FR2600589A1

FR2600589A1 - Process for producing belts and belts thus obtained

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Publication number: FR2600589A1
Application number: FR8609585A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-06-30
Filing date: 1986-06-30
Publication date: 1987-12-31
Also published as: FR2600589B1

Abstract

The present invention relates to the processes for producing belts having a reinforcement member. The process is essentially characterised in that it consists, starting from a filament comprising a central core coated with a sheath, in winding the filament, with touching turns, on drum means, in order to produce a uniform winding having the shape and thickness of the belt desired, then in solidly joining the turns together by means of their touching walls. Application, especially, to the production of conveyor belts for full-scale wind tunnels 1 for the motor-vehicle industry or for reduced-scale wind tunnels for the aviation industry.

Description

Procédé pour réaliser des courroies et
Courroies ainsi obtenues
ta présente invention concerne les procédés pour réaliser des courroies et les courroies ainsi obtenues, notamment pour des techniques telles que la manutention, la transmission, l'industrie, les transports, les souffleries, ...Method for making belts and
Belts thus obtained
your present invention relates to the processes for producing belts and the belts thus obtained, in particular for techniques such as handling, transmission, industry, transport, wind tunnels, etc.

Actuellement, pour transporter des matériaux ou transmettre de la puissance entre deux axes non-alignés, il existe, soit des charnels, soit des courroies. Le domaine des courroies se subdivise en courroies lisses, crantées, ou striées dans le sens de la longueur, les stries ayant, en général, une forme en "V", d'où le nom de "polype"' donné à ce type de courroies. Elles peuvent être armées d'un câble enroulé "sans fin", recouvertes sur une face d'une couche de protection, soit en tissu de polyamide, soit en caoutchouc, et sur l'autre face d'une couche de frottement également en caoutchouc ou en cuir chromé.Elles peuvent aussi être à couche de traction en bande, en général de polyamide plus ou moins modifiée et recouvertes sur leurs deux faces d'une couche de protection ou de frottement, en tissu de polyamide, cuir ou élastomère. Currently, to transport materials or transmit power between two non-aligned axes, there are either carnals or belts. The domain of belts is subdivided into smooth, notched, or striated lengthwise, the streaks having, in general, a "V" shape, hence the name "polyp" given to this type of belts. They can be armed with a wound "endless" cable, covered on one side with a protective layer, either in polyamide fabric or in rubber, and on the other side with a friction layer also in rubber or in chromed leather. They can also have a traction layer in strip, in general of more or less modified polyamide and covered on both sides with a protective or friction layer, in polyamide fabric, leather or elastomer.

Certaines courroies frottant sur leurs deux faces ont une couche de protection identique sur ces deux faces.Some belts rubbing on both sides have an identical protective layer on both sides.

Les courroies plates armées de polyester atteignent 100 m/s, ce qui est remarquable. Cependant, une courroie plate doit être longue et étroite pour rester stable sùr des tambours bombés. Si on a besoin de courroies larges, le bombé des tambours devient vite insuffisant et l'on doit même avoir recours à une stabilisation asservie par ordinateur. De plus, afin de garder son équilibre, la courroie est constamment soumise à de micro-réalignements, ce qui fait qu'elle ne défile pas exactement parallèlement à elle-même. Pour la transmission de puissance, cet inconvénient a pour conséquence une légère surconsommation de puissance. The polyester reinforced flat belts reach 100 m / s, which is remarkable. However, a flat belt must be long and narrow to remain stable on curved drums. If you need wide belts, the camber of the drums quickly becomes insufficient and one must even have recourse to a stabilization controlled by computer. In addition, in order to keep its balance, the belt is constantly subjected to micro-realignments, which means that it does not run exactly parallel to itself. For power transmission, this drawback results in a slight overconsumption of power.

Pour une utilisation en soufflerie où la courroie doit être parfaitement contrôlée et exempte de tout parasite latéral, ce phénomène est inadmissible. Les courroies du type "polyvé" résolvent le problème, ayant un guidage positif mécanique extrêmement efficace et fiable. Le problème majeur des polyvées, actuellement, est qu'elles ne sont réalisables qu'avec un matériel "lourd" et onéreux qui ne permet pas de grandes largeurs ni de très grandes longueurs. La limite industrielle actuelle est de 0,43 m de large pour 15 m de longueur développée. Ceci est incompatible avec la réalisation de grandes souffleries échelle 1à tapis roulant.For use in a wind tunnel where the belt must be perfectly controlled and free from any lateral interference, this phenomenon is inadmissible. “Polyve” type belts solve the problem, having a highly efficient and reliable mechanical positive guidance. The major problem of polyveas, currently, is that they are only achievable with "heavy" and expensive material which does not allow large widths or very long lengths. The current industrial limit is 0.43 m wide and 15 m developed length. This is incompatible with the production of large scale 1 blowers on a conveyor belt.

Les courroies plates, par contre, peuvent être produites dans des dimensions atteignant 6,3 m de largeur pour 8 m de distance entre les tambours dans le cas des souffleries aviation. Flat belts, on the other hand, can be produced in dimensions up to 6.3 m in width for 8 m of distance between the drums in the case of aviation wind tunnels.

Les problèmes liés à l'emploi de ces courroies sont considérables. En effet, en plus de leur instabilité précédemment décrite, ces courroies sont très fragiles, ayant tendance a se friper, à fondre à grande vitesse. La technologie actuelle des tapis roulants échelle 1 ne permet donc pas de les employer sous fortes charges aérodynamiques et mécaniques, comme cela devrait être le cas dans l'industrie automobile. The problems associated with the use of these belts are considerable. In fact, in addition to their instability described above, these belts are very fragile, tending to frizz, to melt at high speed. Current technology in scale 1 treadmills therefore does not allow them to be used under heavy aerodynamic and mechanical loads, as should be the case in the automotive industry.

Aussi, la présente invention a-t-elle pour but de réaliser des courroies plus performantes queveelles des technologies traditionnelles pour des applications classiques et de mettre en oeuvre un procédé simple permettant notamment de réaliser de façon relativement simple des courroies de grandes dimensions et ayant les avantages mentionnés ciavant. Also, the present invention aims to achieve belts more efficient than traditional technologies for conventional applications and to implement a simple method in particular allowing relatively large belts to be made and having the advantages mentioned above.

Plus précisément, la présente invention a pour objet un procédé pour réaliser des courroies a armature enrobée, caractérisé par le fait qu'il consiste, à partir d'un filament comportant une âme centrale enrobée d'un gaine, à enrouler ledit filament à spires jointives sur des moyens de tambour pour réaliser un bobinage uniforme ayant la forme et l'épaisseur de la courroie désirée, puis à joindre solidairement les spires entre elles par leurs parois jointives. More specifically, the subject of the present invention is a method for producing belts with coated armature, characterized in that it consists, from a filament comprising a central core coated with a sheath, in winding said filament with turns contiguous on drum means to achieve a uniform winding having the shape and thickness of the desired belt, then to join the turns together by their adjoining walls.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront au cours de la description suivante donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif mais nullement limitatif, dans lesquels
- les Figures 1 à 8 représentent des coupes transversales de différentes formes de courroies,
- les Figures lOA, lOB et 11 représentent sous forme schématique des moyens pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention, et
- la Figure 12 représente une coupe transversale d'une courroie réalisée selon le procédé.Other characteristics and advantages of the present invention will appear during the following description given with reference to the accompanying drawings by way of illustration but in no way limitative, in which
- Figures 1 to 8 show cross sections of different forms of belts,
FIGS. 10A, 10B and 11 show in schematic form means for implementing the method according to the invention, and
- Figure 12 shows a cross section of a belt made according to the method.

Dans les exemples de réalisation donnés, il sera possible de réaliser des courroies de différents types garantissant un guidage parfait. Pour ce faire, les courroies comportent des rainures dont la section transversale présente une forme géométrique comme celles illustrées par les Figures 1 à 4, petits triangles pour la Figure 1, trapèzes pour la Figure 2, rectangles pour la Figure 3, ondulations sinusoTdales, paraboliques, circulaires, ou tout autre type de figure représentant une loi géométrique, pour la Figure 4. In the examples of embodiments given, it will be possible to produce belts of different types guaranteeing perfect guidance. To do this, the belts have grooves whose cross section has a geometric shape like those illustrated in Figures 1 to 4, small triangles for Figure 1, trapezoids for Figure 2, rectangles for Figure 3, sinusoidal undulations, parabolic , circular, or any other type of figure representing a geometric law, for Figure 4.

Naturellement, les tambours sur lesquels tourillonnent de telles courroies doivent avoir des formes de rainures le long de leur périmètre, coopérant avec celles des courroies. Dans le cas où de grandes vitesses sont prévues, on peut avantageusement aménager la géométrie relative des rainures pour obtenir, soit en fond de denture (Figure 5), soit, mieux, en sommet de denture (Pigure 6), un espace dans lequel peut passer l'air piégé entre le tambour et la courroie. Cela évite la formation d'un coin d'air et l'aéroplanning de la courroie. Naturally, the drums on which such belts revolve must have the shape of grooves along their perimeter, cooperating with those of the belts. In the case where high speeds are provided, it is advantageous to arrange the relative geometry of the grooves to obtain, either at the bottom of the teeth (Figure 5), or, better, at the top of the teeth (Pigure 6), a space in which can pass air trapped between the drum and the belt. This avoids the formation of an air wedge and the aeroplanning of the belt.

Cependant, pour certaines applications, une courroie plate utilisant la structure décrite plus loin pourrait être une solution satisfaisante. Les structures décrites ci-après sont avantageusement compatibles avec des géométries crantées pour la transmission de puissance. However, for some applications, a flat belt using the structure described below could be a satisfactory solution. The structures described below are advantageously compatible with notched geometries for power transmission.

Pour la réalisation des courroies selon l'invention, il sera avantageux de mettre en oeuvre certains matériaux. C'est ainsi que la partie de zone de traction de la courroie est assurée par de la fibre, par exemple de carbone ou préférentiellement de verre. L'originalité de la structure de cette zone est qu'elle est obtenue préférentiellement par enroulement filamentaire d'un câble composite" constitué à la fois par le matériau de traction et par le matériau, par exemple thermoplastique, l'enrobant. For the production of the belts according to the invention, it will be advantageous to use certain materials. This is how the traction zone portion of the belt is provided by fiber, for example carbon or preferably glass. The originality of the structure of this zone is that it is preferably obtained by filament winding of a composite cable "constituted both by the traction material and by the material, for example thermoplastic, coating it.

On peut ainsi disposer de pré-imprégné thermoplastique, par exemple verre à matrice polyamide ou mieux à matrice polyether block amides, connu sous le nom commercial de Pebax. Naturellement, tout produit équivalent peut être employé. It is thus possible to have a thermoplastic prepreg, for example glass with a polyamide matrix or better still with a polyether block amides matrix, known under the commercial name of Pebax. Of course, any equivalent product can be used.

L'avantage d'un tel préimprégné déposé par enroulement filamentaire à matrice préfrentiellement thermoplastique est que l'on obtient une couche de traction noble i très forte capacité de traction, grâce È ses fils, et continue, gracie à sa matrice.The advantage of such a prepreg deposited by filament winding with a preferentially thermoplastic matrix is that a noble traction layer i with very high traction capacity is obtained, thanks to its wires, and continues, thanks to its matrix.

La matrice thermoplastique donne la cohésion, le définition gçométrique de la courroie. De plus, dans le cas de l'emploi du polyether block amides, les propriétés de celui-ci sont telles, en tenue i l'usure et au frottement, que l'on n'a pas besoin de prvoir de couche de protection de dos ou de couche de frottement. On peut, en effet, l'utiliser tel quel, directement sur les poulles. The thermoplastic matrix gives cohesion, the geometric definition of the belt. In addition, in the case of the use of polyether block amides, the properties of the latter are such, in terms of wear and friction, that there is no need to provide a protective layer of back or friction layer. One can, in fact, use it as it is, directly on the hens.

Dans le cas d'autres nuances de polyamide ou d'autres matrices thermoplastiques thermodurcissables- ou vulcanisables, exemple le caoutchouc, il est possible d'avoir recours i tout type de couches de recouvrement, soit en caoutchouc synthétique ou naturel, soit en un matériau connu sous le nom commercial de Pebax. On peut notamment avoir recours i du feutre thermoplastique armé de fibre de verre ou i de la bande thermoplastique non-armée pour constituer les couches de frottement et les couches dorsales. In the case of other polyamide grades or other thermosetting or vulcanizable thermoplastic matrices, for example rubber, it is possible to use any type of covering layer, either synthetic or natural rubber, or a material known under the trade name of Pebax. It is possible in particular to use i of thermoplastic felt reinforced with fiberglass or i of the unreinforced thermoplastic strip to constitute the friction layers and the back layers.

Il est à remarquer que, dans le cas des courroies de transmission de puissance, courroies crantées, le recours à une telle couche de frottement est indispensable, de façon i disposer de suffisamment de matière pour générer le profil des barrettes d'entrainement (Figure 7). It should be noted that, in the case of power transmission belts, toothed belts, the use of such a friction layer is essential, so that i have enough material to generate the profile of the drive bars (Figure 7 ).

Dans le cas où une courroie devrait transmettre de la puissance et avoir une bonne propriété de guidage, on peut imaginer de combiner une structure en barrettes telle que celle de la Figure 7 avec une structure striée telle que celles des Figures l à 4. Cela aboutit à une structure combinée telle que, par exemple, celle de la Figure 8. Une structure équivalente peut autre obtenue en réalisant sur la courroie des reliefs disposés en damier et de forme conique (Figure 9). In the case where a belt should transmit power and have a good guiding property, one can imagine combining a bar structure such as that of Figure 7 with a striated structure such as those of Figures l to 4. This results to a combined structure such as, for example, that of FIG. 8. An equivalent structure may otherwise be obtained by producing reliefs arranged in a checkerboard shape and of conical shape (FIG. 9).

Ainsi, selon l'lnventlon, une courroie peut autre fabriquée à la demande par enroulement filament aire, celui-ci apportant i la fois le matériau de renforcement et la matrice. Il s'agit donc d'une courroie en matériau composite à la structure et i la méthode de fabrication originales qui peut être soit enroulée dans un moule démontable (Figure lOA et lOB), soit enroulée sur un montage défilant (Figure 11). Thus, according to lnventlon, a belt can other manufactured on demand by filament winding, the latter providing i both the reinforcing material and the matrix. It is therefore a belt made of composite material with an original structure and i manufacturing method which can either be wound in a removable mold (Figure lOA and lOB), or wound on a sliding assembly (Figure 11).

Dans les Figures 10 et 11, 1 désigne le' magasin de fil imprégné préférentiellement thermoplastique, 2 désigne le fil en vol vers le mandrin d'enroulement. Le mandrin est démontable et le tambour 4 peut être placé plus ou moins loin du mandrin 8 (Figure 10) pour définir une courroie 3 de longueur différente. In FIGS. 10 and 11, 1 designates the 'wire store preferably impregnated with thermoplastic, 2 designates the wire in flight towards the winding mandrel. The mandrel is removable and the drum 4 can be placed more or less far from the mandrel 8 (Figure 10) to define a belt 3 of different length.

La courroie 3 se moule donc sur les dentelures du ou des tambours côté intérieur. L'extérieur est parachevé soit par fermeture du moule B (Figure 10), soit par une courroie de compression 7 (Figure 11). The belt 3 is therefore molded onto the serrations of the drum or drums on the interior side. The exterior is completed either by closing the mold B (Figure 10) or by a compression belt 7 (Figure 11).

Une molette 9 (Figure 10) ou un tambour 6 (Figure 11) peut servir à comprimer le fil 2 sur la courroie 3, en cours de fabrication. Le chauffage e la courroie peut se faire, soit par le ou les tambours, A, B ou C (Figure 11) soit en A ou B ou par le tambour (Figure 10).A thumb wheel 9 (Figure 10) or a drum 6 (Figure 11) can be used to compress the wire 2 on the belt 3, during manufacture. The heating of the belt can be done either by the drum (s), A, B or C (Figure 11) or by A or B or by the drum (Figure 10).

Si bien que, dans le cas de la Figure 10 en particulier, on peut procéder au moulage à chaud après la fin de l'enroulement lorsque lton chauffe par B ou par le tambour, pour obtenir un soudage du matériau d'enrobage. So that, in the case of FIG. 10 in particular, it is possible to carry out the hot molding after the end of the winding when it is heated by B or by the drum, in order to obtain a welding of the coating material.

Le procédé de la Figure ll peut se passer de la courroie 7, surtout si l'on conserve une molette optionnelle du type de la 9 (Figure 10). L'avantage d'une telle disposition est de pouvoir permettre de faire un moulage in situ de la courroie en enroulant directement le fil sur les tambours où elle tourillonne par la suite en utilisation normale. Ses propres tambours "d'utilisation" servent alors de moules pendant la fabrication. Ceci permet de concevoir des tapis roulants très grands sans démontabilité ou montabilité possible de courroie, ce qui simplifie considérablement la géométrie des bâtis. The process of Figure ll can do without belt 7, especially if you keep an optional wheel of the type of 9 (Figure 10). The advantage of such an arrangement is that it makes it possible to make an in situ molding of the belt by winding the wire directly on the drums where it then turns in normal use. Its own "use" drums then serve as molds during manufacturing. This makes it possible to design very large treadmills without disassembly or possible mountability of the belt, which considerably simplifies the geometry of the frames.

On peut aussi concevoir que les spires jointives enroulées sur le tambour sont collées entre elles par un matériau additif apporté, soit au moment de l'enroulement, soit juste avant, par imprégnation préalable du fil. It is also conceivable that the contiguous turns wound on the drum are bonded together by an additive material provided, either at the time of winding, or just before, by prior impregnation of the wire.

Le procédé selon l'invention permet donc l'utilisation de cable, par exemple, en fil de verre dont la résistance à la traction est six fois supérieure à celle du câble traditionnel en polyester et dont le module est vingt fois supérieur. Les courses de tension de pose sont donc très réduites, alors que l'on repousse très loin la fréquence propre de vibration et que l'on réduit considérablement la déflexion sous charge normale à la courroie. The method according to the invention therefore allows the use of cable, for example, glass wire whose tensile strength is six times greater than that of the traditional polyester cable and whose modulus is twenty times greater. The laying tension strokes are therefore very reduced, while the natural frequency of vibration is very far pushed back and the deflection considerably reduced under normal load on the belt.

Cette technique se prête donc bien aux bandes transporteuses à grande vitesse telles que celles des souffleries, ainsi qu'aux courroies de transmission à forte puissance (channe de moto) ou à grande rigidité (entralnement d'arbres à cames). This technique therefore lends itself well to high speed conveyor belts such as those of wind tunnels, as well as to high power transmission belts (motorbike channe) or high rigidity (entrainment of camshafts).

De façon à parachever la qualité de planéité des courroies et à augmenter leur rigidité en flexion dans le sens de la largeur, spécialement dans le cas de celles destinées aux souffleries, il est possible de compléter la structure de celles-ci de la façon suivante illustrée sur la Figure 12. In order to complete the quality of flatness of the belts and to increase their flexural rigidity in the width direction, especially in the case of those intended for blowers, it is possible to complete their structure as illustrated below. in Figure 12.

La Figure 12 montre une vue en coupe transversale de la courroie, c'est-à-dire perpendiculairement au sens du câblé principal 3. Figure 12 shows a cross-sectional view of the belt, i.e. perpendicular to the direction of the main cable 3.

En plus de la couche de frottement dorsale 1 et de la couche de guidage ventrale 5, on trouve une ou deux couches 2 et 4 de câblé disposées dans le sens de la largeur, ce câblé pouvant être mono-directionnel ou constitué d'un tissu préférentiellement à forte prépondérance transversale. Il peut être, par exemple, en fibre de verre ou, préférentiellement, en fibre de carbone.In addition to the back friction layer 1 and the ventral guide layer 5, there are one or two layers 2 and 4 of cord arranged in the width direction, this cord being able to be mono-directional or made of a fabric. preferably with a strong transverse preponderance. It can be, for example, fiberglass or, preferably, carbon fiber.

On précise que dans la présente description, par le mot enrobage, on entend tout matériau disposé sur un filament que ce matériau soit disposé de quelque façon que ce soit, de façon uniforme ou non uniforme, et que le filament se trouve complétement enrobé ou pas, qu'il soit centré ou non par rapport à l'enrobage, qu'il soit réparti uniformément ou non à l'intérieur du composite qu'il forme avec le matériau d'enrobage (matrice). Par filament, on entend un ensemble de une ou plusieurs fibres. Bien que préférentiellement antérieure au bobinage, la pré-imprégnation peut avair lieu au cours de la mise en oeuvre du produit, voire même, une fois le produit enroulé. It is specified that in the present description, by the word coating, is meant any material placed on a filament whether this material is arranged in any way, uniformly or non-uniformly, and whether the filament is completely coated or not. , whether it is centered or not relative to the coating, whether it is distributed uniformly or not inside the composite that it forms with the coating material (matrix). By filament is meant a set of one or more fibers. Although preferably prior to winding, the prepreg may take place during the implementation of the product, or even, once the product has been wound up.

Claims

1. Method for making belts with coated reinforcement,

CHARACTERIZED BY THE FACT THAT IT CONSISTS OF

- from a filament comprising a central core coated with a sheath,

- winding said filament in contiguous turns, on drum means, to produce a uniform winding having the shape and thickness of the desired belt, then

- To join the turns together with their joined walls.

2. Method according to claim 1, CHARACTERIZED BY THE FACT

THAT said turns are joined by heating the coating material, to perform welding.

3. Method according to claim 2, CHARACTERIZED BY THE FACT

THAT the heating is carried out simultaneously with the winding.

4. Method according to claim 2, CHARACTERIZED BY THE FACT

THAT the heating is carried out after the winding, by application of a heating mold.

5. Method according to claim 1, CHARACTERIZED BY THE FACT

THAT said turns are joined together by bonding together.

6. Method according to claim 5, CHARACTERIZED BY THE FACT

THAT the lateral surface of the filament is impregnated with a bonding material.

7. Method according to one of the preceding claims,

CHARACTERIZED BY THE FACT THAT said winding is compressed.

8. Belt produced by the method according to one of claims 1 to 7.