Brevet FR2349762A1 — publié le 19771125

La présente invention concerne ur e^.ir..dre de pression se composant dtun tube externe et d'un arbre qui lui est soli dire, ledit cylindre étant soumis à des forces radiales à ses deux extrémités. De tels cylindres de pression sont utilisés dans la technique sous diverses formes et dans différentes combinaisons. En particulier, dans le domaine des machines à coller, de tels cylindres de pression sont utilisés pour l'écrasement ou la fiza- tion de feuilles ou bandes de papier. A cet effet, les cylindres peuvent présenter une surface externe dure et coopérer avec un cylindre de pression identique ou un support fixe Bar ailleurs, de tels cylindres de pression sont utilisés comme cylindres dtécra sement et,à cet effet, leur face externe est recouverte dune couche de caoutchouc ou matière analogue. Dans ce cas, deux cylindres de pression identiques revêtus de caoutchouc sont montés de manière à coopérer et à exercer une pression ltun contre I1 autre. I1 se pose en particulier un problème lorsque de tels -cylindres de pression présentent une portée axiale relative- ment grande1 à cause drune forte flexion qutils subissent sur une partie de leur longueur. Cette flexion se traduit par une réparti- tion irrégulière de la force de pression sur la longueur du cylindre. Par suite, les régions du cylindre voisines des paliers sont soumises à de grandes forces de pression, tandis que les forces imposées à la partie médiane sont beaucoup plus faibles. Cet effet stamplifie encore davantage lorsque les cylindres de pression sont revêtus d'une couche de caoutchouc ou matière analogue.Dans la technique antérieure, il a été tenté de remédier à ces inconvé- nients en augmentant le diamètre des cylindres de pression pour réduire la flèche. Ceci ne permet que de réduire l'influence négative de la flèche mais non pas de l'éliminer entièrement. Cette solution aboutit à des formes de réalisation qui sont lourdes et avant tout coûteuses. I1 est également connu une autre forme de réalisation dans laquelle l'arbre continu est entouré drun tube externe srar puyant par ses deux extrémités sur ledit arbre et solidaire de ce dernier. Cette forme de réalisation a également les inconvénients décrits plus haut du fait que le tube externe subit une flexion analogue. Dans ce cas également, il n'est possible de réduire la flèche et donc dtobtenir une égalisation de la répartition des forces de pression qu'en augmentant le diamètre et la section du matériau. La présente invention a pour objet un cylindre de pression du type décrit ci-dessus qui assure une répartition régulière de la force de pression sur toute sa longueur sans avoir à augmenter sensiblement le diamètre du cylindre. Selon la présente invention, le tube externe prend appui radialement sur l'arbre à distance de ses deux extrémités. Selon l'invention, l'influence de la flexion de 11 arbre, qui en principe est inévitable, est éliminée par le fait que,dans cette forme de réalisation, la ligne de contact du cylindre de pression et donc la répartition de la force de pression sont déterminées par le tube externe qui est déformé d'une autre façon et qui est supporté dans son ensemble par l'arbre lorsqu'il se produit une flexion. le seul point crucial qui subsiste en ce qui concerne la répartition de la force de pression est la flexion du tube externe qui, comme on le sait du point de vue statique, est influencée par le choix de la position des points d'appui entre le tube externe et l'arbre. Ces mesures permettent de prévoir une section relativement faible du matériau et un diamètre global assez petit, tout en assurant encore de bons résultats en ce qui concerne la répartition régulière de la force de pression. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel la fiare unique est une coupe axiale d'un cylindre de pression selon l'invention et dont la longueur est sensiblement réduite. Ge cylindre de pression se compose d'un arbre 1 comportant à ses deux extrémités des tourillons 2 et 3, ce dernier étant par exemple profilé en 4 de façon à pouvoir y monter une roue menante ou élément analogue. Les tourillons 2 et 3 sont logés de préférence dans des roulements (non représentés) et sont soumis à des forces radiales qui poussent l'arbre 1 et donc l'ensemble du cylindre de pression contre un élément d'appui. Cet élément d'appui peut être un contre-cylindre de meme Q1merion ou un cylindre de plus grande taille ou bien un support fixe. L'arbre 1 est entouré d'un tube externe 5 qui pré- sente un revêtement 6 en caoutchouc. Un tel cylindre de pression peut être monté par exemple avec un autre cylindre identique parallèle dans un mécanisme presseur qui est destiné au séchage d'épreuves tirées dans une machine à copier. Dans la forme de réalisation représentée, 1tartre est relié au tube externe 5 à deux endroits situés à distance des extrémités de ce dernier par des bagues 7 et 8 en caoute5-ouc d'une dureté Shore de 80 environ. Ces bagues 7 et 8 sont vulcanisées sur l'arbre 1 puis rectifiées de façon à être légèrement surdimensionnées. Le tube externe 5 est ensuite emboté à force sur l'arbre 1 de façon à lui assurer un bon appui. D'une façon générale, les forces de-frottement exercées sur la paroi interne du tube 5 par les bagues 7 et 8 vulcanisées sur l'arbre 1 sont suffisantes pour assurer ltentraînement du dutube 5.Si ces forces devaient être insuffisantes, il serait possible de prévoir, notamment près des extrémités du tube externe 5, des éléments d'entrainement sous la forme de goujons radiaux qui traversent l'arbre 1 et qui s'engagent dans des encoches axiales du tube externe. Du point de vue statique, l'arbre 1 peut autre considéré comme un support libre sur lequel s'exerce une charge ponctuel- le à deux endroits différents. Par suite, l'arbre est soumis à une charge qui ne se distingue pas nettement de celle imposée aux cylindres de pression classiques qui peuvent être considérés comme constituant un support libre soumis à une charge répartie. Dans les deux cas, c'est dans la partie médiane que la flèche de l'arbre est la plus importante, ce qui se traduit par une répartition défavorable et surtout irrégulière de la force de pression. Dans la forme de réalisation représentée, la force de pression n'est cependant supportée que par le tube externe 5 ou le revêtement 6 qui est disposé sur l'arbre 1 et soutenu par ce dernier de façon qu'il puisse se déformer librement et surtout d'une façon différente de l'arbre 1 sous l'effet de la charge imposée. De par l'appui choisi sur deux bagues élastiques déformables 7 et 8, le tube externe 5 peut Aetre considéré comme un support libre auquel une charge répartie est appliquée. Etant donné que les distances séparant les bagues 7 et 8 des deux extrémités du tube externe 5 sont avantageusement égales, on obtient une charge symétrique en porte-à-faux. L'allure de la courbe de flexion du tube externe 5 dépend de la distance séparant les bagues 7 et 8 et de celle qui les sépare des extrémités du tube 5.En tout cas, la flexion aux extrémités et au milieu du tube externe est plus faible que la flexion maximåle de l'arbre 1 ou d'un cylindre de pression ayant une grande épaisseur en section droite et les mêmes dimensions externes que le tube 5. Si lton considère le tube externe au repos comme étant un support libre soumis à une charge symétrique en porte-àfaux, il est alors possible de choisir la distance séparant les bagues 7 et 8 ou celle séparant lesdites bagues 7 et 8 des extrémités du tube externe de façon que la flexion soit nulle soit au milieu du tube, soit à ses extrémités. L'expérience a montré que la flexion peut être encore mieux compensée en donnant une largeur déterminée aux bagues 7 et 8 en caoutchouc dur. Si lesdites bagues se prolongent axialement dtune distance suffisante pour assurer un support dans les deux cas extrêmes décrits, clest-à-dire pour une flexion minimale aux extrémités du tube et pour une flexion minimale au milieu du tube, il est possible d'obtenir une ligne de flexion particulièrement avantageuse. En pratique, il convient de faire en sorte de déterminer les dimensions de l'arbre et du tube externe 5 ainsi que des bagues 7 et 8 de façon que l'arbre 1 puisse se déformer librement sous l'effet de la charge appliquée sans exercer de poussée contre la paroi interne du tube externe en dehors des points d'ap pui dans la région des bagues 7 et 8 de manière que, même en cas de flexion maximale, l'arbre ne puisse pas influencer ou de:ran- ger la ligne de flexion du tube externe 5. Lorsque le principe décrit est appliqué à des cylindres de pression qui sont incorporés par exemple dans le mécanisme de pressage d'un poste de fixage drune machine à copier et qui présente des surfaces externes dures, il est préférable, à cause des pressions sensiblement plus grandes, de substituer aux bagues 7 et 8 des paliers sphériques qui n'ont aucune influence genante sur le développement de la ligne de flexion du tube externe. Il va de soi que le cylindre décrit peut subir diverses modifications sans sortir du cadre de ltinvention. REVENDICADWONS 1. Cylindre de pression constitué d'un tube externe et d'un arbre solidaire tournant ensemble, ledit cylindre étant soumis à des forces radiales à ses deux extrémités, caractérisé en ce que le tube externe (5) prend radialement appui sur l'arbre (1) à distance de ses deux extrémités. 2. Cylindre de pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube externe (5) prend appui sur l'arbre (1) comme un support libre auquel s'applique une charge en porteà-faux de préférence 'symétrique. 3. Cylindre de pression selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que des éléments annulaires élastiques déformables (7, 8) sont intercalés entre le tube externe (5) et l'arbre (1). 4. Cylindre de pression selon la revendication 3, caractérisé en ce que des bagues (7, 8) en caoutchouc, de préférence en caoutchouc dur, sont vulcanisées sur l'arbre (1). 5. Cylindre de pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que des éléments d'entral- nement sont intercalés entre le tube externe (5) et l'arbre (1).