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"Courroie de transmission
L'invention concerne les courroies de transmission de force motrice du type sans fin, se composant de tissu et de caoutchouc et plus particulièrement les courroies du type dont l'épaisseur est assez grande par rapport à la largeur.
A titre d'exemple l'invention est décrite en tant que s'appli- quant à une courroie de section transversale trapézoïdale, appelée généralement courroie en V. mais elle n'est pas limitée à ce type de courroie.
Le procédé suivant l'invention de façonnage et de vulcanisa- tion des courroies de ce type diffère de tous les procédés connus et les courroies fabriquées par.ce procédé ont une section trans- versale uniforme sur toute leur longueur, ne flottent pas, ne sont pas animées d'autres mouvements irréguliers et conservent leur tension initiale ou naturelle lorsqu'elles passent sur deux ou plusieurs poulies.
Les procédés antérieurs de fabrication des courroies de ce type consistent à poser les divers éléments l'un sur l'autre sur un tambour cylindrique, à fendre le cylindre en plusieurs épais- seurs en bandes sans fin, à recouvrir ces bandes avec une ou plu- sieurs épaisseurs de tissu, à les introduire dans un moule et à les vulcaniser. D'autres procédés peuvent être légèrement diffé- rents mais les produits fabriqués par ces procédés font souvent et couramment l'objet de rebuts dûs par exemple au défaut d'uniformité résultant des variations inévitables des mesures du tissu, des mesures du caoutchouc, des inégalités résultant de la tension de la couche de couverture et de son laminage, etc...
Ces inégalités s'ajoutent algébriquement et ces procédés ne permettent pas de réaliser le degré d'uniformité que l'on désire et donnent lieu à un pourcentage élevé de rebuts entraînant une dépense de main d'
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oeuvre élevée et des pertes de matières.
Tel est le cas en particule lorsque la courroie est renforcée par un fil métallique. Etant donné le défaut d'élasticité du fil métallique, l'assemblage des divers éléments du corps de la courroie exige un maximum de précision sans quoi, lorsqu'on introduit la courroie dansun moule pour la vulcaniser, les fils métalliques ont tendance à former des bosses donnant lieu à des irrégularités telles que de nombreuses courroies deviennent inutilisables, Les courroies fabriquées par les procédés antérieurs sont vulcanisées dans un moule circulaire et y sont posées dans la même position qu'elles occupaient au moment de leur formation, de sorte que tous leurs éléments sont en position neutre.
Lorsque les courroies ainsi fabriquées passent sur deux ou plusieurs poulies, tous leurs éléments subissent aussitôt des efforts. La surface inférieure de la courroie en contact avec les poulies subit un effort de compression et la même portion, qui s'étend entre les poulies, subit un effort de tension. La surface supérieure de la
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courroie au-deaaus des poulies subit un effort de tension et la portion supérieure entre les poulies un effort de compression, par suit.. les surfaces supérieure et inférieure de la courroie subis- sont des flexions constantes passant alternativement des efforts de tendon aux efforts de compression pendant qu'elles sont en service.
Cettetinversion constante du sens des efforts donne lieu à de la fatigue et abrège notablement la durée utile de ces courroies.
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j1i'invontion a pour objet des courroies de section transversale uniforme qui circulent bien à plat, dont les éléments de renforcement ne forment pas de bosses, qu'ils se composent de cordes en fibres ou de fils en acier, qui ne flottent ni ne vibrent en service, qui dégagent moins de chaleur et qui fournissent un service plus prolongé et plus efficace que les courroies fabriquées par un procédé quelconque antérieur.
Ces avantagea, ainsi que d'autres, sont obtenus en constituant la surface supérieure ou portion en tension de la courroie sous
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foro<$ de bande circulaire plane, qui peut être renforcée par des écréma en fibres ou des fils d'acier, en posant la bande sur une
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pièce .hi3te en plusieurs segmenta, dont la surface en contact ave la ...... tome la paroi intérieure de la cavité d'un moule, puis en <OMMC %a #=face inférieure en ooresI1.n de la courroie en injectant la Matière plastique sons pression dans l'espace restant .u u=le it en vulcanisant la courroie ainsi formée dans une posi- tion renvaraëe, c'e.t-à-dire où le dedans est en dehors dans le mime mongo où elle a été formée. Le moula sert donc à deux fins 0'es.-1-41r. à la formation et à la vulcanisation des courroies de ce typa.
La courroie étant formée et vulcanisée par ce procédé dans la cavité d'un moule circulaire, les surfaces supérieure et inférieure de la courroie sont au début dans la position neutre pendant qu'elles sont dans la position circulaire retournée, le dedans en dehors, mais lorsque la courroie est ramenée dans sa position de fonction- nement normale et est maintenue sous forme circulaire, sa surface inférieure est sous compression et sa surface supérieure renforcée est sous tension. Il en est de même lorsque la courroie est placée sur deux ou plusieurs poulies, toutes les portions de la partie inférieure ou coussin restent sous compression et toutes les por- tione de la surface supérieure restent sous tension et les efforts restent les mêmes pendant que la courroie fonctionne.
Aucune portion ne subit donc de changement de tension en compression ou de com- pression en tenaient Pendant que la courroie fonctionne sa surface inférieure entre les poulies subit un effort de compression résidu-
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el par rapport a. la portion qui entoure les poulies et la surface pé!'1sUJ" est sous tension,
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- La durée utile d'une courroie formée et vulcanisée suivant l'invention avec la surface intérieure en dehors est prolongée.
Cette courroie qui se compose en majeure partie de caoutchouc, supporte beaucoup plus de flexions lorsqu'elle est sous compres- sion constante que lorsque la compression se transforme périodi- quement et rapidement en tension et inversement, Ces changements de compression en tension dégagent de la chaleur qui exerce un effet destructif sur une courroie du type ordinaire en provoquant la séparation des divers éléments.
Un autre avantage de la cour- roie fabriquée, suivant l'invention consiste dans le fait que Ion cordes outils métalliques de renforcement de la partie supérieure de la courroie sont immobilisés dans le produit fini dans les mêmes positions relatives non déformées dans :Lesquelles ils ont été assemblés, en assurant ainsi l'uniformité voulue des efforts unitaires en service dans toute la longueur de la courroie.
Sur le dessin ci-joint, donné uniquement à titra d'exemple :
La fig.l est une élévation d'un tambour représentant l'élé- ment de renforcement de la surface supérieure de la courroie assemblée sur lui la courroie étant du type dit à bord brut.
La fig.2 est une vue en bout de la fig.l.
La fig. 3 est la marne que la fig.l sauf que la couche de cou- verture extérieure s'étend à partir de la surface supérieure renfor- cée de la courroie qui est du type dans lequel les cotés sont enfermés par un rabat de la couche de couverture de base;
La fig.4 est une vue en bout de la fig.3;
La fig.5 est une coupe transversale d'une pièce annulaire en plausieurs segments avec la portion supérieure renforcée d'une courroie en place sur cette pièce;
La fig.6 est une vue en plan de la fig.5, dont un des seg- ments de fermeture est enlevé.
La fig.7 est une coupe transversale d'un moule, dans lequel la pièce annulaire en plusieurs segments et la portion supérieure sont assemblées.
La fig.8 est une coupe transversale d'un moule dans lequel tous les éléments sont assemblés, y compris le dispositif d'injec- tion ayant introduit la masse plastique dans la cavité du moule;
La fig. 9 est une coupe transversale partielle représentant la matière plastique entrant dans la cavité du moule;
La fig,10 est une coupe transversale partielle représentant la manière dont la cavité se remplit de matière plastique ;
La fig.ll est une vue en plan de la moitié du fond d'un moule faisant apparaître la cavité partiellement remplie.
La fig.l2 est une coupe transversale d'un moule contenant tous ses éléments, la masse plastique ayant été complètement in- jectée;
La fig.13 est une élévation avec coupe partielle indiquant de quelle manière le remplissage du moule peut être accéléré au moyen de deux orifices de remplissage:
La fig.14 est une élévation indiquant de quelle manière deux moules peuvent être remplis simultanément par le mime dispositif de remplissage;
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La fig.15 est une coupe transversale d'une courroie ne compor- tant pas de tissu sur les c8tés;
La fig.16 est une coupe transversale d'une courroie dont les cotée et une portion de la partie inférieure sont recouverts de tissu et la fig.17 est une coupe transversale d'une courroie sur laquel- le une enveloppe extérieure a été appliquée après sa formation.
La partie supérieure ou élément de tension des courroies de ce type se compose d'une ou plusieurs épaisseurs de tissu caoutchouté en combinaison avec un élément renforçant sa résistance, disposé longitudinalement et pouvant être formé par des cordes en fibres ou des fils métalliques. Les éléments de tension sont formés de préfé- rence sur un tambour cylindrique 5, fig.1 et 2. Suivant la fig,l, on applique d'abord deux épaisseurs de tissu 6 sur la forme ou tambour cylindrique 5, puis on enroule la corde ou le fil metallique 7 de renforcement sur les épaisseurs de tissu 6, en les séparant par des intervalles déterminés, de sorte que les cordes ou fils sont enroulé; sous forme exactement parallèle.
Au bout d'un nombre déterminé de tours, on laisse un espace libre et on continue l'enroulement sur tout le tour du tambour de façon à former plusieurs de ces éléments de courroie,
Les enroulements sont ensuite reuouverts de préférence d'une ou plusieurs épaisseurs de tissu caoutchouté 8, puis on fend le manchon ainsi formé aux points tels que 9 en bandes 10, qui forment la partie supérieure ou portion en tension des courroies, la largeur des bandes étant déterminée par les dimensions de 'la courroie. Le tambour 5 est supporté par les paliers 14 et 15 et est entraîne par un pignon de chaîne 16. Le palier 14 est monté à la manière habituel. le et amovible, de façon à permettre de retirer les bandes 10 dans le sens de l'axe du tambour 5.
Les bandes de la fig.3 sont fabriquée: de la même manière que sur la fig.1, sauf que la distance entre les éléments de renforcement 17 est plus grande, C,et écartement a pour but de permettre de rabattre vers le haut les épaisseurs 18 de tissu caoutchouté, ainsi qu'il est indique en 18a, après les avoir fendues et rabattues de façon à former une couche de tissu de cou- verture des cotés et de la totalité ou d'une portion de la partie inférieure de la courroie, ainsi--qu'il est nécessaire de le faire dans certains types de courroies.
Après avoir formé les bandes de tension renforcées 10 ou 18 de la manière décrite, on les retire du tambour et on les pose sur une pièce annulaire 22 en plusieurs segments, fig.5. Cette pièce annulaire est partagée en quatre segments 24,25,26 et 27, qui permettent de règler à volonté la dimension périphérique de cette pièce lorsqu'on y monte les bandes de tissu renforcées 10 ou 18.
Pour préparer le montage d'une bande sur la pièce annulaire, on rapproche les segments 24 et 25 du centre de la pièce, ce qui permet de rapprocher les segments 26 et 27 l'un de l'autre et par suite de poser facilement les bandes autour d'eux. Puis on pousse dans leur position les segments de fermeture plus petits 24 et 25 et pour accélérer encore le montage des bandes, une portion de la surface extérieure de la pièce annulaire a une forme conique 28.
La pièce annulaire en plusieurs segments de ce type a une importance toute particulière car une bande peut y être posée sans la détério- rer tandis que si on se sert d'une pièce annulaire massive, à sur- face droite, les bandes peuvent subir des efforts excessifs ou se rompre lorsqu'on les met en place en les forçant. Tel est le cas en particulier lorsque l'élément de renforcement est en fil métallique.
Lorsqu'on emploi. une pièce annulaire de ce type, il est impossible que les fils ou les cordes forment des bosses. La surface intérieure de la pièce annulaire comporte également une surface conique 29 qui la rend plus facile à poser dans un moule.
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Lorsqu'une bande a été posée sur la pièce annulaire en .' plusieurs segments 22, on pose cette pièce avec la bande en place dans un moule 32 qui se compose d'une moitié supérieure 33 et d'une moitié inférieure 34 s'ajustant l'une dans l'autre, fig.7.
Le moule 32 comporte une cavité 35 dans laquelle les courroies
Ssont formées ou vulcanisées dans une position renversée par ' rapport à leur position de fonctionnement effective, la moitié inférieure comportait une surface conique 36' qui coïncide avec la surface conique intérieure 29 de la pièce annulaire -en plusieurs segments 22. La moitié supérieure comporte aussi une surface conique 37 qui coopère avec la conicité extérieure 28 de la pièce annulaire 22.
Un orifice 38 se dirige de la cavité du moule jus- qu'à sa surface supérieure et sert à injecter la masse du-caout- chouc non vulcanisé de faon à former là surface inférieure ou surface d@ compression des courroies 39, fig'.8. Un orifice de' trop-plein 40 sL trouve dans une position diamétralement opposée à celle de l'orifice 38 et permet à l'air de s'échapper et par suite à la cavité de se remplir complètement et uniformément de sorte que la densité et la section transversale des courroies sont uniformes. On remarquera que l'orifice 38 se trouve en par- tie dans la moitié inférieure du moule au point 41, de sorte que la matière injectée pénètre dans la cavité au'centre.
Des prison- niers 43 absurent le repérage de la portion 41 de la moitié in- férieure du moule avec la portion correspondante 42 'de la moitié supérieure. Les deux moitiés du moule sont verrouillées l'une sur l'autre par des dispositifs ordinaires 44.
Une fois le moule ainsi'assemblé avec la pièce annulaire en plusieurs segments et la bande renforcée en place, on amène le - moule en contact avec un dispositif d'injection sous pression 45, fig.8. Ce dispositif est de forme ordinaire et comporte un cylin- dre 46 dans lequel fonctionne un piston plongeur 47, qui peut être actionné par une pression hydraulique ou de toute autre ma- nière. Le fond du cylindre 46 comporte un orific.e 48 qui se trouve en face de l'orifice 38 du moule et lorsque la-pression agit sur le piston plongeur 47, lé caoutchouc plastique,'non vulcanisée 49 est refoulé dans la portion non remplie de la cavité 35 du moule de façon à remplir complètement et uniformément cette cavité et à former le fond ou portion de compression des courroies 39.
On s'aperçoit que le remplissage est terminé lorsque la matière plastique 49 sort par l'orifice de trop-plein 40. La matière plastique 49 passe par l'urifice dans le moule et dans la cavité du moule dans lequel il est refoulé des deux cotés autour de la cavité, comme l'indique la fig.ll.
L'installation et l'opération décrites et représentées sur' la fig. 8 sont destinées à ,une courroie dite à bord brut, c'est à dire ne comportant pas de couverture extérieure en tissu sur ses cotés ou sur son fond.
L'installation et l'opération' destinées à une courroie de la forme de là fig.9 snt les mêmes que celles de la fig.8 sauf que sur'la fig.9, la courroie comporte des portione de tissu qui se dirigent à partir de chaque coté des bandes renforcera-18 et sont en une seule pièce avec elles. Ces portions prolongées-ont pour but de former-une.couverture en tissu sur les cotés des courroies. La bande renforcée 18 avec les portions prolongées 18a , est posée dans la cavité d'un moule et les portions prolon- gées sont suffisamment, raides pour conserver une position' voisine des parois latérales de la cavité du moule.
La matière plastique est injectée .sous une pression suffisante pour faire passer la' charge initiale entre les portions prolongées de tissu 18a et l' amener d'abord en contact avec la surface intérieure de la cavité du moule contre la bande renforcée 18 et la faire s'accumuler d' abord comme l'indique le point 52, fig.9. La matière en s'accumu- lant commence aussitôt à s'étaler et refoule progressivement-les portions prolongées de tissu 18a contre les portions.latérales
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de la cavité du moule, fig.10.
On continue 1'j.njectiun jusqu'à, ce que la matière plastique sorte par l'orifice 40 et que le @@ule
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soit complètement rempli, et que le fond ou portion de comk)rc, sion 39 de la courroie ait la forme de la fig.12. Une fois la courroie complètement formée dans le moule, on démonte le cylindre d'injec- tion sous pression, puis on soumet le moule à l'action de la chaleur et de la pression, comme d'habitude, et la courroie s'y vulcanise, Il est donc évident qu'on économise du temps et de la main d'oeuvre en se servant du moule à la fois pour former et vulcaniser les courroies en position renversée et qu'on obtient une courroie meilleure et plus satisfaisante.
Pour accélérer le remplissage des mouler, on constat-, qu'il
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est avantageux, comme l'indique 1.-. fig.13, de .1rvuir un cylindre de refoulement 54, comportant deux orifices de refoulement 55 qui coihciàint avec des orifices correspondants 56 du moule. j.,n 1-;j<,ctaaib le caoutchouc plastique de cette façon, 1 moule se remplit plue rapideraent en permettant à la glatiére plastique de s'écouler plue librement dans les deux sens autour du la cavité du moule.
.La fig.14 l'eprésente un procédé l'81'..ùett0-nt de remplir deux .,lou-L-s simultanément. Ce ïésul-tat eit obtenu en plaçant le cylindre. de refoulement 54 au-dessus des deux moules 57 et 58 d, façon u les' orifices de refoulement 55 du cylindre (;vj}.1cident respectivement a'V, "'c les orifices 59 et 60 des. moulée 101",. Ç,llS ce.;, moulus er') placés tout près l'un de l'autre, avec les orifices 59 et 60 l'un à côté de l'autre.
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1 fig.15 à ui b, COlll'l'oiE. 1 Cl, vU.LCanib8e iuiv-nt La fig.15 représente un,- COL1'l'uie formée c'b vuj.caribée suivant la description qui- précède et du type dit à- b,)i^6 brut, .' e,t-,-cire ne comportant pas de tissu LUI' ses cotés.
La fig.l6 représente une courroie comportant du tissu sur
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ee cotés. On remarquera que le tissu nCOUV1'\.. les cotés, ce rabat sur les angles et se prolonge sur une courte distance sur la por- tion inférieure de la courrvie.
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La fig.17 représente une courroie qui us=t formje dans un moule de la même manière que celle de la fig.l5. Lile ubit (;.l1sutv une Sexi-vulcanisation et on la retire du moule en cet ét""t. Fui...., on pose une ou plusieurs épaisseurs de tissu 61 sur la courroie semi- vulcanisée on l'introduit dans un second moule de dimensions un
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peu plus grandes' en tenant compte des épaiss'eurs supplémentaires du tissu et on fait subir une seconde vulcanisation à la courroie pour la terminer.