Brevet FR2741684A1 — publié le 19970530

PROCÉDÉ ET DISPOSITIF DE JONCTION D'UNE COURROIE ARMÉE EN MATÉRIAU THERMOPLASTIQUE L'invention est relative à un procédé de jonction d'une courroie armée d'entraînement, de manutention ou de transmission, ladite courroie comprenant une enveloppe en matériau plastique dans laquelle est intégrée une armature pour renforcer la tenue mécanique à la traction. II est connu de raccorder bout à bout deux extrémités d'une courroie en matériau thermoplastique. L'opération consiste d'abord à chauffer les deux extrémités avec un appareil de chauffage jusqu'à obtenir un état de fusion du matériau thermoplastique, puis à rapprocher les deux extrémités en aboutement après enlèvement de l'appareil de chauffage. Après un certain temps de refroidissement , le matériau thermoplastique passe à l'état solide au niveau de l'interface, et constitue une liaison mécanique permanente suite à l'effet de thermosoudage. Dans le cas d'une courroie armée, L'effet de thermosoudage par aboutement ne permet pas de fixer entre eux les deux brins d'armature. II en résulte une discontinuité au niveau de l'armature, au détriment de la tenue mécanique à la traction. Un premier objet de l'invention consiste à élaborer un procédé de jonction d'une courroie armée en matériau thermoplastique pour renforcer la résistance mécanique de la courroie. Le procédé selon l'invention est caractérisé par les étapes consistant à: -dénuder les extrémités de la courroie à raccorder, et raccorder les brins d'armature l'un par rapport à l'autre par des moyens de fixation pour définir une zone de jonction entre les faces terminales de l'enveloppe, -placer la zone de jonction de la courroie dans un moule d'une presse à injection, -introduire par injection une matière thermoplastique de même nature que celle de l'enveloppe, ladite matière étant injectée à l'état liquide dans le moule préalablement chauffé, pour remplir toute la zone de jonction en créant un manchon de raccordement, - chauffer également les faces terminales de l'enveloppe dans le moule pour assurer un effet de thermosoudure du manchon aux faces terminales, - utiliser des empreintes du moule pour définir un logement ayant une forme conjuguée à celle de l'enveloppe, de manière à obtenir un manchon de même profil que l'enveloppe, - et refroidir le moule pour le passage de la matière thermoplastique injectée à l'état solide. Selon une caractéristique de l'invention, la matière thermoplastique à injecter est introduite dans un cylindre d'injection coopérant avec un piston d'actionnement pour refouler la matière thermoplastique fondue dans le logement du moule à travers un orifice d'injection. La matière thermoplastique est transformée avant l'injection à l'état liquide par chauffage du cylindre jusqu'à une température prédéterminée. L'actionnement du piston s'effectue au moyen d'un vérin à commande pneumatique ou hydraulique. Un deuxième objet de l'invention consiste à réaliser un dispositif de jonction d'une courroie thermoplastique à armature ayant une résistance mécanique élevée. Le dispositif comprend une enveloppe en matériau plastique, une armature interne de renforcement de la tenue mécanique, et des moyens de fixation destinés à raccorder les brins d'armature aux extrémités dénudées de la courroie. Les moyens de fixation sont positionnés dans une zone de jonction entre les faces terminales de l'enveloppe, laquelle est entourée par un manchon de raccordement en matériau thermoplastique, assujetti par thermosoudage aux faces terminales de l'enveloppe, le profil du manchon étant identique à celui de l'enveloppe. La nature du matériau thermoplastique du manchon est identique à celle de l'enveloppe. L'armature de la courroie peut être métallique, notamment en acier, ou non métallique à base de polyester ou de fibre aramide. Les moyens de fixation des brins d'armature peuvent être formés par des cosses à sertir, des bornes à vis de serrage, des plots à souder, des pinces élastiques à autoserrage, ou simplement un noeud. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de mise en oeuvre de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif, et représenté aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale de la zone de jonction d'une courroie armée selon l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe transversale selon la ligne 2-2 de la figure 1; - la figure 3 montre une vue identique de la figure 1, après démontage de la zone de jonction; - la figure 4 représente une vue identique à la figure 1 d'une variante de réalisation; - la figure 5 est une vue en coupe de la presse à injection pour la mise en oeuvre de l'opération de surmoulage autour de la zone de jonction; - la figure 6 montre une vue en coupe selon la ligne 6-6 de la figure 5. En référence aux figures 1 et 2, les extrémités à raccorder d'une courroie 10 armée sont dénudées, L'armature 12 métallique étant formée par un fil ou un câble d'acier disposé axialement dans une enveloppe 14 en matériau plastique ou en élastomère, et de section cylindrique. Le dénudage de l'armature 12 est opéré sur une longueur prédéterminée d'environ 50 mm et intervient par des sectionnements successifs de l'enveloppe 14, suivis de l'arrachement axial de tronçons élémentaires de 15 à 20 mm. Après le retrait total des tronçons plastiques au niveau de chaque extrémité, les deux brins d'armature 12A, 12B dénudés sont juxtaposés et solidarisés l'un à l'autre par des moyens de fixation 16. On utilise par exemple au moins une cosse 18 à sertir (figure 2), ayant un profil fermé délimitant deux orifices adjacents dans lesquels sont insérés en sens opposés les deux brins d'armature 12A, 12B. En fonction de la longueur dénudée, on peut faire usage de plusieurs cosses 16 courtes, par exemple trois dans le cas de la figure 1, ou d'une seule cosse de forme allongée. Chaque cosse 18 est ensuite sertie au moyen d'un outil de sertissage (non représenté) pour réaliser l'assemblage final des deux brins d'armature 12A, 12B. II est clair que d'autres moyens de fixation 16 peuvent être utilisés pour assurer la liaison mécanique des deux brins d'armature 12A, 12B, par exemple des bornes à vis de serrage, des plots à souder, ou des agrafes ou pinces élastiques à autoserrage verrouillable. Après fixation des deux brins 12A, 12B, de l'armature 12, la zone de jonction 19 ménagée entre les deux faces terminales 20,22 de l'enveloppe 14 est positionnée dans un moule 24 d'une presse à injection 26 (figure 5 et 6) pour combler le volume vide avec une matière de remplissage, constituant après solidification un manchon 28 enrobant les brins d'armature 12A, 12B. La matière de remplissage du manchon 28 est le même matériau plastique constitutif de l'enveloppe 14. Le moule 24 selon les figures 5 et 6, comporte un premier élément d'empreinte 30 solidaire de la partie inférieure 31 fixe de la presse 26, et un deuxième élément d'empreinte 32 solidaire de la partie supérieure 33 pivotante. A la fermeture du moule 24, les deux éléments d'empreinte 30,32 sont disposés en regard l'un de l'autre pour former un logement 34 cylindrique, ayant un diamètre interne correspondant au diamètre externe de l'enveloppe 14. La partie supérieure 33 de la presse 26 est équipée d'un vérin 36 pneumatique destiné à actionner un piston 38 mobile susceptible de coulisser dans un cylindre d'injection 40. Le vérin 36 et l'ensemble piston 38 cylindre 40 sont disposés verticalement en s'étendant perpendiculairement à la direction longitudinale du logement 34 du moule 24. L'extrémité supérieure du cylindre d'injection 40 est ouverte pour la réception du piston 38 de section cylindrique conjuguée, et l'extrémité inférieure est percée par un orifice d'injection 42 mis en communication avec le logement 34 lorsque le moule 24 est fermé. Une résistance de chauffage 44 est agencée le long de la surface latérale du cylindre d'injection 40, et s'étend coaxialement dans la direction verticale de déplacement du piston 38. Le chauffage du moule 24 est assuré au moyen de résistances 46 en forme de bâtonnets rectilignes traversant des lumières 48 cylindriques pratiquées dans les éléments d'empreinte 30,32. Un dispositif de commande (non représenté) permet de distribuer l'air comprimé au vérin 36, et d'alimenter les résistances de chauffage 44,46 en énergie électrique. La régulation du chauffage électrique est assurée grâce à des sondes de températures 50 disposées dans la presse 26, et le refroidissement des deux parties 31,33 du moule 24 est opéré au moyen d'un distributeur pneumatique 52, lequel est également piloté par le dispositif de commande en fin d'opération de moulage. Des plaques isolantes 54 sont agencées dans chaque partie 31,33 de la presse 26 pour servir d'écran thermique pour l'élément d'empreinte 30,32 correspondante du moule 24. La mise en oeuvre du manchon 28 au niveau de la zone de jonction 19 est opérée de la manière suivante: Dans une première étape du procédé, on place la courroie 10 de la figure 1 à l'intérieur de la presse d'injection 26 de manière à positionner la zone de jonction 19 des brins d'armature 12A, 12B dans la partie centrale du logement 34 du moule 24. La courroie 10 est avantageusement pivotée d'un quart de tour sur la partie inférieure 31 pour placer le point d'injection et les carottes des évents sur le côté de la courroie 10 après démoulage. La presse 26 est ensuite fermée suite à un mouvement de basculement de la partie supérieure 33 en direction de la partie inférieure 31 fixe, suivi d'une action de serrage des boulons 56 d'assemblage. Le cylindre d'injection 40 est ensuite rempli partiellement avec le matériau thermoplastique de manière à laisser subsister un espace à la partie supérieure autorisant la mise en place du piston 38. Cette deuxième étape du procédé se poursuit par la mise en service du chauffage électrique à la suite de l'alimentation des résistances 44,46. Le démarrage de l'opération d'injection s'effectue dans une troisième étape lorsque la température du moule 24 atteint une valeur prédéterminée, de l'ordre de 140"C, correspondant à la température de fusion de la matière thermoplastique. L'admission de l'air comprimé dans le vérin 36 provoque la descente du piston 38, et le refoulement de la matière plastique fondue dans le logement 34 à travers l'orifice d'injection 42. Le mouvement de descente du piston se poursuit jusqu'au remplissage total de la zone de jonction 19 entre les deux faces terminales 20,22 de l'enveloppe 14. La phase de refroidissement du moule 24 intervient pendant la quatrième étape suite à l'action du distributeur pneumatique 52. Lorsque la température du moule 24 atteint une température de 50"C, la matière plastique du manchon 28 se trouve à l'état solide, et il est possible d'ouvrir la partie supérieure 33 du moule 24 pour le dégagement de la courroie 10. La courroie 10 est ensuite ébavurée au niveau des faces terminales 20,22 et peut être mise sous tension mécanique dès que le matériau thermoplastique du manchon 28 enrobant la zone de jonction 19 atteint la température ambiante. La courroie 10 se trouve alors dans l'état final de la figure 3, et la présence du manchon 28 dans la zone de jonction 19 forme une surface latérale cylindrique continue avec le reste de l'enveloppe 14. La résistance mécanique de la courroie 10 raccordée est alors équivalente à une courroie continue. La montée en température du moule 24 pendant l'opération de surmoulage assure une fusion partielle des faces terminales 20,22 de l'enveloppe 14, ce qui permet la thermosoudure du manchon 28. La formation de la soudure au niveau des faces terminales 20,22 est favorisée par la nature du matériau plastique qui est identique à celui du reste de l'enveloppe 14. Sur la figure 4, L'armature 12 de la courroie 100 est formée par un matériau non métallique, mais présentant néanmoins une grande résistance mécanique à la traction. L'armature 12 peut être constituée par un fil de polyester, ou à base de fibre aramide. Dans ce cas, les moyens de fixation 16 des deux brins d'armature 12A, 12B sont limités à un simple noeud d'attache 60. La mise en oeuvre du manchon 28 dans la zone de jonction 19 est identique à celle décrite précédemment. II est clair que la section de la courroie armée peut être adaptée à une application spécifique, notamment dans le domaine des convoyeurs, ou de tout autre système d'entraînement. La courroie peut également renfermer plusieurs armatures parallèles ou torsadées en fonction de la résistance mécanique recherchée. REVENDICATIONS 1. Procédé de jonction d'une courroie armée d'entraînement, de manutention, ou de transmission, ladite courroie comprenant une enveloppe (14) en matériau plastique dans laquelle est intégrée une armature (12) pour renforcer la tenue mécanique à la traction, procédé caractérisé par les étapes suivantes consistant à: -dénuder les extrémités de la courroie à raccorder, et raccorder les brins d'armature (12A, 1 2B) I'un par rapport à l'autre par des moyens de fixation (16) pour définir une zone de jonction (19) entre les faces terminales (20,22) de l'enveloppe (14) -placer la zone de jonction (19) de la courroie (10,100) dans un moule (24) d'une presse à injection (26), -introduire par injection une matière thermoplastique de même nature que celle de l'enveloppe (14), ladite matière étant injectée à l'état liquide dans le moule (24) préalablement chauffé, pour remplir toute la zone de jonction (19) en créant un manchon (28) de raccordement, - chauffer également les faces terminales (20,22) de l'enveloppe (14) dans le moule (24) pour assurer un effet de thermosoudure du manchon (28) aux faces terminales (20,22), - utiliser des empreintes (30,32) du moule (24) pour définir un logement (34) ayant une forme conjuguée à celle de l'enveloppe (14), de manière à obtenir un manchon (28) de même profil que l'enveloppe (14), - et refroidir le moule (24) pour le passage de la matière thermoplastique injectée à l'état solide. 2. Procédé de jonction d'une courroie selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière thermoplastique à injecter est introduite dans un cylindre (40) d'injection coopérant avec un piston (38) d'actionnement pour refouler la matière thermoplastique fondue dans le logement (34) du moule (24) à travers un orifice d'injection (42). 3. Procédé de jonction d'une courroie selon la revendication 2, caractérisé en ce que la matière thermoplastique est transformée avant l'injection à I'état liquide par chauffage du cylindre (40) jusqu'à une température prédéterminée. 4. Procédé de jonction d'une courroie selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'actionnement du piston (38) s'effectue au moyen d'un vérin à commande pneumatique ou hydraulique. 5. Procédé de jonction d'une courroie selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le refroidissement du moule (24) est opéré au moyen d'une circulation d'air s'effectuant dans la presse (26) en fin d'injection de la matière thermoplastique. 6. Dispositif de jonction d'une courroie armée, notamment d'entraînement ou de transmission, comprenant une enveloppe (14) en matériau plastique, une armature (12) interne de renforcement de la tenue mécanique, caractérisé en ce que des moyens de fixation (16) destinés à raccorder les brins d'armature 12A, 12B aux extrémités dénudées de la courroie (10,100) sont positionnés dans une zone de jonction (19) entre les faces terminales (20,22) de l'enveloppe(14), laquelle est entourée par un manchon (28) de raccordement en matériau thermoplastique, assujetti par thermosoudage aux faces terminales (20,22) de l'enveloppe (14), le profil du manchon (28) étant identique à celui de l'enveloppe (14), et que la nature du matériau thermoplastique est identique à celle de l'enveloppe (14). 7. Dispositif de jonction d'une courroie armée selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'armature (12) de la courroie (10) est métallique, et est notamment constituée par un fil ou un câble d'acier. 8. Dispositif de jonction d'une courroie armée selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'armature (12) de la courroie (100) est non métallique, et est notamment constitué par un fil de polyester, ou de fibre aramide. 9. Dispositif de jonction d'une courroie armée selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de fixation (16) des brins d'armature (12A, 12B) sont formés par un noeud d'attache (60).