Brevet FR2550174A1 — publié le 19850208

"Cylindres conducteurs pour machines à papier, à enduction de feuilles et à imprimer" L'invention concerne les cylindres conducteurs destinés aux machines à papier, à enduction de feuilles, et à imprimer. Les cylindres conducteurs destinés aux machines que l'on vient de mentionner, ont pour fonction de maintenir l'alignement des feuilles ou des bandes de papier, de les changer de direction, et de les faire se 10 déplacer régulièrement A cet effet, ces cylindres doivent être bien équilibrés, résistants à la flexion et à la corrosion, tout en possédant la masse la plus petite possible A cela s'ajoute l"exigence que la surface assure une bonne "prise" pour éviter tout glisse15 ment entre le rouleau et le papier ou la bande de feuilles, ou tout au moins de le maintenir faible Les cylindres conducteurs mis en service jusqu'ici, en métal, ne permettent pas toujours de satisfaire de façon optimum à ces différentes exigences Par exemple une rigidité élevée à la flexion et un faible défaut d'équilibrage exigent pour les cylindres conducteurs que la masse soit indésirablement importante, avec une surface lisse En outre, dans beaucoup de cas, l'épaisseur de paroi minimum nécessaire pour obtenir la rigidité ne peut, pour des raisons d'usinage, être obtenue économiquement de sorte que le poids du*cylindre doit être encore augmenté. L'invention a pour objet de réaliser les cylindres conducteurs de façon qu'ils présentent une surface "prenante" adaptée au papier ou aux feuilles, et permettent ainsi que l'angle d'enroulement soit petit, tout en satisfaisant en même temps aux exigences que le défaut d'équilibrage soit faible, la résistance à la flexion élevée, la masse petite, et la vitesse de transport élevée. A cet effet, l'invention propose que 10 l'enveloppe des cylindres conducteurs soit faite de matière plastique renforcée avec des fibres et soit constituée de lits alternants d'enroulements circonférentiels et hélicoidaux, et qu'en laissant des lacunes entre les différentes série d'enroulements hélicoidaux, 15 on réalise dans la surface de l'enveloppe des rainures en forme de losanges. Des cylindres en matière plastique renforcée par des fibres de carbone qui sont construits à partir d'enroulement en spires hélico Ydales et, sup20 plémentairement, circonférentielles, en fibres de carbone dans un système de matrice approprié, se sont montrés particulièrement adaptés. Les enroulements hélicoïdaux destinés à l'usage prévu ici doivent présenter un angle relativement 25 raide On aura avantage à coller les paliers des cylindres en les insérant dans les extrémités frontales de l'enveloppe, soit directement, soit par l'intermédiaire d'appuis de raccordement adaptés au diamètre intérieur de l'enveloppe; une possibilité de fixation consiste par exemple 30 à coller des fonds en forme de pots, comportant des tourillons, dans le tube'formant le cylindre. Avec les cylindres conducteurs suivant l'invention, en matière plastique renforcée avec des fibres, on obtient, par rapport aux rouleaux conducteurs 35 en métal, essentiellement, les avantages suivants: la surface en matière plastique donne une telle "prise" que l'on peut réduire fortement l'angle d'enroulement des bandes de papier ou de feuilles Ceci permet une construction plus compacte et moins encombrante de la machine: éventuellement on pourra aussi faire l'économie de certains cylindres conducteurs. un équilibrage spécial pourra en général être supprimé, car les cylindres peuvent être, dès l'abord, fabriqués avec la précision nécessaire. la faiblesse de la masse des cylindres permet un freinage ou une accélération plus énergique des bandes de papier ou de feuilles, sans qu'il se produise un glissement d'une importance inadmissible ou qu'on court le risque de voir la bande se déchirer Par suite, on peut éviter de devoir prévoir des installations séparées d'entraînement et de freinage pour les cylindres conducteurs. la faiblesse de la masse des cylindres permet d'augmenter la vitesse de la bande de papier ou 20 de feuilles sans qu'il soit nécessaire de prévoir des installations supplémentaires d'entraînement, de surveillance et de freinage Les rainures en losange pratiquées sur la surface de l'enveloppe assurent que le coussin d'air qui aurait tendance à s'établir entre la 25 bande de papier (ou de feuilles) et le rouleau eonducteur quand les vitesses de déplacement sont élevées, sera désintégré Par suite le cylindre conducteur reste toujours en contact direct avec la bande. la petitesse de l'angle d'enroulement 30 permet d'abaisser la tension de la bande de papier, de sorte que l'on peut utiliser aussi des qualités de papier offrant une plus faible résistance à la déchirure. les matières plastiques sont par nature résistantes à la corrosion de sorte qu'il n'y a en géné35 ral pas lieu de prévoir des dispositions spéciales de protection contre la corrosion. la faiblesse de la masse des différents cylindres, en rapport avec l'importance du nombre de ceux-ci dans une machine, diminue les exigences qui se posent pour la résistance du châssis de la machine et pour les fondations de ce châssis. D'autres avantages de l'invention consistent en ce que l'enveloppe est faite de matière plastique renforcée avec des fibres de carbone, en ce que, pendant le 10 durcissement de la matrice en matière plastique, on confère à la surface une structure spéciale, en ce que la structuration de la surface est empreinte par une toile (tissu à arracher), en ce que les paliers de roulement sont insérés dans les extrémités frontales de l'enveloppe 15 directement, ou par l'intérmédiaire de raccords d'appui adaptés au diamètre intérieur de l'enveloppe, en ce que l'enveloppe est établie à partir de lits de différentes matières fibreuses, imprégnées de matières plastiques, en ce que la couche supérieure de l'enveloppe est faite 20 de matière plastique renforcée de fibre de verre, et les couches qui se trouvent en-dessous sont faites de matière plastique renforcée aux fibres de carbone. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexes, représentant un exemple de réalisation, dessins dans lesquels: la figure 1 est une vue latérale d'un cylindre conducteur suivant l'invention, la figure 2 montre une coupe suivant la 30 ligne A-A de la figure 1, la figure 3 montre le détail "Z" de la figure 2 à plus grande échelle. L'enveloppe 1 du cylindre conducteur est constituée d'une matière plastique renforcée avec des fibres de carbone, o la matrice en matière plastique ren- forcée aux fibres de carbone, normalement une résine synthétique, dont les fibres sont imprégnées, durcit après l'enroulement Dans les extrémités frontales de l'enveloppe 1 sont collés des appuis de raccordement, adaptés au diamètre intérieur, de fonds en forme de pots 3, comportant des tou Jl Is 4 Comme on peut le voir d'après la figure 2, l'enveloppe est constituée alternativement de lits d'enroulement circonférentiels 5, 6, et d'enroulements hélicoidaux 7 Entre les différentes séries de spires 10 hélicoidales 7 a, 7 b sont laissées des lacunes 7 c (voir fig 3), de sorte qu'il se forme des rainures 8 en losanges, quand la surface est formée par un enroulement circonférentiel 6 qui est enfoncé dans les lacunes 7 c pendant le durcissement de la matrice en matière plas15 tique On obtient de ce fait, même quand les vitesses d'avancement des bandes de papier ou de feuilles sont élevées, une course et une pression d'application régulières du cylindre conducteur, car les coussins d'air qui se forment alors sont désagrégés dans les rainures 8, 20 de sorte qu'on empêche efficacement que la bande se soulève du cylindre temporairement sous l'effet de l'air. Pour conférer à la surface une structure spéciale (rugosité), il peut en outre y avoir avantage à y poser, pendant le durcissement de la matrice en matière plastique, une toile (tissu à arracher), dont la forme négative se retrouve sur la surface de l'enveloppe. L'enveloppe peut aussi être faite de lits de différentes matières fibreuses Ainsi, il peut être avantageux par exemple de fabriquer la couche supérieure de cette enveloppe en matière plastique renforcée avec des fibres de verre, et les couches qui sont en-dessous en plastique renforcée aux fibres de carbone. RE V E N D I CA T I O N S 1 ) Cy Iindres conducteurs pour machines à papier, à enduction de feuilles, et à imprimer, caractérisés en ce que: a) l'enveloppe ( 1) des cylindres conducteurs est faite de matière plastique renforcée avec des fibres et est constituée de lits alternants d'enroulements circonférentiels et hélicoidaux ( 5, 6 et 7), et que b) en laissant des lacunes ( 7 c) entre 10 les différentes séries d'enroulements hélicoidaux ( 7 a, 7 b), on réalise dans la surface de l'enveloppe des rainures en forme de losanges ( 8). 2 ) Cylindres conducteurs suivant la revendication 1, caractérisés en ce que l'enveloppe ( 1) est faite de matière plastique renforcée avec des fibres de carbone. 3 ) Cylindres conducteurs suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisés en ce que, pendant le durcissement de la matrice en matière plastique, on 20 confère à la surface une structure spéciale. 4 ) Cylindres conducteurs suivant la revendication 3, caractérisés en ce que la structure de la surface est empreinte par une toile (tissu a arracher). 5 ) Cylindres conducteurs suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisés en ce que les paliers de roulement ( 4) sont insérés dans les extrémités frontales de l'enveloppe ( 1) directement, ou par l'intermédiaire de raccords d'appui ( 2) adaptes au 30 diamètre intérieur de l'enveloppe ( 1). 6 ) Cylindres conducteurs suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisés-en ce que l'enveloppe est établie à partir de lits de differentes matières fibreuses, imprégnées de matières plas35 tiques. 7 ) Cylindres conducteurs suivant la revendication 6, caractérisés en ce que la couche supérieure de l'enveloppe ( 1) est faite de matière plastique renforcée de fibre de verre, et les couches qui se trou5 vent en-dessous sont faites en matière plastique renforcée aux fibres de carbone.