Brevet FR2187953A1 — publié le 19740118

Cette invention se rapporte de façon générale à la tecbnique du cardage des matières fibreuses textiles et concerne particulièrement un appareil de cardage de structure extr8mement compacte capable de séparer continuellement une matière fibreuse partiellement ouverte pour lui donner la forme de fibres individuelles. La machine de cardage de type classique qui est utilisée pour séparer une matière fibreuse partiellement ouverte en fibres individuelles comprend en principe un cylindre ayant un notable diamètre (par exemple approximativement 1,20 m) pourvu dtun certain nombre de dents faisant saillie par rapport à sa surface. La matière fibreuse est envoyée contre ce cylindre de façon que, pendant sa rotation, ses dents exercent une traction sur la matière pour l'appliquer contre une surface dentée à proximité du cylindre. La grande étendue de la surface circonférentielle du cylindre est nécessaire en vue d'obtenir une séparation complète de toutes les fibres contre la surface dentée située à proximité. A la suite de ce traitement, il est de pratique courante de séparer la matière fibreuse cardée des dents du cylindre grâce à un rouleau dégageur ayant un diamètre d'environ 60 à 90 cm. Ce rouleau débourreur est également pourvu sur sa périphérie de dents placées à proximité immédiate des dents du cylindre cardeur afin de soulever les fibres à l'écart des dents de ce cylindre. Un peigne vibrant ou un rouleau denté est prévu pour séparer les fibres des dents du rouleau dégageur. le but principal de l'invention est de crier, en vue de son application à la technique intéressée, un appareil de cardage ex trtmement compact capable de séparer continuellement une matière fibreuse partiellement ouverte en fibres individuelles et d'envoyer des fibres à travers l'appareil et extzérieurement à lui sans l'aide d'un dispositif externe. L'invention est matérialisée dans un appareil de cardage comprenant un cylindre cardeur monté à rotation sur un organe de support, un équipement pour amener la matière fibreuse partiellement ouverte au cylindre cardeur, un rouleau travailleur monté pour pouvoir tourner à proximité et parallèlement dans le sens axial à ce cylindre, ce rouleau travailleur étant muni d'une surface capable drexercer une certaine résistance aux touffes de la matière vitreuse entraînée par le cylindre cardeur, celui-ci et le rouleau travailleur étant étudiés de manière à coopérer en vue de séparer la matière fibreuse partiellement ouverte, un autre équipement pour faire tourner le cylindre cardeur et le rouleau travailleur, et des recouvrements supérieur et inférieur enveloppant par leur ensemble la périphérie ou à peu près du cylindre cardeur, chacun de ces recouvrements comportant une surface interne adjacente à et profilée de manière à se conformer à la surface du cylindre cardeur, le recouvrement supérieur étant muni sur sa surface voisine du cylindre cardeur, d'un certain nombre de canaux à paroi lisse, uniformément espacés, à courbures parallèles de transport de la matière fibreuse qui sont disposés axialement en biais en travers de cette surface pour former une vis hélicodale interrompue pourvue d'extrémités opposées adjacentes à ces recouvrements, le recouvrement supérieur coopérant avec le cylindre cardeur pendant sa rotation pour imprimer à la matière fibreuse un trajet sensiblement hélicoïdal autour et en travers de ce cylindre. Un mode de réalisation de l'invention est décrit ci-après en détail en se référant aux dessins schématiques annexés dans lesquels: La fig. 1 est une vue en élévation latérale de l'appareil. La fig. 2 est une vue "éclatée" d'une partie de cet appareil. Bes fig. 3 et 4 sont des vues d'un élément particulier de cet appareil. Comme représenté dans la première figure, 1 désigne l'embase principale de l'appareil assemblé. Un support 101 est fixé à cette embase et assure l'emplacement correct de l'élément 2 de cardage de la matière fibreuse. Un autre support 102 est fixé de même à l'embase 1 et assure l'emplacement de l'élément de fourniture de la matière fibreuse, cet élément comprenant un rouleau travailleur 14 et une plaque fournisseuse 17. Bes extrémités axiales de l'élément de l'appareil assurant le cardage de la matière fibreuse sont obturées par des plaques d'extrémités fixées par des vis mécaniques 3 et 4. Ces plaques d'extrémités portent le cylindre cardeur et ménagent les surfaces de portée des extrémités tourillonnées de l'arbre 12 de ce cylindre. Be cylindre de cardage est entraîné par un moteur électrique 6 par l'intermédiaire d'une poulie 7, d'une courroie 8 et d'une autre poulie 9 solidaire de l'arbre 12 de ce cylindre auquel elle est fixée de toute manière convenable. La fente 10 est une ouverture qui assure une communication entre l'intérieur de l'angle inférieur du cylindre de cardage et l'extérieur. Cette fente 10 s'étend transversalement à l'élément de cardage de la matière fibreuse, axialement et parallèlement au cylindre de cardage et constitue la sortie des déchets lorsqu'ils sont séparés de la matière fibreuse pendant l'opération de cardage0 le rouleau travailleur 14 est entralné par un moteur électrique 106 par l'intermédiaire d'une poulie 107, d'une courroie 108 et d'une seconde poulie 109 fixée à l'arbre 15 de ce rouleau travailleur.La matière fibreuse partie 'ement ouverte se pressentant sous la forme d'un étroit ruban 201 (c'est-à-dre provenant d'un condenseur de la matière fibreuse) pénètre dans l'appareil en franchissant le rouleau travailleur et la plaque fournisseuse. La matière fibreuse ouverte 202 s'échappe hors de l'élément de cardage de cette matière fibreuse Comme le montre la fig. 2, le cylindre de cardage est constitué par un tambour mécanique 11 qui peut avoir n'importe quelles dimensions et longueur convenables mais mesure de préférence un diamètre compris entre 5 cm et 15 cm et une lon Ze cylindre il est muni d'un axe 12 tourillonné dans des paliers convenables (non représentés) de la manière classique. Ce cylindre est actionné par une source de force convenable comme le montre la fig. 1. Le pourtour du cylindre de carnage 11 est pourvu d'une surface variable quel oncque comme celles qui sont communément employées dans la technique du cardage, notamment d'une garniture de carde métallique 13. Le rouleau travailleur 14 placé à proximité de la périphérie du cylindre de cardage il et dont l'axe est parallèle à l'axe de celui-ci est muni d'un axe 15 tourillonnant dans des paliers convenables (non représentés) suivant la technique classique Ce rouleau travailleur 14 est entraîné par une source appropriée comme le montre la fig0 1. l'a surface périphérique 16 de ce rouleau travailleur 14 peut être recouverte ou garnie d'une tise quelconque possédant la résistance nécessaire aux touffes de la matière fibreuse qui est entrainée par la garniture 13 du cylindre de cardage 11. En vue d'un rendement optimum, il est préférable d'utiliser une garniture en fil métallique 16 enroulée sur elle-même et représentant approximativement seize pointes pour 25 mm l'e rouleau tra vailleur 14 peut avoir les mimes dimensions ou a peu près aue le cylindre de cardage 11. La plaque fournisseuse 17 de faible largeur est nlacée de façon qu'une de ses extrémités soit voisine du rouleau travailleur 14, son bec 18 étant très voisin de la périphérie du cylindre de cardage 11. La partie intérieure du cylindre de cardage 11 est enveloppée par un recouvrement 19 à adaptation étroite dans lequel une ouverture convenable quelconque telle que 10 (voir la fig. 1) est ménagée pour permettre l'évacuation des déchets. Be recouvrement 19 peut présenter n'importe quelle configuration désirée comme celle d'une plaque de métal perforée ou celle de barres formant une grille capable de s'opposer à l'échappement de la matière fibreuse depuis le pourtour du cylindre de cardage 11. En outre, la surface du recouvrement 19 adjacente au pourtour du cylindre de cardage peut être recouverte ou garnie de toute matière choisie pour offrir la résistance appropriée aux touffes de la matière fibreuse entrai- née par la garniture 13 qui habille le cylindre de cardage 11.En vue d'un rendement optimum, il est préférable que la surface 19 soit lisse et continue sauf à l'endroit où est ménagée une petite ouverture telle que 10 (voir la fig. 1) servant à l'évacuation des déchets. La partie supérieure du cylindre de cardage 11 est enveloppée dtun recouvrement 20 spécialement établi dont les détails sont visibles dans les fig, 3 et 4. Ce recouvrement 20 comporte une surface interne profilée 21 qui est tracée selon un rayon géométrique légèrement supérieur à celui du cylindre de cardage 11. Cette surface profilée 21 présente un certainnombrede canaux individuels 22, 23, 24, 25 et 26 qui font un certain angle par rapport à l'axe du cylindre de cardage 11. Ces canaux 22, 23, 24, 25 et 26 s'anlor- cent en un certain point de la surface profilée 21 et traversent une portion quelconque de la circonférence du cylindre de cardage t1 de préférence un tiers de cette circonférence.Ces canaux 22, 23, 24, 25 et 26 se terminent en un point axialement avancé prévu sur la surface 21. Be point de sortie du premier canal 22 est placé dans l'alignement circonférentiel de l'entrée du second canal 23 dont la sortie est placée à son tour dans l'alignement cr- conférentiel de l'entrée du troisième canal 24 et ainsi de suite pour le reste des canaux 25,26. Un orifice d'évacuation 27 est mé- nagé dans le recouvrement 20 près de ltextrémité diagonalemerft opposée à l'emplacement de la plaque fournisseuse 17.L'angle que font les canaux 22, 23, 24, 25 et 26 oblige la matière fibreuse à suivre un trajet du type en spirale à partir de la plaque fournisseuse 17 d'une extrémité du cylindre de cardage 11 vers l'orifice d'évacuation 27 dans le recouvrement 20 placé à l'autre extrémité de ce cylindre 11. Des plaques terminales 28 et 29 sont prévues pour étanchéiser chaque extrémité de l'ensemble ainsi constitué. La plaque fournisseuse 17, les recouvrements supérieur et inférieur 19,20 et les plaques terminales 28,29 sont montés grâce à des vis mécaniques comme représenté dans la fig. 1 . Au cours du fonctionnement, une arrivée continue de matière fibreuse partiellement ouverte se présentant sous la forme d'une étroite bande (provenant d'une machine à condenser cette matière fibreuse) est envoyée à la plaque fournisseuse 17 où la matière fibreuse est engagée par la surface 16 du rouleau travailleur 14. Ce dernier joue le rale d'un rouleau alimentateur en conjonction avec la plaque fournisseuse 17; sa vitesse est réglée (a) par la capacité de cardage de l'élément cardeur et (b) par le régime auquel on désire faire fonctionner l'appareil.La matière fibreuse est entraînée en avant jusqu'au point où elle est attaquée par la garniture de carde métallique 13 habillant le cylindre de cardage 1t qui tourne à une vitesse surfaciale suffisamment élevée pour imprimer la force centrifuge nécessaire à la matière fibreuse afin de projeter cette matière à l'écart du cylindre de cardage 11, cette vitesse représentant 5000 tpm environ pour un cylindre ayant un diamètre de 75 mm. Par suite de la vitesse surfaciale élevée du cylindre de cardage 11, toute la matière fibreuse est peignée ou écartée de la surface 16 du rouleau travailleur 14 et entraînée sour le recouvrement 20 à constitution spéciale, c'est-à-dire jusqu'à l'endroit où cette matière rencontre les canaux initiaux 22.La force centrifuge agissant sur la matière fibreuse fait que celle-ci s'écarte de la garniture 13 du cylindre cardeur 11 et emprunte le canal 22 qui longe ce cylindre. À sa sortie du canal 22, la matière fibreuse est engagée à nouveau par la garniture 13 et entraînée au delà du recouvrement inférieur 19 où les matières étrangères sont éjectées en passant à travers une fente de nettoyage visible dans la fig. 1. La matière fibreuse est ensuite entraînée par la garniture 13 au delà du rouleau travailleur 14 où elle est cardée de façon intense grâce à l'action mutuelle du cylindre de cardage 11, de de la garniture 13 et de la surface 16 du rouleau travailleur 14. Le phénomène de cardage est grandement intensifié en cet endroit du fait que la matière fibreuse est projetée par la forceoentrifuge dans la zone de cardage limitée par les surfaces du cylindre 11 et du rouleau travailleur 14. Toute la matière fibreuse est à nouveau éliminée de la surface 16 du rouleau travailleur 14 par la garniture 13 qui habille le cylindre de cardage 11 et entraînée sous le recouvrement supérieur 20 pour pénétrer dans le second canal 23, après quoi le cycle d'avance, de nettoyage et de cardage se répète. Le nombre de cycles opératoires est déterminé par le nombre des canaux 22, 23, 24, 25 et 26 prévus dans le recouvrement supérieur 20, ce nombre pouvant être convenablement choisi selon les exigences pratiques. l'es canaux 22-26 constituent un dispositif à action positive pour faire progresser la matière fibreuse le long de l'axe du cylindre de cardage Il, ce qui supprime la possibilité que la matière fibreuse ne demeure dans le système pendant un trop grand nombre de cycles opératoires. En particulier, la configuration du recouvrement supérieur 20 assure un entrainement positif de la matière fibreuse le long de l'axe du cylindre de cardage 11 sans aucune assistance extérieure. l'es détails de réalisation peuvent être modifiés, sans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques; REVENDICATIONS 1.- Appareil de cardage caractérisé en ce qutil comprend un cylindre cardeur monté à rotation sur un organe de support, un équipement pour la fourniture à ce cylindre de la matière fibreuse partiellement ouverte, un rouleau travailleur monté à rotation à proximité et parallèlement à l'axe de ce cylindre, ce rouleau travailleur étant muni d'une surface offrant une certaine résistance aux touffes de la matière fibreuse entraînée par le cylindre cardeur, ce cylindre et ce rouleau travailleur étant étudiés de façon à coopérer en vue de séparer la matière fibreuse partiellement ouverte, des moyens étant prévus pour faire tourner ce cylindre et ce rouleau, et des recouvrements supérieur et inférieur enveloppant sensiblement par leur enseLale la totalité du pourtour du cylindre cardeur, chacun de ces recouvrements comportant une surface interne voisine et profilée de maniere à se conformer à la surface du cylindre, le recouvrement supérieur étant muni sur sa surface adjacentre au cylindre de plusieurs canaux lisses uniformément espacés parallèles selon une certaine courbure et acheminant la matière fibreuse qui sont disposés axialement dans la région s'étendant en biais transversalement à cette surface pour former une vis hélicoi- dale interrompue avec extrémités voisines des extrémités opposées du recouvrement supérieur, ce dernier coopérant avec le cylindre cardeur pendant sa rotation pour acheminer la matière fibreuse selon un trajet sensiblement hélicoïdal autour et en travers de ce cylindre. 2.- Appareil de cardage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'équipement assurant la fourniture de la matière fibreuse al cylindre cardeur comprend une étroite plaque allongée pourvua d'une surface plane d'entrainement de la matière fibreuse située à proximité et jusqu'au delà du pourtour du rouleau travailleur dans la direction du cylindre cardeur, cette plaque comportant un bec situé à proximité du pourtowr du c > lindre) le rouleau travailleur rotatif coopérant avec cette plaque pour rapprocher la matière fibreuse de la surface du cy1lrdre cardeur. 3,- Appareil de cardage suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la plaque est placée à une extrémité du cylindre cardeur, et en ce que le recouvrement supérieur de ce cylindre est muni à son extrémité axialement opposée à la plaque d1un orifice de sortie des fibres séparées. 4.- Appareil de cardage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le recouvrement inférieur est muni d'un orifice desortie pour l'évacuation des déchets séparés de la matière fibreuse en cours de cardage.