Brevet FR2539773A1 — publié le 19840727

1. L'invention concerne les courroies articulées et particulièrement, bien que de manière non restrictive, les courroies articulées utilisées comme structures de convoi ou de support dans les- industries de fabrication de papier et les industries qui S y rapportent. Les courroies articulées conventionnelles comprennent une combinaison de bobines produites à partir de fils monofilament de section transversale circulaire réunis dans une disposition entremêlée par des fils de charnières engagés dans les spires se recouvrant de bobines adjacentes Dans une cour- roie articulée typique d'un type de structure, les bobines ont une section transversale ovale et une dimension transversale la plus grande de 3575 mmn, le fil monofilament et le fil de charnière ayant des diamètres respectifs de 0,55 min et 0,9 mm Dans une telle structure, l'insertion aisée des fils de char- nières, particulièrement par des moyens mécaniques, requiert que les bobines voisines soient, au moins en termes pratiques, complètement en prise l'une avec l'autre, toute déviation d'un tel engagement complet réduisant la dimension transversale du tunnel de réception des câbles charnières formé par les spires se recouvrant de bobines adjacentes, et une déviation conséquente réduisant cette dimension trans- versale dans une mesure suffisante pour empêcher ou rendre difficile l'insertion du fil de charnière. Il est connu dans la technique que la tension introduite dans des bobines proches enroulées en en ouvrant les spires pour recevoir une bobine voisine dans une relation d'entremêlement, et qui résulte des propriétés élastiques du matériau cons- 2539773. 2. tituant la bobine, aide à maintenir l'engagement d'une bobine avec une autre, une telle tension étant la cause du serrage par les spires successives d'une bobine des spires intercalées de la bobine voisine proche, et, si cette tension est d'amplitude suffisante, elle aide à empêcher la séparation de telles bobines. La tension dans la bobine est fonction des propriétés élastiques du matériau constituant celle-ci, et est déterminée par, entre autres, la dimension transversale du filament de polyester qui forme la bobine, toute réduction de ces dimensions donnant naissance à une réduction correspondante dans l'effet de prise des spires d'une bobine sur celles d'une autre bobine. En considérant la possible non-uniformité des caractéristiques des bobines adjacentes, et l'incidence de la tension secondaire et d'autres facteurs, un engagement complet des bobines voisines peut ne pas se produire ou peut ne pas être mainte- nu, avec pour conséquence la difficulté qui peut être rencontrée lors de l'insertion des fils de charnières. Une réduction du diamètre du monofila- ment duquel les bobines sont formées, le diamètre intérieur le plus grand de la bobine restant inchan- gé, permet une augmentation des dimensions transver- sales du tunnel formé par les spires alignées des bobines spirales adjacentes en augmentant la mesure de l'engagement permis d'une bobine avec un systè- me existant de bobines reliées, et faciliterait ainsi l'insertion des fils de charnières Cepen- dant, une telle réduction en diamètre réduirait 3. aussi la tension de ressort dans la bobine, et ainsi l'effet de serrage d'une bobine sur les spires intercalées de la bobine voisine immédiate et augmenterait donc la probabilité d'une séparation de bobine, empirant ainsi le problème même que l'on cherche à éviter par la réduction De plus, une ouverture trop aisée des spires de la bobine pourrait bien donner naissance à une séparation supérieure à celle requise et aurait pour conséquen- ce qu'un certain nombre de spires de la bobine voisine seraient engagées entre deux spires succes- sives d'une bobine donnée. L'objet de la présente invention est de constituer un tunnel de dimensions transversales accrues sans préjudice à la capacité des bobines de rester dans une disposition entremêlée, pour ainsi éviter les difficultés rencontrées dans l'insertion mécanique des fils de charnières dans les spires entremêlées des bobines hélicoïdales voisines pour relier ces dernières ensemble. Ainsi, selon la présente invention, il est proposé une courroie articulée comprenant un certain nombre de bobines hélicoïdales disposées entremêlées côte à côte, des bobines voisines étant reliées par des fils de charnières respectifs, ca- ractérisé en ce que les bobines sont formées d'un matériau plastique synthétique de section transver- sale allongée, initialement non circulaire, cons- tante et ayant une plus gÈande dimension transver- sale s'étendant dans la direction axiale de la bo- bine. Suivant une caractéristique préférée, le matériau de forme allongée a une section trans- 4. versale plate, sensiblement rectangulaire. Suivant une autre caractéristique pré- f érée le matériau étendu de forme allongée comprend -un fil monofilament. L'invention est ainsi basée sur le fait que des bobines formées en matériau plastique synthé- tique de forme allongée de section transversale non-circulaire rendent possible l'obtention d'un ni- veau similaire de tension élastique dans une bobine ovale de plus grande dimension similaire à celle d'une bobine produite à partir de fils de section transversale circulaire, tout en constituant un tun- nel de réception de fil de charnière de dimensions transversales accrues, les problèmes d'assemblage que l'on rencontre pour les bobines faites à partir de fils de section circulaire étant ainsi évités. Il a été trouvé qu'une bobine produite à partir d'un fil de polyester de section transver- sale non-circulaire et satisfaisant la relation C L/a papier et revêtement similaire. Alors qu'il peut se faire que les gammes S 2 4 3 ci-dessous pour L/a et (a x 10)/L soient appropriées pour tous les matériaux plastiques synthétiques pou- vant être utilisés dans la production de monofilaments appropriés au contexte des courroies articulées, on 5. doit garder à l'esprit le fait que de telles gammes peuvent requérir un ajustement, dans certains cas, en référence à la relation entre le module de rigi- dité du polyester et celui du matériau en question. L'examen suggère que le rapport des dimensions des sections transversales la plus grande/la plus petite du fil monofilament circulaire ne doit pas dépasser 3,0, avec une préférence pour la gamme de 1,3 à 295, alors que l'épaisseur du fil monofilament devrait être dans la gamme de 0,2 mm à 110 mm et de préféren- ce entre 0,3 et 0,7 mm. Le cas peut aussi arriver o la plus grande dimension du monofilament non circulaire dans la direction axiale de la bobine, rendra plus prati- que l'utilisation de bobine ovales ou plates de plus grande dimension transversale supérieure à ce qui est possible avec des fils de section transversale circulaire, un tel cas donnant naissance à un cer- tain nombre d'avantages importantso Ainsi, par exem- ple, une bobine plate d'un monofilament de 0,7 x 0,4 mm donne au moins autant d'élasticité qu'une composition similaire de section transversale circulaire de dia- mètre 055 mm, l'élasticité étant proportionnelle 2 3 à L/a ou à a 2/L suivant la relation appliquéeo La plus grande longueur du plus grand axe du monofila- ment plat, comparée avec le diamètre du fil de sec- tion transversale circulaire de surface transversa- le similaire, force les spires des bobines dans une mesure similaire, lorsqu'une bobine est inter- maillée avec la bobine voisine avec une augmentation proportionnelle dans la tension élastique qui main- tient les bobines intermaillées ensemble avant et pendant l'insertion du fil de charnière L'augmenta- 2539773. 6. tion potentielle de la tension élastique due au matériau plus large peut être utilisée en employant une bobine spirale plus longue ( au sens de la di- mension transversale la plus grande) qui permettra même un espace d'accès plus grand pour le fil de charnière tout en ayant une tension élastique suf- fisante pour maintenir les bobines intermaillées ensemble. La dimension augmentée de la section transversale du monofilament plat dans la direction axiale de la bobine, comparée avec le diamètre d'un monofilament de section transversale circulaire similaire et la séparation consêquemment plus gran- de des spires successives de la bobine individuel- le lors de l'entremêlement, réduit le nombre de tours en largeur par unité de longueur de la struc- ture et contribue significativement à une réduction du poids de la structure Une augmentation de la dimension transversale la plus grande de chaque bobine plate ou ovale donnera aussi naissance à une réduction en poids, en relation avec le nombre réduit de fils de charnières et les parties incur- vées de la bobine, par unité de longueur de struc- tureo Il est estimé qu'une économie de poids de, par exemple, 15 % est facilement réalisable en utilisant un monofilament plat et en augmentant la dimension transversale la plus grande de la bo- bine de, par exemple, 15 %, la réduction de poids étant attribuable principalement à la plus grande largeur du monofilament plat, bien que la réduction de poids réelle varie suivant le degré d'élasticité de la courroie articulée pendant l'ajustage à la chaleur sous tension. 7. En plus de l'économie probable en coût résultant de la réduction de la quantité de maté- riau, une réduction du nombre de bobines par unité de longueur de structure sera aussi économiquement avantageuse en vue d'un coût réduit d'assemblage. De plus, il est dans la pratique, pour quelques applications, d'ajuster à la chaleur la toile sous tension et alors de réduire la perméabi- lité de l'air par insertion dans les canaux de bo- bines de matériaux de remplissage, par exemple sous la forme de fils texturés ou de matériaux en forme de ruban, et le temps pris, et donc le coût de l'o- pération de remplissage, est réduit en ayant des bobines de dimension transversale plus grande et, de là, moins de bobine par unité de longueur de structure. A titre-d'exemple, les tables suivantes- montrent les valeurs de L/a et de a 2 /L pour des bo 1- bines produites à partir de filament de polyester de dimension et de forme transversales différentes, les structures marquées d'un astérique n'étant pas utilisables dans le sens o elles sont incapables d'aider à un assemblage mécanique satisfaisant dans la courroie articulée. TABLEAU 1: COURROIE AR 1 Spirale W t mm mm 1 1 0,7 1,2 0755 1,3 0,9 x 0,46 2,1 0,55 2,2 0,4 2,3 0,7 x 0,4 3,1 0,7 x 0,4 O L = dimension t = plus peti d'une bob TAEAU ICULEE AVANT AJUSTAGE A LA CHALEUR SOUS TENSICN L L a a 2 a a L a 2/104 a L 3 mm mm 3 mm 2 mm 4 ,4 157 ,4 157 ,4 157 3,75 52,7 3,75 52,7 3,75 52,7 4,5 91,1 0,385 0,38 0,238 0, 125 0,25 0,25 0,148 t 0,057 0 f 144 0,057 0,016 0 r 063 0,063 14,0 22,7 14,2 , 8 T O O 18 t O 9,4 3,6 9,2 ,8 3,0 11,9 6,9 * * interne la plus grande de la bobine te dimension (épaisseur) du matériau ine non circulaire w = plus grande dimension (largeur) du matériau d'une bobine (diamètre si circulaire) a = surface de la section transversale du matériau de la bobine - 2 __ COURR/OIE ARTICULEEAPRES AJUSTAGE A LA CHALEU Rg Spirale W t mm mm Lf Lf' a a Lf 3 2 4 a mm mm mm mm 0,7 0,55 0,9 x 0,46 0,55 0,4 0,7 x 0,4 0.7 x 0,4 plus grande plus petite dimension interne de la bobine dimension (épaisseur) du matériau de bobine non circulaire w= plus grande dimension (largeur) du matériau de bobine (diamètre si circulaire) a= surface de la section transversale du matériau de bobine a 2 4 a 2 x 104 f 3 l, 1,2 1,3 2,1 2,2 2.3 3.1 ,8 ,8- ,8 4; 3 4 t 3 4,1 4,9. 79 f 5 79,5 68,9 0,385 0,238 0,38 0,238 0,125 0, 25 0,25 0 148 0,057 0,144 0,057 0, 016 0.063 0.063 ,1 24,4 ,3 18,1 34,4 16,4 19,6 o Lf= t= 7,6 2,9 * 7,4 7, 2 2,0 * 9,1 ,3 2539773. 9. Les courroies articulées construites à partir de bobines de matériau de section non circu- laire, et particulièrement à partir de matériau de section transversale de forme approximativement rec- tangulaire, présentent aussi une surface de contact plus grande sur leur surface que les courroies arti- culées faites à partir de matériaux de section circulai- re.La surface de contact augmentée peut être avanta- geuse dans les applications qui requiérent une sur- face plus lisse ou des points de pression plus ré- guliers que ceux présentés par les courroies arti- culées normales Par exemple, les courroies articu- lées mettant en oeuvre l'invention peuvent être utili- sées avec avantage dans la section de séchage d'une machineà fai'bri-juer, du papier ou une machine similaire, une courroie articulée comprenant des bobines faites à partir de monofilaments de section transversale cir- culaire et utilisées pour maintenir le rouleau humide de papier en contact avec les cylindres de séchage chauffés dont il est concevable qu'ils donneront nais- sance à un marquage sur le rouleau de papier, tandis que les spirales plus aplaties proposées ici, non seulement ne donneront probablement pas naissance à un marquage, mais on peut s'attendre a ce que le contact plus étroit avec les cylindres de séchage donnera une amélioration dans la transmission de la chaleur, et par conséquent un séchage plus rapide et plus économique de la toile de papier On observe un autre avantage sur les machines à fabriquer du papier rapide, consistant en ce que la surface plus lisse portera moins d'air en surface et sera moins susceptible de causer des turbulences et des ruptu- res possibles de la toile de papier. On doit observer que, lors de la forma- 10. tion d'une bobine hélicoïdale par soufflage d'un fil monofilament de matériau plastique synthétique sur un mandrin, le matériau peut être déformé légè- rement aux extrémités de la plus grande dimension de la section transversale de la bobine, la déforma- tion étant moins importante dans le cas de bobines enroulées de fils de section transversale non circu- laire Des essais ont montré que ces dernières bobi- nes développent une tendance significativement moins importante à la fibrillation, dans les conditions de l'hydrolyse, que ne le font des bobines compara- bles produites à partir de fils de section transver- sale circulaire, bien qu'il n'ait pas été établi qu'une relation existait entre la déformation et la fibrillation La tendance réduite à la fibrillation apparente dans le cas de bobines produites à partir de fils de section transversale non circulaire a pour conséquence une courroie articulée de résistance à la rupture de la courroie significativement amélio- rée comparée à celle des courroies comprenant des bobines enroulées de fils monofilament de section transversale circulaire, donnant ainsi un avantage supplémentaire à l'utilisation de matériau plastique synthétique de forme allongée, de section transver- sale non circulaire. Il doit être compris que, bien qu'on ait précédemment mentionné seulement des fils monofila- ment, une telle expression inclut aussi dans sa signification un fil multifilament traité à la résine, de caractéristiques équivalentes ou similaires et doit, autant que le contexte le permet, être ainsi interprétée En effet, l'invention inclut aussi tout matériau plastique synthétique de forme allon- gée, de section transversale non circulaire qui com- prend une âme de section transversale circulaire ou non, et une gaine ou couverture, par exemple en polya- mide, appliquée dessus. -2539773 REVENDICATIONS - 1. Courroie articulée comprenant un certain nombre de bobines hélicoïdales disposées côte- à-côte et intercalées, des bobines adjacentes étant reliées par des fils de charnières respectifs, carac- térisée en ce que les bobines sont formées en matériau plastique synthétique de forme allongée, initialement de section transversale non circulaire constante et ayant une plus grande dimension transversale s'éten- dant dans la direction axiale de la bobine. 2 Courroie articulée suivant la reven- dication 1, caractérisée en ce que le matériau'de for- me allongée a une section transversale plate sensible- ment rectangulaire. 3. Courroie articulée suivant la reven- dication 1 ou 2, caractérisée en ce que le matériau de forme allongée comprend un fil monofilàment. 4. Courroie articulée suivant la reven- dication 1 ou 2, caractérisée en ce que le matériau de forme allongée comprend un fil multifilament traité à la résine. 5. Courroie articulée suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractéri- sée en ce que le matériau plastique de forme allongée comprend un fil de polyester. 6 Courroie articulée suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractéri- sée en ce que les bobines satisfont à la relation (L/a tériau de forme allongée et L étant la plus grande dimension interne de l'anneau. 12. 7. Courroie articulée suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les bobines satisfont à la relation 2 4 4 grande dimension interne de la bobine. 8. Courroie articulée suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caracté- risée en ce que le rapport des dimensions tranisversa- les la plus grande/ la plus petite du matériau de forme allongée ne dépasse pas 3. 9. Courroie articulée suivant la reven- dication 8, caractérisée en ce que le rapportlplus grande dimension transversale/plus petite dimension transversale se situe dans la gamme de 1,3 à 2 ? 5. 10. Courroie articulée suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caracté- risée en ce que l'épaisseur de l'élément de forme allongée se situe dans la gamme de 0,2 mm à 1,0 mm. 11 Courroie articulée suivant la reven- dication 10, caractérisée en ce que l'épaisseur de llélément de forme allongée se situe dans la gamme de 0,3 mm à 0,7 mm. 12. Courroie articulée suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractéri- sée en ce que le matériau de forme allongée comprend une âme ayant une gaine ou une couverture appliquée dessus. 13 Courroie articulée suivant la revendi- cation 12,caractérisée en ce que l'âme a une section transversale circulaire. 14 Courroie articulée suivant la revendi- cation 12 ou 13, caractérisée en ce que l'âme comprend un polyester-et la gaine ou couverture comprend un polyamide.