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" Courroie sans fin et son procédé de fabrication "
La présente invention a pour objet une courroie sans fin de transmission et son procédé de fabrication.
Cette courroie se présente sous la forme d'un élément sans fin à section rectangulaire ou trapézoïdale dont la substance constitutive consiste en une masse agglomérée de caoutchouc et de textile, notamment de coton, plus ou moins gonflé et contracté et dont la fibre se présente sous là forme d'hydro-cellulose ou substance hydrolysée équivalente, telle qu'elle est obtenue par l'action sur une fibre textile d'un agent de gonflement et de contraction RSM.
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tel par exemple qu'un acide ou un alcali. Dans cette courroie le caoutchouc est intimement allié à la fibre transformée, remplit les interstices de cette dernière et y adhère fortement.
Le procédé de fabrication de cette courroie consiste essentiellement à tisser un tube textile, sur les métiers courants que l'on rencontre dans l'industrie pour ce genre de travail, le tissu étant réalisé avec des mèches dénommées dans ce qui suit : "retorsinverses spéciaux", qui sont constitués de deux ou plusieurs mèches de filature tordues individuellement d'un même nombre de tours dans un sens, puis assemblées par torsion, en sens inverse de la précédente, d'un nombre de tours identique ou sensiblement le même. Ces retors inverses spéciaux sont très ouverts et présentent néanmoins une résistance à la traction et un allongement élastique au moins aussi grand que l'allongement élastique de chacune des mèches qui le composent et une résistance égale ou supérieure au total des résistances des mèches prises séparément.
Le tissu tubulaire confectionné avec ce retors inverse est tissé très lâche, l'écartement entre les fils de chaîne et les fils de trame étant tel que lorsque le gonflement et la contraction dont il va être parlé plus loin auront été produits, il n'y aura que peu ou même pas du tout de compression entre eux des retors inverses qui composent le tissu. Ce tissu tubulaire-est alors soumis à un traitement, sans tension, par un acide ou par un alcali de manière à provoquer la contraction et le gonflement de la fibre textile et par conséquent des retors inverses qui composent le tissu.
L'action de l'agent de gonflement et de contraction est facilitée par le fait que le retors inverse est très ouvert et
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reste relativement ouvert jusqu'à la fin du traitement. Le tissu une fois traité se présente sous la forme d'un tissu à mailles plus serrées sans cependant qu'il y ait de compression notable entre les retors inverses qui le composent, la cellulose des fibres ayant été transformée par action hydrolysante en hydrocellulose ou en produits analogues. Sous cette forme, le tissu possède une très grande élasticité avec des allongements atteignant et dépassant même 50%.
Le tissu tubulaire transformé par le traitement est alors imprégné de caoutchouc par toutes méthodes connues, susceptibles d'assurer une pénétration très poussée du caoutchouc dans les éléments du tissu et de remplir les intervalles compris entre ces éléments. On recherchera parmi les procédés connus ceux qui donnent la pénétration la plus complète et la meill leure adhérence du caoutchouc à la fibre. Cette pénétration est grandement facilitée par le fait que les fibres des éléments composant le tissu ne sont pas comprimées les unes contre les autres. L'imprégnation pourra être faite au moyen de caoutchouc en dissolution dans un solvant ou bien de caoutchouc en suspension dans un excipient.
On se servira par exemple de caoutchouc de latex contenant de préférence tous les éléments nécessaires à la vulcanisation, ou de latex déjà vulcanisé ou semi vulcanisé. L'imprégnation une fois faite et le séchage des éléments tubulaires imprégnés de caoutchouc ayant été opéré, on procédera si nécessaire à la vulcanisation. Cette vulcanisation pourra être faite soit sans exercer de tension sur l'élément tubulaire imprégné, de.façon à lui laisser toute son élasticité, soit en exerçant une certaine tension sur ltélément tubulaire afin de fixer l'élasticité de cet élément à partir d'un point
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limite inférieur.
Si l'élément a, par exemple, à l'état non vulcanisé un allongement avant rupture de 50 % avec une élas- ticité rémanente de 7 %, on soumettra, notamment, le tissu' tubulaire à un allongement de 10 % et on procédera à la vuloa- . nisation dans cet état. L'élément après vulcanisation coneer- vera un allongement permanent de 10 % et présentera une élas- ticité rémanente de 40 %.
L'allongement donné à la nappe de tissu avant , vulcanisation sera réalisé soit rapidement, soit lentement, soit progressivement, soit par étapes successives,. La vul- canisation aura lieu soit immédiatement après l'extension - et alors elle sera faite en laissant la nappe sur l'appa- reil d'extension - soit après que la nappe sera restée un temps suffisant sous tension après allongement pour que, une fois retirée de l'appareil d'extension, elle reste allon- gée sans subir de retrait important durant le temps néces- saire pour porter la nappe à la vulcanisation et pour réali- ser cette dernière. On pourra au besoin donner un léger excès d'allongement à la nappe de manière qu'au moment où la vulcanisation est effectuée elle'soit revenue exactement à la longueur finale qu'on veut lui donner.
Une fois la vulcanisation faite et l'élasticité rémanente éventuellement fixée comme il a été dit ci-dessus, on coupera alors dans le tissu tubulaire ainsi préparé, des anneaux ayant la largeur voulue pour les courroies que l'on se propose de produire. La coupe pourra être faite soit perpendiculairement à la face de la masse imprégnée et on obtiendra des courroies ayant une section rectangulaire, soit obliquement par rapport à la dite surface et l'on obtien- dra alors des courroies ayant une section trapézoïdale, ou triangulaire.
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Le procédé qui fait l'objet de l'invention présente le très gros avantage d'une fabrication excessivement régulière et très bon marché. Si l'on a eu soin de faire choix pour l'imprégnation d'un procédé donnant une adhérence parfaite entre la fibre traitée et le caoutchouc, et si notamment l'on a fait appel à des procédés dans lesquels tous les interstices y compris le canal central des fibres se trouvent remplis de caoutchouc, on obtiendra, malgré la coupe franche des bords de la courroie un élément de transmission excessivement résistant dont les rives ne s'effilocheront pas à l'usage et qui ne sera pas susceptible d'absorber l'humidité ou autres agents gazeux ou liquides du milieu ambiant dans lequel travaillera la courroie.
Le dessin ci-joint représente schématiquement, à titre d'exemple, les différents stades de fabrication de la courroie.
Dans ce dessin : - Fig. 1 représente, à grande échelle, un retors inverse destiné à la fabrication du tissu tubulaire; - Fig. 2 représente, à petite échelle, un élément tubulaire avant contraction; - Fig. 3 représente, à grande échelle, la contexture du tissu représenté en Fig. 2 ; - Fig. 4 représente la contexture du tissu après traitement ; - Fig. 5 représente une division de la masse tubulaire imprégnée en courroie; - Fig. 6 représente à grande échelle, la manière d'obtenir des 'courroies à section rectangulaire; - Fig. 7 représente à la même échelle que la Fig. 6,
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la manière d'obtenir des courroies trapézoïdale.
Tel qu'il est représenté fig. 1, l'élément textile utilisé pour la confection du tissu destiné à l'imprégnation, pour la fabrication des courroies suivant l'invention, se compose de deux mèches de filature 1 et 2 ayant reçu indi- viduellement une torsion d'un certain nombre de tours dans un sens, par exemple 200 tours à gauche, puis réunies paral- lèlement et tordues ensemble autour de l'axe A-A d'un nombre de tours égal ou sensiblement égal à celui dont chacune des mèches a été tordue individuellement.
Les deux mèches s'enroulent l'une autour de l'au- tre et grâce à la torsion inverse qui leur est ainsi donnée, prennent la forme d'un retors inverse spécial équilibré, très ouvert, c'est-à-dire dont les fibres ne sont pas serrées les unes contre les autres par la torsion.
Un tel retors composé comme à la fig, 1 de deux mèches mais qui peut comporter un nombre de bouts supérieur, est alors tissé de façon à'former un tissu tubulaire d'une certaine langeur L, tel que cela est indiqué à la Fig. 2, ce tissu étant réalisé de manière qu'un certain intervalle existe ainsi qu'on le voit à la Fig. 3 entre les fils de chaîne 3. et les fils de trame 4.
Dans le tissu de la Fig. 2 les fils de chaîne sont disposés dans la direction 32. et les fils de trame dans la direction 4a.
La production de tissustubulaires de ce genre avec des éléments autres que les retors inverses spéciaux conformes à l'invention est déjà connue en elle-même.
La distance entre les fils de chaîne et la distance entre les fils de trame est soit égale, soit différente,
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mais est, dans tous les cas, choisie de manière, que lors du traitement dont il va être question ci-après, il n'y ait pas de compression des fila entre eux. Une fois le tissu tubulaire fabriqué sur une longueur quelconque correspondant à un certain nombre de fois la largeur de la totalité des courroies que l'on veut en tirer, on le traite par un agent de contraction et de gonflement, par exemple par une lessive de soude à une concentration de 30 à 35 degrés Baumé, à une température maxima de 18 C et pendant une durée de 30 à 60 minutes, aucune tension n'étant exercée sur le tissu.
Les fibres, sous l'action de l'agent de gonflement et de contraction, se gonflent et se contractent et les fils de chaîne se rapprochent les uns des autres ainsi que les fils de trame, de façon à former un tissu plus serré mais dans lequel il n'y a pas de compression des fils constitutifs du tissu ou tout au moins une compression excessivement faible.
On voit à la Fig. 4 un fragment, à la même échelle qu'à la Fig. 3, du tissu après traitement.
Ce traitement a pour effet de conférer au tissu tubulaire une résistance plus grande et des allongements supérieurs à ceux qu'il possédait précédemment.
Le tissu est alors imprégné de caoutchouc. Si l'imprégnation doit être faite au moyen d'une dissolution de caoutchouc dans un solvant très volatil, on lave d'abord le tissu, on le sèche et on plonge ce dernier dans la dissolution de caoutchouc. Si l'imprégnation doit être faite avec du latex ou toute autre émulsion ou suspension de caoutchouc naturel, artificiel ou régénéré, on trempe le tissu, après lavage, dans une émulsion ou suspension. Cette dernière contiendra de préférence les vulcanisants et leurs accélérateurs et activants.
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Lorsque l'imprégnation est jugée suffisante, ce qui prend de 4 heures à 24 heures suivant la nature du tissu et celle du bain imprégnant et le mode d'imprégnation, on retire le tissu imprégné et on le sèche. On obtient une nappe tubulaire de tissu fortement imprégné de caoutchouc. On peut alors, soit vulcaniser cette nappe telle ¯quelle et sans tension, soit la vulcaniser sous tension ou encore sans tension mais après avoir laissé la nappe sous tension pendant un temps assez long pour que, une fois retirée de l'appareil de tension, elle ne se raccourcisse pas sensiblement, la tension donnée dans le sens périphérique de la nappe tubulaire et celle donnée dans le sens longitudinal étant telles qu'elles amènent le tissu aux dimensions initiales qu'il doit présenter une fois les opérations de préparation de la courroie terminés.
C'est ainsi par exemple que dans le sens 3a de la Fig. 2 on donnera une tension telle qu'elle amène le tissu tubulaire à une dimension qui supprime complètement son allongement rémanent, tandis que dans le sens 4a on pourra soit ne pas donner de tension lors de la vulcanisation, soit donner une tension telle qu'elle corresponde à une longueur initiale pour laquelle la courroie aura l'élasticité rémanente voulue. Une fois ces opérations de vulcanisation terminées, on coupe, suivant le schéma de la Fig.
5, la nappe imprégnée de manière à détacher de celle-ci des anneaux 5,5a, 5b, etc.. ayant la largeur des courroies que l'on veut obtenir. La section peut s'opérer soit comme cela est représenté à la Fig. 6 suivant des directions 6,6a, 6b,etc.. perpendiculaires à la face de la nappe imprégnée et vulcanisée, soit comme cela est représenté à la Fig. 7 suivant des directions obliques. Dans le premier cas on obtiendra des courroies 7, 7a, 7b, etc... à section rectangulaire 8 ; dans
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le deuxième des courroies à section trapézoïdale 9.
On voit donc que l'on obtient par des opérations simples, rapides et peu coûteuses des courroies sans fin en partant d'éléments textiles, faciles à fabriquer et à tisser. La fabrication des retors inverses est en effet des plus simples car elle n'entraîne qu'une rotation des mèches suivant un nombre de tours faible dans les deux sens, tout en donnant un produit résistant et élastique. Le tis- sage de ces retors inverses se fait aussi facilement que celui des fils de filature. Le traitement du tissu est excessivement simple, ne comportant qu'une station du tissu dans l'agent de gonflement et de contraction, suivie d'un lavage.
L'imprégnation peut être, enfin, réalisée facilement par les procédés modernes qui ne nécessitent ni vide ni pres- sion, par conséquent, qui ne comportent l'utilisation d'aucun appareillage coûteux.
La vulcanisation sans allongement ou sans tension après allongement est infiniment simple.
La vulc anisation sous tension n'entraîne pas de complication importante, se faisant au moyen de tous extenseurs actuellement dans le commerce et au moyen de l'appareillage courant.
Enfin, le découpage des courroies à la largeur voulue est réalisé par une opération de technique courante, -Au lieu de constituer une nappe dans laquelle on découpe des anneaux destinés à former des courroies, on peut aussi appliquer le procédé objet de l'invention à la fabrication de courroies, sans découpage d'une nappe, en tissant un tissu tubulaire d'une largeur telle, à l'origine, qu'une fols. qu'il a subi les traitements décrits ci-dessus de gonflement avec
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contraction, de lavage, d'imprégnation et de vulcanisation, et éventuellement d'extension avant vulcanisation, il possède la largeur même de la courroie à fabriquer.
Les courroies ainsi préparées, en dehors de leur très bas prix de revient, présentent l'avantage de posséder une très grande résistance et une élasticité rémanente élevée ainsi que des qualités remarquables d'imputrescibilité et de résistance à l'usure si l'on a fait choix, parmi les procédés d'imprégnation actuellement connus, de procédés donnant un taux d'imprégnation élevé, et une parfaite liaison entre le caoutchouc et la fibre.
Une application particulièrement intéressante de l'invention consiste à Etablir, au moyen du procédé caractérisé et décrit plus haut, des courroies sans fin destinées à relier avec une tension de pose déterminée deux poulies dont les dimensions et la distance entre axes sont également déterminées, en donnant par fabrication, à ces courroies, une longueur telle qu'il soit nécessaire, pour les mettre en place sur les poulies, de leur faire subir un allongement élastique correspondant précisément à celui qui résulterait d'un effort de traction sur chacun de leurs brins égal à la tension de pose voulue.
Par exemple, pour relier deux poulies nécessitant une courroie d'une longueur de 0 m.96 sous la tension de pose généralement admise comme convenant à la bonne marche d'une courroie - soit 10 Kgs pour une courroie ayant un centimètre de largeur et une épaisseur de 4 m/m -, et étant' donné, d'autre part, qu'une courroie de 1 cm de largeur et de 4 m/m d'épaisseur fabriquée suivant l'invention subit, par exemple, un allongement élastique de 12% sous un effort de 10 Kgs exercé sur chacun de ses brins, on établit cette
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courroie à partir d'un tissu tubulaire ayant 1 m.22 de longueur circonférentielle. Après traitement, imprégnation et vulcanisation, la nappe tubulaire a subi un raccourcissement d'environ 30% et présente une longueur circonférentielle de 0 m.86.
Si donc cette nappe possède une épaisseur de 4 m/m une courroie sans fin de peu de largeur découpée dans ladite branche convient à l'application considérée. Un effort de 10 Kgs exercé sur chacun de ses brins l'amène en effet à la longueur désirée de 0 m.96, Une fois en place sur les deux poulies, cette courroie fonctionne avec une tension de pose constante et sans allongemont,
REVENDICATIONS
1 Procédé de fabrication de courroies sans fin caractérisé par le fait qu'un tissu tubulaire en matière textile est confectionné à mailles lâches, est ensuite traité par un agent acide ou basique de gonflement et de contraction sans tension ot sans qu'il y ait compression sensible des fibres du tissu, puis, après lavage, est imprégné de matière élastique ou plastique et, après séchage éventuel, est éventuellement distendu, puissoumis,
sous son état de distension, à la vulcanisation, après quoi la nappe vulcanisée est découpée en anneaux de largeur correspondant aux courroies à obtenir.
2 Procédé tel que revendiqué en 1, caractérisé par le fait que le tissu est confectionné avec des,rotors inverses spéciaux obtenus au moyen de mèches de filature tordues individuellement d'un certain nombre de tours dans un môme sens, puis assemblées et tordues en sens inverse d'un nombre de tours égal ou sensiblement égal, ce tissu ayant, avant traitement de gonflement et de contraction, un écarte-
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ment de mailles tel,étant donné la grosseur dès retors inverses spéciaux que, par le traitement de gonflement et de contraction sans tension, les retors inverses spéciaux ne subissent pas de compression transversale sensible,
3 Procédé tel que revendiqué en 1, caractérisé par le fait que la vulcanisation est effectuée pendant que la nappe imprégnée est encore sur son tendeur.
4 Procédé tel que revendiqué en 1, caractérisé par le fait que la nappe imprégnée est soumise à l'extension pendant un temps assez long pour que, une fois enlevée du tendeur, elle ne se raccourcisse pas sensiblement pendant le temps nécessaire pour l'opération de vulcanisation, puis que la nappe est enlevée de son tendeur et vulcanisée avant d'avoir eu le temps de se raccourcir sensiblement.
5 Procédé tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications ci-dessus, caractérisé par le fait que le tissu tubulaire reçoit une longueur originale telle, qu'après achèvement des traitements successifs de constitution de la nappe de matière textile et de matière élastique ou plastique, cette nappe ait exactement la largeur de la courroie à fabriquer.
6 Courroies de transmission, caractérisées en ce qu'allés comportent,noyé dans une masse de caoutchouc qui le pénètre et y adhère, un tissu sans fin composé de retors inverses spéciaux équilibrés, à deux ou un plus grand nombre de bouts, tels que définis en 2 ) ci-dessus, dont la fibre est à l'état d'hydrocellulose ou de substance-hydrolysée analogue.
7 Courroies de transmission sans fin, caractérisées en ce que - en vue de permettre leur application à la
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liaison, sous une tension de pose prédéterminée, de deux poulies de diamètre. et entre-axe également déterminés elles possèdent une longueur telle que leur pose sur les poulies considérées oblige à leur faire subir un allongement élastique correspondant à celui qui résulterait d'un effort de traction sur chacun de leurs brins égal à la tension de pose prédéterminée.