<Desc/Clms Page number 1>
" Appareil pour fabriquer des tubes renforcée notamment en matière plastique" .
La présente invention se rapporte à un appareil des- tiné à fabriquer des tubes renforcée en matière plastique*
On a conçu dans la présente invention un procède de fabrication d'un article tubulaire renforcece procéda consis- tant. produire l'avance d'un mandrin dans le sens longitudinal, à travers un ensemble de guipage à monter un rouleau de ruban sur l'ensemble de guipage précité coaxialement audit mandrin,
1 guider une extrémité du ruban sur un organe de guidage et jusque
<Desc/Clms Page number 2>
sur le mandrin avançant à faire tourner l'ensemble de alpaga susvisé autour de l'axe du mandrin afin de guiper le ruban sur ce mandrin généralement en hélice pour former le tube précité et enfin, à maintenir la partie du ruban passant députa le rouleau jusqu'à l'organe de guidage précité parallèlement à la partie du ruban passant depuis cet organe de guidage jusqu'au mandrin*
La présente invention vite également un appareil des** tiné à fabriquer en continu dea articles tubulaires renforcée en matière plastique, l'appareil susvisé comportant :
un mandrin de forme cylindrique dans son ensemble ; une série de tôtes de guipage espacées et alignées dans le sens axial, chacune des têtes précitées comportant une bande envidée de matière fibreuse de ren- forcement disposée coaxialement avec le mandrin et imprégnée avec . une résine à l'état solide non traitée : un dispositif destiné à faire tourner une tête de guipage sur deux en sens inverse autour de l'axe du mandrin ; un dispositif d'avance destiné à produire l'avance du mandrin dans le sens longitudinal à travers les ban- des envidées ;
un organe de guidage,asocié à chaque tête de guidage, destiné à guider la bande jusqu'au mandrin afin de gui- per lesdites bandes en une série de couches superposées sur ledit mandrin, une couche sur deux desdites couches ayant un angle de spire opposé afin de donner une disposition en double hélice ; un dispositif de chauffage destiné à chauffer le mandrin pour faire fondre la résine et former une masse homogène de résine liant ensemble les couches et enfin un dispositif séparé du dit- positif de chauffage susvisé pour traiter la résine et produire un article résistant et dur après que le nombre voulu de couches de matière fibreuse a été appliqué sur le mandrin.
La présente invention vise en outre une tête de gui- page destinée à guiper une bande sur un mandrin dont on produit l'avance dans le sens longitudinal coaxial à la tête de guipages la tête susvisée comportant : un dispositif d'emballage compor- tant une surface annulaire de support de bande destinée à supporter
<Desc/Clms Page number 3>
la bande et comportant une ouverture disposée coaxialment avec ladite surface pour recevoir le mandrin ; un dispositif de gui- dage comportant un organe de guidage disposé radialement par rap- port au dispositif d'emballage précité afin de guider ladite ban- de depuis le dispositif d'empaquetage précité et de la friper sur le mandrin afin de former un article tubulaire ;
un dispositif destiné A entratner en rotation le dispositif d'emballage précité autour de l'axe de ladite ouverture et un dispositif destiné à mettre en position la partie de la bande à l'approche immédiate de l'organe de guidage précité dans un plan sensiblement parallè- le à la partie de la bande venant de quitter cet organe de guida- ge et se déplaçant jusqu'au mandrin précité.
La présente invention vise enfin une structure de guidage destinée à guider une bande provenant d'une bobine jusque sur un mandrin avançant dans le sens longitudinal et monté coa- xialement à ladite bobine. la structure de guidage susvisée com- portant : un organe de support pouvant tourner, monté coaxiale.. ment au mandrin, et agencé de façon à pouvoir être entraîné en rotation autour de son axe ; un organe de guidage de distribu- tion associé 4 l'organe de support précité et 'entendant vers l'extérieur dudit organe en faisant un angle par rapport à l'axe de l'organe de support précité et agencé pour recevoir la bande et la guider jusque sur le mandrin selon une disposition en hélice ;
et enfin un dispositif destiné à conserver la partie de la,bande se rapprochant de l'organe de guidage précité dans un plan sen- siblement parallèle à la partie de la bande quittant ledit*organe de guidage et se déplaçant jusqu'au Mandrin précité.
Conformément à la présente invention, on imprègne de résine un ruban de matière fibreuse constitué par des filaments continus) ledit ruban étant envidé sur une bobine ou rouleau non- té coaxialement avec le mandrin. Au fur et à mesure de l'avance du mandrin à travers la bobine dans la sens longitudinal ladite
<Desc/Clms Page number 4>
bobine est entraînée en rotation de façon que le ruban soit ap- pliqué sur le mandrin en un guipage hélicoïdal. Après que le nombre voulu de couches de ruban a été appliqué sur la mandrin pour donner l'épaisseur de paroi nécessaire au tube,
la résine est traitée et le tube traité est ensuite retiré du mandrin*
Le ruban de matière fibreuse est. de préférenceimpré- gné d'une résine thermo-durcissable partiellement traité,. 1 l' état solide et déformable, lorsque le ruban se trouve sur la bo- bine. Le ruban est guipé sur le mandrin et est chauffé jusqu'à une température suffisante pour faire fondre la résine et pour constituer une masse homogène afin de lier ensemble les fibres des différentes couches de ruban en une structure formant bloc.
Du fait que le ruban ou mèche est envi dé sur une bo- bine de grandes dimensions coaxiale au mandrin. les problèmes d' équilibrage sont supprimés et l'appareil peut fonctioner à des vitesses élevées. On obtient un gui page en double hélice, en utilisant une série de bobines dont une sur deux est entraînée en rotation en sens inverse de l'autre,
Etant donné que le mandrin est avancé dans le sens longitudinal mais qu'il ne tourne pas, le mandrin ne fouettera pas ou ne subira pas de flexion au centre, les problèmes dus aux vibrations s'en trouvant diminués.
D'autres caractéristiques et avantages de la présen- te invention seront mieux compris en consultant la description en qui va/Atre faite et en examinant le dessin annexé. représentant le meilleur mode de réalisation envisagé actuellement de la pré. sente invention, sur lequel s - la figure 1 est une élévation latérale schématique de l'appareil de la présente invention où on a représenté le mé- canisme d'avance, une série d'ensembles de guipage et le four de traitement ;
- la ligure 2 est une élévation latérale d'un onsem-
<Desc/Clms Page number 5>
ble de guipât montrant le disque tournant et la bobine " la figure 3 ^et une vue en bout de la structure représentée sur la figure 2, représentant la surface arrière du disque :
- la figure 4 est une élévation latérale partielle, avec arrachement et coupe de certaines pièces où on a représen- té la structure du disque et de la bobine - la figura 5 est une vue d'extrémité où on a repré- senti la surface avant du disque - la figure 6 est une vue schématique similaire à la figure 5 et montre le dispositif de galet, lorsque le disque est entraîna en rotation dans la direction de la flèche ;
- la figure 7 est une vue similaire à la figure 5, représentant le dispositif de galets lorsque le disque tourne dans le sens de la flèche ; - la figure 8 est une vue d'extrémité d'un. variante de 1'ensemble de guipage où certaines parties ont été arrachée et où d'autre. sont montrées en coupe ;
- la figure 9 est une vue prise selon IX.IX de la figure 0 dont on a supprimé certaines pièces pour ne pas surchar- ger le dessin*
On a représenté sur le dessin un appareil destiné à la production en continu de tubes en matière plastique renforcée de fibre et comportant une série de tètes de guipage 1 espacées et agencées de façon à guiper un ruban fibreux 2 imprégné de ré- sine sur un mandrin 3 en segments avançant dans le sono longitu- dinal,
Le mandrin ont avancé à travers les ensembles de guipage 1 par un mécanisme d'avance 4* et on aligne un four de traitement 5 avec les têtes de guipage 1 pour traiter la résine et former un tube d'une seule pièce. Apre.3 traitement. le tube est sectionné aux longueurs désirées aux raccordements du mandrinet est déta- ché du mandrin.
<Desc/Clms Page number 6>
EMI6.1
Chacun des ensemble. de guipage 1 comporte un bttt 6 reposant #Ur une fondation et supportant une t$to tournante 7. de foret annulaire, Montée coaxial.ment au mandrin 3* Le bâti 6 comporte un moyeu 9 constitué en deux d.mi-"et1one Jointes en- semble par des boulons et un arbre 9 qui et fixé à l'intérieur du =Yeu 8 et ar6tand vers l'extérieur à partir du moyeu dans la direction de l'avance du mandrin,, Chaque tlte tournante 7 comporte un d1u. circulaire de grandes dimensions 10 et une bobine 11 contenant le tuban 2 qui doit étrt guipe sur le mandrin. le disque 10 et la ruban 11 étant apportés par l'arbre 9. Un manchon de support 12$ d* forme annulaire,est placé en avant du moyeu 9 et est supporté sur l' arbre 9 au moyen de paliers 13 et 14.
EMI6.2
Le manchon 12 est agencé de façon Être entraîne en rotation sur l'arbre 9# et le disque 10 est fixé au manchon par bzz xation du rebord annulaire 15 à la surface extérieure du manchon. pour que le disque 10 et le manchon 12 tournent ensemble. La bo- bine 11 est supportée en vue de sa rotation sur le manchon 12 par deux paliers 16. Grâce à cet agencement. la bobine 11 peut tour- ner par rapport au manchon 12 et au disque 10,ce qui permet par conséquent à la bobine de tourner soit plus vite, soit moins vîtes que le disque, selon le sens où le ruban est dévidé de la bobine et guipé sur le mandrin.
La bobine 11 renfermant le ruban 2 envidé comporte
EMI6.3
un moyeu 17 et une plaque d'extrémité zut fixée raz l'extrémité du moyeu. On produit un contact par friction entre le disque 10 et la bobine 11 en utilisât des disques do friction 19 et 20 qui en* pèchent la bobine de tourner librement. Le disque 19 est fixé à la face avant du disque 10, tandis que le disque 20 est fixé à l'extrémité du moyeu 17 de la bc.-bine 11.
Le ruban 2 est maintenu sur le moyeu 17 au moyen d'
EMI6.4
une plaque d'extrémité avant fendue 21, constituée en deux aaa3,.
<Desc/Clms Page number 7>
fiés et fixée par serrage sur le moyeu 17 de la bobine. On peut régler dans le sens axial la position de la pièce d'extrémité 21 sur le moyeu 17 suivant la largeur du ruban.
Pour empêcher que la bobine 11 tourne librement sur le manchon 13, on a fixé un disque à friction 22 à l'extrémité avant du moyeu 17 et un disque complémentaire 23 est sollicité élastiquement contre le disque 22 au moyen d'une série de ressorts 24. Les ressorts 24 sont disposés autour des tiges 25 qui tra- versent des ouvertures ad hoc ménagées dans un collier 26, et des échoua sont vissés sur les extrémités des tiges 25.
Les ressorts 24 sollicitent le disque extérieur 23 vers l'intérieur, contre le disque intérieur. et empêchent que la bobine tourne librement sur le manchon 13. En réglant les écrous 27. on peut modifier la ten- sion des ressorts afin de faire varier le degré de liberté de ro- tation de la bobine 11.
Grâce au présent agencement.on peut utiliser diver- ses largeurs de ruban sans changer l'agencement de la bobine elle. même. Etant donné que la pièce d'extrémité 21 est constituée en deux moitiés et qu'elle peut être bloquée à n'importe quel endroit de la longueur du moyeu 17,on peut très facilement loger des ru- bans de largeurs variées.
Etant donné que la bobinu 11 est de grand diamètre. ce qui permet d'effectuer le guipage pendant des lape de tempe étendus la résine qui se trouve sur les spires inrérieures de l'envidage pourrait être chauffée par rayonnement par le mandrin jusqu'à une température suffisamment élevée pour traiter ladite résine* Pour empêcher cette possibilité on a prévu un système de refroidissement pour chaque ensemble de guipage. Une garniture tubulaire 28 est placée à l'intérieur de l'arbre 19 et est espa- cée de l'intérieur de l'arbre au moyen de rebords 29 permettant de constituer une chambre annulaire 30 entre l'arbre et la gar- niture précitée.
La chambre 30 constitue un passage de refroi-.
<Desc/Clms Page number 8>
dissement, et un agent refroidissant, comme de l'eau, est in- troduit dans la chambre par le tube d'admission 31 et est 'va- cué par le tube d'évacuation 32.
Au fur et à mesure que le ruban imprégné de résine ont appliqué au mandrin, la résine est chauffée pour la faire fondre et pour constituer une masse homogène. Le système de refroidissement empoche un transfert de chaleur jusque l'ente ble de guipage, et du fait que l'ensemble de guipage reste froide il n'y a pas de danger qu'il s'y accumule de la chaleur qui vien- drait éventuellement chauffer la résine associée au ruban envidé sur la bobine à un degré suffisant pour produire un traitement complet de cette résine,
Pour faire tourner le disque 10, on a fixé une roue à chaîne 33 au moyu 15 du disque,
et cette roue à chaîne est reliée à une roue à chaîne supportée par l'arbre d'entraînement 35 au moyen d'une chaîne 36. L'arbre 35 est entraîné par un mo- teur 37 par l'intermédiaire d'un dispositif réducteur de vites- se 38.
Dans une opération de guipage en continu, le disque 10 de chaque ensemble de guipage alterné tournera en sens oppo- sé, afin de guiper le ruban sur le mandrin suivant une disposi- tion en double hélice. Cependant, dans certains cas. on peut préférer utiliser un guipage en simple hélices et dans ce cas, tous les disques tourneront dans le même sens.
Le ruban 2 est constitué de préférence par une ma- tiere fibreuse imprégnée d'une résine thermodurcissable à l'état solide et non traitée. Les fibres qui, de préférence sont sous forme de filaments continus et parallèles dans leur ensemble mais peuvent être aussi, si on le désire, tissées ou tressées, Les fibres peuvent être des fibres de verre, des fibres synthétiques. des fibres minérales. des fibres végétales, des fibres animales.
On peut aussi utiliser comme renforcement du fil métallique.
<Desc/Clms Page number 9>
EMI9.1
Après que la résina tbermouro1"11. a été applto 4968 AU ruban de uttère fibreuse. on la traite de prdttrenot partiellement jusque et qu'elle devienne d'tor..bl1 et solidim fiète Dans cet état, la résine n'est pas poisseuse, et on ptut facilement envider le ruban en un rouleau sur la bobina 11.
La r4<dn< à utiUMï* peut âtre atimporto laquelle des résines thermodurcissables classiques, comme par exemple une résina de polyester dans laquelle au mine l'un des constituante
EMI9.2
ranfarna une doubla liaison non satur6o dans un Croup* aliphat1- que$ Par exemple, la liaison non saturât peut et trouver dans le componé d'acide polybaa1que comme par exemple lorsque l'on fait réagir de l'acide ou de l'anhydride maloique avec un poly- alcool# comme par exemple le glycérol, Itéthylène glycol# la diâthylène glpcolo le propylène glycol. le sorbitol, le mannitol, le polyéthylène glycol et autres produite du môme genre.
De plus on peut utiliser d'autres résines thermodurcissables de
EMI9.3
l'époxyde de lturdthant ou du phtalate de diallylée De plus on peut aussi utiliser l'appareil de la présente invention avec des résines thermoplastiques comme les chlorures de polyvinyle et autres produite du môme genre, Comme représenté très clairement sur loti figures 5
EMI9.4
a 7)t le ruban est guidé jusque sur le mandrin par une série de galets qui sont fixée à la face du disque 10.
Le ruban quittant la bobine 11 passe progressivement sur un galet de renvoi 39, sur
EMI9.5
un galet de friction 40# un galet de renvoi 41. un calot de fric- tion 42, un galet de guidage 43 et un galet distributeur 44 qui guide le ruban jusque sur le mandrin avec l'angle d'hélice voulu.
Les galets de renvoi 39 et 41 sont montés fous sur le disque 10. tandis que les galets de friction 40 et 42 sont empêchés de tour- ner librement grâce à un mécanisme à friction qui y a été associe.
Les galets de friction 40 et 42 servent à maintenir tendu le ru- ban, lorsqu'il passe depuis la bobine 11 jusque sur le mandrin.
<Desc/Clms Page number 10>
EMI10.1
te rouleau de avidace 43 est agencé de façon t être déplacé par rapport au galet distributeur 44 de façon que l'on puisse utiliser la Même tètb de gui page pour un guipage A droite ou à gauche* A 04 su jet< le galet de guidage 43 est fixé en vu@ dt # rotation A lxtr<mit4 d'un support 45 articulé A la tact du disque 10# Pour V))t!TouUl9)f lit support 45 et 10 rouleau de guidai 43 à n'importe quelle position désirée# on a prévu un$ série d'ouvertures *opacéeo 46 ménagées dans le disque et un goum jon passant à travers une ouverture ad hoc ménagé dans le sur- port 45 est visait dans l'une des ouvertures 46.
Comme très
EMI10.2
clairement représenté sur les figures 6 et 7. on change la posi- tion du rouleau de guidage 43 par rapport au galet distributeur 44 lorsque le disque 10 @et entraîné en rotation dans des sons inversent ou bien on peut la faire varier ai on utilise un galet distributeur de diamètre différent.
EMI10.3
te ialet distributeur 44 est fixé par rapport au dis-* que 10 et ne tourne pas autour de son axe.
Toutefois le galet 44 comporte un recouvrement 47 en r "e'Zon au autre matière à faible coefficient de frottement,afin que le ruban 2 puise* fa- cilement glisser sur le galet 44 et aussi se déplacer dans le sens axial le long dudit galet*
EMI10.4
On a prévu de pouvoir faire pivoter le galet distr, buteur 44, et par conséquent de faire varier l'angle de l'hélice
EMI10.5
de guipage du ruban sur le Mandrin* Afin do constituer ce rac- cordemant articule, le galnt 44 est disposé A l'intérieur d'un écran 48,
et l'extrémité extérieure de cet écran est tourillon- née en 49 dans deux bras 50 s'étendant vers l'extérieur depuis
EMI10.6
le disque 10 Le disque 10 est muni d'une ouverture ad hoc zak travers laquelle passent le galt distributeur 44 et l'écran 48.
Le galet 44 et l'écran 48 peuvent pivoter de façon à faire varier l'axe du galet distributeur par rapport à l'axe du mandrin et par conséquent de façon à changer l'angle d'hélice du guipage. La
<Desc/Clms Page number 11>
liaison articulée au tourillon 49 réalise aussi une économie d' espaces du fait que le diamètre du disque peut être réduit par rapport 4 celui qu'il aurait dans un système où le galet distri- buteur pivote a son extrémité intérieure au voisinage du disque.
Le galet distributeur 44 est articulé sur un mécanis- me consistant en un support 51 fixé à l'extrémité de l'écran 48.
Une tige 52 ont articulée au support et est introduite dans un écrou 53 supporté par le support 54, Lorsque l'on visse l'écrou 53 sur la tige 52, 1 le galet distributeur 44 pivote autour du touril- lon 49 pour faire varier l'angle d'hélice du guipage.
Etant donné que le disque 10 est agencé de façon à tourner à vitesse élevée, il ont nécessaire d'équilibrer le poids du galet distributeur 44, et c'est pourquoi un organe allongé 55 est tourillonné en 56 à l'intérieur des bras 57* L'organe allon- gé 55 a une répartition de dimensions et de poids égale, dans son Ensemble, à celle du rouleau distributeur, de façon à régler la position d'extension de l'organe 55 pour équilibrer la position du galet 44. On peut faire pivoter l'organe allongé 55 au moyen d'un mécanisme identique à celui qui est associé au rouleau dis- tributeur.
De plus, on a prévu un contrepoids 58 pour équili- brer le poids et la position des galets 39 à 43. Le contrepoids 58 est fixé au disque 10 par une série de boulons 59 passée dans des fentes 60 ménagées dans le disque. En déplaçant les boulons 59 à l'intérieur des fentes,on peut faire varier la position du contrepoids 58 pour équilibrer le poids des galets.
Pour empêcher l'affaissement ou la torsion du ruban 2 sur le coté du mandrin et pour conserver une tension uniforme à ce ruban, la partie de ruban référencée 61 s'approchant du rou- leau distributeur 44 et la partie 62 du ruban quittant le rouleau distributeur doivent se trouver dans des plans parallèles. On a représenté ceci de façon particulièrement visible sur les fi-
<Desc/Clms Page number 12>
gurea 7 et 8. On voit aur la figure 6 que le disque cet entrat- né dans le **ne des aiguilles d'une montre et.
que le galet 43 est placé de façon que le bord périphérique du galet,dans le sens de rotation du disque 10,soit aligna avec le bord correspondant du rouleau distributeur 44, De façon similaires le bord périphéri- que du rouleau distributeur 44, lorsque le disque 10 tourne en sens inverseest aligné avec le bord correspondant du mandrin 3.
Il en résulte que leu parties 61 et 62 du ruban 2 sont situées dans des plans parallèle.. On voit sur la figure 7 que le dis- que 10 cet entraîné en sans inverse des aiguilles d'une montre et que l'on a fait pivoter le galet 43 pour constituer les par. liée parallèles 61 et 62 du ruban. Dans ce cas, le bord péri- phérique de fuite du galet 43'dans le sens de la rotation du disque,est aligné au bord de fuite du galet distributeur 44, et le bord de fuite du galet 44 est aligné avec le bord de fuite du mandrin 3.
De nouveau, les parties de ruban 61 et 62 se trou- vent dans des plans parallèles, ce qui évite que le ruban ne s' affaisse ou ne se torde, et permet de conserver une tension uni- orme sur le ruban tout au long de l'opération de guipage. Si l'axe du galet distributeur 44 est fixe par rapport à l'axe du mandrin 3. le diamètre du galet précité doit être égal à celui du mandrin pour réaliser le parallélisme des parties 61 et 62 du ruban.
Le mandrin est supporté A des intervalles espacés sur sa longueur par une série d'ensembles de support 63,très clairement représentés sur la figure 1, Chaque ensemble de sup- port comporte un galet 64 supportant le mandrin, ces galets étant montés en vue de leur rotation dans des supports 65 montés sur des colonnes 66.
Les galets 64 sont de préférence placés au voisinage de la position d'application du ruban sur le mandrin. La résine du ruban se trouvant dans cette zone ne sera pas complètement
<Desc/Clms Page number 13>
fondue et le ruban sera seulement poisseux.
C'est pourquoi la demanderesse préfère que les gaieté 64 soient situés à la poli- tion où il y@a le moins de chance que la résine adhère à la sur* face des galets* De plus* on introduit un agent refroidissant à l'intérieur creux de chacun des galsts 64 pour mieux empêcher que la résine ne colle ou n'adhère aux galets. Comme on l'a repré- senté sur la figure 1, un agent refroidissant de l'eau par exem- ple,
est introduit dans l'arbre creux à une extrémité de chaque galet par une canalisation 67 et est évacue de l'extrémité oppo- sés du galet par une canalisation 68.
On fait avancer le mandrin 3 dans le sens longitudi- nal à travers les ensembles de guipage 1 au moyen d'une roue d' entratnement 69 qui est montée de façon à entraîner la partie arrière du mandrin 3. Un moteur 70 à vitesse constante est ac- couple à la roue d'entraînement, afin d'entraîner continuellement la roue précitée à une vitesse constante prédéterminée C'est pourquoi le mandrin est déplacé,dans le sens axial, , travers les ensembles de guipage, à une vitesse constante, afin de guider progressivement le ruban sur le mandrin.
Le type de mécanisme produisant l'avance du mandrin ne présente pas d'importance cri- tique et l'on peut utiliser n'importe quelle structure désirée pour produire l'avance dudit mandrin à travers les éléments de gui page 1.
Une partie du ruban 3 en cours de guipage sur le man- drin est chauffée afin de fondre la résine, pour que la résine associée aux couches successives devienne une masse homogène et évite des stratifications dans la structure du tube. La chaleur peut être fournie de toute façon désirée, et comme représenté sur la figure le elle est fournie au mandrin par une bobine 71 de chauffage à induction supportée par un support 72 s'étandant à l'extérieur du moyeu 8. Une bobine de chauffage par induction est associée à chacune des têtes de guipage, ce qui maintient
<Desc/Clms Page number 14>
le mandrin à une température sensiblement uniforme sur toute sa longueur.
La chaleur sort A fondra la résina en une lasse ho- =gène$ afin de lier totalement ensemble les libres du ruban aussi bien que pour lier ensemble les couches de ruban. On peut envisager que la rénine des couchée intérieur du ruban. au voi- singage du mandrin, puisse être totalment traitée pendant l'opé- ration de guipage.
Toutefois , la résine associée aux couches extérieures du tube ne sera pas totalement traitée lorsque le tube passe au dernier des ensembles de guipage 1, et c'est pour* quoi on a prévu le four 5 pour chauffer la résine à la tempéra- ture voulue afin d'appliquer un traitement ou une polymérisation complète à la résina de toutes les couches* On a représenté, à titre purement schématique, le four 5 d'un ensemble de chauffage ad hoc que l'on peut utiliser pour appliquer le traitement final à la résines
De préférence, le mandrin est constitué en segments qui sont assemblés ensemble bout à bout, Après que le tube sort du four, il est sectionné aux assemblages du mandrin puis lois sections de tuyau sont alors otées dudit mandrin.
L'appareil permet un fonctionnement en continu de guipage d'un article tubulaire. Etant donné que le ruban 2 ou toute autre matière à guiper est placé sur une bobine 11 montée coaxialement au mandrin, l'appareil est -par nature. équilibré que la bobine soit pleine ou vide. Etant donné que l'appareil est toujours équilibré, les têtes de guipage peuvent être animées d'une vitesse sensiblement supérieurece qui augmente de façon correspondante la capacité de la machine par rapport à celle des ensembles classiques.
On a représenté sur le% figures 8 et 9 un second mo- @e de réalisation de la présente invention, dans lequel on uti- lise une variante de l'ensemble de guipage. Dans ce mode de
<Desc/Clms Page number 15>
réalisation l'ensemble de guipage comporte un bâti 73 suppor- tant un Moyeu fendu 74 correspondant,dans son ensemble, au moyeu 8 du premier mode de réalisation. Un tube 75 ne pouvant peu tourner est fixé à l'intérieur du moyeu et fait saillie en avant du moyeu. Un arbre 76 est monté en vue de sa rotation' l'in- térieur du tube 75, et le mandrin 3 est agence de façon à s'a- vancer dans le sens longitudinal à travers l'arbre tournant 76.
L'arbre 76 est entraîné par une roue à chaîne 77 fixée à l'extrémité arrière dudit arbre. Une roue 78 relie la roue à chaîne à un arbre d'entraînement similaire à l'arbre d' entraînement 35 du premier mode de réalisation.
L'extrémité opposée de l'arbre 76 supporte un dis- que 79 qui est agencé de façon à tourner avec l'arbre. Le ru- ban 2 imprégné de résine est supporté par une série de galets 80 qui sont fixés de façon espacée sur le pourtour do la face avant du disque 79 et constituant une bobine ou forme cylindrique dans son ensemble pour supporter le ruban envidé,
Le ruban est contenu sur les galets 80 grâce a deux plaques ou joues latérales 80 qui sont supportées par une série d'axes filetés 82. Les axes filetés 82 sont reliés à la face avant du disque 79 et sont situés sur un cercle dont le rayon est légèrement plus faible que celui des galets 80, afin que ,Le ru- ban ne soit pas rrmalement en contact avec les axes 82.
La sur- face extérieure des joues latérales 81 peut être déplacée dans le sens latéral, en desserrant les écrous de blocage 83 pour ré- gler la plaque suivant les différentes largeurs de ruban.
L'extrémité intérieure de l'envidage de ruban est agencée de façon à être extraite de la bobine et guipée sur le mandrin 3, que l'on fait avancer à travers l'ensemble de guipage Le ruban est guidé jusqu'au mandrin par un galet de guidage 84 et par un galet distributeur 85,tous deux fixés au disque 79.
L'extrémité intérieure de l'envidage de ruban passe vers l'inté-
<Desc/Clms Page number 16>
rieur entre deux galets adjacents 80 autour du rouleau de gui- dage 84, puis autour du galet distributeur 85 et, de là, jusque sur le mandrin. L'espacement entre galets adjacente 80 à tra- vers lesquels passe le ruban constitue une discontinuité du sup- port cylindrique destiné au ruban envidé,
On peut régler le galet distributeur 85 pour faire varier l'angle d'hélice du ruban qui est guipé sur le mandrin.
A cet effets l'extrémité inférieure du galet 85 est articulée entre des supports 86 reliés au disque 79. Un bras réglable 87 est fixé au galet 85 et est aussi articulé au point de jonction du galet distributeur et des supports 86. En faisant pivoter le bras 87,on peut faire pivoter le galst distributeur 85 et faire varier l'angle d'hélice du ruban guipé sur le mandrin.
On peut bloquer le galet 85 à toute position désirée au moyen d'un boulon 88 s'étendant vers l'extérieur depuis le bras 87 et passant à travers une fente ménagée dans le support 86.
L'extrémité extérieure du boulon est munie d'un écrou 89. En desserrant l'écrou 89, on peut faire pivoter le galet pour changer l'angle d'hélice du guipage comme on le désire,
De même que dans le cas du premier mode de réalisation, on désire que la partie du ruban approchant le galet distributeur 85 se trouve dans un plan parallèle à la partie du ruban quittant le rouleau distributeur et en cours de guipage sur le mandrin 3, On peut obtenir ce résultat en déplaçant le galet de guidage 84 par rapport au disque 79.
Comme très clairement représenté sur la figure 8, le galet 84 est fixé au disque 79, par un goujon 90 faisant partie d'une série de fentes curvilignes, En desserrant le goujon et en déplaçant le galet à l'intérieur de la fente ou jusqu'à une autre fente , on peut maintenir le rouleau distribu- teur parallèle au ruban quittant le galet 85.
Les galets 84 et 85 sont équilibrés par une masse- lotte 92 reliée de façon réglable à la face du disque 79. Un
<Desc/Clms Page number 17>
EMI17.1
goujon 93 traverse l'une des tente 91 et est vissé dans le contre-poids 92.
Le ruban envidé 2 est recouvert par un carter cy- lindrique 94 support' par une série de figea 95 de section Si-
EMI17.2
nérale carrées Les extrémités intérieures des tiges 9$ sont
EMI17.3
placées z l'intérieur d'une gorge circulaire 96 ménagée dans la face d'une plaque 97 et sont fixées À l'intérieur de 14 Prît par des boulon.. La plaque 97 est fixée au manchon 98 qui est tour i lionne sur un manchon intérieur 999 lui"N)<Me tourillonné autour d'un tube fixe 75* Dans cet agencement la plaque 97 peut tourner librement autour du tube 75 pendant l'opération de guipage, Le manchon 99 est retenu sur le .¯!\On 99 par une
EMI17.4
bague de retenue 100.
EMI17.5
Le disque 79 qui support* l'enYtcJap 4e ruban 1 tourne pendant que le mandrin *et avancé à travers l'........ de guipage. Au fur et à Maure que 1 'extrémité intérieur* 4M ruban *et extrait* de ltenvîdage et est guipée sur le w*Mrt*o il est avantageux que l'extrémité extérieur ou 11.. à ruban soit retenue et qu'il et produise une certaine % et ..... le gui page L'extrémité extérieure du ruban passe a travers mm fente 101 ménagée dans le carter et *et bloquée à X*Iatéri*ar de un évidement constitué dans l'une des t4gen 9$* """"Ra¯ Maintenu a l'intérieur de 1'evideaent do la tige au )aye 4'VM pièce rapporter de serrage 102 qui y est fixée *m mapun 4* boa- long ad hoc.
Il et % nécessaire d'appliquer ne *.tr"4 % *t au ruban lorsqu'il est guipé sur le 3% La tout fflt 4tre fournie par une série d* galeta dt ,..1¯. tom 4mm 1* eaa du premier wdt de réalisation ou bien alors* com pr4- tenté sur la figure.. le dispositif et, ttfud.- pt hn *%so- Cid tu carter 94% A ce sujet la plaque de tr"wn* 10) axwr- Unt une plaque de frotteaent 104 *et tix4t à m blot 10$ <HL4
<Desc/Clms Page number 18>
EMI18.1
à la plaque d'embase 106. La garniture de frotteMent 104 est agencée de façon A atre sollicitée Jusqu'. venir en contact avec
EMI18.2
la surface extérieure du carter cylindrique 94 au moyen de deux via de réglage 107 et 106.
La via 107 est sollicitée par un res-
EMI18.3
sort et peut permettre un léger réglage du l'action de freinage tandis que la via de réglage 109 permet un réglage puissant de
EMI18.4
l'action de freinage.
Le fonctionneront de l'élément de guipage représenté
EMI18.5
sur ce de de réalisation est identique à celui du premier mode
EMI18.6
réalisation.
EMI18.7
de !'w<U<tti<W.
Le fait de prélever le ruban depuis l'extrémité vin- térleort do llonvidage ou bobine est avantageux du fait que la robe peut Hv envidé ou mon6 sur la bobine sans arrêter le f<4<MNM)Mat de l'appareil pendant un laps de temps apprêtia- 1ft... Par ...'Ie, près que l'on. guipé sur le mandrin une pare U. tupartance du ruban Z# on arrête wmntaniment l'appareil et on Ubbro de la plie. do serrage 102 l'extrémité extérieure libre <&t n.. -.:1"'... On attteho alors l'extrémité d'un rouleau dlap- omidé à l'extrémité libre du ruban sur la bobina. C<6 81ï 81w... romtt l'appareil A vitesse plus lente et au fur et 4 ommm qm 1* rub est guipé sur le mandrin, le ruban provo- *out do twxtoMMt 4t1.p'p"oYiaion"'Nrat, est envidé sur la bobine.
NMMA. do=6 que le *zber* do la bobine est sensiblement plus ïxp*rtoo4 <pa)C! le dMtJ6.t.<ie du Mandrin, le ruban aéra envidé sur U 1I$>1Ir!Ih# à wxw ':11..... ,1- rapide qu'il n'est extrait pour être guîtgé sur le awwrfrl ?? frémit-, 1w.... le ruban *et envidé sur une bau" tway ))M)f&))MM<t'et ijRMF la. !MMe dgarrtter le guipage 84>uncan'..nt ptiur 4 mr refatié. extérieur* du ruban. j6<<extré<aité e' téettmam xt<Mi)<t du ",,1Iu ". itro ..'introduite dans la pito.
cre blftiwe M2, Offl corudm us4g l'extrémité libre du ntbaa-e m'la p!6M! *mu" dgftro 881--- ou bloquée datte un di.po.1 tifs
<Desc/Clms Page number 19>
quelconque, Pans ce cas, la fixation d'un approvisionnement de ruban à l'extr@mité libre du ruban est simplifés du fait qu'il n'est pas n traire que le ruban soit enlevé do la pièce dit, serrage ni qu'il hait réintroduit à l'intérieur de la pièce de blocage après que la quantité désirée de ruban a eté envidée sur la bobine.
Etant donné que le ruban est extrait de la partie inté- rieure de la bobineun refroidissement de cette structure n'est pas nécessaire La chaleur rayonnée pax' le mandrin sera absorbée par les spires intérieures aur les couches du ruban se trouvant sur la bobine et étant donné que ces Dires de ruban sont celles qui sont en coure d'extraction, il n'y a pas de danger que la résine associée au ruban qui se trouve sur la bobine soit complè. tement polymérisée par la chaleur provenant du mandrin.
Etant donné que le galet distributeur 85 est situé à l'intérieur de la bobine, le diamètre extérieur de l'appareil est d'minué. Il en résulte un espacement ou une distance plus courte entre extrémités adjacentes d'envidage, du fait que le ruban nt a pas à se déplacer vers l'extérieur de la bobine puis ensuite avec un certain angle jusque sur le mandrine La réduction totale du diamètre de l'appareil a pour résultat que les ensembles de gui page peuvent être actionné à une vitesse sensiblement plus impor- tante, ce qui augmente de nouveau la capacité de production de l'appareil.
Du fait que les galets 80 supportent le ruban, en fai- sant l'office de bobine, et qu'ils sont coaxiaux au mandrin, l' appareil est - de par sa nature - équilibré $ que le rouleau de ruban soit plein ou vide, ceci permettant aux tètes de guipage d'être actionnées à des vitesses très élevées.
<Desc / Clms Page number 1>
"Apparatus for manufacturing reinforced tubes in particular of plastic".
The present invention relates to an apparatus for manufacturing reinforced plastic tubes *
A method of manufacturing a reinforced tubular article has been devised in the present invention. producing the advance of a mandrel in the longitudinal direction, through a wrapping assembly to mount a roll of tape on the aforementioned wrapping assembly coaxially with said mandrel,
1 guide one end of the tape over a guide member and up to
<Desc / Clms Page number 2>
on the advancing mandrel to rotate the aforementioned alpaca assembly around the axis of the mandrel in order to guide the tape on this generally helical mandrel to form the aforementioned tube and finally, to maintain the portion of the passing tape deputed the roll until 'to the aforementioned guide member parallel to the part of the tape passing from this guide member to the mandrel *
The present invention also provides an apparatus for the continuous manufacture of tubular articles reinforced with plastic material, the above apparatus comprising:
a mandrel of cylindrical shape as a whole; a series of axially aligned and spaced wrapping heads each of the aforesaid heads comprising an envirred web of fibrous reinforcing material disposed coaxially with the mandrel and impregnated therewith. an untreated solid state resin: a device for rotating every other wrapping head in the opposite direction around the axis of the mandrel; an advance device for producing the advance of the mandrel in the longitudinal direction through the webs envided;
a guide member, associated with each guide head, intended to guide the strip to the mandrel in order to guide said strips in a series of layers superimposed on said mandrel, one layer in two of said layers having an opposite turn angle in order to give a double helix arrangement; a heater for heating the mandrel to melt the resin and form a homogeneous mass of resin binding the layers together and finally a device separate from the aforementioned heater for treating the resin and producing a strong and hard article after the desired number of layers of fibrous material have been applied to the mandrel.
The present invention further relates to a guide head intended to wrap a strip on a mandrel, the feed of which is produced in the longitudinal direction coaxial with the wrap head, the aforementioned head comprising: a packaging device comprising a annular band support surface for supporting
<Desc / Clms Page number 3>
the strip and having an opening disposed coaxially with said surface to receive the mandrel; a guiding device comprising a guide member disposed radially with respect to the aforementioned packaging device in order to guide said strip from the aforementioned packaging device and to crumble it on the mandrel in order to form a tubular article ;
a device intended to rotate the aforementioned packaging device around the axis of said opening and a device intended to position the part of the strip immediately approaching the aforementioned guide member in a plane substantially parallel to the part of the strip which has just left this guide member and moves up to the aforementioned mandrel.
Finally, the present invention relates to a guide structure intended to guide a strip coming from a reel onto a mandrel advancing in the longitudinal direction and mounted coaxially with said reel. the aforementioned guide structure comprising: a support member capable of turning, mounted coaxially with the mandrel, and arranged so as to be able to be driven in rotation about its axis; a distribution guide member associated with the aforementioned support member and 'extending outwardly from said member at an angle with respect to the axis of the aforementioned support member and arranged to receive the strip and the guiding onto the mandrel in a helical arrangement;
and finally a device intended to keep the part of the strip approaching the aforementioned guide member in a plane substantially parallel to the part of the strip leaving said guide member and moving as far as the aforementioned mandrel.
In accordance with the present invention, a ribbon of fibrous material consisting of continuous filaments is impregnated with resin, said ribbon being fed onto a spool or roll not coaxially with the mandrel. As the mandrel advances through the coil in the longitudinal direction, said
<Desc / Clms Page number 4>
the spool is rotated so that the tape is applied to the mandrel in a helical wrapping. After the desired number of layers of tape have been applied to the mandrel to provide the required wall thickness for the tube,
the resin is treated and the treated tube is then removed from the mandrel *
The ribbon of fibrous material is. preferably impregnated with a partially treated thermosetting resin ,. 1 the solid and deformable state, when the tape is on the spool. The tape is wrapped over the mandrel and is heated to a temperature sufficient to melt the resin and to form a homogeneous mass to bind together the fibers of the different layers of tape into a block structure.
Due to the fact that the ribbon or wick is envied on a spool of large dimensions coaxial with the mandrel. the balancing problems are eliminated and the device can operate at high speeds. A double helix mistletoe is obtained by using a series of coils, one in two of which is rotated in the opposite direction to the other,
Since the mandrel is advanced in the longitudinal direction but does not rotate, the mandrel will not whip or bend in the center, thereby reducing vibration problems.
Other features and advantages of the present invention will be better understood by consulting the description to be made and examining the accompanying drawing. representing the best currently envisaged embodiment of the pre. of the present invention, in which - Figure 1 is a schematic side elevation of the apparatus of the present invention showing the feed mechanism, a series of wrapping assemblies and the process oven;
- ligure 2 is a side elevation of an onsem-
<Desc / Clms Page number 5>
guipât bar showing the rotating disc and the spool "Figure 3 ^ and an end view of the structure shown in Figure 2, showing the rear surface of the disc:
- figure 4 is a partial side elevation, with cutaway and section of certain parts showing the structure of the disc and the spool - figure 5 is an end view showing the front surface of the disc - Figure 6 is a schematic view similar to Figure 5 and shows the roller device, when the disc is rotated in the direction of the arrow;
- Figure 7 is a view similar to Figure 5, showing the roller device when the disc rotates in the direction of the arrow; - Figure 8 is an end view of a. variant of the wrapping assembly where some parts have been torn off and where else. are shown in section;
FIG. 9 is a view taken along IX.IX of FIG. 0, certain parts of which have been omitted so as not to overload the drawing *
There is shown in the drawing an apparatus intended for the continuous production of fiber-reinforced plastic tubes and comprising a series of spaced wrapping heads 1 and arranged to wrap a fibrous tape 2 impregnated with resin on a mandrel. 3 in segments advancing in the longitudinal sound system,
The mandrel is advanced through the wrap assemblies 1 by an advance mechanism 4 * and a process furnace 5 is aligned with the wrap heads 1 to process the resin and form a one-piece tube. After 3 treatment. the tube is cut to the desired lengths at the mandrel connections and detached from the mandrel.
<Desc / Clms Page number 6>
EMI6.1
Each of them together. cover 1 comprises a bttt 6 resting #Ur a foundation and supporting a rotating t $ to 7. of annular drill, mounted coaxial.ment with the mandrel 3 * The frame 6 comprises a hub 9 consisting of two d.mi- "and 1one Jointed together by bolts and a shaft 9 which is fixed inside the eye 8 and ar6tand outwards from the hub in the direction of advance of the mandrel. Each rotary head 7 has a d1u. large circular 10 and a reel 11 containing the tuban 2 which must be wrapped on the mandrel, the disc 10 and the tape 11 being brought by the shaft 9. A support sleeve 12 $ of annular shape, is placed in front of the hub 9 and is supported on the shaft 9 by means of bearings 13 and 14.
EMI6.2
The sleeve 12 is arranged so as to be driven in rotation on the shaft 9 # and the disc 10 is fixed to the sleeve by fixing the annular flange 15 to the outer surface of the sleeve. so that the disc 10 and the sleeve 12 rotate together. The coil 11 is supported with a view to its rotation on the sleeve 12 by two bearings 16. Thanks to this arrangement. spool 11 can rotate relative to sleeve 12 and disc 10, thereby allowing the spool to spin either faster or slower than the disc, depending on the direction in which the tape is unwound from the spool and wrapped on the mandrel.
The spool 11 enclosing the sent ribbon 2 comprises
EMI6.3
a hub 17 and an end plate zut fixed flush with the end of the hub. Frictional contact is produced between disc 10 and spool 11 using friction discs 19 and 20 which prevent the spool from spinning freely. The disc 19 is fixed to the front face of the disc 10, while the disc 20 is fixed to the end of the hub 17 of the bc.-bin 11.
The tape 2 is held on the hub 17 by means of
EMI6.4
a split front end plate 21, consisting of two aaa3 ,.
<Desc / Clms Page number 7>
trusted and fixed by clamping on the hub 17 of the coil. The position of the end piece 21 on the hub 17 can be adjusted in the axial direction according to the width of the strip.
To prevent the coil 11 from rotating freely on the sleeve 13, a friction disc 22 has been attached to the front end of the hub 17 and a complementary disc 23 is resiliently biased against the disc 22 by means of a series of springs 24 The springs 24 are disposed around the rods 25 which pass through ad hoc openings made in a collar 26, and stranded ones are screwed onto the ends of the rods 25.
The springs 24 urge the outer disc 23 inwardly against the inner disc. and prevent the coil from rotating freely on the sleeve 13. By adjusting the nuts 27, the tension of the springs can be changed in order to vary the degree of freedom of rotation of the coil 11.
With the present arrangement, various tape widths can be used without changing the arrangement of the spool itself. even. Since the end piece 21 is made in two halves and can be locked at any point along the length of the hub 17, it is very easy to accommodate ribbons of various widths.
Since the coil 11 is of large diameter. this allows the wrapping to be carried out during extended temple laps the resin which is on the inner turns of the wrapper could be heated by radiation by the mandrel to a temperature high enough to treat said resin * To prevent this possibility a cooling system has been provided for each covering assembly. A tubular seal 28 is placed inside the shaft 19 and is spaced from the inside of the shaft by means of flanges 29 making it possible to constitute an annular chamber 30 between the shaft and the aforementioned seal. .
The chamber 30 constitutes a cooling passage.
<Desc / Clms Page number 8>
cooling agent, such as water, is introduced into the chamber through inlet tube 31 and is discharged through outlet tube 32.
As the resin impregnated tape has applied to the mandrel, the resin is heated to melt it and to form a homogeneous mass. The cooling system pockets a transfer of heat to the wrapping cable, and because the wrapping assembly stays cool there is no danger of heat accumulating there. possibly heat the resin associated with the ribbon wrapped on the spool to a sufficient degree to produce a complete treatment of this resin,
To turn the disc 10, a chain wheel 33 was attached to the hub 15 of the disc,
and this chain wheel is connected to a chain wheel supported by the drive shaft 35 by means of a chain 36. The shaft 35 is driven by a motor 37 by means of a reduction device. speed 38.
In a continuous wrapping operation, the disc 10 of each alternate wrapping assembly will rotate in the opposite direction to wrap the tape on the mandrel in a double helix arrangement. However, in some cases. one can prefer to use a wrapping in simple helices and in this case, all the discs will turn in the same direction.
The tape 2 is preferably made of a fibrous material impregnated with a thermosetting resin in the solid state and untreated. The fibers which are preferably in the form of continuous and parallel filaments as a whole but can also be, if desired, woven or braided. The fibers can be glass fibers, synthetic fibers. mineral fibers. vegetable fibers, animal fibers.
Metal wire can also be used as reinforcement.
<Desc / Clms Page number 9>
EMI9.1
After the resin tbermouro1 "11. Has been applied to 4968 AU ribbon of fibrous uterus, it is treated to partially pretend until it becomes tor..bl1 and solid. In this state, the resin is not tacky , and we could easily wrap the ribbon in a roll on the spool 11.
The r4 <dn <to utiUMï * can hearth which of the conventional thermosetting resins, such as for example a polyester resin in which at the mine one of the constituents
EMI9.2
ranfarna an unsaturated double bond in an aliphatic Croup * For example, the unsaturated bond can be found in the polybasic acid component as for example when reacting maloic acid or anhydride with a polyalcohol # such as glycerol, ethylene glycol # diethyleneglycol propylene glycol. sorbitol, mannitol, polyethylene glycol and others of the same kind.
In addition, other thermosetting resins of
EMI9.3
In addition, the apparatus of the present invention can also be used with thermoplastic resins such as polyvinyl chlorides and others produced of the same kind, As shown very clearly in FIGS. 5
EMI9.4
a 7) t the tape is guided onto the mandrel by a series of rollers which are fixed to the face of the disc 10.
The tape leaving the reel 11 gradually passes over a return roller 39, over
EMI9.5
a friction roller 40 # a deflection roller 41. a friction cap 42, a guide roller 43 and a distributor roller 44 which guides the tape onto the mandrel at the desired helix angle.
The deflection rollers 39 and 41 are mounted idle on the disc 10. while the friction rollers 40 and 42 are prevented from rotating freely by a friction mechanism associated therewith.
The friction rollers 40 and 42 serve to keep the tape taut as it passes from the spool 11 onto the mandrel.
<Desc / Clms Page number 10>
EMI10.1
The avidace roller 43 is arranged so that it can be moved relative to the distributor roller 44 so that the same gui page head can be used for a wrapping On the right or on the left * A 04 on the jet <the guide roller 43 is fixed in view @ dt # rotation At lxtr <mit4 of an articulated support 45 At the touch of the disc 10 # For V)) t! TouUl9) f bed support 45 and 10 guide roller 43 at any position desired # there is provided a $ series of openings * opaceao 46 formed in the disc and a goum jon passing through an ad hoc opening made in the port 45 is aimed in one of the openings 46.
Like very
EMI10.2
clearly shown in Figures 6 and 7, the position of the guide roller 43 relative to the distributor roller 44 is changed when the disc 10 and rotated in sounds reverses or it can be varied by using a distributor roller of different diameter.
EMI10.3
te ialet distributor 44 is fixed relative to the disc 10 and does not rotate about its axis.
However, the roller 44 comprises a covering 47 in contact with other material with a low coefficient of friction, so that the strip 2 can easily slide on the roller 44 and also move in the axial direction along said roller. *
EMI10.4
Provision has been made to be able to rotate the distraction roller, striker 44, and consequently to vary the angle of the propeller.
EMI10.5
for wrapping the tape on the Mandrel * In order to constitute this articulated connection, the galnt 44 is placed inside a screen 48,
and the outer end of this screen is pivoted at 49 in two arms 50 extending outwardly from
EMI10.6
the disc 10 The disc 10 is provided with an ad hoc zak opening through which pass the distributor galt 44 and the screen 48.
The roller 44 and the screen 48 can pivot so as to vary the axis of the distributor roller relative to the axis of the mandrel and therefore so as to change the helix angle of the wrap. The
<Desc / Clms Page number 11>
The articulated linkage to the journal 49 also saves space because the diameter of the disc can be reduced from that which it would have in a system where the distribution roller pivots at its inner end in the vicinity of the disc.
The distributor roller 44 is articulated on a mechanism consisting of a support 51 fixed to the end of the screen 48.
A rod 52 hinged to the support and is inserted into a nut 53 supported by the support 54. When the nut 53 is screwed onto the rod 52, 1 the distributor roller 44 pivots around the journal 49 to vary the speed. helix angle of the wrap.
Since the disc 10 is arranged to rotate at high speed, it is necessary to balance the weight of the distributor roller 44, and this is why an elongate member 55 is journaled at 56 inside the arms 57 * The elongated member 55 has a distribution of dimensions and weight equal, as a whole, to that of the distributor roll, so as to adjust the extended position of the member 55 to balance the position of the roller 44. It is possible to adjust the extended position of the member 55. can rotate the elongate member 55 by means of a mechanism identical to that associated with the distributor roller.
In addition, a counterweight 58 is provided to balance the weight and position of the rollers 39-43. The counterweight 58 is secured to the disc 10 by a series of bolts 59 passed through slots 60 in the disc. By moving the bolts 59 inside the slots, the position of the counterweight 58 can be varied to balance the weight of the rollers.
To prevent sagging or twisting of the tape 2 on the side of the mandrel and to maintain uniform tension in this tape, the part of the tape referenced 61 approaching the dispenser roll 44 and the part 62 of the tape leaving the roll distributor must be in parallel planes. This has been shown in a particularly visible way on the figures.
<Desc / Clms Page number 12>
gurea 7 and 8. We see in figure 6 that the disc this entrained in the ** ne of clockwise and.
that the roller 43 is positioned so that the peripheral edge of the roller, in the direction of rotation of the disc 10, is aligned with the corresponding edge of the distributor roll 44, similarly the peripheral edge of the distributor roll 44, when the disc 10 rotates in reverse is aligned with the corresponding edge of mandrel 3.
As a result, the parts 61 and 62 of the strip 2 are located in parallel planes. It can be seen from FIG. 7 that the disc 10 is driven in non-anticlockwise and which has been made. pivot the roller 43 to form the par. tied parallels 61 and 62 of the ribbon. In this case, the peripheral trailing edge of the roller 43 'in the direction of rotation of the disc is aligned with the trailing edge of the distributor roller 44, and the trailing edge of the roller 44 is aligned with the trailing edge. chuck 3.
Again, the tape portions 61 and 62 lie in parallel planes, which prevents the tape from sagging or twisting, and allowing even tension to be maintained on the tape throughout. the wrapping operation. If the axis of the distributor roller 44 is fixed with respect to the axis of the mandrel 3. the diameter of the aforementioned roller must be equal to that of the mandrel to achieve the parallelism of the parts 61 and 62 of the tape.
The mandrel is supported at spaced intervals along its length by a series of support assemblies 63, very clearly shown in FIG. 1. Each support assembly comprises a roller 64 supporting the mandrel, these rollers being mounted for their rotation in supports 65 mounted on columns 66.
The rollers 64 are preferably placed in the vicinity of the position of application of the tape on the mandrel. The resin of the ribbon in this area will not be completely
<Desc / Clms Page number 13>
fondue and the ribbon will only be tacky.
This is why the Applicant prefers that the cheeks 64 be located at the poli- tion where there is the least chance that the resin will adhere to the surface of the rollers. In addition, a cooling agent is introduced to the. hollow interior of each of the galsts 64 to better prevent the resin from sticking or adhering to the rollers. As shown in Figure 1, a water cooling agent for example,
is introduced into the hollow shaft at one end of each roller through a pipe 67 and is discharged from the opposite end of the roller through a pipe 68.
The mandrel 3 is advanced in the longitudinal direction through the wrapping assemblies 1 by means of a driving wheel 69 which is mounted so as to drive the rear part of the mandrel 3. A motor 70 at constant speed is operated. torque to the drive wheel, in order to continuously drive the aforementioned wheel at a predetermined constant speed This is why the mandrel is moved, in the axial direction, through the wrapping assemblies, at a constant speed, in order to gradually guide the ribbon on the mandrel.
The type of mechanism producing the advance of the mandrel is not critical and any desired structure can be used to advance said mandrel through the mistletoe members.
Part of the tape 3 being wrapped on the core is heated in order to melt the resin, so that the resin associated with the successive layers becomes a homogeneous mass and prevents stratifications in the structure of the tube. Heat can be supplied in any way desired, and as shown in Figure 1c it is supplied to the mandrel by an induction heating coil 71 supported by a support 72 extending outside of the hub 8. A heating coil by induction is associated with each of the wrapping heads, which maintains
<Desc / Clms Page number 14>
the mandrel at a substantially uniform temperature over its entire length.
The heat coming out will melt the resin into a homogeneous layer in order to fully bind the ribbon fibers together as well as to bind the layers of ribbon together. It can be considered that the renin is lying inside the ribbon. around the mandrel, can be fully processed during the wrapping operation.
However, the resin associated with the outer layers of the tube will not be fully cured when the tube passes the last of the wrapping assemblies 1, and this is why the oven 5 has been provided to heat the resin to the desired temperature. in order to apply a treatment or a complete polymerization to the resin of all the layers * There is shown, purely schematically, the oven 5 of an ad hoc heating assembly that can be used to apply the final treatment to resins
Preferably, the mandrel is made up of segments which are assembled together end to end. After the tube leaves the furnace, it is cut at the mandrel assemblies and then the pipe sections are then removed from said mandrel.
The apparatus allows for continuous wrapping operation of a tubular article. Since the tape 2 or any other material to be wrapped is placed on a spool 11 mounted coaxially with the mandrel, the apparatus is by nature. balanced whether the spool is full or empty. Since the apparatus is always balanced, the wrapping heads can be driven at a significantly higher speed which correspondingly increases the capacity of the machine compared to that of conventional assemblies.
There is shown in Figures 8 and 9 a second embodiment of the present invention, in which a variation of the wrapping assembly is used. In this mode of
<Desc / Clms Page number 15>
embodiment the covering assembly comprises a frame 73 supporting a split hub 74 corresponding, as a whole, to the hub 8 of the first embodiment. A tube 75 which cannot turn little is fixed inside the hub and protrudes in front of the hub. A shaft 76 is mounted for rotation within the tube 75, and the mandrel 3 is arranged to advance longitudinally through the rotating shaft 76.
Shaft 76 is driven by a chain wheel 77 attached to the rear end of said shaft. A wheel 78 connects the chain wheel to a drive shaft similar to the drive shaft 35 of the first embodiment.
The opposite end of shaft 76 supports a disc 79 which is arranged to rotate with the shaft. The resin-impregnated tape 2 is supported by a series of rollers 80 which are spaced apart around the perimeter of the front face of the disc 79 and constituting a coil or cylindrical shape as a whole to support the tape being wrapped.
The tape is contained on the rollers 80 thanks to two side plates or cheeks 80 which are supported by a series of threaded pins 82. The threaded pins 82 are connected to the front face of the disc 79 and are located on a circle whose radius is slightly lower than that of the rollers 80, so that the band is not rrmally in contact with the pins 82.
The outer surface of the side cheeks 81 can be moved laterally, by loosening the locking nuts 83 to adjust the plate for different tape widths.
The inner end of the tape winder is arranged so as to be extracted from the spool and wrapped on the mandrel 3, which is advanced through the wrapping assembly. The ribbon is guided to the mandrel by a guide roller 84 and by a distributor roller 85, both fixed to the disc 79.
The inner end of the ribbon feeder runs inward.
<Desc / Clms Page number 16>
between two adjacent rollers 80 around guide roll 84, then around distributor roll 85 and from there onto the mandrel. The spacing between adjacent rollers 80 through which the tape passes constitutes a discontinuity in the cylindrical support intended for the tape being wrapped,
The distributor roller 85 can be adjusted to vary the helix angle of the tape which is wrapped on the mandrel.
For this purpose the lower end of the roller 85 is articulated between supports 86 connected to the disc 79. An adjustable arm 87 is fixed to the roller 85 and is also articulated at the junction point of the distributor roller and the supports 86. By pivoting the arm 87, the distributor galst 85 can be rotated and the helix angle of the tape wrapped on the mandrel can be varied.
The roller 85 can be locked in any desired position by means of a bolt 88 extending outwardly from the arm 87 and passing through a slot in the support 86.
The outer end of the bolt is provided with a nut 89. By loosening the nut 89, the roller can be rotated to change the helix angle of the wrap as desired.
As in the case of the first embodiment, it is desired that the part of the tape approaching the distributor roller 85 is in a plane parallel to the part of the tape leaving the distributor roller and being wrapped on the mandrel 3. can achieve this by moving the guide roller 84 relative to the disc 79.
As very clearly shown in figure 8, the roller 84 is fixed to the disc 79, by a stud 90 forming part of a series of curvilinear slots, by loosening the stud and moving the roller inside the slot or until At another slot the dispenser roll can be kept parallel to the tape exiting roller 85.
The rollers 84 and 85 are balanced by a mass-burbot 92 adjustably connected to the face of the disc 79. A
<Desc / Clms Page number 17>
EMI17.1
stud 93 passes through one of the tent 91 and is screwed into the counterweight 92.
The envidé tape 2 is covered by a cylindrical casing 94 support 'by a series of figea 95 of cross section Si-
EMI17.2
neral square The inner ends of the $ 9 rods are
EMI17.3
placed inside a circular groove 96 made in the face of a plate 97 and are fixed inside 14 Taken by bolts. The plate 97 is fixed to the sleeve 98 which is turned i lioness on a inner sleeve 999 him "N) <Me journalled around a fixed tube 75 * In this arrangement the plate 97 can rotate freely around the tube 75 during the wrapping operation, The sleeve 99 is retained on the .¯! \ On 99 by one
EMI17.4
retaining ring 100.
EMI17.5
The disc 79 which supports * the 4th tape enYtcJap 1 rotates while the mandrel * is advanced through the ........ wrapping. As the inner end * 4M tape * is taken out * of the veining and is gimped over the w * Mrt * where it is advantageous that the outer or 11 .. tape end is retained and that it and produce a certain% and ..... the mistletoe page The outer end of the tape passes through a slot 101 made in the casing and * and blocked at X * Iatéri * ar of a recess formed in one of the t4gen 9 $ * "" "" Rā Held inside the stem recess with the 4'VM clamping insert 102 attached to it * by an ad hoc 4 * long sleeve.
It is% necessary to apply ne * .tr "4% * t to the tape when it is wrapped on the 3% The whole is provided by a series of galeta dt, .. 1¯. Tom 4mm 1 * eaa of the first realization wdt or else then * com pr4- tried in the figure .. the device and, ttfud.- pt hn *% so- Cid tu caster 94% On this subject the plate of tr "wn * 10) axwr- Unt a plate of rub 104 * and tix4t to m blot $ 10 <HL4
<Desc / Clms Page number 18>
EMI18.1
to the base plate 106. The friction lining 104 is arranged so as to be stressed up. come in contact with
EMI18.2
the outer surface of the cylindrical housing 94 by means of two adjustment via 107 and 106.
Via 107 is requested by a res-
EMI18.3
comes out and can allow a slight adjustment of the braking action while the adjustment via 109 allows a powerful adjustment of
EMI18.4
braking action.
The function of the wrapping element shown
EMI18.5
on this embodiment is identical to that of the first embodiment
EMI18.6
production.
EMI18.7
of! 'w <U <tti <W.
Taking the tape from the vortex end of the emptying or spool is advantageous because the dress can be fed or mon6 on the spool without stopping the f <4 <MNM) Mat of the apparatus for a period of time primed- 1ft ... By ... 'Ie, near that one. gimped on the mandrel a guard U. most of the tape Z # the device is stopped wmntaniment and on Ubbro of the bend. do tightening 102 the free outer end <& t n .. - .: 1 "'... The end of a dlap- omid roll is then reached at the free end of the tape on the spool. C <6 81ï 81w ... romtt the device At slower speed and as 4 ommm qm 1 * rub is wrapped on the mandrel, the ribbon provo- * out do twxtoMMt 4t1.p'p "oYiaion" 'Nrat, is enveened on the coil.
NMMA. do = 6 that the * zber * do the coil is significantly more ïxp * rtoo4 <pa) C! the dMtJ6.t. <ie of the Mandrel, the aeration tape will be sent on U 1I $> 1Ir! Ih # to wxw ': 11 ....., 1- fast than it is extracted to be guîtgé on the awwrfrl ?? shuddered, 1w .... the ribbon * and enveened on a bau "tway)) M) f &)) MM <t'et ijRMF la.! MMe untie the wrapping 84> uncan '.. nt ptiur 4 mr refated. outside * of the tape. j6 << end <aity e 'téettmam xt <Mi) <t of the ",, 1Iu". itro ..' introduced into the pito.
cre blftiwe M2, Offl corudm us4g the free end of the ntbaa-e m'la p! 6M! * mu "dgftro 881 --- or blocked date one di.po.1 tif
<Desc / Clms Page number 19>
In this case, securing a supply of tape to the free end of the tape is simplified in that it is not necessary for the tape to be removed from the said part, clamping or it hates reinserted inside the locking piece after the desired amount of tape has been sent onto the spool.
Since the tape is drawn from the inner part of the spool, cooling of this structure is not necessary. The heat radiated by the mandrel will be absorbed by the inner turns in the layers of the tape on the spool and being Since these Tape Sayings are the ones being pulled, there is no danger that the resin associated with the tape on the spool will be complete. cured by heat from the mandrel.
Since the distributor roller 85 is located inside the spool, the outside diameter of the apparatus is mined. This results in a shorter spacing or distance between adjacent winding ends, as the tape does not have to move out of the spool and then at an angle onto the mandrel Total reduction in diameter As a result of the apparatus, the guide assemblies can be operated at a significantly higher speed, which again increases the production capacity of the apparatus.
Because the rollers 80 support the tape, performing the reel office, and are coaxial with the mandrel, the apparatus is - by its nature - balanced whether the tape roll is full or empty. , this allowing the wrapping heads to be operated at very high speeds.