur des c8tés diamétralement opposés du mandrin. Il peut être prévu sur le mandrin un manchon entralné pour se déplacer alternativement suivant la longueur du man- drin et pour buter contre la spire arrière de l'enroulement de manière à déplacer l'enroulement suivant la longueur du man- drin sur la première et la deuxième parties de ce mandrin et pour le dégager de l'extrémité du mandrin. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîftront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, - les Fig. lA et 1B constituent ensemble une vue sché- matique en élévation de face d'un appareil d'enroulement sui- vant l'invention; - la Fig. 2 est une vue en perspective à plus grande échelle d'une partie du dispositif représenté sur la Fig. 1. On se reportera maintenant aux dessins sur lesquels on a représenté une bobine d'alimentation 10 montée rotative sur une broche 11 à travers laquelle passe un mandrin fixe 12 monté lui-même sur un châssis 13. La broche porte-bobine 11 et, en conséquence la bobine 10 montée sur cette broche, sont 249I098 entraînées en rotation au moyen d'une courroie de transmission 14 qui attaque une poulie 15 fixée à la broche porte-bobine 11 ou solidaire de cette broche. Sur la bobine 10 est dispo- sée une réserve d'une matière thermoplastique constituée par un brin 16. Une broche fixe 17 porte-ailettes est prévue coaxialement à la broche porte-bobine 11 et porte une tête porte-ailettes 18 montée folle sur cette broche pour enrouler le brin 16 autour du mandrin 12 sur une première partie 19 de ce mandrin pendant la rotation de la bobine pour former ainsi un enroulement 20. Un tampon de friction porté par la broche porte-ailettes prend appui sur la tête porte-ailettes pour exercer un léger effet de freinage sur cette tête afin de tendre le brin 16 et de régulariser les petites variations de la vitesse d'alimentation du brin. Sur le mandrin 12 est monté coulissant un manchon 21, le mouvement du manchon 21 sur la longueur du mandrin 12 étant limité par des doigts 22 fixés au mandrin et engagés dans des fentes 23 du manchon 21 qui sont alignées axialement. Entre le doigt supérieur 22 et un épaulement 24 du manchon 21 est interposé un ressort 25 qui tend à repousser le manchon vers le bas. La surface inférieure 26 du manchon 21 forme une sur- face de contre-came et des billes 27 espacées angulairement sur la surface supérieure de la tête porte-ailettes 18 assu- rent la fonction de cames. La rotation de la tete porte-ai- lettes 18 commandée par la broche porte-ailettes 17 et par l'intermédiaire d'un entrainement à friction oblige le man- chon 21 à monter et à descendre sous l'action du mécanisme à cames et contre came formé par la surface 26 et par les bil- les 27 et sous l'action du ressort 25. L'extrémité supérieure 28 du manchon 21 bute contre l'enroulement 20 et, en consé- quence, le déplacement vertical du manchon 21 oblige les spi- res successives du brin 16 de l'enroulement 20 à se déplacer progressivement vers le haut. Les cames ou billes multiples 27 provoquent un nombre correspondant de déplacements alternatifs du manchon à chaque tour de la tête porteailettes, de façon à assurer que les spires successives de l'enroulement sont étroitement rappro- chées et que l'enroulement résultant aura un angle d'hélice constant. Audessus du manchon 21 et autour de la première par- tie 19 du mandrin 12, est disposé un dispositif chauffant 29 qui contient intérieurement un élément chauffant électrique. L'enroulement 20 est ainsi chauffé pendant son passage le long de la première partie 19. Dans cette première partie 29, la section du mandrin 12 est à peu près constante, bien que présentant une légère convergence et elle est formée par trois barres rondes fixées l'une à l'autre longitudinalement, la barre centrale étant de diamètre légèrement supérieur à celui des. deux autres barres et les rainures entre les barres exté- rieures étant convenablement comblées de façon à obtenir une section ovale. Si on le préfère, le mandrin peut comprendre, au moins dans sa partie 19, une tringle ou barre unique dont le profil a été rectifié à la section désirée. A l'extrémité aval de la partie 19, les barres extérieures sont profilées de manière à former une retenue 30, sur les c8tés diamétrale- ment opposés de la barre centrale, de façon à opposer une ré- sistance au déplacement de l'enroulement le long du mandrin 12 et de façon à assurer que chacune des spires successives du brin 16 enroulées sur le mandrin 12 soit poussée par le manchon 21 contre la spire précédente à chaque déplacement al- ternatif du manchon. Après avoir franchi la retenue 30, l'enroulement 20 se déplace le long d'une deuxième partie 31 du mandrin 12, qui est formée d'une tringle de section réduite, qui est consti- tuée par le prolongement de la tringle centrale de la partie 19, de sorte que la section de la partie 31 est inférieure à celle de la partie 19. Pendant le passage de l'enroulement 20 le long de cette partie 31, l'enroulement se refroidit et il est finalement éjecté de l'extrémité libre 32 du mandrin et 33 déposé dans un pot récepteur 33. Avant d'envoyer l'extrémité de tête de l'enroulement à un pot récepteur 23, on donne le niveau de torsion réel- le désiré à la longueur de l'enroulement 20 qui s'étend le long de la partie 31 et se dégage de l'extrémité 32, la rete- nue 30 et l'ajustement relativement sans jeu de l'enroulement autour du mandrin 12 dans la partie 19 évitant que la tor- sion ne soit transmise à la longueur d'enroulement portée par la partie 19. On a constaté qu'un degré de torsion appro- prié est d'environ 28 tours par mètre. La torsion est intro- duite de manière à tendre à réduire la section de l'enroule- ment 20, ce qui est permis par le fait que la section du man- drin 12 est plus petite dans sa partie 31 et, dans la mesure o la torsion se prolonge au-delà de la retenue, par la réduc- tion progressive de la section du mandrin dans sa partie 19. Après avoir introduit la torsion réelle dans l'enroule- ment 20, on enroule l'extrémité avant de cet enroulement au- tour de la barre 34, en lui faisant faire environ deux tours autour de cette barre et, ensuite, on envoie cette extrémité au pot récepteur 33. La barre 35 peut rtre éventuellement entraînée en ro- tation pour faciliter cette avance. En variante, il est pos- sible de prévoir d'autres moyens d'avance (non représentés). L'effet produit par l'appareil décrit ci-dessus, lors- qu'il est actionné de la façon décrite, est le suivant: Les contraintes encendrées dans le brin 16 par suite de la formation de l'enroulement 20 sont à peu près totalement supprimées par la phase de chauffage. Toutefois, il subsiste une certaine contrainte résiduelle dans l'enroulement après le refroidissement, de sorte que, si l'enroulement est reti- ré du mandrin 12 après le franchissement de la retenue 30, sans l'effet additionnel créé par la phase de torsion suivant l'invention, cette contrainte résiduelle provoque une torsion secondaire de l'enroulement ainsi qu'on l'a décrit à propos des procédés de la technique antérieure. Toutefois, dans le procédé suivant l'invention, l'enroulement 20 est tordu au cours de son passage le long de la partie 31 et la chaleur qui reste dans la matière du brin est suffisante pour provo- quer une détente importante des tensions internes de l'enrou- lement dans un état surtordu. De cette façon, lorsqu'on re- tire l'enroulement 20 du mandrin 12, la tension résiduelle qui subsiste dans cet enroulement provoque la suppression de la torsion excédentaire et l'enroulement final se trouve dans un état exempt de tension sans torsion secondaire. Etant don- né que la torsion contenue dans la longueur de l'enroulement 20 comprise entre la retenue 30 et la barre 34 est empéchée de se propager aussi bien vers l'amont que vers l'aval, la torsion initialement introduite dans l'enroulement reste dans cette région et passe dans les longueurs successives de l'en- roulement au fur et à mesure que cet enroulement les parcourt. R E V E N D I C A T I 0 N S 1 - Procédé de fabrication d'un enroulement destiné à la confection d'une courroie articulée, caractérisé en ce qu' on enroule un brin (16) de matière polymère sur une première partie (19) d'un mandrin (12) ayant une section donnée pour former un enroulement (20), on chauffe l'enroulement ainsi formé en même temps qu'on déplace cet enroulement dans le sens de la longueur de ladite première partie (19) du mandrin, on fait passer l'enroulement ainsi chauffé dans une zone dans laquelle il est refroidi et tordu en même temps qu'il est sup- porté par une deuxième partie (31) du mandrin qui présente une section réduite comparativement à celle de la première partie et on retire l'enroulement du mandrin en le faisant passer par dessus l'extrémité de celui-ci. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on retient axialement l'enroulement pendant qu'il par- court au moins la première partie (19) du mandrin, de manière que les spires successives soient en contact entre elles dans cette partie du mandrin. 3 - Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on empêche l'enroulement (20) de se tor- dre pendant qu'il parcourt la première partie (19) du mandrin. 4 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on introduit une torsion réelle dans la partie axiale de l'enroulement (20) qui est comprise entre l'extrémité aval de la première partie du mandrin et des moyens d'arrêt de la torsion prévus en un point espacé du mandrin, la torsion se propageant dans les longueurs suc- cessives de l'enroulement pendant que ce dernier se déplace entre ladite première partie du mandrin et les moyens d'arrêt de la torsion. - Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'on fait avancer l'enroulement pendant qu'il n'est pas supporté, au moyen d'un élément en prise avec cet enroulement entre le mandrin et les moyens d'arrêt de la torsion prévus 2491098- en un point espacé de ces moyens d'arrêt. 6 - Appareil pour la fabrication d'un enroulement ca- ractérisé en ce qu'il comprend un mandrin (12) qui comporte une première partie (19) ayant une section donnée et une deu- xième partie (31) ayant une section réduite comparativement a celle de la première partie, des moyens (18) pour enrouler un brin (16) de matière polymère sur ladite première partie (19) du mandrin pour former un enroulement (20) des moyens (21) pour déplacer l'enroulement (20) ainsi formé dans le sens de la longueur du mandrin (12), des moyens (29) pour chauffer l'enroulement (20) dans ladite première partie (19) du man- drin, et des moyens pour tordre l'enroulement (20) pendant qu'il se déplace le long de ladite deuxième partie (31) du mandrin. 7 - Appareil suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le mandrin (12) est fixe, cependant qu'il est prévu sur le mandrin un manchon (21) qui est entraîné de manière à se déplacer alternativement dans le sens de la longueur du mandrin, ce manchon (21) butant contre la spire arrière de l'enroulement (20) de manière à déplacer progressivement l'en- roulement (20) dans le sens de la longueur du mandrin, sur la première et la deuxième parties (19, 31) de ce mandrin et à le dégager du mandrin par dessus l'extrémité de ce dernier. 8 - Appareil suivant l'une quelconque des revendica- tions 6 et 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une retenue (30) à l'extrémité aval de la première partie (19) du mandrin pour empêcher le déplacement de l'enroulement (20) le long de cette partie. 9 - Appareil suivant la revendication 8, caractérisé en ce que la première partie (19) du mandrin (12) est de for- me légèrement convergente et se termine par un élargissement qui forme ladite retenue (30). - Appareil suivant l'une quelconque des revendica- tions 6 à 9, caractérisé en ce que la première partie (19) du 249 1098 mandrin est de section transversale ovale, dimensionnée pour former sur elle un enroulement (20) ayant la dimension et la forme voulues et pour empêcher la torsion de l'enroulement de se propager le long de cette partie, tandis que la deuxiè- me partie (31) du mandrin est de section transversale plus petite, de manière à admettre la torsion de la longueur d'en- roulement portée par cette partie. 11 - Appareil suivant l'une quelconque des revendica- tions 6 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens d'arrêt de la torsion, situés en aval du mandrin (12) et destinés à recevoir l'enroulement en prise avec eux. 12 - Appareil suivant la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens d'arrêt de la torsion comprennent une barre (34) qui s'étend transversalement au trajet que l'en- roulement (20) doit parcourir.