Brevet FR2564540A1 — publié le 19851122

La présente invention se rapporte à des accou- plements pour la jonction d'un arbre à un autre arbre; elle vise, plus particulièrement, un accouplement prévu pour la jonction d'arbres de rouleaux dans un dispositif d'étirage utilisé dans une machine de filature à grande vi- tesse. Une machine de filature, pour la fabrication d'un fil filé à partir d'un ruban, comprend une zone d'étirage du ruban, une zone de torsion de celui-ci et une zone d'en- roulement. Dans une filature, une pluralité de machines à filer construites comme indiqué ci-dessus sont disposées parallèlement les unes aux autres. Dans cette pluralité de machines à filer en paral- lèle, on utilise un seul arbre d'entraînement pour les rou- leaux d'étirage respectifs et les rouleaux prévus pour la reprise du fil filé de la zone de torsion. La raison en est qu'il n'est pas économique de prévoir une source d'en- trainement pour chaque machine installée. Par exemple, dans un dispositif d'étirage à trois rouleaux comportant deux paires de rouleaux arrière, des rouleaux intermédiai- res et des rouleaux avant, un seul arbre d'entraînement est prévu à l'endroit des rouleaux avant pour chaque machine installée et les rouleaux respectifs sont mis en rotation par une seule source d'entraînement. Il faut noter que l'utilisation d'un arbre long peut créer des difficultés pour son transport, son agence- ment ou son enlèvement et sa remise en place lorsque des fibres flottantes sont accrochées à une partie de cet arbre. Pour ces raisons, on connecte en général une pluralité d'ar- bres courts pour former un arbre long dans chaque machine installée. Jusqu'à présent, on a proposé un procédé d'assem- blage par vissage, comme l'un des moyens d'accouplement des arbres, comme représenté sur la figure 7. Plus précisément, une extrémité (a) d'un arbre présentant un filetage inté- rieur est vissée sur une extrémité (b) de l'autre arbre présentant un filetage extérieur, de façon à accoupler les deux arbres. Toutefois, la précision d'exécution des dits filetages extérieur et intérieur est limitée et ces file- tages ne peuvent donc pas être complètement vissés l'un dans l'autre, quelle que soit l'amélioration de la préci- sion. Par suite, l'axe de rotation des arbres risque de se décaler ou de se déplacer, dans une partie filetée ou une partie o les arbres sont accouplés, et la vitesse de rota- tion des rouleaux montés sur les arbres peut varier si un tel mouvement se produit. La variation de la vitesse de ro- tation provoque une irrégularité de l'étirage et une varia- tion d'épaisseur du fil filé. Plus précisément, lorsque la vitesse périphérique des rouleaux est élevée, le taux d'é- tirage devient relativement grand et on obtient un fil min- ce, du fait de l'étirage excessif. Au contraire, lorsque la vitesse de rotation est faible, le taux d'étirage de- vient relativement bas et on obtient donc un fil épais. D'autre part, on peut utiliser un joint métalli- que pour tenir les extrémités de deux arbres. Avec l'uti- lisation d'un tel joint métallique, une déformation des arbres,du fait de son mouvement ou pour une raison analo- gue, se produit à peine. Par contre, l'accouplement pro- prement dit est difficile à effectuer. Autrement dit, lors- qu'une pluralité de machines de filature sont installées dans une usine, il peut se produire une légère erreur de montage. Il est nécessaire que le joint autorise cette er- reur, à un certain point. Le joint métallique ne procure pas cette possibilité. De même, même si l'accouplement est effectué, la position de la machine de filature peut chan- ger légèrement, du fait de vibrations du plancher d'instal- lation. Dans ce cas, il peut se produire une détérioration des moyens d'étirage. Par conséquent, le joint doit avoir un effet d'amortissement. On peut aussi utiliser un joint élastique pour tenir les extrémités de deux arbres. La condition d'amor- tissement ou de compressibilité, mentionnée ci-dessus, est satisfaite par le joint élastique. Toutefois, le couple de rotation peut ainsi être partiellement absorbé et, par sui- te, la vitesse de rotation des arbres devient irrégulière. Il peut donc en résulter une irrégularité de l'étirage et de l'épaisseur du fil, comme dans le cas des moyens file- tés décrits précédemment. La présente invention a pour objet un dispositif d'accouplement dans lequel un axe de rotation des arbres ne se décale pas ou ne se déplace pas, dans une partie d'ac- couplement des arbres, en fonctionnement à grande vitesse. L'invention a également pour objet un dispositif d'accouplement dans lequel la vitesse de rotation de rou- leaux montés sur chacun des arbres accouplés ne varie pas. La présente invention a encore pour objet un dis- positif d'accouplement dont le joint possède un effet d'a- mortissement. Conformément à la présente invention, on obtient un accouplement, dans lequel les arbres sont insérés dans des embouts sensiblement cylindriques comportant sur leur périphérie extérieure une pluralité de dents extérieures en vue de l'accouplement, les deux embouts sont entourés d'un élément d'accouplement élastique, sensiblement cylin- drique, comportant à sa périphérie intérieure des dents intérieures identiques en nombre et en configuration aux dents extérieures, pour permettre l'assemblage, et la pièce d'accouplement est ajustée dans un boîtier rigide compor- tant une cavité intérieure dont le diamètre intérieur est égal au diamètre extérieur de l'élément d'accouplement. L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description de sa forme de réalisation, non limitative, représentée sur les dessins annexés dans lesquels: Fig. 1 est une vue schématique d'une machine de filature à air, à laquelle la présente invention est appli- quée; Fig. 2 et Fig. 3 illustrent respectivement un ac- couplement conforme à l'invention, appliqué à une jonction d'arbres de rouleaux avant, dans la machine de filature re- présentée sur la figure 1, Fig. 2 étant une vue en plan a- vec coupe partielle de l'accouplement et Fig. 3 étant une vue de côté avec coupe partielle suivant la ligne III-III de la figure 2; Fig. 4 à Fig. 6 représentent les parties respec- tives utilisées dans l'accouplement conforme à'la présente invention, la figure 4 étant une vue en perspective d'un embout, la figure 5 une vue en perspective d'une pièce d'ac- couplement et la figure 6 une vue en perspective d'un boi- tier; et Fig. 7 illustre un rouleau avant comportant un accouplement vissé usuel. La figure 1 est une vue schématique d'une machine de filature fonctionnant à air et une pluralité de ces ma- chines sont installées dans une usine. Un ruban S contenu dans un bac cylindrique 1 est amené à un dispositif d'éti- rage D. Ce dernier comprend une paire de rouleaux arrière 2, une paire de rouleaux intermédiaires 4 comportant un ta- blier 3 et une paire de rouleaux avant 5, prévus respecti- vement le long du parcours du ruban S. La vitesse périphéri- que de chacun des rouleaux arrière 2, des rouleaux intermé- diaires 4 et des rouleaux avant 5 est croissante, dans cet ordre. Le ruban S est déplacé vers l'avant, tout en étant étiré sous pression par et entre les paires respectives de rouleaux. Après passage du ruban S à travers le dispositif d'étirage D, le ruban est amené à une buse de filature 6. A cet endroit, le ruban S est tordu sous l'action d'un flux d'air tournant et il est repris par un rouleau de sortie 7, sous la forme d'un fil filé Y.. Il est ensuite enroulé sur une bobine réceptrice P, par l'intermédiaire d'un netto- yeur de fil 8, d'un guidage 9 de mouvement transversal et d'un rouleau de friction 10. On décrit maintenant un accouplement conforme à la présente invention, avec référence aux figures 2 à 6. Les figures 2 et 3 illustrent cet accouplement, appliqué à une jonction d'arbres des rouleaux avant 5. Les figures 4 à 6 représentent les parties respectives de cet accouple- ment. Les arbres 12a, 12b des rouleaux avant respectifs comportent des parties épaulées et des rondelles 13a, 13b sont fixées par des vis aux extrémités des arbres, comme indiqué en 14a,14b. Les deux arbres 12a,12b sont reliés l'un à l'autre par un accouplement 11. Celui-ci comprend des embouts 15a,15b, une pièce d'accouplement 16 et un bol- tier 17. On décrit maintenant en détail les parties respec- tives, dans l'ordre de montage de l'accouplement 11. On introduit d'abord l'arbre 12a dans l'embout a. Celui-ci comporte un épaulement 22 et il est de con- figuration cylindrique, comme représenté sur la figure 4. Une partie concave ou gorge 21 est ménagée dans la surface intérieure de l'embout 15a, cette partie 21 étant de confi- guration identique à une partie convexe ou saillie 20 de l'arbre 12a. Six dents extérieures identiques 23 sont for- mées à intervalles égaux sur la périphérie extérieure de la partie surélevée de l'embout 15a. L'arbre 12a est inséré dans l'embout 15a de sorte que la partie convexe 20 de l'arbre 12a s'ajuste dans la partie concave 21. L'arbre 12b et l'embout 15b ont une configuration identique à celle de l'arbre 12a et de l'embout 15a, respectivement. L'arbre 12b est inséré de manière analogue dans l'embout 15b. On recouvre ensuite les embouts 15a,15b par la pièce d'accouplement 16, sensiblement cylindrique, compor- tant des dents intérieures 24, de configuration identique aux dents extérieures 23 de l'embout 15a, comme représenté sur la figure 5, pour permettre l'assemblage. La pièce d'ac- couplement 16 est en matière élastique, par exemple du poly- 25645-40 uréthane ou analogue. Une partie de la pièce d'accouplement 16 est fendue comme représenté en 25 sur la figure 5. La pièce d'accouplement 16 est montée sur les embouts 15a, b de manière à ce que les dents extérieures 23 s'ajus- tent dans les dents intérieures 24. Cette mise en place de la pièce d'accouplement 16 sur les embouts 15a,15b peut être effectuée par écartement de la pièce 16, puisque celle- ci est fendue en 25. Le boîtier 17 est destiné à maintenir les arbres 12a,12b, les embouts 15a,15b et la pièce d'accouplement 16. Le bottier 17 est assemblé en configuration cylindrique, au moyen de vis 26 qui relient deux éléments semi-cylindri- ques 17a, 17b du bottier, comme représenté sur la figure 6. A l'intérieur du bottier 17, il est prévu une cavité 27 dont le diamètre intérieur est égal au diamètre extérieur de la pièce d'accouplement 16. Plus précisément,la périphé- rie intérieure de chacun des éléments de boîtier 17a,17b est de construction épaulée et les parties plus profondes des épaulements définissent la cavité 27. Celle-ci est pré- vue pour recevoir la pièce d'accouplement 16, les deux élé- ments de bottier 17a,17b étant assemblés par des vis. Puis- que le diamètre extérieur de la pièce d'accouplement 16 est égal au diamètre intérieur de la cavité 27, on obtient un contact étanche total entre la pièce d'accouplement 16 et le boîtier 17. La jonction de l'arbre 12a et de l'arbre 12b est ainsi terminée et on place maintenant le boîtier 17 dans un corps de palier 18. Celui-ci comprend un corps infé- rieur 18a et un chapeau 18b. Le bottier 17,dans lequel les arbres 12a, 12b, les embouts 15a,15b et la pièce d'ac- couplement 16 sont contenus de façon fermée, est ajusté dans une concavité du corps inférieur 18a. Des roulements 29,30, préalablement montés sur les arbres 12a,12b, sont ajustés dans la partie épaulée du corps inférieur 18a, puis on fixe le chapeau 18b sur le corps inférieur 18a, au moyen de vis. Le bottier est suspendu dans le corps de palier 18 et les arbres 12a,12b sont supportés en rotation par les roulements 29,30, respectivement. Les repères 32a,32b dé- signent des entretoises annulaires d'espacement préalable- ment montées sur les arbres 12a,12b pour déterminer la po- sition du bottier 17 à l'intérieur du corps de palier 18 et empêcher la pénétration de poussières dans le corps 18. Il faut noter que le corps inférieur 18a est monté de façon fixe sur la machine de filature. Avec la disposition ci-dessus, la rotation des arbres 12a,12b entralne la rotation des embouts 15a,15b placés dans le bottier 17, de la pièce d'accouplement 16 et du bottier 17, et la rotation est ainsi transmise d'un arbre à l'autre. La présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation ci-dessus de l'accouplement 11 utilisé pour relier l'arbre 12a à l'arbre 12b des rouleaux avant 5. Toutefois, la vitesse de rotation des deux autres rouleaux est sensiblement plus faible que celle du rouleau avant et on peut sans doute utiliser pour ces autres rouleaux des mo- yens usuels d'assenmblage par filetage. D'autre part, bien que six dents extérieures soient prévues sur chaque embout dans le mode de réalisation illustré, il est entendu que ce nombre n'est pas limitatif. Avec l'accouplement conforme à la présente invention, on obtient un effet d'amortissement grâce à la pièce d'accouplement élastique et, en même temps, une déformation d'un joint entre les arbres due au mouvement se produit à peine, grace à l'influence du bottier rigide. Par conséquent, un léger décalage d'une machine de filature peut être accepté, compte tenu de l'effet d'amortissement ou de coussin de la pièce d'accouplement. De même, l'irrégu- larité d'étirage et d'épaisseur du fil filé, due à ladite déformation, est évitée. En outre, puisque la pièce d'accou- plement élastique est complètement enfermée en contact avec les embouts et le boîtier, la pièce d'accouplement n'est pas sujette à déformation. Ainsi, on évite les vitesses de ro- tation irrégulières des arbres, ou vibrations de rotation, ainsi que l'épaisseur irrégulière du fil. De plus, les parties dentées extérieurement des embouts sont ajustées dans les parties dentées intérieurement. Par conséquent, on évite un glissement entre les embouts et la pièce d'ac- couplement et la rotation est donc transmise positivement. Le tableau {page 9) indique la valeur comparati- ve de chacun des mouvements et des propriétés des fils, pour le rouleau inférieur avant utilisant l'accouplement conforme à la présente invention et le rouleau inférieur avant utilisant un filetage usuel comme représenté sur la figure 7. L'arbre des rouleaux est raccordé en trente points, sa Iongueur totale est de 13 mètres et son diamè- tre de 25 millimètres. Le nombre de broches installées est de 60. Le mouvement est mesuré par rapport à l'excentri- cité du rouleau, au moyen d'une jauge à cadran. Les proprié- tés des fils sont mesurées pour un fil de 1000 m produit par les rouleaux respectifs. Le mouvement et les proprié- tés du fil suivant la présente invention et les valeurs correspondantes suivant l'art antérieur sont évaluées par un coefficient de variation (CV%). Il est entendu que des modifications de détail peuvent être apportées dans la forme et la construction du dispositif-suivant l'invention, sans sortir du cadre de celle-ci. TABLEAU Mouvement (mm) Propriétés du fil Brochen Art Présente. Bohn'Antérieuinvntio Art antérieur Présente invention anéierinetin CV% mince épais Neps CV% Mince épais Neps 1 0,025 0,005 16,5 135 20 951 15,5 82 12 767 2 0,015 0,005 17,0 140 15 896 15,5 92 6 825 3 0,020 0,006 16,0 132 9 843 15,0 66 5 660 4 0,025 0,005 15,0 82 9 762 15,0 66 5 774 0,040 0,009 15,0 80 2 864 15,0 88 6 802 6 0,050 0,010 18,0 371 18 1167 16,0 154 14 818 31 0,060 0,003 16,0 144 5 1017 15,5 99 7 764 32 0,025 0,010 15,5 96 4 877 15,5 87 5 792 33 0,030 0,005 15,0 64 6 723 15,5 79 7 703 34 0,015 0,006 15,0 92 3 894 15,0 64 9 697 0,010 0,005 18,0 95 5 789 15,0 68 8 672 36 0,015 0,008 15,0 77 9 753 15,0 53 5 632 0,015 0,005 15,0 92 8 878 15,5 33 9 751 56 0,030 0,006 16,5 139 10 918 15,0 63 6 788 57 0,055 0,010 17,0 208 20 977 15,5 104 14 729 58 0,060 0,003 22,0 374 53 928 19,5 286 37 777 59 0,045 0,011 16,0 125 2 870 15,5 89 6 767 0,045 0,010 18,0 328 15 1109 15,5 79 7 735 Moyenne 0,032 0,007 16,2 141 9 888 15,3 83 8 747 CV% 51,9% 38,4% 6,6% 1,9% tA Q% ui J- Revendications 1. Dispositif d'accouplement (11), caractérisé en ce qu'il comprend deux embouts (15a,15b) dans lesquels on insère respectivement une extrémité de chacun de deux arbres (12a,12b) à accoupler, une pièce d'accouplement (16) en matière élastique, les deux embouts étant recouverts par la pièce d'accouplement ajustée sur les embouts, et un bottier (17) en matière rigide dans lequel est logée la pièce d'accouplement. 2. Dispositif d'accouplement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les embouts comportent une plura- lité de parties dentées (23) formées sur leur périphérie extérieure et la pièce d'accouplement comporte à sa péri- phérie intérieure des parties dentées (24) identiques en nombre et en configuration aux parties dentées des embouts, les deux embouts (15a,15b) et la pièce d'accouplement (16) étant en prise mutuelle. 3. Dispositif d'accouplement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les embouts (15a,15b) sont sensi- blement cylindriques. 4. Dispositif d'accouplement suivant la-revendication 1, caractérisé en ce que la pièce d'accouplement (16) est sensiblement cylindrique. 5. Dispositif d'accouplement suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le bottier (17) comporte une cavi- té intérieure (27) dont le diamètre intérieur est égal au diamètre extérieur de la pièce d'accouplement. 6. Dispositif d'accouplement suivant l'une des reven- dications précédentes,caractérisé en ce que la pièce d'ac- couplement (17) comporte une fente (25) le long d'un axe de son corps cylindrique, la pièce d'accouplement étant mon- tée sur les embouts par écartement de la pièce d'accouple- ment à l'endroit de la fente. 7. Dispositif d'accouplement suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la pièce d'accouplement est en po- lyuréthane. 8. Dispositif d'accouplement suivant l'une des reven- dications précédentes, caractérisé en ce qu'une partie con- vexe (20) est prévue sur l'arbre (12a) à accoupler, sur sa longueur, et une partie concave (21) de configuration iden- tique à la partie convexe est formée à la périphérie inté- rieure de l'embout (15a), de manière à ce que la partie convexe s'ajuste dans la partie concave. 9. Dispositif d'accouplement suivant l'une des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que les arbres à accoupler sont supportés par des roulements (29,30) conte- nus dans un corps de palier (18) et le boîtier (17) est suspendu dans le corps de palier. 10. Dispositif d'accouplement suivant la revendica- tion 9, caractérisé en ce que la position du bottier (17) dans le corps de palier (18) est déterminée par des en- tretoises annulaires d'espacement (32a,32b) préalablement montées sur les arbres (12a,12b), et le corps de palier est fermé par les entretoises.