<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
FIBRES EN MATIERE THERMOPLASTIQUE.,,
EMI1.2
' , .La présente invention a trait à des pprfectio±nemlén%1 all'ù#i êédé"'a-t;':":>â1ttx: appareils décrits au brevet principal,'en vuë' é d,anrier à. d
EMI1.3
masses ou agrégats de cordons ou torons de fibres, ou de fibres. 'individuel-
EMI1.4
-les on..verre, des configurations ou "préformes" prédéterminées en vue de nG1Ilbpe'UX 'Usages industriels, Dans ces dernières années, il a été de pra;tâ.qûé côfr'a5.t 'dé donner à des masses dé fibres de verre des formes ou configurations préSé# terminées, destinées 'à ëe utilisées à titre d'éléments de renforcement- dand des #5Jets moulés en matière 'plastique du en résine.
Une application de'ce'genre est basée' sur la formation de fibres de' verre par un prodéclê consistant à 'étirer des veines'de la matière fondue de'manière à'les-ré-' trécir et en obtenir des filaments fins qui sont convert16µà fibres- et ' ' assemblés.sous forme de torons, chaque.toron étant composé éitDn grand ncm- -brie de fibres,. Le toron est enroulé sur une broche ou un, tu13e' dE1 ,m rlère qu'il soit converti un une bobine par les méthodes cowament,84DUliqaees dans l'industrie textile pour le bobinage. de filés.
Le. mase tleb;ins 9f.e.. toron sont alors découpées dans la direction de leur -longuem' et la r4asse des torons .découpés de la bobine est étalée sur un transpoc%eur mobile µu$
EMI1.5
1?amène entre les éléments d'un dispositif'coupant rotatif qui sectionne
EMI1.6
la¯masse de torons en. tronçons que .l'on recueille dans-un 'sac ou r-à ciloiêxilt convenable. Ces, tronçons de torons sont ensuite déposés S1J.1f',;,m .a1.1:Grl3 trans- porteur, sur lequel ils sont soumis à l'action d'une sé.riè,àrganes'iF teurs ou séparateurs mécaniques.
Le produit résultent -est ordinairement C'0m-
EMI1.7
posé d'une masse comprenant un certain nombre de torons individuels et 'on grand nombre de groupes ou agrégats enchevêtrés déflorons sectionnés dont
EMI1.8
les tronçons sont de diverses longueurs. '-'"' ,, . 4 ,
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
Une "préforme" établie à partir d'un tel-mélange fourni par le dispositif coupant ne conviendrait pas du fait qu'elle aurait mi- caraë- tère irrégulier en raison de la- présence d'agrégats au grqzpes concentrés de torons sectionnés dans certaines zones et d'un renforcement insuffisant'* dans d'autres zones.
C'est pourquoi on a proposé l'utilisation d'extracteurs mécaniques à l'effet de séparer en torons individuels les groupes cohérents
EMI2.2
ou les agrégats enchevêtrés de torons coupés, afin d'obtenir dans la litpré- forme" un mélange plus homogène de torons coupés individuels ou. séparés.
Cette pratique n'a pas été entièrement satisfaisante parce que
EMI2.3
les extracteurs mécaniques ont ..non- seulement tendance à séparer en torons -- individuels des groupes de'torons cohérents, mais aussi à ouvrir et séparer les fibres individuelles desdits torons. Si le mélange est soumis à l'ac- tion des éléments extracteurs pendant une trop longue période de tempe, le
EMI2.4
mélange .;t'éS1il..tant contient un. trop grand nombre- de fibres indiiehielles s.é-., parées, ce qui nuit considérablement' au facteur de résistance mécanique du mélange considéré en tant qu'agent -de renforcement, alors que si la période
EMI2.5
d'action t trop codtté,¯#lesgagrégats qu. groupes de torons cohérents ne sont pas séparés.
La présente invention réside dans un procédé de traitement au- quel on soumet des torons de fibres de verre pour en obtenir un corps, en- semble ou configuration grâce auquel on peut-obtenir économiquement des "pré- formes" propres à être incorporées à des objets moulés en résines ou matiè- res plastiques en vue' de renforcer lesdits objets, ce procédé permettant de régler .de façon précise le caractère du corps, composé de torons ou de fibres.
L'invention consiste, en outré, en un procédé permettant de conditionner ou traiter des torons ou cordons de fibres minérales, ce pro- cédé comprenant la corrélation de stades se succédant dans un ordre parti- culier de telle sorte que le nombre des opérations se trouve réduit au mi- nimum, ainsi que par conséquent le coût de la manutention manuelle des ma- tières,' outre que. l'appareil de traitement est susceptible de fonctionner
EMI2.6
pendant de Ipngues périodes de temps avec le minimum de surveillance de la part de l'opérateur.- ¯ .
L''invention comprend, en outré, un. procédé et un appareil sim- ples, bien qu'efficaces, permettant de fabriquer des torons ou cordons de fibres numérales (telles que des fibres de verre) sectionnés en longueurs prédéterminé,es, d'amener et recueillir les tronçons à un poste approprié, où un liant ou autre agent est appliqué sur lesdits trongons de manière à unir entre eux les tronçons de la masse recueillie de torons recueillis a-
EMI2.7
près qu'ils ont etéc. assemblas et ont regu la configuration de la "préforme" désiré.e,r ladite invention comprenant aussi le traitement thermique ou dur- crissement du iant à l'intérieur de la masse fibreuse.
-L'invention comprend en outre des moyens propres à régler la masse de'torons ou cordons et de fibres sectionnés de telle- sorte qu'il de-
EMI2.8
vient possible de fabriquer une "préforme! dans laquelle les fibres 1ndi- viduelles ou séparées prédominent dans les surfaces- extérieures, alors que les zones ou couches intérieures de la masse de renforcement sont essentiel-
EMI2.9
lement composées de torons ou cordons de fibres fermés ou seulemenl:/ P8;r't1.àh- lement ouverts, lesdits moyens étant basés entre autres -sur, un réglage de la vitesse dudit dispositif coupant à l'effet de faire varier le-rapport des fibres séparées ou individuelles aux fibres'groupées ou en torons d'Il 'Mélange recueilli. -'
Dans les. dessins annexés :
' Figure 1 est une vue en.' élévation., avec coupe partielle, d'un appareil pour la mise en oeuvre du .présent' procédé.'
Figure 2 est une vue en élévation-coupe en partie schématique d'un dispositif servant à transporter et sectionner des torons ou fibres.
<Desc/Clms Page number 3>
Figure 3 est une vue, semblable à la figure 1,' d'un disposas- .
EMI3.1
tif propre à effectuer la cuisson ou traitèment thermique de la, pé.&aie".
Figure 4 est une vue partielle à plus grande échelle, repré- sentant un gabarit sur lequel est disposée une préforme fibreuse.
.
EMI3.2
Figure 5 est une vue en perspective, illustrant une'"préforme" typique fabriquée par le procédé et à l'aide de l'appareil qui font l'ob- ,,j.Qt¯de la présente. invéntion. ' i 1-, ¯1"f . ;"> Figure 6 est une vue semi-schématique 'ci/une disposition par-" mèttânt d'effectuer la cuisson de la colle ou résine revêtaB.t-'la IIpréÍroîn6,fI . fibreuse.
Figure 7 est une vue semi-schématique d'une variante de la fi- gure 6. ' .
Le. procédé et l'appareil de la présente invention sont en par-
EMI3.3
ticulier avantageusement applicables au traitement et à l'orientation de fibres, et plus spécialement de torons ou cordons de fibres de verre, en vue de la production de corps ou structures fibreuses ayant une configura- tion ou forme désirée.
Lorsque la structure ou assemblage obtenu possède la forme et les dimensions qui conviennent pour former le corps de renfor- ceinent fibreux préfaçonné destiné à un corps moulé de résiné ou de matière
EMI3.4
plastique, ledit corps ou assemblage est appelé "préforme".
les préforme, consistant en une réunion ou assemblage de fibres minérales'relativement fines conviennent tout particulièrement à titre de structures bu n,oyaj3X de renforcement destinés à être imprégnés d'une résine ou d'une matière 'plas- tique ou à être noyés dans une telle matière, la préforme constituant un -*-' élément qui permet d'accroître considérablement la résistance mécanique ' d'un objet moulé en résine ou matière plastique.
EMI3.5
Conformément à la présente invention, des torons 'au .cordon,s " '. de fibres sont ,découpés en tronçons relativement courts quisont rasse:mblj3 ou recueillis sur un gabarit approprié de manière à constituer une 1nalls,", composée soit exclusivement d'agrégats de torons de faible longueur, s<Y.i;'17' de tels agrégats ou torons et, en outre, de fibres individuelles, le toiji , à un état sensiblement non comprimé. Lorsque des préfprmes de ce genre soi -vent servir à renforcer des articles moulés, on place la masse fibreuse et
EMI3.6
la. résine ou matière plastique dans un moule, on comprime la masse compd-- .sa.te pour lui donner l'épaisseur désirée et, finalement, on soumet cette ' masse à un traitement thermique propre à communiquer à l'objet la rigidité* et un caractère indéformable.
On se référera maintenant plus particulièrement à la figure 1..
L'appareil représenté comprend une charpente 10 comprenant des montants 12 dont les extrémités supérieures sont reliées entre elles par des poutrelles longitudinales 14. La charpente 10 supporte une chambre de traitement 16 dans laquelle est disposée une table relativement mobile 18, de préférence circulaire, constituant un dispositif de montage propre à supporter un ga-
EMI3.7
bàrit ou matrice ajouré, par exemple 'en treillis 20, ce gabarit constituant un poste de dépôt ou de collecte des fibres, c'est-à-dire une zone dans laquelle les fibres ou torons sont destinés à être recueillis 'ou assemblés
EMI3.8
sous 'forme d'une masse duveteuse ou libre, désignée par P M appelée uprê- forme".
La table 18 qui porte le gabarit 20 est de préférence s-apportée 'de façon mobile et; dans la disposition représentée à la figure'1,- cette tab3Le '--'. est supportée 'par une ossature montée sur un arbre 22 destiné à - reC'EWo1r ,'² ' par l'intermédiaire d'une transmission 23, un mouvement de rotation que irai communique un mécanisme renfermé à l'intérieur d'un carter 25 et*actîon±g par un moteur 26. Le mécanisme que renferme le carter 25 ôst-6tablî de mas nière à faire varier ou régler la vi tesse',d.e. rotation de 1.2 aJ!br'ê 221 ,de 'ha table 18 et du gabarit ajouré 20, à des fins'qui àero4t'explÎqixâé s klUÉ-)" loin..
Le mécanisme de changement de vitesse 'contenu ddns le carter 25 e;8't' pourvu d'un volant ou organe de mari'oeuvre similaire Z7 qui est placé à f 'ex- térieur du carter et par la manoeuvre duquel l'opérateur peut faire varier la vitesse de rotation de la table 18 et du gabarit 20. :L'arbre '22 pent4Lât3'e
<Desc/Clms Page number 4>
supporté par une console 24 ou par tout autre dispositif approprié assujetti
EMI4.1
à la charpente 10. , . ¯ , - ¯ --
Un dispositif est prévu pour faire passer un courant d'air à travers la chambre de.traitement et à travers le gabarit 20.
La zone située
EMI4.2
au-dessous de la table 18 et de la matrice 20 est délimitée par une envêlop-" pe 17 dont l'intérieur communique 'avec un conduit 28 relié à une soufflerie
EMI4.3
29 ou à tout autre appareil propre à produire une succion ou un courant d"air, cette soufflerie étant entraînée par un moteur 30 et pourvue d'une tubulure ou conduit d'échappement 31.
L'orifice d'échappement du tube 31 est pourvu d'un registre ou volet réglable 33 destiné à régler le volume d'air remis
EMI4.4
en circulation à l'intérieur de la chambre de traitement et à travers le; ga# barit, ainsi que le volume d'air s'échappant à l'air libre.
EMI4.5
L'appareil comprend, en outre, un conduit ou tube 35 darx les fibres ou torons de fibres coupés sont déchargés d'une manière qui sera
EMI4.6
expliquée plus loin, le tube 35 s'inclinant de préférence vers le haut, com.-:' me représenté.à là figure 1, et -débouchant dans la chambre de traitement 16 par une de ses extrémités, son autre extrémité communiquant avec un conduit 37 qui est pourvu d'un volet ou registre 38 destiné à régler le courant d'air passant dans les conduits 37 et 35.
Des moyens sont prévus pour transporter les torons fibreux S vers un dispositif coupant qui les sectionne en tronçons relativement courts, et pour introduira simultanément ces tronçons dans le courant d'air se dé- plaçant à l'intérieur du conduit 35. Le dispositif prévu pour sectionner, les torons en petits tronçons comprend un rouleau d'entraînement 45, un roll'-
EMI4.7
leau presur, 46 destiné à entrer en contact avec les torons S et le dispo- sitif coupsht proprement dit. Comme représenté aux figures 1 et 2, le dis- positif coupànt proprement dit comprend un organe rotatif 48, pourvu sur so pourtour d'une série de lames équidistantes 49 qui font saillie sur la sur- face cylindrique extérieure dudit organe.
Les rouleaux 45 et 48 sont entrai nés par l'intermédiaire d'un engrenage 47 et de poulies 50 et 51 reliées par -une courroie 52 à un mécanisme de changement de vitesse qui est contenu à 1''intérieur d'un carter 54 et actionné par un moteur 55. Un volant de manoeuvre 55' permet de manoeuvrer le mécanisme de changement de vitesse 'pour régler la vitesse des rouleaux 45 et 48. Les torons sont amenés au dispositif coupant et, dans la construction de la figure 1, ces torons pro- viennent de bobines ou cônes 56 montés sur un râtelier 57, lesdits torons S étant dirigés vers le mécanisme servant à transporter et couper les torons par des organes et un conduit de guidage 59.
Lorsque le registre 38 prévu à l'intérieur du conduit 37 est ouvért et que la soufflerie 29 fonctionne, un courant d'air est établi à
EMI4.8
l'intérieur de la manche ou tube 35, ',dans lequel il se meut à une vitesse- suffisante pour entraîner les tronçons de fibres ou de torons S'et les ih- 1': troduire dans la chambre de traitement 16.
Pour obtenir des préformes de fibres de verre, il convient de conférer aux torons assemblés d'une préforme un certain degré de cohérence grâce auquel la préforme peut être commodément manutentionnée et transportée pour subir des traitements supplémentaires sans risque de désagrégation ou de séparation des fibres assemblées. L'application de résine au de colle sur les torons peut être réalisée de différentes façons. Par exemple, on peut revêtir ou imprégner les torons S d'unê résine ou substance adhésive au moment de leur formation, ou appliquer une telle résine ou substance ad-
EMI4.9
hésive sur les torons sectionnés. La figure 1 illustre une façon préférée d'appliquer un constituant de résine de cette seconde manière.
La disposi- tion comprend une trémie 60 supportée au-dessus d'une goulotte 62 et desti- née à contenir une résine à l'état pulvérulent ou divisé', telle qu'une rési- ne du type polyester, qui coule de la'trémie 60 dans la goulotte 62 pour
EMI4.10
se déverser ensuite à 1 intrieui.4Une tubulure 64 du tube 35 de -telle sorte que cette résine se dépose, d;lrectement. dans le courant d air et sur les tronçons de torons,ou fibres er.ran.s de bas en haut, dans ledit commit j passant à l'intérieur du tube 35.* 'La. poudre de résine est composée de par:²-
<Desc/Clms Page number 5>
cales assez fines pour adhérer facilement aux tronçons se mouvant, à l'inte-
EMI5.1
rieur du tube 35.
La goulotte 62 est destinée à recevoir t1li moúventeIt!f' ' - causse ou d'agitation qui lui est communiqué par un mécanisme 66 à électro-
EMI5.2
aimant ou un autre dispositif propre à assurer un écou1eméni'n décharge continu de résine à l'intérieur de la tubulure, 64, chaque o1a que des. tronçons de fibres se meuvent à l'intérieur du conduit 35. ,e . dispos.if'-6 peut être commandé par un appareil électrique d'un type courant '(non repré .sente), destinéà régler ou faire varier le taux ou la vitesse de vibration de la goulotte 62 de manière à commander le taux de décharge de la résine à l'intérieur du conduit 35.
Pour cuire ou durcir la résine ou colle sur-les.fibres assem- blées de la préforme constituée sur le gabarit 20, il est prévu à l'inté-
EMI5.3
rieur de la chambre une série de dispositifs électriques de7chahaffage 68 La.chambre 16 est, en outre, pourvue d'une porte 70 qui permet.d'y avoir
EMI5.4
accès pour détacher les préformes finies du gabarit 20. Dans la aon.strue- . tion d'appareil représentée, la porte 70 coulisse verticalement et est équi- librée par un contrepoids 71 relié à la porte par un câble 72.
Le dispositif à trongonner les torons, le fournisseur de rési- ne 62, la soufflerie 29 et le mécanisme servant à faire tourner le gabarit 20 dans la chambre de traitement 16 peuvent être commandés électriquement par des relais et des commutateurs à temps appropriés, de telle sorte.qu'ils fonctionnent dans un ordre déterminé et d'une manière convenablement réglée dans le temps, et que la période de travail de chacun de ces mécanismes soit- celle qui convient pour assurer la réalisation de sa fonction.
Comme les:; circuits et le mécanisme de: commande électriques adoptés peuvent être de
EMI5.5
tous types courants appropriés, on n'a pas jugé nécessaire àé les râprésën- ter sur lés dessins. '
Pour me'ttre en oeuvre, le présent procédé à l'aide de l'appa- reil de la figure 1, on excite lescircuits électriques par la manoeuvré'
EMI5.6
d'un interrupteur à main (non représenté) placé à portée ce-1'opérateïir, ce qui déclenche le cycle des opérations qui doivent être effectuées pour assurer la fabrication d'une préforme de trongons de fibres (ou torons de fibres) sur le gabarit 20. On excite le moteur 30 pour mettre la soufflerie 29 en marche, en même temps qu'on excite le moteur 55 pour provoquer la mise
EMI5.7
en action du dispositif coupant 48.
Si on le désire, on peut faire fon'oti'on#* ner la soufflerie 29 sans interruption sans que ceci gène de quelque manière les autres stades du procédé. On règle d'une manière prédéterminée la posi- tion du registre à air 38 pour obtenir à l'intérieur du tube 35 aboutissant à la chambre de traitement 16 un courant d'air désiré, de telle sorte que,
EMI5.8
u.,fur.et à mesure que les fibres ou torons coupés S' pénètrent dans ce,tube, ils sont dès leur entrée instantanément entraînés par le courant, transpor- tés vers le haut et déchargés dans la chambre de traitement 16.
Le chargeur de résine 62 entre en fonction en même temps que le dispositif coupant, de sorte que la résine en poudre est déchargée dans la tubulure 64 pour être recueillie par le courant d'air et les torons ou fibres se mouvante à l'in-
EMI5.9
térieur du tube 35. En raison de la nature ajourée du gabarit 20r'qui-'-yea' animé d'une rotation du fait que le moteur 26 a été mis sous tension sifJi:l"7 tanément avec la mise en marche du dispositif coupant 49, le courant -d'i3:5.r qui pénètre dans la chambre de traitement traverse ce gabarit, mais celui-- ci arrête les torons ou fibres coupés amenés à son contact et se comporte
EMI5.10
ainsi à la façon d'un filtre de manière a. constituer le corps façonné ou "préforme" épousant la forme du gabarit.
En raison de la rotation du gaba- rit et de la position angulaire relative de- son axe de rotation, les troué
EMI5.11
gàris de fibres et de torons courts se déposent ou s'accumulent sur le gab'ai- rit, sur lequel ils forment une couche d'épaisseur constante. Lorsque la couche atteint l'épaisseur désirée, le cycle des opérations est interrompu,
EMI5.12
que ce soit automatiquement ou par la manoeuvre d'un interrtpteïr de coït ; mande à main intercalé dans les circuits des mécanismes, ce qui interrompe le transport des fibres vers le gabarit.
Les dispositifs de chauffage 68,
EMI5.13
9?Z' peuvent elie électriques ou du type-à jets'.de gaz, sont alors mis' en 'on ce qui a pour'effet d'élever la 'température'de l'air à l'intérieur de la?'*
<Desc/Clms Page number 6>
zone où se trouvent le gabarit 20 et la préforme P, de manière à cuire ou, solidifier la résine enrobant les fibres. Après cette'opération de cuisson, l'opérateur peut enlever la préforme terminée en ouvrant la porte d'accès 70. On peut faire fonctionner la soufflerie 30 d'une façon continue et pro- voquer une circulation répétée d'une portion de l'air à l'intérieur de l'ap- pareil par le réglage des registres ou papillons 33 et 38, le registre 33 étant prévu dans un conduit d'échappement d'air qui débouche à l'air libre.
Bien qu'on ait obtenu des résultats avantageux dans l'utilisa- tion d'un courant de gaz ou d'air à titre d'agent propre à véhiculer les tronçons de fibres à partir de la zone de sectionnement, il va de soi qu'on pourrait, si on le désire, faire usage d'autres formes de dispositifs trans- porteurs de fibres, tels qu'un transporteur mécanique du type à bande, sans fin, Le conduit 35 peut être fait de toute matière appropriée, mais il est désirable qu'il soit,revêtu d'une couche lisse'd'un métal tel que le cuivre, l'aluminium ou l'étain,le cas échéant doublé d'un autre métal, afin qu'il offre le minimum de résistance au mouvement de l'air et des fibres passant dans le conduit.
On peut faire varier la vitesse du dispositif coupant 49 à l'ai- de du mécanisme de changement de vitesse contenu dans le carter 54, de ma- nière à faire varier le taux d'admission des fibres coupées à l'intérieur de la chambre de traitement 16. Les couteaux 49 de ce dispositif peuvent ê- tre répartis de toute manière désirée à la périphérie de l'organe rotatif 48, et l'on peut prévoir un nombre de couteaux plus grand ou plus petit que celui représenté.
Chacun des torons de fibres S amenés au dispositif coupant 49 est ordinairement composé de quelques centaines de fibres individuelles, en verre ou autre matière minérale, et pendant la formation des torons à partir de fibres étirées, le toron est habituellement soumis à une torsion, ou est enrobé d'une résine ou matière adhésive propre à communiquer un cer- tain degré de cohésion ou de rigidité au toron, afin de faciliter sa manu- tention et son traitement et d'éviter la production de fibres détachées ou isolées qui seraient autrement susceptibles de se séparer du toron avant le découpage.
Lorsque les torons sont découpés en petits tronçons par le dis- positif coupant des figures 1 et 2, il convient que les groupes de fibres ou torons de fibres découpés soient partiellement ou, dans certains cas, complètement ouverts ou déliés, c'est-à-dire conditionnés de façon que cer- taines des fibres individuelles, ou toutes, soient libérées des groupes afin d'obtenir une masse plus homogène de groupes de fibres et de fibres individuelles partiellement ouverts. Ce résultat final est spécialement désirable lorsqu'on utilise la masse de fibres et groupes de fibres décou- pas comme renforcement de préformes pour des objets moulés de façon à con- férer à l'objet des caractéristiques de résistance mécanique satisfaisantes ' en tous les points de l' ob j et.
On a constaté que divers facteurs influent sur l'état ou la fa- cilité d'cuverture des divers groupes de fibres, à savoir la vitesse à la- quelle les torons continus traversent le dispositif coupant, le diamètre du rouleau 45 d'entraînement des torons et les longueurs des fibres ou torons découpés. Par exemple, si le rouleau 45 a un diamètre relativement petit, il soumet les fibres individuelles des torons à une flexion prononcée au moment où les torons décrivent un chemin courbe de faible rayon de courbure autour d'une portion de la périphérie du rouleau, dé sorte que les fibres des torons découpés sont facilement séparables.
Le rayon de courbure'dudit chemin courbe, que ce rayon soit petit du fait de l'utilisation d'un rou- leau d'entrainement de petit diamètre, ou que la courbure soit plus progres- sive par suite de l'utilisation d'un transporteur de torons d'un plus grand diamètre, influe directement sur le degré de flexion des fibres individuel- . les et constitue par conséquent un facteur dont dépend le degré d'ouverture des groupes de fibres découpés et, par suite, le nombre de fibres indivi- duelles susceptibles d'être déliées et libérées des groupes. La longueur des fibres découpées, qui dépende de l'espacement périphérique des couteaux consécutifs du dispositif coupant,, influe, aussi.sur le degré d'ouverture. des torons découpés.
En réduisant la longueur des torons découpés, on ang-
<Desc/Clms Page number 7>
mente le nombre de fibres individuelles qui se séparent des,groupes décou- pés. La vitesse à laquelle les torons continus se meuvent à travers 'le dis- positif coupant influe aussi sur le degré d'ouverture,, étant' donné qu'aux vitesses linéaires relativement élevées des torons, les fibres'sont sujet- tes à vibrer, ce qui facilite la séparation d'un grand nombre,des fibres minérales individuelles d'avec les groupes découpés.
Ainsi., en orientant* ,¯et réglant les divers facteurs énumérés ci-dessus, on peut régler le: degré d'ouverture des torons ou groupes de fibres découpés de manièreà séparer ou libérer des fibres individuelles de ces torons ou groupes, ce qui per- met d'obtenir un rapport désiré entre les fibres individuelles ou séparées et les torons ou groupes découpés qui n'ont pas été ouverts ou qui n'ont été que partiellement ouverts. @
La figure 3 représente un appareil qui comporté certaines mo- difications de l'appareil représenté à la figure 1.
Dans cette construc- tion, le bâti 10' supporte une. chambre de traitement 16' et un conduit 35é par lequel s'effectue le transport des fibres sectionnées vers l'a chambre de traitement, le découpage de ces fibres étant effectué, à partir de to- rons continus de fibres, par un dispositif coupant 48'. L'appareil comprend une soufflerie 29' propre à faire circuler l'air, appliqué à titre de véhi- cule ou agent transporteur de fibres ou de torons, à l'intérieur du conduit
35' et de la chambre 16', dans laquelle les tronçons de fibres se déposent sur un gabarit 20' porté par une table rotative 18'.
Dans cette forme d'ap- pareil, la résine contenue dans la trémie 60' est déchargée à l'intérieur de la goulotte 62', qui est soumise à un mouvement de vibration ou d'agita- tion pour transférer ladite résine en quantité prédéterminée par unité de temps à l'intérieur du conduit 35', par la tubulure 64'.
Dans certains types de préformes, il est désirable d'adjoindre à la résine une charge telle que, par exemple, la farine de bois, la silice finement divisée ou d'autres matières relativement inertes du point de vue chimique. Comme représenté à la figure 3, il peut être prévu une trémie ou autre récipient 76 pourvu d'un conduit de décharge 77 et destinée à conte- nir une substance pouvant être introduite dans la tubulure 64' et le con- duit 35', dans lequel elle est entraînée par le courant d'air et par les fibres découpées et arrive avec ces dernières dans la chambre de traitement 16'. Un moulinet distributeur 79, disposé au fond de la trémie, est action- né par un moteur ou un autre dispositif approprié (non représenté),
de ma- nière à assurer 1'entraînement de la charge pendant la période de travail du dispositif coupant 48'.
L'appareil représenté à la figure 3 comprend, en outre, un dis- positif de construction modifiée pour cuire le constituant résineux des ±1- ' bres assemblées sur le gabarit 20' de la préforme. Dans la chambre de trài- tement est disposée une ossature relativement mobile 80 qui constitué le ' support d'une série d'éléments de chauffage 81, pouvant affecter la forme décampes d'un type courant servant à cuire la résine. L'ossature 80 portant les lampes 81 est mobile verticalement de façon à pouvoir être relevée à l'intérieur de la portion supérieure de la chambre de'traitement, jusquéa la position indiquée par des traits discontinus, pendant la période au cours de laquelle les fibres sont introduites dans la chambre de traitement et .se déposent ou sont recueillies sur le gabarit 20'.
On peut faire usage de tout mécanisme approprié pour faire mouvoir le groupe de lampes ou organes de quisson 81, par exemple d'une tige 83 portant un piston 84 qui coulisse dans un cylindre 85 auquel un fluide sous pression, tel que de l'air comprime, peut être admis alternativement par des tuyaux 87 et 88 débouchant dans le cylindre respectivement au-dessous et au-dessus du piston 84, le sens du passage du fluide dépendant du point de savoir si l'ensemble du groupe de lampes chauffantes 81 et de l'ossature 80 doit être relèvera une position d'inactivité ou descendu à la position de cuisson, qui est celle représentée par des traits pleins à la .figure 3. La chambre 16' est pourvue d'une-porte d'accès 70' facilitant l'enlèvement des préformes finies du gabarit 20'.
Le mécanisme servant à relever ou abaisser les 'lampes chauffantes 81 peut être commandé automatiquement par des soupapes actionnées électriquement (non. *
<Desc/Clms Page number 8>
représentées) , combinées avec les autres mécanismes servant à réaliser les divers stades du procédé.
La figure 6 représente un appareil de construction modifiée - destiné à établir une température de cuisson dans la chambre de traitement.
Comme représenté, la chambre de traitement, 16a, établie de la même façon que la chambre 16, est pourvue d'un conduit d'échappement d'air 90 et d'un conduit d'admission d'air 91. Une soufflerie 92 communiquant avec le conduit 90 est pourvue d'un conduit 93 dont l'extrémité supérieure peut déboucher à l'air libre, mais dont une portion intermédiaire est reliée au conduit d'admission 91, ce dernier étant pourvu d'un dispositif de chauffage 95 qui chauffe le courant d'air passant dans ce conduit. Le conduit 93 est pourvu d'un volet ou registre 96 destiné à régler ou couper le courant d'air tra- versant la chambre de traitement 16a.
Le dispositif de chauffage 95 peut, si on le désire, être d'un type disposé de manière à brûler un mélange de- gaz et d'air et, dans ce cas, on fait circuler les gaz de combustion chauds à l'intérieur du conduit 91 pour les amener directement au contact des fi- bres déposées, de manière à effectuer la cuisson de la résine revêtant ces fibres.
La chambre de traitement est pourvue d'un second conduit d'é- chappement 98 qui communique avec une soufflerie 99 à laquelle est relié un conduit d'échappement 100 pourvu d'un registre approprié 101. Cette dis- position représentée à la figure 6 est destinée à être utilisée avec l'ap- pareil des figures 1 et 3 et fonctionne de la manière suivante : Pendant que s'effectue le découpage des torons de fibres en tronçons de faible lon- gueur, la soufflerie 99 provoque un appel d'air vers le haut à l'intérieur du conduit 35, représenté à la figure 6 par son orifice de décharge des fi- bres débouchant dans la chambre de traitement 16a.
Lorsque le volet 96 du conduit 93 est fermé et que le volet 101 du conduit 100 est ouvert, la souf- flerie 99 provoque un appel d'air s'élevant dans le conduit 35 et traversent la chambre de traitement 16a dans laquelle les fibres entraînées par le cou-. rant d'air se déposent sur le gabarit 20a. L'air qui traverse le gabarit passe par le conduit 98, et la soufflerie 99 et s'échappe à l'air libre par le conduit 100.
Dès que la quantité requise de fibres s'est déposée sur le ga- barit 20a, l'opérateur ferme le volet ou registre 101, de telle sorte que la soufflerie 99 cesse de provoquer une circulation d'air à travers la chan-'. bre de traitement. Il ouvre alors le registre 96 et, l'appareil de chauffa-- ge 95 étant en action, la soufflerie 92 commence à faire mouvoir des gaz de combustion chauds ou de l'air chaud dans le conduit 91, de telle sorte que ces gaz pénètrent dans la chambre de traitement 16a et entrent directement en contact avec le dépôt de fibres ou torons. Il s'établit ainsi au voisi- nage de la préforme 20a reposant sur la matrice une zone de température éle- vée qui effectue la cuisson du constituant résineux de cette préforme.
La soufflerie 92 agit de manière à remettre en circulation une proportion de gaz chauds qui dépend du degré d'ouverture du registre régulateur 103 prévu dans le conduit 93. Après la cuisson de la résine, on peut fermer le regis- tre 96 et enlever du gabarit la préforme finie qui reposait sur lui. Le cy- cle peut alors être répété de la manière décrite.
La figure 7 représente une variante de la construction de figu- re 6. Dans cette construction modifiée, la chambre de traitement 16b est relise par un conduit 91' à un conduit d'échappement 100 qui communique lui- même avec une soufflerie 99' aspirant l'air que contient la chambre de trai- tement 16b par un conduit 90. Le conduit 91' est pourvu d'un registre 101'.
Pendant le fonctionnement du dispositif coupant représenté aux figures 1 et 3, la soufflerie 99' aspire l'air de la chambre 16b et établit dans le con- duit transporteur de fibres 35 une circulation d'air telle que les fibres entraînées sont introduites dans ladite-chambre à leur sortie de ce conduit.
Pendant cette opération, le registre 101' est ouvert et le registre 110 e t fermé. Lorsque le dépôt des fibres sur le gabarit 20b de la préforme est terminé, on ouvre le registre 110 et on règle le registre 112 de ,anière
<Desc/Clms Page number 9>
EMI9.1
que les gaz de combustion-'chauds'fournis par le dispÓsitit'..de :chauff"age" 95' soient dirigés par le conduit' 91' 'vers la chambre de'traîteméfltrl6b<"et' en-' trent.en contact avec la préforme pour cuire le constituant résineux de cette préforme.
Aussitôt que la quantité, de chaleur ainsi eo-Urzie-, est,uf7 fisante pour assurer la cuisson de la résine, on peut'fermer le'registre" ' 110', retirer la préforme finie de la chambre et répéter le cycle de la fa- çon décrite. ' . ¯ ,> . -. - - .' :.>
Tour certains types d'objets moulés en résine, renforcés'par des' fibres ou torons de fibres, et plus spécialement ceux'quifont usage' d'une résine translucide ou. transparente;' il est désirable'que les portions superficielles de la préforme renforcée soient principalement composées de
EMI9.2
fibres coupées séparées ou individuelles et que, à l'intérieur"de cette"'pré- forme,' les' torons découpés prédominent.
On peut parvenir à ce, résultat" 'èn f. modifiant la vitesse du rouleaù transporteur de torons continus: 45" et du'- ' rouleau porte-couteaux 48 du dispositif coupant, au cours des opérations- de fabrication d'une préforme. Par exemple, le dispositif coupant peut êtne entraîné initialement à une vitesse relativement élevée, ce qui s'obtient en manoeuvrant le volant 57' de manière à déplacer le ou les pignons de changement de vitesse de telle sorte que les torons découpés s'ouvrent ou se désagrègent pour donner des fibres individuelles qui s'accumulent dans une couche formée sur le gabarit 20.
On peut alors manoeuvrer ledit volant afin de réduire sensiblement la vitesse des rouleaux 45 et 48, de telle' sorte que les torons découpés restent sensiblement intacts et s'accumulent sur la couche de fibres séparées qui repose sur le gabarit 20 pour consti- tuer le noyau ou corps intérieur de la préforme, Lorsque ce corps a acquis l'épaisseur désirée, on ramène de nouveau l'organe régulateur 55' à sa po- sition de vitesse élevée afin de constituer à la surface supérieure de la préforme une nouvelle couche de fibres séparées ou individuelles. Lorsqu'u- ne préforme fabriquée de cette manière a été incorporée à un objet moulé,
EMI9.3
le.s",ones superficielles sont principalement composées de fibres individuel- les,et les torons de renforcement coupés sont noyés dans la portion inté rieure de l'objet.
<Desc / Clms Page number 1>
EMI1.1
FIBERS OF THERMOPLASTIC MATERIAL. ,,
EMI1.2
',. The present invention relates to pprfectio ± nemlén% 1 all'ù # i êédé "' a; ':":> â1ttx: apparatus described in the main patent,' in view 'é d, anrier to. d
EMI1.3
masses or aggregates of cords or strands of fibers, or fibers. 'individual-
EMI1.4
-the on..glass, predetermined configurations or "preforms" with a view to nG1Ilbpe'UX 'Industrial uses, In recent years, it has been pra; t.qûé côfr'a5.t' to give to masses of glass fibers of pre-finished shapes or configurations for use as reinforcing elements in molded plastic or resin jets.
One such application is based on the formation of glass fibers by a process of 'stretching veins' of the molten material so as to' shrink them and obtain fine filaments therefrom which. are converted to fibers- and '' assembled in the form of strands, each.toron being composed of a large ncm- -brie of fibers ,. The strand is wound on a spindle or a, tu13e 'dE1, except that it is converted to a coil by the cowament methods, 84DUliqaees in the textile industry for winding. of yarns.
The. mase tleb; ins 9f.e .. strand are then cut in the direction of their -longuem 'and the r4asse of the strands cut from the coil is spread on a movable transpoc% eur µu $
EMI1.5
1? Brings between the elements of a rotary cutting device which cuts
EMI1.6
the mass of strands in. sections which are collected in a suitable bag or container. These strand sections are then deposited S1J.1f ',;, m .a1.1: Grl3 transporter, on which they are subjected to the action of a series, torganes'iF teurs or mechanical separators.
The product results -is usually C'0m-
EMI1.7
laid of a mass comprising a number of individual strands and a large number of groups or entangled aggregates deflowered sectioned of which
EMI1.8
the sections are of various lengths. '-' "',,. 4,
<Desc / Clms Page number 2>
EMI2.1
A "preform" made from such a mixture supplied by the cutting device would not be suitable because it would have irregular smallness due to the presence of concentrated aggregates of sectioned strands in some. areas and insufficient reinforcement '* in other areas.
This is why the use of mechanical extractors has been proposed for the purpose of separating the coherent groups into individual strands.
EMI2.2
or the entangled aggregates of chopped strands, in order to obtain a more homogeneous mixture of individual or separate chopped strands in the preform.
This practice has not been entirely satisfactory because
EMI2.3
mechanical extractors tend not only to separate groups of coherent strands into individual strands, but also to open and separate individual fibers from said strands. If the mixture is subjected to the action of the extracting elements for too long a period of time, the
EMI2.4
mixture.; t'éS1il..tant contains a. too large number of indiiehielles dry fibers, trimmed, which considerably affects the mechanical strength factor of the mixture considered as reinforcing agent, whereas if the period
EMI2.5
action t too low, ¯ # the aggregates qu. groups of coherent strands are not separated.
The present invention resides in a treatment process to which strands of glass fibers are subjected to obtain a body, assembly or configuration by which it is possible to economically obtain "preforms" suitable for incorporation into them. articles molded from resins or plastics for the purpose of reinforcing said articles, this method making it possible to precisely adjust the character of the body, composed of strands or fibers.
The invention furthermore consists of a process for conditioning or treating strands or cords of mineral fibers, this process comprising the correlation of successive stages in a particular order such that the number of operations is increased. is minimized as well as therefore the cost of manual material handling, besides. the treatment device is likely to work
EMI2.6
for long periods of time with minimal operator supervision.
The invention comprises, in addition, a. simple, although efficient, method and apparatus for making strands or cords of numeral fibers (such as glass fibers) sectioned into predetermined lengths, es, for bringing and collecting the sections at a suitable station, where a binder or other agent is applied to said strands so as to join together the sections of the collected mass of strands collected a-
EMI2.7
close that they were etéc. assembled and received the desired "preform" configuration, said invention also comprising heat treating or curing the yarn within the fibrous mass.
-The invention further comprises means suitable for adjusting the mass of strands or cords and sectioned fibers such that it de-
EMI2.8
It becomes possible to manufacture a "preform!" in which single or separate fibers predominate in the outer surfaces, while the inner areas or layers of the reinforcing mass are essential.
EMI2.9
lely composed of strands or cords of fibers closed or only: / P8; r't1.àh- lement open, said means being based inter alia -on, an adjustment of the speed of said cutting device in order to vary the- ratio of individual or single fibers to bundled or stranded fibers of the mixture collected. - '
In the. attached drawings:
'Figure 1 is a view in.' elevation., in partial section, of an apparatus for carrying out the present 'method.'
Figure 2 is a partially schematic sectional elevation view of a device for transporting and severing strands or fibers.
<Desc / Clms Page number 3>
Figure 3 is a view, similar to Figure 1, 'of a disposas-.
EMI3.1
tif suitable for cooking or heat treatment of the, pe. & aie ".
FIG. 4 is a partial view on a larger scale, showing a template on which a fiber preform is placed.
.
EMI3.2
Figure 5 is a perspective view, illustrating a typical "preform" made by the method and apparatus described herein. invention. 'i 1-, ¯1 "f.;"> Figure 6 is a semi-schematic view of an arrangement for carrying out the baking of the glue or resin coated with the IIpréÍroîn6, fI. fibrous.
Figure 7 is a semi-schematic view of a variant of Figure 6. '.
The. method and apparatus of the present invention are
EMI3.3
It is particularly advantageously applicable to the processing and orientation of fibers, and more especially strands or cords of glass fibers, for the production of fibrous bodies or structures having a desired configuration or shape.
When the resulting structure or assembly has the shape and dimensions suitable for forming the body of pre-shaped fibrous reinforcing material for a molded body of resin or material
EMI3.4
plastic, said body or assembly is called a "preform".
preforms, consisting of a meeting or assembly of relatively fine mineral fibers are very particularly suitable as reinforcing structures intended to be impregnated with a resin or a plastic material or to be embedded in such a material, the preform constituting an - * - 'element which considerably increases the mechanical strength' of an object molded in resin or plastic.
EMI3.5
According to the present invention, strands' in the .cord, s "'. Of fibers are cut into relatively short sections which are gathered: mblj3 or collected on a suitable template so as to constitute a 1nalls,", composed either exclusively of' short-length strand aggregates, s <Yi; '17 'of such aggregates or strands and, furthermore, individual fibers, the toiji, in a substantially uncompressed state. Where such preprimes are to be used to reinforce molded articles, the fibrous mass is placed and
EMI3.6
the. resin or plastic material in a mold, the compd-- .sa.te mass is compressed to give it the desired thickness and, finally, this mass is subjected to a heat treatment suitable for imparting rigidity to the object * and undeformable character.
Reference will now be made more particularly to FIG. 1 ..
The apparatus shown comprises a frame 10 comprising uprights 12 whose upper ends are interconnected by longitudinal beams 14. The frame 10 supports a treatment chamber 16 in which is disposed a relatively movable table 18, preferably circular, constituting an assembly device suitable for supporting a
EMI3.7
openwork frame or matrix, for example 'mesh 20, this template constituting a station for depositing or collecting fibers, that is to say an area in which the fibers or strands are intended to be collected' or assembled
EMI3.8
in the form of a fluffy or free mass, designated by P M called uprê-form ".
The table 18 which carries the template 20 is preferably s-brought 'in a mobile manner and; in the arrangement shown in figure '1, - this tab 3 The' - '. is supported 'by a framework mounted on a shaft 22 intended for - reC'EWo1r,' ² 'by means of a transmission 23, a rotational movement which will be communicated by a mechanism enclosed inside a casing 25 and * actuation ± g by a motor 26. The mechanism contained in the casing 25 is established to vary or adjust the speed, from rotation of 1.2 aJ! br'ê 221, of 'ha table 18 and of the openwork jig 20, for purposes' which aero4t'explÎqixâé s klUÉ-) "away ..
The gear change mechanism 'contained in the housing 25 e; 8' provided with a flywheel or similar operating member Z7 which is placed outside the housing and by the operation of which the operator can vary the speed of rotation of table 18 and jig 20.: Shaft '22 pent4Lât3'e
<Desc / Clms Page number 4>
supported by a bracket 24 or by any other suitable device secured
EMI4.1
to the frame 10.,. ¯, - ¯ -
A device is provided for passing a current of air through the treatment chamber and through the jig 20.
The area located
EMI4.2
below the table 18 and the die 20 is delimited by an enclosure 17, the interior of which communicates with a duct 28 connected to a blower
EMI4.3
29 or any other device suitable for producing suction or a current of air, this blower being driven by a motor 30 and provided with an exhaust pipe or duct 31.
The exhaust port of the tube 31 is provided with an adjustable damper or flap 33 intended to adjust the volume of air delivered.
EMI4.4
circulating inside the processing chamber and through the; ga # barit, as well as the volume of air escaping to the air.
EMI4.5
The apparatus further comprises a conduit or tube 35 where the staple fibers or strands of fibers are discharged in a manner which will be.
EMI4.6
explained below, the tube 35 preferably inclining upwards, as shown in FIG. 1, and opening into the treatment chamber 16 via one of its ends, its other end communicating with a duct 37 which is provided with a shutter or register 38 intended to regulate the air flow passing through ducts 37 and 35.
Means are provided for transporting the fibrous strands S to a cutting device which cuts them into relatively short sections, and for simultaneously introducing these sections into the current of air moving inside the duct 35. The device provided for section, the strands in small sections includes a drive roller 45, a roll'-
EMI4.7
the pressurized water, 46 intended to come into contact with the strands S and the coupsht device itself. As shown in Figures 1 and 2, the actual cutting device comprises a rotating member 48, provided on its periphery with a series of equidistant blades 49 which project from the outer cylindrical surface of said member.
Rollers 45 and 48 are driven through a gear 47 and pulleys 50 and 51 connected by a belt 52 to a speed change mechanism which is contained within a housing 54 and actuated by a motor 55. A handwheel 55 'enables the shifting mechanism to be operated' to adjust the speed of the rollers 45 and 48. The strands are fed to the cutting device and, in the construction of Figure 1, these strands come from coils or cones 56 mounted on a rack 57, said strands S being directed towards the mechanism serving to transport and cut the strands by means and a guide duct 59.
When the register 38 provided inside the duct 37 is open and the blower 29 is operating, an air current is established at
EMI4.8
the interior of the sleeve or tube 35, ', in which it moves at a speed sufficient to drive the sections of fibers or strands S'and the ih- 1': troduct in the treatment chamber 16.
In order to obtain glass fiber preforms, the assembled strands of a preform should be imparted a certain degree of consistency whereby the preform can be conveniently handled and transported for further processing without the risk of disintegration or separation of the assembled fibers. . The application of resin or glue on the strands can be carried out in different ways. For example, one can coat or impregnate the strands S with a resin or adhesive substance at the time of their formation, or apply such a resin or adhesive substance.
EMI4.9
hesitates on severed strands. Figure 1 illustrates a preferred way of applying a resin component in this second way.
The arrangement includes a hopper 60 supported above a chute 62 and intended to contain a resin in a powdered or divided state, such as a polyester-type resin, which flows from the tube. hopper 60 in the chute 62 for
EMI4.10
then pour into 1 intrieui.4A tubing 64 of the tube 35 so that this resin is deposited, d; lrectement. in the air current and on the sections of strands, or fibers er.ran.s from bottom to top, in said commit j passing inside the tube 35. * 'La. resin powder is composed of: ²-
<Desc / Clms Page number 5>
wedges thin enough to adhere easily to the moving sections, inside
EMI5.1
laughter of the tube 35.
The chute 62 is intended to receive t1li moúventeIt! F '' - causse or agitation which is communicated to it by a mechanism 66 with electro-
EMI5.2
magnet or other device suitable for ensuring a continuous flow of resin flow inside the tubing, 64, each o1a as. fiber sections move inside the conduit 35., e. dispos.if'-6 can be controlled by an electrical device of a common type '(not shown), intended to adjust or vary the rate or speed of vibration of the chute 62 so as to control the rate of discharge resin inside duct 35.
To bake or harden the resin or glue on the assembled fibers of the preform formed on the template 20, it is provided inside.
EMI5.3
inside the chamber a series of electrical de7chaffage devices 68 The chamber 16 is, moreover, provided with a door 70 which allows.
EMI5.4
access to detach the finished preforms from the jig 20. In the aon.strue-. As shown, the door 70 slides vertically and is balanced by a counterweight 71 connected to the door by a cable 72.
The strand cutting device, the resin supplier 62, the blower 29 and the mechanism for rotating the jig 20 in the processing chamber 16 can be electrically controlled by appropriate time relays and switches, as such. so that they operate in a determined order and in a manner suitably regulated in time, and that the period of work of each of these mechanisms is that which is appropriate to ensure the achievement of its function.
Like the:; Adopted electric control circuits and mechanism can be of
EMI5.5
any suitable common types, it has not been considered necessary to reproduce them in the drawings. '
To carry out the present process with the aid of the apparatus of FIG. 1, the electrical circuits are energized by the operation.
EMI5.6
a hand switch (not shown) placed within reach of the operator, which triggers the cycle of operations which must be performed to ensure the manufacture of a preform of fiber strands (or strands of fibers) on the template 20. Motor 30 is energized to start blower 29, at the same time as motor 55 is energized to cause
EMI5.7
in action of the cutting device 48.
If desired, the blower 29 can be operated without interruption without this interfering in any way with the other stages of the process. The position of the air damper 38 is adjusted in a predetermined manner to obtain within the tube 35 leading to the treatment chamber 16 a desired air flow, so that,
EMI5.8
u., as the fibers or chopped strands enter this tube, upon entry they are instantly carried by the current, transported upwards and discharged into the treatment chamber 16.
The resin feeder 62 comes into operation at the same time as the cutting device, so that the powdered resin is discharged into the tubing 64 to be collected by the air stream and the strands or fibers moving in-
EMI5.9
of the tube 35. Due to the perforated nature of the jig 20r 'which is animated by a rotation due to the fact that the motor 26 has been energized if: 1 "7 immediately with the starting of the device. cutting 49, the current -d'i3: 5.r which enters the treatment chamber passes through this template, but it stops the strands or cut fibers brought into contact with it and behaves
EMI5.10
thus like a filter so a. constitute the shaped body or "preform" following the shape of the template.
Due to the rotation of the template and the relative angular position of its axis of rotation, the holes
EMI5.11
Garments of fibers and short strands are deposited or accumulate on the gauge, on which they form a layer of constant thickness. When the layer reaches the desired thickness, the cycle of operations is interrupted,
EMI5.12
whether automatically or by the maneuver of a coitus interrtpter; hand control inserted in the circuits of the mechanisms, which interrupts the transport of fibers to the jig.
Heaters 68,
EMI5.13
9? Z 'can be electric or of the gas-jet type, are then switched on which has the effect of raising the' temperature 'of the air inside the?' *
<Desc / Clms Page number 6>
zone where the template 20 and the preform P are located, so as to bake or solidify the resin coating the fibers. After this baking operation, the operator can remove the finished preform by opening the access door 70. The blower 30 can be operated continuously and caused repeated circulation of a portion of the air. air inside the appliance by adjusting the registers or butterflies 33 and 38, the register 33 being provided in an air exhaust duct which opens into the open air.
Although advantageous results have been obtained in the use of a stream of gas or air as an agent suitable for conveying the fiber sections from the severing zone, it goes without saying that Other forms of fiber conveying devices could be used, if desired, such as an endless belt type mechanical conveyor. The conduit 35 may be made of any suitable material, but it It is desirable that it be coated with a smooth layer of a metal such as copper, aluminum or tin, if necessary lined with another metal, so that it offers the minimum of resistance to the movement of air and fibers passing through the duct.
The speed of the cutting device 49 can be varied with the aid of the speed change mechanism contained in the housing 54, so as to vary the rate of admission of the cut fibers into the interior of the chamber. treatment 16. The knives 49 of this device can be distributed in any desired manner around the periphery of the rotary member 48, and a larger or smaller number of knives than that shown may be provided.
Each of the strands of S-fibers fed to the cutting device 49 is ordinarily composed of a few hundred individual fibers, of glass or other mineral material, and during the formation of the strands from the drawn fibers, the strand is usually subjected to twisting, or is coated with a resin or adhesive material suitable for imparting a certain degree of cohesion or rigidity to the strand, in order to facilitate its handling and processing and to avoid the production of loose or isolated fibers which would otherwise be susceptible to separate from the strand before cutting.
When the strands are cut into small sections by the cutting device of Figures 1 and 2, the groups of fibers or strands of fibers cut should be partially or, in some cases, completely open or untied, that is to say that is, packaged so that some or all of the individual fibers are released from the groups in order to obtain a more homogeneous mass of groups of fibers and partially open individual fibers. This end result is especially desirable when the mass of uncut fibers and groups of fibers is used as reinforcement of preforms for molded articles so as to provide the article with satisfactory strength characteristics at all points. of ob j and.
It has been found that various factors influence the condition or ease of opening of the various groups of fibers, namely the speed at which the continuous strands pass through the cutting device, the diameter of the drive roller 45 of the fibers. strands and lengths of fibers or cut strands. For example, if the roll 45 has a relatively small diameter, it subjects the individual fibers of the strands to severe bending as the strands make a curved path of small radius of curvature around a portion of the periphery of the roll, thus causing so that the fibers of the cut strands are easily separable.
The radius of curvature of said curved path, whether this radius is small due to the use of a small diameter drive roller, or whether the curvature is more gradual as a result of the use of a carrier of strands of a larger diameter, directly influences the degree of bending of the individual fibers. les and is therefore a factor on which depends the degree of openness of the groups of cut fibers and hence the number of individual fibers capable of being untied and released from the groups. The length of the cut fibers, which depends on the peripheral spacing of the consecutive knives of the cutting device, also influences the degree of opening. cut strands.
By reducing the length of the cut strands, one ang-
<Desc / Clms Page number 7>
indicates the number of individual fibers which separate from the cut groups. The speed at which the continuous strands move through the cutting device also influences the degree of openness, since at relatively high linear speeds of the strands the fibers are prone to vibrate. which facilitates the separation of a large number of individual mineral fibers from the chopped groups.
Thus., By orienting *, ¯ and adjusting the various factors listed above, the degree of opening of the strands or groups of fibers cut can be regulated so as to separate or free individual fibers from these strands or groups, which achieves a desired ratio between individual or separated fibers and cut strands or groups which have not been opened or which have only been partially opened. @
Figure 3 shows an apparatus which included certain modifications to the apparatus shown in Figure 1.
In this construction, the frame 10 'supports a. treatment chamber 16 'and a duct 35 through which the transport of the sectioned fibers takes place towards the treatment chamber, the cutting of these fibers being carried out, from continuous tonnets of fibers, by a cutting device 48 '. The apparatus comprises a blower 29 'suitable for circulating the air, applied as a vehicle or carrier of fibers or strands, inside the duct.
35 'and the chamber 16', in which the fiber sections are deposited on a jig 20 'carried by a rotary table 18'.
In this form of apparatus, the resin contained in the hopper 60 'is discharged inside the chute 62', which is subjected to a vibrating or agitating movement to transfer said resin in a predetermined quantity. per unit of time inside the duct 35 ', through the tubing 64'.
In some types of preforms, it is desirable to add to the resin a filler such as, for example, wood meal, finely divided silica or other relatively chemically inert materials. As shown in Figure 3, there may be provided a hopper or other receptacle 76 provided with a discharge duct 77 and intended to contain a substance which can be introduced into the tubing 64 'and the duct 35', in. which it is entrained by the air current and by the cut fibers and arrives with the latter in the treatment chamber 16 '. A distributor reel 79, placed at the bottom of the hopper, is actuated by a motor or other suitable device (not shown),
so as to ensure the driving of the load during the working period of the cutting device 48 '.
The apparatus shown in Figure 3 further comprises a device of modified construction for curing the resinous component of the ± 1- 'bers assembled on the jig 20' of the preform. In the treatment chamber is disposed a relatively movable frame 80 which constitutes the support of a series of heating elements 81, capable of taking the form of decamps of a common type for curing resin. The frame 80 carrying the lamps 81 is movable vertically so as to be able to be raised inside the upper portion of the treatment chamber, to the position indicated by broken lines, during the period during which the fibers are introduced into the treatment chamber and are deposited or are collected on the template 20 '.
Use can be made of any suitable mechanism for moving the group of lamps or quisson members 81, for example a rod 83 carrying a piston 84 which slides in a cylinder 85 to which a pressurized fluid, such as air. compresses, can be admitted alternately by pipes 87 and 88 opening into the cylinder respectively below and above the piston 84, the direction of the passage of the fluid depending on whether the entire group of heating lamps 81 and of the frame 80 must be raised to an inactivity position or lowered to the cooking position, which is that shown by solid lines in Figure 3. The chamber 16 'is provided with an access door 70 'facilitating the removal of the finished preforms from the jig 20'.
The mechanism for raising or lowering the heat lamps 81 can be automatically controlled by electrically operated valves (no. *
<Desc / Clms Page number 8>
shown), combined with the other mechanisms used to carry out the various stages of the process.
Figure 6 shows an apparatus of modified construction - for establishing a cooking temperature in the processing chamber.
As shown, the treatment chamber, 16a, established in the same way as the chamber 16, is provided with an air exhaust duct 90 and an air intake duct 91. A blower 92 communicating with it. with the duct 90 is provided with a duct 93, the upper end of which can open into the open air, but an intermediate portion of which is connected to the intake duct 91, the latter being provided with a heating device 95 which heats the current of air passing through this duct. The duct 93 is provided with a shutter or register 96 intended to regulate or cut off the flow of air passing through the treatment chamber 16a.
The heater 95 may, if desired, be of a type arranged to burn a mixture of gas and air and, in this case, the hot combustion gases are circulated inside the heater. conduit 91 to bring them directly into contact with the deposited fibers, so as to cure the resin coating these fibers.
The treatment chamber is provided with a second exhaust duct 98 which communicates with a blower 99 to which is connected an exhaust duct 100 provided with a suitable register 101. This arrangement shown in FIG. 6 is intended for use with the apparatus of FIGS. 1 and 3 and operates as follows: While the strands of fibers are being cut into sections of short length, the blower 99 causes a call for air upwards inside the duct 35, shown in FIG. 6 by its fiber discharge port opening into the treatment chamber 16a.
When the flap 96 of the duct 93 is closed and the flap 101 of the duct 100 is open, the blower 99 causes an air intake rising in the duct 35 and passes through the treatment chamber 16a in which the entrained fibers. by the neck-. air flow is deposited on the jig 20a. The air which passes through the template passes through the duct 98, and the blower 99 and escapes to the open air through the duct 100.
As soon as the required quantity of fibers has deposited on the channel 20a, the operator closes the shutter or register 101, so that the blower 99 ceases to cause air circulation through the channel. bre of treatment. He then opens the register 96 and, the heater 95 being in action, the blower 92 begins to move hot combustion gases or hot air in the duct 91, so that these gases enter the treatment chamber 16a and come into direct contact with the deposit of fibers or strands. There is thus established in the vicinity of the preform 20a resting on the die a high temperature zone which fires the resinous component of this preform.
The blower 92 acts in such a way as to recirculate a proportion of hot gases which depends on the degree of opening of the regulating register 103 provided in the duct 93. After the resin cures, the register 96 can be closed and some gas removed. jig the finished preform that rested on it. The cycle can then be repeated as described.
Figure 7 shows a variant of the construction of figure 6. In this modified construction, the treatment chamber 16b is connected by a duct 91 'to an exhaust duct 100 which itself communicates with a suction blower 99'. the air contained in the treatment chamber 16b through a duct 90. The duct 91 'is provided with a register 101'.
During the operation of the cutting device shown in Figures 1 and 3, the blower 99 'draws air from the chamber 16b and establishes in the fiber conveyor duct 35 an air circulation such that the entrained fibers are introduced into said said duct. - bedroom at their exit from this duct.
During this operation, the register 101 'is open and the register 110 is closed. When the deposition of the fibers on the template 20b of the preform is completed, the register 110 is opened and the register 112 is adjusted to, anière
<Desc / Clms Page number 9>
EMI9.1
that the 'hot' combustion gases supplied by the dispÓsitit '.. de: chauff "age" 95' are directed through the duct '91' 'towards the de'ttreatment chamber fltrl6b <"and' come into contact. with the preform to cook the resinous component of this preform.
As soon as the quantity of heat thus eo-Urzie- is sufficient to ensure the curing of the resin, the '110' register can be closed, the finished preform removed from the chamber and the cycle of the cooking repeated. as described. '. ¯,>. -. - -.' :.>
Tour certain types of objects molded in resin, reinforced by fibers or strands of fibers, and more especially those which use a translucent resin or. transparent; ' it is desirable that the surface portions of the reinforced preform be mainly composed of
EMI9.2
individual or individual chopped fibers and that within "this" "preform" chopped strands predominate.
This result can be achieved by varying the speed of the continuous strand conveyor roller 45 "and of the cutter roller 48 of the cutting device during preform manufacturing operations. For example, the cutting device may be initially driven at a relatively high speed, which is achieved by operating the handwheel 57 'so as to move the gearshift pinion (s) so that the cut strands open or open. disintegrate to form individual fibers which accumulate in a layer formed on the jig 20.
Said flywheel can then be maneuvered to substantially reduce the speed of rollers 45 and 48 so that the cut strands remain substantially intact and accumulate on the layer of separated fibers which rest on the jig 20 to form the strand. core or inner body of the preform, When this body has acquired the desired thickness, the regulating member 55 'is again brought back to its high speed position in order to constitute on the upper surface of the preform a new layer of separate or individual fibers. When a preform made in this way has been incorporated into a molded article,
EMI9.3
The superficial ones are mainly composed of individual fibers, and the cut reinforcing strands are embedded in the interior portion of the article.