BE562536A - - Google Patents

Description

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   La présente invention concerne des courroies de machines et en particulier des courroies du type comprenant une   composition   de caoutchouc naturel ou synthétique dans laquelle sont noyés des fais comportant une ême en matière filamenteuse continue   sur   la-, quelle est guipée une couche de fibres coupées, la proportion de matière filamenteuse continue étant comprise entre 50 et 90% en poids du fil. 



   On a découvert   à.   présent que des matières composites de genre, dans lesquelles la matière filamenteuse continue est un produit synthétique, offrent des avantages spéciaux lorsqu'on les utilise pour bâtir des courroies de machines. 

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   Suivant la présente invention, une courroie de machine comprend une matière élastomère renforcée par des fils comportant une âme en filaments synthétiques continus sur laquelle est guipée une couche de fibres coupées, la proportion des filaments continus étant comprise entre 50% et 90% en poids du fil. 



   On bâtit habituellement des courroies de machine à partir d'un caoutchouc naturel ou synthétique contenant comme renforcement du fil textile qui peut se présenter sous forme d'un tissu ou de câbles qui traversent longitudinalement la courroie. En service, ces courroies sont soumises à différentes tensions qui tendent à abréger la vie de la courroie   et.,   pour avoir un bon rendement, il est essentiel d'assurer une adhésion adéquate entre les fils textiles et le caoutchouc. Bon nombre de fibres synthétiques ont une plus grande résistance que les fibres naturelles ou la rayonne que l'on utilisait autrefois pour renforcer les courroies mais elles n'adhèrent pas convenablement au caoutchouc et leur utilisa- tion implique ainsi l'emploi d'adhésifs spéciaux, dont certains sont toxiques et d'autres difficiles à appliquer. 



   On a découvert à présent que si on renforce les courroies à l'aide de fils obtenus en combinant des filaments continus en matière synthétique avec des fibres coupées par le procédé connu sous les noms de guipage, filature sur âme ou doublage belge, on obtient non seulement une adhésion adéquate mais les courroies ainsi produites possèdent une résistance exceptionnelle à la flexion et présentent également une croissance ou allongement très faible sous l'action dune charge appliquée de façon constante ou répétée, une fois que l'étirage initial a eu lieu. 



   Les fils guipés, utilisés dans la présente invention sont du type dans lequel le filament continu est entouré d'une couche de fibres coupées. Les fils sont de préférence doublés et câblés pour former des câbles aptes à servir comme renforcement lorsqu'on les utilise seuls, ou comme chaîne dans un tissu, de préférence Un tissu ne contenant qu'une légère trame. On peut, si on le désire, 

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 soumettre les fils aux câbles à un traitement de prise à chaud   (ni   d'étirage à. chaud avant de les incorporer à. la courroie.

   Pour le traitement de prise à chaud, on enroule le fil sur des bobines en le maintenant sous tension, et on le soumet à. un traitement thermique, en 1' exposant par exemple à. de la vapeur; pour 1'étirage à chaud, on fait passer le fil à travers une chambre chauffée tout en le maintenant sous tension. Cependant, la présente invention présente la particularité que l'on peut habituellement omettre ce traitement. 



   On utilise de préférence, comme filaments   synthétiquesp   des filaments de polyesters tels que du téréphtalate de polyéthy- lène glycol "Térylene" et des filaments de polyamides comme le Nylon. On peut utiliser d'autres filaments synthétiques pour obtenir des effets spéciaux : par exemple, des filaments de verre par des courroies qui doivent résister à. des températures élevées. 



   Des fibres coupées que l'on peut utiliser comprennent des fibres organiques naturelles, telles que des fibres de coton, des fibres de lin et d'autres fibres cellulosiques, des poils d'ano maux comme le poil de chameau, des fibres synthétiques telles que des fibres de polyesters ou de Nylon et d'autres fibres fabriquées par l'homme comme la rayonne. On peut utiliser des fibres d'asbeste pour des courroies devant résister à. la chaleur. De façon   générale   on préfère les fibres coupées naturelles végétales, spécialement celles qui ont une longueur comprise entre 1 et 3 pouces   (2,54   à   7,62   cm) par suite de la meilleure adhésion au caoutchouc quelles confèrent au fil.

   Un fil préféré contient un filament continu de   oolyester   et des fibres coupées naturelles,   spécialement   du coton. 



  L'utilisation de filaments synthétiques, spécialement des filaments de polyesters, pour   l'me   des fils utilisés pour renforcer des sourroies de   transmission   telles que des courroies trapézoidales confère à ces courroies une ténacité élevée,, une bonne résistance à. la chaleur et un faible pouvoir d'absorption d'humidité peu élevée ce qui leur donne une sta.bilité dimensionnelle élevée dans 

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 des atmosphères humides. 



   La résistance du fil ou câble dépend surtout de la proportion du filament continu présente. On obtient des résistances maxima lorsque le filament continu constitue de 50 à 90% en poids du fil ou câble et on a obtenu des résultats particulièrement bons avec des proportions allant de 55 à 65 % de filament continu et, de façon correspondante de 45 à 35% de fibres coupées. Des fils, particulièrement appropriés, comprennent une âme de matière fila- menteuse continue sur laquelle est guipée une couche'de fibres coupées, la proportion de filament continu étant comprise entre 60 et   80%   en poids du fil. 



   On peut incorporer les fils guipés dans la courroie sans utiliser des adhésifs mais, si on le désire, on peut appliquer des adhésifs simples bien connus au fil avant de bâtir la courroie. 



  Des adhésifs de ce genre peuvent, par exemple, être formés de latex de caoutchouc naturel dilué qui peut, si on le désire, contenir en dispersion une résine résorcinol-formaldéhyde, et un latex de caoutchouc synthétique comprenant un copolymère du butadiène et de vinyl-pyridine. Ce dernier peut être utilisé seul ou en mélange avec un latex de caoutchouc synthétique comprenant un copolymère de butadiène et de styrène. 



   La matière élastomère utilisée dans la courroie peut être du caoutchouc naturel ou un élastomère synthétique tel qu'un   co-   polymère de butadiène avec du styrène ou de l'acrylonitrile, ou un polychloroprène ou un polysiloxane. 



   La courroie peut être bâtie en revêtant une ou plusieurs couches de tissu ou câbles comprenant les fils guipés, d'une composition élastomère vulcanisable contenant du soufre, de l'oxyde de zinc,des accélérateurs de vulcanisation tels que du   mercaptoben-   zothiazole, des agents émollients tels que du goudron de pin, de l'acide stéarique, des résines de coumarone provenant du goudron de houille et des résidus de bitume provenant du cracking du pétrole, qui rendent la composition suffisamment plastique pour le traitement 

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 qu'elle subit ;

   des agents de renforcement du caouchouc  que 3.''on   trouve dans les différents types de noir de carbone et de carbonate de calcium précipité qui augmentent la résistance à la traction et à l'abrasion de la composition lorsqu'elle est   vulcaniséec   
On peut appliquer la composition de caoutchouc vulcanisabl au tissu ou aux câbles de la courroie d'une façon connue, par exemple en l'étendant ou en la calandrant sur une calandre à friction. On coupe alors le tissu revêtu à la largeur vouleu on assemble un certain nombre de couches revêtues et on' applique des revêtements consistant en compositions de caoutchouc vulcanisa- bles avec ou sans tissu de renforcement, de chaque côté de l'assemblage de tissu imprégné. On peut également y ajouter des couches de recouvrement de tissu revêtu de caoutchouc.

   On chauffe le tout dans un moule ou dans une presse à la température de vulcanisation pendant un laps de temps suffisant pour vulcaniser la composition de caoutchouc. 



   La présente invention peut être appliquée à une grande variété de courroies parmi lesquelles des courroies de   transpor-   teurs et des courroies de transmission plates ou trapézoïdales. 



   L'invention sera mieux comprise à. la lecture de la description d'un certain nombre de ses formes d'exéct donnée ci-après avec référence aux dessins annexés, dans lesquels,. la figure 1 est une vue arrachée d'une courroie trans porteuse d'alimentation comportant un renforcement qui consiste en quatre couches de câbles sans fin fixées les unes aux autres; la figure 2 est une vue arrachée d'une courroie de transmission trapézoïdale comportant une seule couche de renforce- ment de câbles sans fin;

   la figure 3 est une vue arrachée d'une courroie de trans- mission trapézoïdale comportent un renforcement qui consiste en cinq couches de câbles sans fin fixées les unes aux   autres;   la figure 4 est une vue arrachée d'une courroie de transmission trapézoïdale comportant un renforcement consistant 

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 en cinq couches de câbles sans fin fixées les unes aux autres, qui diffère de la forme d'exécution montrée sur la figure 3 en ce   qu'el   possède deux couches de renforcement de tissu revêtu de caoutchouc. 



   Les câbles utilisés dans ces formes d'exécution de la présente invention sont fabriqués à partir d'un fil de base obtenu en guipant d'une mèche de coton n  30s des fibres de poly- ester "Térylene" de 250 deniers jusqu'à obtenir finalement un n  12s. Le coton utilisé est du Karnak Egyptien peigné de très bonne qualité et la fibre de polyester forme l'âme du fil de base. 



  On double alors le fil guipé douze fois et on câble le fil doublé quatre fois de manière à obtenir du n    12s/12/4.   Le câble câblé a une résistance à la traction de 225 livres (102 kg) et il est composé pour environ 60% de "Térylene" et environ   40%   de coton. 



   Les caractéristiques de torsion sont les suivantes: 
Torsion par pouce simple 12,0 Z (guipé) 
Torsion par pouce, premier pliage 5,0 S 
Torsion par pouce, second pliage 2,0 Z 
Sur la figure 1 la courroie pour transporteur de pro- duits alimentaires comprend quatre couches 10 1-le 12 et 13 d'un tissu., dont la chaîne est faite de câbles et la trame de filaments continus en Nylon, ayant les   caractéristiques. suivantes:   
Fils par pouce Chaîne 13 
Trame 8 
Couches Chaîne n  12s/12/4 
Trame 210 deniers/8/3 
Poids/yard au carré 25,0 onces 
Le tissu de courroie terminé a une résistance de 2.100 li- vres par pouce par couche (951,3   kg)   dans le sens de la chaîne et 540 livres par pouce par couche   (244,6     kg)   dans le sens de la trame.

   La figure montre des fils de chaîne individuels 14 et des fils de trame 15. 



   On traite les quatre couches en les frictionnant et les 

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 recouvrant d'un composéde caoutchouc naturel 16 et on les fixe l'une à l'autre sans appliquer d'adhésif aux fibres. Le   frictionna -   ment comprend le passage du tissu et du caoutchouc mélangé non vulcanisé simultanément entre des cylindres d'une calandre tournant à des vitesses différentes de manière que le caoutchouc soit force entre les câbles, tandis que dans le recouvrement le tissu et le caoutchouc mélangé non vulcanisé sont passés simultanément entre des cylindres d'une calandre tournant à la même vitesse, de sorte que le caoutchouc est pressé sur le tissu. 



   La courroie de transporteur comprend aussi des couches de recouvrement 17 d'un composé de caoutchouc naturel blanc de bonne qualité, qui est inodore et qui vise spécialement à éviter de contaminer ou de donner une mauvaise odeur aux produits   alimen-   taires transportés sur la courroie- Des essais de rupture effectués sur la courroie ont montré que l'adhésion entre les couches de recouvrement et le tissu est de 28 livres par pouce de largeur (499,8 kg/m) et que l'adhésion entre les couches du tissu est de 34 livres par pouce de largeur   (606,9     kg/m).   



   La figure 2 montre une courroie de transmission   trapézoï-   dale comportant une seule couche 18 formée par neuf câbles sans fin disposés dans un plan latéral de la courroie et noyés dans   une   couche 19 de caoutchouc d'amortissement. Les câbles sont des câbles guipés   "Térylene"/coton   n  12s/12/4 décrits plus haut. La couche 19 de caoutchouc d'amortissement est prise en sandwich entre une coucha 20 de caoutchouc de support et une couche supérieure 21 de   caout-   chouc de charge, le tout étant façonné au profil trapézoïdal désiré, L'ensemble est recouvert d'un certain nombre de couches de recou-   vrement   22 de tissu revêtu de caoutchouc et la courroie finie est vulcanisée dans un moule. 



   On a essayé des courroies ainsi bâties sur   un   dynamomètre à frein hydraulique pendant plus de 1000 heures sans les détériorer tandis qu'un type de courroie analogue où les câbles avaient été 

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 directement remplacés par de la rayonne s'est détériorée après 600 heures. A la fin de l'essai, la courroie ne s'était allongée que de   1.,5%'et   la plus grande partie de cet allongement s'était produit pendant la première heure de marche de la machine d'essai. 



  Ce pourcentage d'allongement peut être réduit en faisant subir au câble un traitement de durcissement à chaud avant de l'incorporer dans la cohnrroie mais par suite de-l'allongement peu important que l'on obtient avec les câbles non traités, une fois que l'éti- rage initial a eu lieu, 'le traitement de durcissement à. chaud est nécessaire. 



   La figure 3 montre une courroie trapézoïdale semblable celle montrée sur la figure 2, mais dans laquelle la couche unique de câbles est remplacée par cinq couches 23, 24,   25e   26 et 27 de câbles sans fin, qui contiennent chacun treize câbles de construc, tion plus légère, l'épaisseur de la couche 19 de caoutchouc d'amor- tissement étant suffisamment augmentée pour enfermer tous les câbles 
La figure 4 montre une variante de la courroie trapézoïdal représentée sur la figure 3, dans laquelle la couche 21 de caout- chouc de charge est remplacée par une couche 28 formée par plu- sieurs épaisseurs de tissu (toile de coton) revêtu de caoutchouc, comme renforcement. De même la couche 20 de caoutchouc de support est remplacée par une couche 29 formée par plusieurs épaisseurs de tissu revêtu de caoutchouc. 



   REVENDICATIONS --------------------------- 
1.- Courroie de machine, caractérisée en ce qu'elle comprend une matière élastomère renforcée par des fils comportant une âme en filaments synthétiques continus sur laquelle est guipée une couche de fibres coupées, la proportion de filaments continus étant comprise entre 50 et   90%   du fil.

Claims (1)

1. 2.- Courroie de machine suivant la revendication 1, carac- térisée en ce que la proportion de filaments continus est de 55 à <Desc/Clms Page number 9> 65% en poids du fil.

   3.- Courroie de machine suivant les revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les filaments synthétiques continus sont formés par des filaments de polyesters, de polyamides ou de cell lose régénérée, et en ce que les fibres coupées sont des fibres naturelles organiques, des fibres de polyester., de polyamide ou de cellulose régénérée.

   4.- Courroie de machine suivant la revendication 1 2 ou 3,caractérisée en ce que les filaments synthétiques continus et les fibres coupées sont en matières différentes.

   5.- Courroie de machine suivant l'une quelconque des revendications 1 à, 4, caractérisée en ce que les fils sont formés par des filaments continus de polyesters et des fibres coupées végétales naturelles.

   6. - Courroie de machine suivant la revendication 5 caractérisée en ce que les filaments de polyesters continus sont en téréphtalate de polyéthylène glycol.

   7. - Courroie de machine suivant la revendication 5 ca- ractérisée en ce que les fibres coupées végétales naturelles sont en coton.

   8.- Courroie de machine suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les fils comprennent. en substance 60% en poids de téréphtalate de polyéthylène glycol comme filaments synthétiques continus et en substance 40% de coton comme fibres coupées.

   9. - Courroie de machine suivant les revendications 5 7 ou 8, caractérisée en ce que les fibres coupées végétales naturel- les ont une longueur comprise entre 1 et 3 pouces (2,54 et 7,62 cm) 10.- Courroie de machine suivant l'une quelconque des revendications 1à. 9, caractérisée en ce que les filaments continus et les fibres coupées sont combinés par guipage.

   11.- Courroie de machine suivant l'une quelconque des <Desc/Clms Page number 10> revendications 1 à 10 caractérisée en ce que la matière élastomère est un caoutchouc naturel ou un élastomère synthétique.

   12. - Courroie de machine comprenant une matière élastomè- re renforcée par des fils guipés, suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les fils sont, doublés et câblés sous forme de câbles.

   13. - Courroie de machine suivant la revendication !2, caractérisée en ce que les câbles ferment la chaîne d'un tissu.

   14.- Courroie de machine suivant la revendication 13, caractérisée en ce que la trame.du tissu consiste en des filaments continus de polyesters ou de polyamides.

   15. - Courroie de machine suivant la revendication 14, caractérisée en ce que les filaments continus de polyamides sont en Nylon.

   16. - Courroie de machine suivant les revendications 13, 14 ou 15, caractérisée en ce que le rapport des fils de chaîne aux fils de trame par pouce de tissu est de l'ordre de 13:8.

   17. - Courroie de machine suivant l'une quelconque des revendications 12 à 16, caractérisée en ce qu'une ou plusieurs couches de câbles ou de tissu sont revêtues d'un composé de caoutchouc naturel vulcanisable.

   18.- Courroie transporteuse, caractérisée en ce qu'elle comprend une matière élastomère renforcée par des fils guipés suivant l'une quelconque des revendications précédentes.

   19. - Courroie de transmission trapézoïdale, caractérisée en ce qu'elle comprend une matière élastomère renforcée par des fils guipés, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 17.

   20. - Courroie de transporteur construite et agencée en substance comme décrit avec référence à la figure 1.

   21. - Courroie de transmission trapézoïdale, bâtie et <Desc/Clms Page number 11> agencée en substance comme décrit avec référence aux figures 2p 3 et 4.