Brevet FR2034788A1 — publié le 19701218

La présente invention concerne un dispositif- pour découper des écheveaux de fibres, ,par èxeraple de fibres de cellulose ou de fibres synthétiques, qui comporte une tête porte-lames rotative dans laquelle sont fixés de façon interchangeable les diffé-5 rents couteaux de découpage. Les couteaux de découpage de fibres synthétiques connus, fabriqués par forgeage se composant d'une lame de couteau dont la section transversale a approximativement la forme d'un triangle à angle très aigu et d'une tige qui a la plupart du temps une 10 section transversale en forme de rectangle étroit. Les deux parties forment ensemble un angle obtus, de telle façon que la tige est fixée dans la tête support dans le sens radial tandis que la lame tourne en retard par rapport à elle suivant l'angle obtus en question. De tels couteaux sont fabriqués par forgeage, trem-15 pe et revenu, et affûtage, ce qui entraîne une dépense élevée en travail et en frais de fabrication. Ils sont démontés après un certain temps d'utilisation, réaffûtés, puis remontés pour être utilisés à nouveau. La présente invention propose un dispositif pour le décou-20. page de fibres artificielles dans lequel on utilise des couteaux d'un prix de revient plus faible,-plus faciles à monter et interchangeables. Suivant l'invention, ce résultat est obtenu grâce au fait que la lame et la tige du couteau sont en ligne droite et présentent une section transversale approximativement constante, 25 essentiellement triangulaire. Selon l'invention, un procédé pour la fabrication de tels couteaux est caractérisé en ce que de l'acier est laminé de façon à former une. ba.rre dont la section transversale présente la forme d'un triangle acutangle et en ce au'on sépare de cette bar-"50 re des morceaux qui correspondent à la longueur totale de chaque couteau. Ces morceaux sont trempés, par exemple en bain salin, et leur petit bord est affûté sur une longueur qui correspond au tranchant faisant saillie hors de la tête de fixation. Les couteaux sont fixés dans la tête de fixation de telle façon que la "55 partie du tranchant fasse un angle obtus par rapport au rayon et tourne en retard par rapport à la tête. L'évidement prévu dans la tête de serrage pour la fixation du couteau peut être adapté à la forme triangulaire de la section transversale. Mais si, par exemple, du fait qu'on utilise temporairement des couteaux dont 40 la tige a une section rectangulaire, cet évidement correspond 70 08456 2 2034788 également à une telle forme rectangulaire, on colle sur le manche du couteau dont la section à la forme d'un triangle à angles aigus une garniture en matière plastique ou en un autre matériau élastique. 5 Pour faire l'économie des opérations de montage et de démon tage qui demandent beaucoup de temps, ainsi que de l'opération de réaffûtage qui ne peut être effectuée que sur des machines spéciales, il a déjà été proposé un dispositif avec lequel on utilise ce qu'on appelle des lames perdues, ou lames à jeter. Ces 10 lames sont fixées sur toute leur longueur dans des supports, et leurs tranchants ont une forme analogue à celle des couteaux de découpage dont il a été question plus haut. Ce dispositif présente l'inconvénient aue, fréquemment, des fibres restent accrochées aux supports de lames et provoquent des interruptions de 15 fonctionnement. L'invention permet également d'éviter ces inconvénients des lames perdues fixées sur toute leur longueur. Ce résultat est obtenu grâce au fait que les lames de couteau ne sont fixées dans leur support aue sur une partie dont la longueur est faible 20 par rapport à leur longueur totale. La longueur de ces lames qui fait librement saillie hors de la tête de fixation est approximativement inférieure de moitié à celle des couteaux qui sont montés au moyen d'une partie spéciale formant tige, ce qui permet de réaliser une économie importante en matériau de haute 25 valeur. Ce résultat est obtenu grâce au fait que la tête de fixation est munie de supports qui font largement saillie hors du corps de la tête de fixation dans la direction des axes de couteaux. Suivant un mode de réalisation préféré de ce dispositif, les la-30 mes de couteau sont munies chacune d'un ou deux tranchants s'é-tendant sur la totalité de leur longueur, mais qui peuvent aussi être limités à la partie faisant saillie hors du support de fixation. Les lames à double tranchant peuvent être retournées et être utilisées deux fois. 35 Suivant un mode de réalisation particulièrement favorable, le rapport entre la longueur de fixation et la longueur totale d'une lame perdue est inférieur à 0,3. Il est de plus avantageux que le rapport entre l'épaisseur et la longueur totale de la lame à jeter soit de 0,01 à 0,03. Ces lames perdues sont, sui-40 vant l'invention, fabriquées à partir d'un feuillard dégrossi 70 08456 3 2034788 par laminage, les tranchants étant formés sur un bord ou sur les deux bords par laminage à froid, puis trempés par exemple par chauffage par induction. Par rapport aux couteaux connus forgés et ensuite affûtés et soumis à trempe et revenu, et également 5 par rapport aux couteaux à section transversale constante d'un bout à l'autre, par exemple de forme triangulaire, la fabrication des lames perdues suivant l'invention procure encore d'autres avantages essentiels et permet de réaliser des économies importantes en prix de revient. En outre, il n'est plus nécessaire 10 de prévoir en cours de fonctionnement d'opérations de montage et de démontage ni d'opérations de réaffûtage, ce qui permet de se passer des machines spéciales nécessaires à cet effet ainsi que du personnel spécialisé formé pour leur utilisation. Les caractéristiques et avantages de la présente invention 15 ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dans lequel : la figure 1 représente en élévation un support de couteaux avec plusieurs exemples d'un mode de réalisation possible du couteau suivant l'invention ; 20 la figure 2 est une coupe longitudinale du dispositif sui vant la figure 1 ; la figure 3 représente une coupe transversale d'un couteau et d'un ressort à couteaux effectuée suivant la ligne A - B de la figure 1 ; 25 la figure 4 représente en élévation un autre mode de réali sation du couteau suivant l'invention ; la figure 5 représente le couteau de la figure 4 vu par en haut ; la figure 6 représente en élévation un autre dispositif 30 suivant l'invention ; la figure 7 représente le support de fixation en coupe longitudinale, et la figure 8 représente ce support en coupe transversale suivant la ligne A-B de la figure 6. 35 Les couteaux de découpage de fibres synthétiques 10, (dési gnés plus brièvement dans le texte suivant sous le nom de "couteaux"), présentant une section approximativement triangulaire, sont fixés par serrage dans les évidements de la tête porte-lames rotative en deux parties, constituée par des corps en forme de 40 disques 1 et 2, et ils font saillie hors de cette tête. Les six 70 08456 4 2034788 couteaux 10 sont tous décalés les uns par rapport aux autres suivant le même angle V/V. Chaque couteau 10 est, dans sa zone faisant saillie hors de la tête porte-lames ou sur toute sa longueur., muni d'un tranchant 11. Les couteaux 10 sont faits en 5 acier et sont trempés soit sur la totalité de leur section transversale, soit uniquement dans la zone des tranchants 11. Les surfaces latérales 7* 8 de l'évidement de fixation qui se trouve dans la tête porte-lames sont appliquées au contact contre les couteaux 10 qui y sont fixés et sont par conséquent incli-10 nées l'une par rapport à l'autre suivant l'angle de coin ^ des couteaux 10. En outre, ces surfaces latérales 7, 8 et les faces frontales 9 contre lesquelles sont appliqués les bords des couteaux 10, et par conséquent ceux-ci eux-mêmes, sont inclinés par rapport au plan de séparation entre les deux moitiés 1, 2 15 de la tête porte-lames et par rapport aux radiales passant par l'axe de rotation X - Y. Il en résulte des conditions de travail favorables lorsque les angles compris entre les tranchants de lame 11 et les radiales sont compris entre 0 et 30°. Les deux disques 1 et 2 de la tête porte-lames sont assemblés entre eux 20 par les vis 3, 23. Pour chaque évidement de l'un des disques 2 servant à recevoir une tige de couteau peut être prévue dans l'autre disque 1 une plaquette 6 faisant saillie par rapport à ce disque, placée dans une rainure, présentant une section transversale rectangulaire, et faite en matière plastique, par 25 exemple en chlorure de polyvinyle. Ces plaquettes 6 sont fixées au disque 1 par exemple chacune au moyen de deux vis à tête noyée 4 et elles assurent une pression de serrage uniforme contre les surfaces de montage des couteaux 10. Chaque couteau, 10, (30), est muni d'un trou de fixation 13* (25)* dont, dans le mode de 30 réalisation représenté aux figures 1 à 5, la distance b par rapport au dos de couteau 12 est notablement inférieure à la distance a par rapport au bord du couteau comportant le tranchant 11, ce trou venant s'accrocher dans une vis sans tête 5 prévue dans la partie 22. 35 Dans le couteau représenté aux figures 4 et 5* une plaquet te 14, en matière plastique, par exemple en chlorure de polyvinyle, de section transversale également triangulaire, est fixée, de préférence par collage, à la partie 10 à section transversale triangulaire qui est en acier et comporte le tranchant de 40 couteau 11, de sorte qu'à cet endroit l'ensemble de la section 70 08456 5 2034788 transversale du couteau est de forme rectangulaire. Par suite, ce couteau peut être fixé dans des têtes porte-couteaux déjà existantes qui possèdent des évidements rectangulaires à largeur constante. 5 Les figures 6, 7 et 8 montrent un dispositif suivant l'in vention dans lequel les couteaux se présentent sous la forme de lames à jeter ou lames perdues minces, et courtes, à double tranchant et par conséquent utilisables deux fois et dans lequel les supports font saillie dans la direction donnée par 1' angle de fixation P d'une longueur correspondant à la longueur de montage c_ au-delà du bord des moitiés en forme de disque de la tête de fixation en deux parties. Les lames de couteau 30 sont fixées dans les supports de la tête porte-lames de couteau en deux parties, rotative, sur une longueur ç. plus courte que 15 leur longueur totale et elles font saillie hors de cette tête. Tous les supports sont situés à la même distance de l'axe de rotation X - Y et sont décalés les uns par rapport aux autres du même angle ijJ . Chaque lame de couteau 30 est munie de deux tranchants parallèles yi, 32, s'étendant sur la totalité de leur 20 longueur 1, dont la section transversale se présente sous la forme d'un rectangle aux deux petits cotés duquel se raccordent deux triangles. Les corps de départ des lames de couteau 30 en acier trempant sont traités par trempe et revenu et leurs tranchants 31, 32 qui sont par exemple formés par laminage à froid, puis 25 affûtés, sont trempés à haute fréquence. Les lames de couteau 30 pourraient néanmoins aussi être trempées d'un bout à l'autre, et dans ce cas leur dureté Rockwell serait supérieure à 50. Les surfaces latérales 27 et 28 existant dans la tête porte-lames de couteau au contact desquelles sont appliquées 30 les lames de couteau 30 fixées dans leur support, et par conséquent ces lames elles-mêmes sont disposées obliquement par rapport au plan de séparation de la tête porte-lames de couteau d'une façon correspondant au rapport entre la vitesse d'avancement des fibres et la vitesse circonférehtielle. En outre, les 35 faces frontales 29 au contact desquelles sont appliqués les bords (tranchants 31.» 32) des lames de couteau 30 et, par suite, ces lames elles-mêmes, sont inclinées par rapport aux radiales qui passent par l'axe de rotation X - Y. On obtient de bons résultats avec des angles d'inclinaison ( /3, cf ) compris entre 0 40 et 30°. Entre les deux parties 21 et 22 de la tête porte-lames 70 08456 6 2034788 de couteau maintenues ensemble à l'aide de vis 23, il est prévu des ressorts de pression (ressorts à boudin) 26 guidés dans des creux cylindriques. Dans la pièce 22 sont fixés pour chaque support un système d'aimants permanents 34 connu en soi et du côté 5 opposé à l'axe de rotation X - Y, une goupille de retenue 25. Chaque lame de couteau 30 comporte dans une partie terminale un trou 33 et est accrochée par ce trou à l'une des goupilles de retenue 25. Dans la pièce 21 sont vissées des vis d'écartement (vis à tête fraisée) 24 dont chacune est bloquée en rotation au 10 moyen d'un anneau-ressort et d'un écrou à six pans et qui passe dans un trou pratiqué dans la pièce 22. Lorsque, après un temps de travail de longue durée, les tranchants avant actifs 31 des lames de couteau 30 qui se trouvent dans la tête porte-lames de couteau se sont émoussés, on desserre légèrement les vis 23, ce 15 qui forme un intervalle entre les lames de couteau 30 qui adhèrent aux systèmes d'aimants permanents 34 et la pièce 21. Il est alors facile de faire tourner de l80° à la main les lames de couteau 30 ou de les remplacer par des lames neuves. Les systèmes d'aimants permanents 34 ont pour rôle de faciliter ces opé-20 rations de montage. Bien qu'en règle générale, dans le dispositif suivant l'invention, les lames de couteau ne sont pas réaffûtées, le fonctionnement de ce dispositif est sensiblement meilleur marché que celui des dispositifs connus équipés de couteaux de découpa-25 ge réaffûtables. La présente invention comprend également des dispositifs dans lesquels la fixation des couteaux rectilignes s'effectue d'une autre manière appropriée, ou dans lesquels les couteaux présentent d'autres profils constants sur la totalité de leur 30 longueur. C'est ainsi par exemple qu'on obtient de bons résultats avec des profils dont la section a la forme de deux triangles acutangles, en forme par conséquent de losange, ou bien qui présentent des angles de coupe différents appropriés à différentes matières à couper et ressemblent à un rhomboïde. 70 08456 7 2034788 REVENDICATIONS 1) Dipositif pour découper des faisceau de fibres, par exemple des fibres de laine artificielle ou de fibres synthétiques, qui est composé d'une tête de fixation constituée de préférence par deux éléments avantageusement en forme de disques maintenus 5 serrés l'un contre l'autre par des boulons filetés, et de couteaux de découpage fixés et serrés entre ces disques tout au plus jusqu' à la moitié de leur longueur totale, caractérisé en ce que chaque couteau se compose d'un acier plat rectiligne à profil constant sur la totalité de sa longueur et en'ce que les bords du couteau, 10 sensiblement parallèles entre eux, font avec le rayon de la tête de fixation passant par l'axe dé rotation un angle compris entre O et 30°. 2) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les couteaux présentent sur la totalité de leur longueur un 15 profil constant dont la section est en forme de triangle acutangle 3) Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les surfaces latérales de 11évidement prévu dans la tête de fixation pour le montage des couteaux sont inclinées l'une par rapport à l'autre de façon correspondant à l'angle de coin du 20 profil triangulaire. 4) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que les évidements prévus dans la tête de fixation pour le montage des couteaux ont une forme rectangulaire et en ce qu'il est prévu une garniture en matériau élastique, par 25 exemple en matière synthétique, fixée de préférence par collage, qui possède une section triangulaire à angle aigu égal à l'angle de coin. 5) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est prévu dans le couteau un trou de 30 retenue dont la distance par rapport au dos du couteau est sensiblement inférieure à la distance par rapport au" tranchant. 6) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les couteaux présentent sur toute leur longueur un profil cons tant dont la section se termine en forme de deux triangles acutan- 35 gles qui forment deux tranchants parallèles. 7) Dispositif suivant la revendication 1 ou 6, caractérisé en ce que le rapport entre la longueur de fixation du couteau et la longueur totale de celui-ci est inférieure à 0,3. 8) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1, 70 08456 8 2034788 6, 7, caractérisé en ce que les supports font saillie à l'extérieur dans le sens des axes de couteaux par rapport au bord extérieur des corps de serrage en forme de disques sur une longueur approximativement égale à la longueur de couteau nécessaire à sa 5 fixation» 9) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, par rapport au plan de séparation entre les deux moitiés de la tête de fixation, les couteaux sont inclinés suivant un angle compris entre O et 30° en lO fonction du rapport entre la vitesse d'avancement du paquet de fibres et la vitesse circonférenfcielle. 10) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1, 6, 7, 8, 9, caractérisé en ce que le rapport entre l'épaisseur du couteau et sa longueur totale est compris entre 0,01 et 0,03. 15 11) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les couteaux sont traités par trempe et revenue et en ce que leurs tranchants sont trempés par haute fréquence. 12) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 20 précédentes, caractérisé en ce que les couteaux faits en acier trempant sont trempés d'un bout à l'autre avec une dureté RoclwelL supérieure à 50 RC. 13) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il est prévu des ressorts de 25 pression entre les deux parties de la tête de serrage maintenues ensemble au moyen de vis, et en ce que, dans l'une de ces parties est fixé un système d'aimants permanents pour chaque support. 14) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, outre chaque système d'ai- 30 mants permanents, il est prévu du côté opposé à l'axe de rotation une cheville de retenue en saillie. 15) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il est prévu des vis d'écarte-ment avec anneau-ressort et écrou traversant les deux parties de 35 la tête de fixation.