CH622831A5 - - Google Patents

Description

La présente invention a pour objet un dispositif d'entraînement et d'étirage d'un fil selon la revendication 1. Cette disposition permet de réduire sensiblement l'usure de la courroie sur sa surface qui est en contact avec le fil. De plus, la courroie n'a pas besoin d'être fortement tendue car elle est entraînée par l'intérieur. L'emploi d'une courroie modérément tendue permet d'accroître sensiblement la longévité par comparaison avec les dispositifs classiques à deux courroies ou une courroie et une roue.

Les dessins annexés représentent à titre d'exemples non limitatifs deux applications particulières de l'objet de l'invention.

La fig. 1 est une vue en élévation frontale d'un dispositif selon l'invention.

La fig. 2 est une vue en élévation frontale d'un dispositif classique à courroie et roue de contact.

Les fig. 3 et 4 illustrent une application du dispositif d'étirage de la fig. 1 à une machine produisant une nappe de fibres de verre.

La fig. 5 est ime vue en élévation frontale d'un autre mode de ' réalisation du dispositif d'étirage de l'invention.

La fig. 6 illustre l'application du dispositif de la fig. 5 à une machine produisant une nappe de verre à partir de fils précédemment préparés.

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Sur la fig. 1, le dispositif d'entraînement et d'étirage 8 reçoit un faisceau de fils de verre 5 d'une filière à orifices multiples ou d'un stock de fils précédemment préparés. Les fils 5 sont amenés en contact avec l'extérieur d'une courroie sans fin 44. La courroie 44 peut avoir une largeur de 1,25 à 15 cm selon le nombre et l'étalement des fils à transporter. La courroie 44 portant les fils 5 passe autour d'une roue rotative 40 entraînée par un moteur électrique ou pneumatique 42 à vitesse variable. La courroie 44 est ainsi entraînée par le moteur 42 et la roue 40, cette dernière agissant sur la surface intérieure de la courroie. Les fils 5 sont entraînés par friction sur la surface extérieure de la courroie 44.

Après avoir contourné la roue 40, la courroie 44 portant les fils 5 passe autour d'une roue de contact 46. La roue 46 est montée libre en rotation sur un axe équipé d'un palier ou d'un roulement à billes (non représenté). La périphérie de la roue 46 est munie de palettes ou de barrettes 48 qui forment une surface de contact discontinue. Les fils 5 sont donc maintenus entre les palettes 48 et la courroie 44 dont l'avance entraîne les fils par friction. Du fait que les fils 5 sont en contact avec les palettes 48, et non avec une surface continue de la roue 46, ils adhèrent plus fortement à la courroie qu'à la roue, ce qui supprime les risques d'accumulation de fil autour de la roue. L'adhérence des fils aux palettes 48 est cependant suffisante pour assurer un entraînement efficace à la surface de la courroie 44, même si elle n'est pas complètement tendue.

Les fils 5 sont entraînés entre la surface extérieure de la courroie 44 et les palettes 48 de la roue 46, alors que la courroie 44 est elle-même entraînée par le moteur 42 et la roue 40 qui agit sur sa surface intérieure. La longévité de la courroie est nettement améliorée par la réduction considérable des forces de frottement des fils 5 aux points de contact des palettes 48. De plus, la courroie 44 n'est pas entraînée par les palettes 48 de la roue 46 et n'a donc pas besoin d'être aussi tendue que dans les dispositifs classiques.

Les fils 5 quittent la surface extérieure de la courroie 44 à l'endroit où celle-ci contourne un galet de petit diamètre 50. Les fils 5 sont ensuite recueillis par un récipient ou une surface de formation d'une nappe. Le galet 50 est libre en rotation, de préférence sur un roulement à billes. La courroie 44 passe ensuite autour d'un galet de tension 52, qui est également libre, et reçoit à nouveau les fils 5 sur sa surface extérieure.

Comme expliqué précédemment, la courroie 44 n'a pas besoin d'être complètement tendue, sa tension étant réglée par la position du galet 52. Les roues 40,46 et le galet 50 sont fixes, mais le galet 52 est monté à l'extrémité d'un bras 72 qui peut osciller autour d'un pivot 70 monté sur la plaque de base 76 du dispositif. Le pivot 70 est monté sur un bras 66 dont l'autre extrémité est tirée vers la gauche (sur la fig. 1) par un ressort 54. La tension du ressort est réglable par une tige filetée 56 que l'on peut déplacer au moyen de deux écrous 60, 62 dans une pièce 64 qui est fixée à la plaque de base 76.

Ce mécanisme permet donc de régler la tension de la courroie 44. Les deux écrous 60 et 62 ne sont pas indispensables, mais ils permettent de bloquer la tige filetée 56 après un réglage de la tension du ressort 54.

La fig. 5 illustre un second mode de réalisation du dispositif d'entraînement et d'étirage 8b. Les fils composites 5 provenant d'un dispositif d'assemblage des filaments ou d'un stock de fils précédemment préparés sont reçus sur la surface extérieure d'une courroie sans fin 102. Comme dans le dispositif de la fig. 1, la largeur de la courroie peut varier entre environ 1,25 et 15 cm selon le nombre et l'étalement des fils à étirer et/ou entraîner. La courroie 102 portant les fils 5 passe autour d'une roue 104 qui est entraînée par un moteur électrique ou pneumatique 106 à vitesse variable. La courroie 102 est ainsi entraînée par le moteur 106 et la roue 104, cette dernière agissant sur la surface intérieure de la courroie. Les fils 5 sont étirés et/ou entraînés par friction sur la surface extérieure de la courroie 102.

Après avoir contourné la roue 104, la courroie 102 portant les fils 5 passe autour d'une roue de contact 108. La roue 108 peut tourner librement dans un palier 110, par exemple un roulement à billes. Dans ce mode de réalisation, la surface périphérique de la roue 108 peut être lisse ou rugueuse. La courroie 102 portant les fils 5 met en contact avec la roue 108 que sur une petite portion de sa circonférence, ce qui évite l'enroulement des fils autour de la roue 108 tout en assurant une pression suffisante pour l'entraînement des fils. Dans ces conditions, la courroie 102 n'a pas besoin d'être fortement tendue pour assurer l'entraînement et l'étirage des fils au contact de la roue 108.

Les fils 5 sont portés par la surface extérieure de la courroie 102 qui est en contact avec la roue 108, alors que la courroie est entraînée par la roue 104 sur sa surface intérieure, comme dans le dispositif de la fig. 1. Dans ces conditions, la longévité de la courroie est nettement améliorée par la diminution de l'usure due au frottement des fils entre la courroie 102 et la roue 108. En outre, la courroie 102 n'a pas besoin d'être aussi tendue que dans les dispositifs classiques.

Les fils 5 quittent la surface extérieure de la courroie 102 à l'endroit où celle-ci contourne un galet de petit diamètre 112. Les fils 5 sont ensuite recueillis dans un récipient ou sur la surface de formation de la nappe. Le galet 112 est libre en rotation dans un palier 114 de préférence muni d'un roulement à billes. La courroie 102 revient ensuite autour de la roue d'entraînement 104 et reçoit à nouveau les fils 5 sur sa surface extérieure.

Comme indiqué précédemment, la courroie 102 n'a pas besoin d'être fortement tendue et sa tension peut être réglée en déplaçant la roue 108 et le galet 112, la roue 104 étant fixe. Pour cela, la roue 108 et le galet 112 sont montés sur un bras 116 qui peut tourner sur un pivot 118. Le pivot 118 est reçu dans un palier 120 qui est fixé à la plaque de base 100 du dispositif. Un levier 122 est fixé au pivot 118 par l'une de ses extrémités. L'autre extrémité du levier 122 reçoit un ressort 124 dont la tension est réglable au moyen d'une tige filetée 126, de deux écrous 128 et 130 et d'une pièce 132 fixée à la plaque de base 100.

La position axiale de la tige filetée 126 par rapport à la pièce 132 détermine la tension du ressort 124 et par conséquent la tension de la courroie 102.

Les deux écrous 128 et 130 ne sont pas indispensables, mais ils permettent de bloquer la tige filetée 126 après un réglage de la tension du ressort 124.

A titre de comparaison, la fig. 2 illustre un dispositif classique 8a d'entraînement et/ou d'étirage de fils. Ce dispositif comporte une courroie sans fin 78 qui porte les fils 5 sur sa surface extérieure. La courroie 78 passe autour d'une première roue libre 80 et sa surface extérieure vient ensuite en contact avec une roue 82. On voit que la périphérie de la roue 82 est munie de palettes 84 qui viennent en contact avec les fils 5 et la surface extérieure de la courroie 78. La roue 82 est entraînée par un moteur 86 et entraîne à son tour la courroie 78 et les fils 5 par l'intermédiaire des palettes 84. Ainsi, la force motrice est exercée sur la surface extérieure de la courroie 78 qui doit être toujours parfaitement tendue. En effet, si la courroie est lâche, la roue 82 a tendance à patiner, ce qui produit un étirage et un entraînement irréguliers des fils 5. Dans ces conditions, on obtient des filaments de diamètres irréguliers et une nappe de caractéristiques irrégulières.

La nécessité d'une forte tension de la courroie 78 expose sa surface extérieure, qui est en contact avec les fils 5 et avec les palettes 84 de la roue 82, à une usure intense. Cette usure est beaucoup plus importante que dans le cas des dispositifs des fig. 1 et 5 dont les courroies sont entraînées par leur surface intérieure. Ainsi, alors que la durée de vie d'une courroie utilisée dans le dispositif de la fig. 2 est de l'ordre de 24 heures de service, celles qui sont utilisées dans les dispositifs des fig. 1 et 5 durent 120 heures et plus. Etant donné que le remplacement d'une courroie demande l'arrêt des filières ou du poste d'entraînement des

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fils, on mesure les incidences économiques d'une telle augmentation de la longévité des courroies.

En revenant à la fig. 2, on voit qu'après avoir quitté les palettes 84, la courroie 78 et les fils 5 descendent verticalement jusqu'à un point de séparation où la courroie passe autour d'un galet de tension 88.

Du fait de la tension nécessaire de la courroie 78, le galet 88 ne peut pas être monté sur roulement à billes comme les galets 50 et 112. En pratique, compte tenu de la tension et de la vitesse de la courroie 78, et donc de la vitesse de rotation du galet 88, ce dernier doit être monté sur un palier à air alimenté par une tuyauterie pneumatique 90. De plus, pour maintenir la tension nécessaire de la courroie 78, le galet 88 doit être associé à un cylindre pneumatique (non représenté) fournissant une force constante dirigée vers le bas. Il faut donc prévoir deux alimentations en air comprimé dans le cas du dispositif 8a de la fig. 2. Par contre, le dispositif de l'invention n'a pas besoin d'air comprimé, sauf si le moteur d'entraînement de la courroie est un moteur pneumatique. De toute manière, le dispositif de tension de la courroie est nettement simplifié par l'emploi d'un ressort.

Dans le dispositif de la fig. 2, la courroie 78 repasse autour d'une seconde roue libre 92 où elle reçoit les fils composites 5.

Les fig. 3 et 4 illustrent une application du dispositif de la fig. 1 ou 5 à une machine à fabriquer une nappe continue de fibre de verre.

Sur la fig. 3, des monofilaments de verre 1 sont tirés à la sortie d'une filière multiple 2 et passent sur un applicateur d'apprêt 3 qui peut être un rouleau d'enduction classique. L'apprêt lubrifie les filaments pour éviter leur rupture et sert également de liant lors de l'assemblage des filaments 1 en fils composites 5. De plus, lorsque les fibres sont utilisées pour armer une résine, la composition d'apprêt sert à améliorer l'adhérence entre les filaments et la matrice de résine. En général, la composition est une solution aqueuse d'un liant spécifique dans un lubrifiant pour fibre de verre.

Les filaments enduits sont ensuite amenés dans un dispositif d'assemblage 4 qui peut être un cylindre à plusieurs gorges d'où les filaments sortent sous la forme de fils 5. Le cylindre est de préférence en une matière ayant des propriétés lubrifiantes pour faciliter le glissement des filaments. Le graphite convient parfaitement, mais on peut utiliser d'autres matières autolubrifiantes. Les fils composites 5 passent ensuite autour d'un rouleau libre 6 qui les dirige vers le dispositif d'entraînement et d'étirage 8 (fig. 1). On pourrait aussi utiliser le dispositif 8b de la fig. 5. Le dispositif 8 est mobile transversalement sur un rail 10 qui est monté transversalement et au-dessus du convoyeur 11 de formation de la nappe de fibres. Plus précisément, le dispositif 8 est animé d'un mouvement transversal alternatif pour déposer régulièrement les s fils 5 sur le convoyeur 11 où se forme la nappe 16.

La nappe 16 passe du convoyeur 11 à un second convoyeur 15 qui est surmonté d'un dispositif d'aiguilletage 17 dans lequel de nombreuses aiguilles 18 sont plantées dans la nappe et retirées pour emmêler les fibres et donner à la nappe une bonne cohésion, io La nappe aiguilletée 19 passe autour d'un rouleau de guidage 20 et descend dans un chariot collecteur 21. Le chariot 21, qui est équipé de roues 22 roulant sur des rails 23 et 24, est animé d'un mouvement alternatif longitudinal pour que la nappe aiguilletée 19 se dépose en accordéon.

15 On voit sur la fig. 4 que plusieurs filaments 1 sont tirés des orifices 25 de la filière 2 et passent d'abord dans l'applicateur 3 qui comprend un rouleau 26 entraîné par un moteur 24. Le rouleau 26 tourne partiellement immergé dans une auge 30 qui contient la composition d'apprêt. Les filaments 1 sont ènsuite 20 assemblés dans les gorges d'un cylindre 4 et se transforment en plusieurs fils composites 5. Les fils 5 passent autour d'un rouleau de renvoi 6 et aboutissent au dispositif d'entraînement et d'étirage 8. Le dispositif 8 est fixé sous un chariot 34 qui est déplacé transversalement par un mécanisme comprenant un moteur 36, un 25 pignon 37 et une chaîne 38. Le chariot 34 est guidé transversalement par le rail 10.

En variante, la nappe 16 peut être obtenue à partir de fils composites précédemment préparés, comme dans l'exemple de la fig. 6. Dans ce cas, un râtelier 150 portant un certain nombre de 30 bobines 140 fournit des fils 5 de verre, de polyester, de nylon ou d'autres fibres naturelles ou synthétiques. Les fils 5 passent dans des guides individuels 152 en quittant les bobines 140, puis sur une barre de guidage 154. Les fils 5 peuvent être assemblés en un ou plusieurs fils plus gros, mais il est préférable de les grouper en 35 un faisceau parallèle qui passe sur le rouleau de renvoi 6. Entre la barre de guidage 154 et le rouleau 6, les fils peuvent être humidifiés ou enduits d'un agent d'ensimage pour éviter l'accumulation de charges statiques; Cette précaution n'est pas toujours nécessaire. A partir du rouleau de renvoi 6, les fils 5 aboutissent à un 40 dispositif d'entraînement 8 ou 8b de l'un des types précédemment décrits.

Le dispositif d'entraînement et/ou d'étirage décrit à courroie et roue augmente très sensiblement la longévité des courroies, réduit le glissement et améliore la régularité des fils produits. Ce disposi-45 tif ne nécessite aucune alimentation en air comprimé.

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3 feuilles dessins

Claims (12)

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1. Dispositif d'étirage et/ou d'entraînement de fils, caractérisé en ce qu'il comprend une courroie sans fin dont la surface extérieure porte les fils, une première roue motrice en contact avec la surface intérieure de la courroie, une seconde roue en contact avec la surface extérieure de la courroie de manière que les fils soient étirés et/ou entraînés entre la surface extérieure de la courroie et la surface périphérique de la seconde roue, un moyen de séparer les fils de la surface de la courroie, et un moyen de régler la tension de la courroie.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première roue est entraînée par un moteur.

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REVENDICATIONS

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moteur est un moteur électrique.

4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moteur est un moteur pneumatique.

5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface périphérique de la seconde roue est discontinue.

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la surface discontinue de la seconde roue est constituée par des saillies radiales.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce-que les saillies radiales sont des palettes portées par la périphérie de la roue.

8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface périphérique de la seconde roue est continue.

9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de séparation des fils est un galet que la courroie contourne.

10. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de réglage de la tension de la courroie comprend un galet, un premier bras portant le galet, un second bras, un axe d'articulation commun aux deux bras, un ressort agissant sur l'extrémité libre du second bras, et un mécanisme de réglage de la tension du ressort.

11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la seconde roue fait également partie du moyen de réglage de la tension de la courroie.

12. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le mécanisme de réglage de la tension du ressort comprend une tige filetée reliée au ressort, une pièce fixe et au moins un écrou vissé sur la tige filetée pour ajuster sa position par rapport à la pièce fixe.

Les filaments de verre sont généralement étirés à la sortie des orifices d'une filière montée au bas d'une cuve contenant le verre en fusion. En même temps qu'ils sont étirés, les filaments passent sur une surface d'application de liant et/ou d'agent d'ensimage. Les filaments sont ensuite réunis dans des gorges d'une roue ou d'un tambour d'assemblage d'où ils sortent sous la forme d'un ou plusieurs fils composites. Les fils passent ensuite dans un dispositif d'étirage qui exerce une certaine traction axiale sur les filaments. L'organe d'étirage peut être la surface rotative d'un bobinoir, d'une courroie ou d'une roue de contact.

Lorsque les fils de verre, de nylon, de polyester ou autres sont recueillis pour être conditionnés en vrac ou sous la forme d'une nappe continue de fibres, ils sont souvent étirés au moyen d'une courroie ou d'une roue avant d'être transportés sur la surface de formation de la nappe. On peut aussi produire des nappes à partir d'écheveaux de fils composites qui sont entraînés et déposés sur la surface de formation de nappes. Dans ce cas, le dispositif «d'étirage» ne sert pas réellement à étirer les filaments, mais plutôt à dévider le fil et à le déposer sur la surface de formation d'une nappe.

Certains dispositifs d'étirage utilisant des roues, comme décrit dans les brevets des EUA Nœ 3676096 et 3746230, ne donnent généralement pas de très bons résultats. Pour étirer les filaments, ils utilisent uniquement l'adhérence du fil humide sur la circonférence de la roue, mais le glissement est important et la force de traction est souvent insuffisante. Un autre inconvénient de ce type de dispositif est le risque d'accumulation de fils à la périphérie de la roue, lorsque le fil ne se sépare pas de sa surface au point de sortie prévu et continue à tourner avec la roue en formant un écheveau. En résumé, les phénomènes de glissement et d'accumulation autour de la roue perturbent la production de fil étiré et/ou de nappe.

Pour tenter de résoudre ces inconvénients, on a proposé des dispositifs d'étirage à deux courroies, notamment dans les brevets des EUA Nœ 2690628, 3293013, 3887347, 3955952, 3997308 et 3999971.

Dans ces dispositifs d'étirage, le fil composite est introduit et entraîné entre deux courroies sans fin qui sont appliquées l'une contre l'autre sur une partie commune de leurs trajets respectifs. Cette disposition est plus favorable sur le plan du glissement et de l'accumulation périphérique des fils, mais pose de nouveaux problèmes. En particulier, pour assurer un fonctionnement correct, sans glissement du fil, on est obligé de maintenir une pression importante dans la zone de contact des deux courroies. Sous l'effet de cette pression et de leur mouvement continu, les courroies s'usent rapidement et doivent être fréquemment remplacées, ce qui augmente les coûts de fabrication et les périodes improductives nécessaires au remplacement des courroies.

On a donc pensé à utiliser un système mixte comportant une courroie et une roue de contact. La courroie unique passe autour d'un certain nombre de roues et coopère avec l'une d'entre elles pour assurer l'entraînement du fil composite. La périphérie de la roue peut être discontinue pour réduire sa surface de contact de façon à diminuer l'usure de la roue et de la courroie, et aussi pour éviter l'accumulation de fil autour de la roue. Dans ce système, l'entraînement de la courroie est assuré par la roue de contact.

Ces dispositifs à courroie et roue ont divers inconvénients. En premier lieu, l'entraînement de la courroie par la roue se fait sur la surface de contact avec le fil et impose donc une forte tension de la courroie qui entraîne une détérioration rapide. En second lieu, même si la courroie est bien tendue, il se produit quand même un certain glissement du fil composite entre la courroie et la roue.

Il existe donc un besoin pour un dispositif d'entraînement et d'étirage de fils composites réduisant les risques de glissement, d'accumulation du fil et l'usure des courroies.