Brevet FR2333063A1 — publié le 19770624

La présente invention a trait aux bancs à étirer avec système de contrôle à courroies, utilisés sur les machines de filature pour fibres naturelles ou synthétiques. On sait que ces bancs à étirer comprennent comme organes principaux une paire de cylindres d'alimentation pour une nappe ou une mèche de fibres, une paire de cylindres d'étirage et, disposé entre ces deux paires de cylindres, un système de contrôle des fibres pendant la phase d'affinage, ce système étant constitué, dans ce cas précis, de deux courroies qui passent chacune sur un cylindre et sur un organe de renvoi. Dans chacune desdites paires de cylindres, le cylindre inférieur est commandé tandis que le cylindre supérieur est pressé contre le cylindre inférieur pour entre entraîné en rotation par ce dernier. La paire de cylindres d'étirage tourne à un régime plus rapide que la paire de cylindres d'alimentation et le rapport entre ces deux vitesses, appelé communément taux d'étirage, pouvant varier selon le type de fibre, par exemple de 5 à 50 ou plus. Dans le système de contrôle, les deux courroies entre lesquelles passe la masse de fibres constituant la nappe en cours d'amincissement se trouvent pressées l'une contre l'autre par la paire de cylindres correspondants, le cylindre inférieur étant commandé et le cylindre supérieur étant pressé contre ce dernier et ainsi entraîné par lui. Si la longueur des fibres est inférieure à la distance entre les génératrices de contact de la paire de cylindres sur lesquels s'enroulent les courroies et celles de la paire de cylindres d'étirage ou de sortie, le cylindre supérieur à demi entouré de la courroie supérieure peut présenter une superficie plane, mais doit comporter une zone périphérique centrale abaissée par rapport aux zones latérales quand les fibres sont plus longues que ladite distance, afin de permettre seulement l'écoulement des fibres qui se trouvent peu à peu pincées dans la paire de cylindres de sortie, mais de retenir par contre les autres fibres non encore prises ou pincées. En fait, les fibres pincées par la paire de cylindres de sortie doivent circuler à une vitesse multiple de celle des autres fibres selon le taux d'étirage pour obtenir l'amincissement de la nappe de fibres. L'abaissement ou l'évidement central du cylindre supérieur, à demi entouré par la courroie supérieure, doit avoir une profondeur qui dépendra de la masse ou du volume des fibres qui composent la nappe, précisément pour faire passer les fibres pincées et pour retenir les autres. Ces exigences rendent nécessaire un fréquent remplacement du cylindre supérieur par d'autres ayant une profondeur du sillon central appropriée au volume de la nappe en cours d'étirage. En fait, quand une courroie en matière élastomère, armée ou non de toile, recouvre à moitié un cylindre sur lequel elle est appuyée seulement par ses deux extrémités ou bords latéraux, elle prend un profil concave dans sa partie centrale, dans une mesure d'autant plus grande que la distance entre les appuis latéraux est plus grande. Par conséquent, en fonction de cette concavité, la courroie supérieure n'est pas au contact de la courroie inférieure, mais il se forme un vide qui correspond précisément à la zone de passage de la masse de fibres à contrôler. I1 en résulte la nécessité d'avoir des cylindres différents avec diverses profondeurs de la zone centrale rétreinte afin de limiter la concavité de la courroie pour éviter que cette concavité dépasse la valeur voulue pour la masse de fibres à contrôler quand ces fibres sont peu abondantes, ou qu'elle soit insuffisante quand il y a beaucoup de fibres. Malgré ceci, on n'obtient pas l'assurance constante que les fibres sur les bords de la nappe soient contrôlées et retenues lorsqu'il y a lieu. L'objet de la présente invention est donc d'éliminer les inconvénients exposés ci-dessus et de réaliser, dans un banc à étirer avec système de contrôle à courroies, un cylindre pour la courroie supérieure qui n'a pas besoin d'être remplacé en fonction du volume des fibres à étirer, mais qui assure l'entratnement des fibres pincées par la paire de cylindres de sortie et la retenue des fibres non encore pincées avec également un contrôle efficace des fibres éparses aux bords de la nappe et l'obtention d'un effet de densification de ladite nappe. Selon l'invention, ce but est atteint avec un cylindre pour la courroie supérieure comprenant un axe central et au moins un tambour rotatif monté sur ledit axe, ce tambour ayant deux bords latéraux dépassant radialement par rapport à une zone centrale rétreinte, caractérisé en ce que la zone centrale rétreinte du tambour est entourée d'un manchon creux en matière élastomère en forme de tonneau avec un diamètre au centre plus grand que celui des bords latéraux du tambour. Le manchon en forme de tonneau peut être inséré entre les deux bords latéraux du tambour ou bien etre enfilé avec ses propres bords sur les bords latéraux du tambour. Les bords du manchon en matière élastomère ont de préférence une épaisseur plus forte que celle de la partie centrale bombée du manchon et tout le manchon est constitué de la meme matière élastomère fermée de façon continue en forme de tube. Grace à ce manchon en forme de tonneau, la courroie supérieure à demi enroulée sur celui-ci se trouve élastiquement poussée vers l'extérieur, évitant ainsi qu'elle ne prenne spontanément un profil concave dans sa partie centrale d'enroulement. Par conséquent, la courroie supérieure se trouve pressée doucement contre la courroie inférieure en créant une auto-réaction fonction du volume, quel qu'il soit, de la nappe de fibres passant entre les deux courroies, sans qu'il soit nécessaire que la courroie supérieure trouve une réaction d'appui sur le fond de la partie centrale rétreinte du tambour, contrairement à ce qui avait lieu dans les systèmes antérieurement connus. D'autre part, la courroie supérieure peut se soulever automatiquement autant qu'il le faut en fonction du volume des fibres qui passent entre les deux courroies. En d'autres termes, le manchon en forme de tonneau fonctionne comme un fond à diamètre variable, ce qui permet l'emploi d'un unique cylindre, sans ou il soit nécessaire de le changer, indépendamment du volume des fibres constituant la nappe à étirer. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparattront plus clairement et en plus grand détail d'après la description suivante de divers exemples de mise en oeuvre de l'invention, en se référant aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 représente schématiquement le banc d'étirage à courroies, la figure 2 montre en coupe longitudinale le système de contrôle à courroies du banc étireur, à plus grande échelle, la figure 3 est une coupe transversale selon la ligne III-III de la figure 2 à travers une paire de cylindres jumelés pour deux paires de courroies, dans laauelle la partie gauche du cylindre inférieur n'est pas représentée, la figure 4 montre en coupe, comme la figure 3, la seule partie droite de la paire de cylindres avec une nappe de fibres insérée entre les deux courroies, la figure 5 est une coupe transversale analogue à celle de la figure 3 à travers une paire de cylindres jumelés, selon une variante de réalisation, et la figure 6 montre en coupe axiale le manchon en forme de tonneau, représenté seul. Comme le représente schématiquement la figure 1, le banc à étirer comporte en général une paire de cylindres d'alimentation, désignée par la lettre A, une paire de cylindres d'étirage ou de sortie U et, placé entre ces deux paires de cylindres, un système de controle à courroies, désigné collectivement C. Entre les deux cylindres constituant chacune de ces deux paires, et entre les deux courroies du système de contrôle, passe la nappe de fibres N en cours d'étirage pour subir l'amincissement désiré. L'invention a trait au système de contrôle à courroies tel qu'il est illustré plus spécifiquement dans les figures suivantes du dessin. Ce système de contrôle C comprend une courroie supérieure 1 et une courroie inférieure 2, qui s'étendent parallèlement sur une certaine distance pour recevoir entre elles, sur cette distance, la nappe de fibres en cours d'étirage. La courroie supérieure 1 est à demi enroulée sur un cylindre supérieur 3 et passe sur un organe de renvoi 5, pendant que la courroie inférieure 2 est à cemi enroulée sur un cylindre inférieur 4 et s'appuie par son brin supérieur parallèle au brin inférieur de la courroie supérieure 1 sur un tablier 6. Le cylindre inférieur 4 est entraîne en rotation (par des moyens non représentés) dans le sens de la flèche représentée figure 2. Le cylindre supérieur 3 est pressé contre le cylindre inférieur 4 (voir les flèches sur les figures 2, 3 et 5) avec une force prédéterminée pour assurer son entraînement et celui des courroies à leur passage entre les deux cylindres. Dans les exemples de réalisation représentés aux figures 3 à 5, on a prévu des paires de cylindres jumelés avec deux paires de courroies, mais le concept de l'invention s'applique indifféremment et pareillement aux paires de cylindres simples ou jumelés, de telle sorte que la suite de la description se réfère par priorité à une seule moitié de ladite paire de cylindres jumelés. Le cylindre inférieur 4 (voir figures 3-4) est constitué d'un axe 8 avec une zone rugueuse 10 de diamètre légèrement plus fort que celui des tourillons, et sur laquelle s'enroule à demi la courroie inférieure 2. Le cylindre supérieur 3, à son tour, se compose d'un axe 7 sur lequel est monté, de préférence sur roulements pour diminuer les frottements (connus en soi et non représentés), un tambour 9. Ce tambour présente deux bords latéraux 11 à surface rugueuse qui ont pour fonction, sous la pression exercée dans le sens de la flèche (voir particulièrement figure 3), d'assurer l'entraînement en rotation, du tambour lui-même et des deux courroies 1 et 2, par le cylindre inférieur 4. Entre les bords latéraux ll et en position adjacente à ceux-ci se trouvent deux zones cylindriques 12, 13 de diamètre plus faible que celui des bords latéraux, et entre ces deux zones cylindriques le tambour présente une partie centrale rétreinte 14, de diamètre plus faible que celui des zones 12, 13, et se raccordant à chacune desdites zones par un congé de forme appropriée. Entre les bords latéraux 11 du tambour 9 est inséré un manchon 15 en forme de tonneau, constitué d'élastomère (voir aussi figure 6) qui présente des bords épaissis 16, 17 et une partie centrale bombée 18 en forme de tonneau et d'épaisseur moindre. Les bords 16, 17 du manchon 15 prennent appui sur les zones cylindriques 12, 13 du tambour 9 et sont retenus axialement par les bords latéraux 11 dudit tambour. A l'état libre (voir la partie gauche de la figure 3) les bords 16, 17 du manchon 15 sont alignés avec les bords latéraux 11 du tambour 9, pendant que la partie bombée centrale du manchon forme saillie, de telle sorte que la courroie 1 qui s'enroule à demi sur le manchon 15 se trouve élastiquement pressée vers l'extérieur, évitant ainsi qu'elle prenne un profil concave en sa partie centrale. En position de travail, c'est-à-dire quand le cylindre supérieur 3 est pressé contre le cylindre inférieur 4, la partie centrale bombée 18 du manchon 15 presse doucement la courroie supérieure 1 contre la courroie inférieure 2, comme l'indiquent les flèches dans la partie droite de la figure 3, en assurant le contact entre les deux courroies sur toute leur largeur. Lorsque le ruban de fibres N en cours d'amincissement (voir figure 4) passe entre les deux courroies, la courroie supérieure 1 peut se soulever automatiquement, juste dans la mesure requise par le volume des fibres. Ceci assure, d'une part, ltentraSnement des fibres pincées dans la paire des cylindres de sortie U du banc d'étirage tandis que, d'autre part, les fibres non encore pincées sont retenues. En outre, en raison de la réaction verticale du manchon 15 aux divers endroits de déformation (voir les flèches figure 4), les fibres éparses aux bords de la nappe N sont elles aussi efficacement contralées et on obtient un effet de densification sur toute la masse des fibres de la nappe. Naturellement la profondeur de la concavité ou de l'évidement de la partie centrale 14 du tambour 9 doit être la plus grande pour permettre le soulèvement de la courroie supérieure 1 et la déformation de la partie centrale bombée 18 du manchon 15 dans la mesure qui correspond au volume de fibres constituant les divers rubans à étirer, qu'il s'agisse indifféremment de faibles volumes ou d'importants volumes. Généralement, ce rétreint de la partie centrale du tambour est le maximum autorisé par les dimensions internes du tambour lui-meme, compte tenu de l'existence des organes de rotation au moyen desquels le tambour est monté sur l'axe 7. I1 y a lieu, en outre, de noter que l'élastomère dont est constitué le manchon 15 devra etre d'une dureté pré-stabilisée pour provoquer la poussée vers l'extérieur et pour permettre la déformation radiale vers l'intérieur. Considérant maintenant la variante de réalisation représentée à la figure 5, dans laquelle les mimes éléments sont désignés par les mêmes symboles numériques que dans les figures précédentes, on voit que l'unique différence consiste pratiquement en ceci, que le tambour 9 ne présente pas les bords latéraux rugueux 11. Le manchon 15 est enfilé sur le tambour avec ses bords épaissis 16, 17 prenant appui sur les portées cylindriques 12, 13 du tambour et retenus axialement par des flasques 19, 20 du tambour rotatif. Le manchon 15 a la meme largeur que la courroie 1 qui s'enroule sur lui. Par la pression sur le cylindre supérieur s'exerçant dans le sens de la flèche de la figure 5, les bords 16, 17 du manchon 15 sont pressés contre le cylindre inférieur (avec les deux courroies 1 et 2 interposées) ce qui assure à la fois la rotation du tambour 9 et I'entrafnement des courroies sans endommager celles-ci dans les zones soumises à de fortes pressions. On notera enfin que, dans le cas de paires de cylindres jumelés, comme représenté sur le dessin, la force qui presse le cylindre supérieur contre le cylindre inférieur est appliquée au centre (comme indiqué par les flèches aux figures 3 et 5), tandis que dans le cas de paires de cylindres simples, l'axe central qui porte le tambour rotatif du cylindre supérieur devra être monté de manière connue en soi, la pression s'exerçant aux deux extrémités de l'axe. REVENDICATIONS 10) Banc à étirer avec système de contre à courroies pour machines dc filature, comprenant une paire de cylindres d'alimentation, une paire de cylindres d'étirage ou de sortie et, disposé entre ces deux paires de cylindres, le système de contre constitué de deux courroies superposées passant chacune sur un cylindre et sur un organe de renvoi, le cylindre pour la courroie supérieure comprenant un axe central et au moins un tambour rotatif monté sur cet axe, ledit tambour étant pressé contre le cylindre inférieur moteur et ayant des bords latéraux s ' étendant radialement par rapport à une zone centrale rétreinte, caractérisé en ce que la zone centrale rétreinte dudit taabour est entourée d'un manchon creux en matière élastomère en forme de tonneau, le diamètre au centre étant plus grand que celui des bords latéraux du tambour. 2 ) Banc à étirer selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon en forme de tonneau est inséré entre les deux bords latéraux du tambour et prend appui par ses bords épaissis sur des portées cylindriques adjacentes auxdits bords latéraux du tambour, la zone centrale rétreinte du tabour se trouvant entre lesdites portées cylindriques dont les diamètres sont plus petits que ceux des bords latéraux du tambour, paisseur des bords du manchon étant sensiblement égale & la différence de diamètre entre lesdites portées cylindriques et lesdits bords latéraux du tambour. 30) Banc & étirer selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon en forme de tonneau est enfilé avec ses bords épaissis sur les bords latéraux du tambour, des moyens étant prévus pour retenir axialement le manchon par rapport au tambour.