Brevet FR2564111A1 — publié le 19851115

- 2564111 L'invention concerne un cylindre de démêlage pour un dispositif de démêlage d'un appareil de filature à fibre libérée, comprenant un corps de cylindre relié à un arbre, sur lequel est disposée une bague à garniture qui porte à sa périphérie des dents formées d'un seul tenant sur la bague par creusement d'au moins une rainure circonférentielle et de plusieurs entailles s'étendant en direction axiale. Sur les cylindres de démêlage actuellement habituels dans les appareils de filature à fibre libérée, les dents sont formées par un fil à dents de scie qui est enroulé directement sur le corps de cylindre ou sur une bague à garniture. La forme des dents a une importance considérable pour la qualité de l'opé- ration de démêlage et elle est adaptée à la matière fibreuse à traiter. Pour protéger les dents relativement fines lors de la manipulation des cylindresde démêlage pendant le transport ou lors d'un stockage contre l'endommagement mécanique, on prévoit habituellement des collets annulaires qui sont réalisés d'un seul tenant avec la pièce portant les dents, c'est-à-dire avec la bague à garniture ou le corps de cylindre. On connaît également un cylindre de démêlage du type mentionné au début (DE-OS 19 39 683) comportant une bague à gar- niture sur laquelle des dents sont formées d'un seul tenant par creusement d'au moins une rainure circonférentielle et de plu- sieurs entailles s'étendant en direction axiale. La bague à gar- niture dépasse axialement des deux côtés du corps de cylindre. En raison des entailles axiales, il n'est pas possible, avec ce mode de réalisation, de disposer sur la bague à garniture des collets annulaires capables de protéger les dents contre l'endommagement mécanique lors d'un transport, d'un stockage et ainsi de suite. Ce mode de réalisation demande par conséquent une réalisation très solide des dents, de sorte que les formes possibles des dents sont très fortement limitées. Un angle de crête obtus est prévu dans ce cas entre la face d'attaque et le dos des dents. Un tel cylindre de démêlage n'a pas trouvé d'application dans la pratique en raison de ces inconvénients. L'invention vise à réaliser un cylindre de démêlage du 6 4 111 type mentionné au début de manière qu'il ne soit pas limité en ce qui concerne la réalisation et la conformation des dents. A cet effet, selon l'invention, la bague à garniture est délimitée aux extrémités par des collets annulaires qui s'étendent en direction radiale à peu près jusqu'aux sommets des dents et qui sont dispo- sés sur le corps de cylindre, lequel dépasse axialement des deux côtés de la bague à garniture. Grâce à cette réalisation, les dents façonnées d'un seul tenant avec la bague à garniture sont protégées contre les endommagements mécaniques, de sorte qu'il est possible de réa- liser des dents très fines, sans qu'il y ait un risque d'endom- magement. Selon un perfectionnement de l'invention, au moins un des collets annulaires est disposé amovible sur le corps de cylindre. La bague à garniture peut ainsi être remplacée. Il est également possible de serrer la bague à garniture au moyen du collet annulaire amovible, de manière que la bague soit immobi- lisée dans le sens circonférentiel. Un autre perfectionnement de l'invention prévoit qu'au moins deux rainures circonférentielles de pas contraires et qui se croisent sont creusées dans la bague à garniture. Il devient ainsi possible de former des dents très fines qui ont un très bon effet de peignage. Un autre perfectionnement de l'invention prévoit que la bague à garniture est pourvue de rainures circonférentielles de pas contraires qui partent de son milieu axial. Il devient ainsi possible de repartir la matière fibreuse à démêeler de la manière désirée sur la largeur de travail du cylindre de démêlage, par exemple avec une plus forte concentration vers le milieu de la largeur de travail. Un autre perfectionnement de l'invention prévoit que la bague à garniture est réalisée d'un matériau métallique se prê- tant à un traitement thermique de trempe et revenu ou de durcis- sement. Il est préférable d'utiliser à cet effet un acier adéquat. Contrairement aux cylindres de démêlage connus à fils à dents de scie, il est alors possible de durcir les dents de façon uniforme 6 4 111 sur toute leur hauteur, jusque dans la région des pieds des dents etaussi jusque dens la région de la bague à garniture située entre les pieds des dents. Ceci permet d'obtenir une tenue favorable à l'usure. Selon un perfectionnement avantageux de l'invention, il est prévu qu'au moins les entailles s'étendant en direction axialesont creusées dans la bague à garniture après trempe et revenu ou après durcissement. Il est avantageux de creuser les entaillesdans la bague à garniture par meulage. Ceci assure que la bague à garniture tourne parfaitement rond et qu'il n'est pas nécessaire de la soumettre à un processus d'équilibrage coûteux. Il est avantageux de porter la dureté de la bague à garniture, tout au moins dans la région des dents, à une dureté Rockwell d'environ HRc 60 + 3. Un autre perfectionnement de l'invention prévoit que la rainure ou les rainures circonférentielles sont creusées dans la bague à garniture par tournage avant le traitement de trempe et revenu ou de durcissement. Un tournage de précision adéquat per- met alors de réaliser des surfaces si fines qu'il n'est pas nécessaire d'effectuer une reprise du fond de rainure ou des flancs de dent formés lors du creusement des rainures. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la rainure ou les rainures circonférentielles sont creusées dans la bague à garniture par meulage à la suite du traitement de trempe et revenu ou de durcissement. Cette réalisation ultérieure de la rainure ou des rainures par meulage permet d'obtenir de façon simple de très hautes qualités de surface. Un autre perfectionnement de l'invention prévoit que les dents de la bague à garniture sont ébavurées par voie élec- trolytique ou chimique. Il s'agit ici d'un traitement relative- ment simple par lequel les arêtes vives formées lors du façonnage dans la région des dents sont enlevées et arrondies. Encore un autre perfectionnement de l'invention prévoit que la bague à garniture est soumise à une amélioration de sur- face, tout au moins dans la région des dents, après le façonnage de celles-ci et de préférence à la suite d'un traitement de trempe et revenu ou de durcissement. Il est possible, par exemple, d'appliquer un revêtement chimique (borure) ou un traite- ment de diffusion d'azote et de carbone ou encore d'appliquer un revêtement métallique, en particulier un revêtement sous forme d'une couche de nickel appliquée par voie chimique et dans la- quelle sont incrustés des diamants. Cette amélioration de surface permet d'augmenter encore la tenue à l'usure des cylindres de démêlage, en particulier dans la région des dents, avec la possi- bilité de réaliser l'avantage particulier que cette amélioration de surface est réalisée sur une base déjà relativement dure. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en élévation moitié en coupe axiale d'un cylindre de démêlage avec un corps de cylindre relié à un arbre et une bague à garniture disposée sur lui; - la figure 2 est une coupe partielle à plus grande échelle de la bague à garniture de figure 1; - la figure 3 est une vue en élévation partielle prise en direction de la flèche III de la figure 2; - la figure 4 est une vue radiale d'un corps de cy- lindre avec une bague à garniture dans laquelle sont creusées des rainures circonférentielles croisées; et - la figure 5 est une vue radiale d'un corps de cy- lindre avec une bague à garniture qui présente deux rainures circonférentielles de pas contraires qui partent du milieu axial de la bague. Un cylindre de démêlage comme celui représenté sur la figure 1 est utilisé dans les appareils de filature à fibre libérée. Il a pour fonction de peigner un ruban de fibres, qui est amené au cylindre par un dispositif d'alimentation, autant que possible en fibres individuelles. Un tel cylindre est habi- tuellement entraSné à une vitesse de rotation comprise entre 000 et 12 000 tr/min. Le cylindre de démêlage 1 selon la figure 1 comporte un corps de cylindre 7 relié à un arbre 2. Ce dernier est monté par deux roulements à billes 3 et 4 dans un corps de palier cy- lindrique 5, les billes des roulements 3 et 4 circulant contre des épaulements du corps de palier 5. L'arbre 2 fait saillie du corps de palier 5 par ses deux extrémités. A une extrémité, il est pourvu d'une noix 6 emmanchée par force, au moyen de laquelle l'arbre 2 peut être entraîné en rotation par une courroie tan- gentielle et d'une manière qui n'est pas représentée en détail. L'autre extrémité de l'arbre 2 porte le corps de base 7 du cy- lindre de démêlage 1, qui est emmanché à force sur lui. A son extrémité située à l'extérieur, le corps de cylindre 7 est pourvu d'un creux conique 11 dans lequel pénètre le bout de l'arbre 2. Ce bout présente un collet 12, délimité par une gorge annulaire, qui sert de surface d'attaque pour un outil au moyen duquel l'ensemble du cylindre de démêlage 1 avec l'arbre 2 et le corps de palier 5 peut être démonté d'un appareil de filature. Le corps de palier 5 est pourvu d'un anneau de plastique 10 situé dans une gorge annulaire et dans lequel pénètre un élément de fixation d'un carter non représenté du cylindre de démêlage, fixant ainsi le corps de palier 5 dans le carter du cylindre de démêlage. Sur la surface latérale extérieure du corps de cylindre 7 est calée une bague à garniture 8 dont la surface périphérique est garnie de dents 9 qui assurent le peignage du ruban de fibres. La bague à garniture 8 est calée sur le corps de cylindre 7 par emmanchement à force par exemple. La bague 8 est disposée entre deux collets annulaires 13 et 14 dont le dernier est d'un seul tenant avec le. corps de cylindre 7, tandis que le collet 13 est un anneau amovible qui est fixé par exemple en tant qu'anneau de serrage sur le corps 7. Le c o 1 1 e t a n n u 1 a i re 1 3 p e u t, p a r e x e m p 1 e, aussi être glissé à ajustement appuyé sur le corps 7. Il est possible encore de doter ce collet d'un filetage intérieur et de le visser sur un filetage extérieur correspondant du corps 7. Le collet annulaire 13 peut aussi être fixé de telle manière au corps de cylindre 7 qu'il serre la bague à garniture 8 disposée à ajustement glissant relativement léger sur le corps 7 - qu'elle ne peut plus tourner par rapport au corps 7. Le corps de cylindre 7 possède un prolongement axial 6 4111 qui recouvre à distance l'extrémité dirigée vers lui du corps de palier 5, avec formation d'une cavité 15. Ce prolongement s'étend radialement vers l'intérieur, en direction du corps de palier 5, par une nervure annulaire 16, dans laquelle est glissée une four- rure annulaire 17 fixée par un anneau d'arrêt. La fourrure 17 forme avec la, nervure annulaire 16 un joint d'étanchéité par le- quel la cavité 15 est étanchée vis-à-vis de l'extérieur. La par- tie couverte par la bague à garniture 8 du prolongement axial du corps de cylindre 7 présente plusieurs trous radiaux 18 qui mènent à la cavité 15. Lorsque la bague à garniture 8 est enlevée, les trous 18 sont donc librement accessibles, ce qui permet de nettoyer la cavité 15, par exemple par application d'une tuyère à air comprimé et soufflage. Les dents 9 sont façonnées d'un seul tenant avec la bague à garniture 8; autrement dit, la bague 8 est formée d'une douille cylindrique dont la surface périphérique a été façonnée de manière que les dents 9 subsistent. Pour cette douille, for- mant la bague à garniture 8 et les dents 9, on utilise un maté- riau susceptible d'être durci par traitement thermique, de préfé- renc un acier adéquat. Suivant l'application et la dureté super- ficielle exigée par cette application, on peut utiliser diffé- rentes sortes d'acier, par exemple des aciers trempants normaux ainsi que des aciers à outils très hautement alliés. Il est toutefois possible aussi d'utiliser d'autres matériaux, qui ont dès le départ une très grande dureté, des carbures par exemple. Les dents 9 sont façonnées dans la surface latérale extérieure de la douille formant la bague à garniture 8 par creu- sement dans cette surface (selon le mode de réalisation des figures 1 à 3) d'une rainure hélicoïdale circonférentielle 19. De plus, des entailles 20 orientées axialement et parallèles à l'axe de la douille sont creusées dans le côté extérieur de la douille formant la bague à garniture 8; ces entailles forment les faces d'attaque 21 et les faces dorsales 22 des dents 9 (figure 3). Comme matériau pour la bague à garniture, il est préfé- rable d'utiliser un acier allié durcissable jusqu'à une dureté Rockwell de HRc 60 + 3. Il est prévu de creuser d'abord la 6 4 111 rainure hélicoïdale 19 (et éventuellement aussi d'autres rainures circonférentielles, comme représentées sur la figure 4 ou 5) dans la bague à garniture 8, avant que celle-ci ne soit trempée. Les rainures 19 sont de préférence creusées par tournage, en parti- culier par un tournage de précision ou diamantage, de sorte qu'un polissage ultérieur n'est pas nécessaire. La bague 8 est ensuite soumise à un traitement de trempe par lequel les dents 9 sont trempées au moins sur toute leur hauteur H. Il est préférable que le fond des rainures circonférentielles 19 soit également trempé. Après ce traitement, les entailles axiales 20 sont creusées à la meule, ce qui crée les faces d'attaque 21 et les faces dorsales 22 des dents 9. Comme il ressort de la figure 3, on obtient ainsi des dents 9 avec des pointes très fines et des formes effilées, ce qui est admissible parce que la bague 8 est protégée par les collets annulaires 13 et 14, de sorte que les dents 9 ne sont pas exposées à des risques d'endommagement mécanique lors d'un transport, au stockage ou au cours d'autres manipulations. Après la réalisation des rainures circonférentielles et des entailles 20, la bague à garniture 8 est soumise à un traite- ment électrolytique ou chimique pour l'ébavurage des arêtes des dents, lesquelles sont ainsi légèrement arrondies. Le meulage des entailles 20 à la suite de la trempe a l'avantage d'apporter la garantie que la bague à garniture 8 et par suite l'ensemble du cylindre de démêlage 1 tournent parfai- tement rond. Il est possible aussi de soumettre la bague 8 d'abord au traitement de trempe et de lui donner ensuite seulement sa forme définitive, c'est-àdire de rectifier le diamètre extérieur, l'alésage pour le corps de cylindre 7 et les faces extrêmes; les rainures 19 et les entailles parallèles à l'axe étant meulées ensuite. Là encore, on effectue comme opération finale un éba- vurage chimique, ou de préférence électrochimique des dents 9. Dans le cas du mode de réalisation selon la figure 4, deux rainures hélicoïdales 23 et 24, qui sont de pas contraires et se croisent, sont formées dans la bague à garniture 8 disposée entre les deux collets annulaires 13 et 14. Cette conformation permet d'obtenir une répartition irrégulière très fine des dents, ce qui permet un meilleur peignage d'un ruban de fibres. Dans le mode de réalisation selon la figure 5, deux rainures hélicoïdales 25 et 26 sont creusées dans la bague à garniture 8, à partir du milieu axial de celle-ci; l'une de ces rainures possède un pas à gauche, l'autre un pas à droite. En liaison avec le sens de rotation choisi (flèche A sur la figure 3), on peut, par une telle disposition des rainures 25 et 26 et des dents 9 qui les délimitent, moduler la répartition du ruban de fibres lors du peignage, par exemple de manière que le ruban de fibres soit orienté davantage vers le milieu de la zone de travail B entre les deux collets annulaires 13 et 14. 6 4 111 REVENDICATIONS 1. Cylindre de démêlage pour un dispositif de démêlage d'un appareil de filature à fibre libérée, comprenant un corps de cylindre relié à un arbre, sur lequel est disposée une bague à garniture qui porte à sa périphérie des dents formées d'un seul tenant sur la bague par creusement d'au moins une rainure circon- férentielle et de plusieurs entailles s'étendant en direction axiale, caractériséen ce que la bague à garniture (8) est déli- mitée aux extrémités par des collets annulaires (13, 14) qui s'étendent en direction radiale à peu près jusqu'aux sommets des dents (9) et qui sont disposes sur le corps de cylindre (7), lequel dépasse axialement des deux côtés de la bague à garni- ture (8). 2. Cylindre selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un au moins des collets annulaires (13) est disposé amo- vible sur le corps de cylindre (7). 3. Cylindre selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins deux rainures circonférentielles (23, 24) à pas contraires et qui se croisent sont creusées dans la bague à garniture (8). 4. Cylindre selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la bague à garniture (8) est pourvue de rainures circon- férentielles (25, 26) de pas contraires et qui partent du milieu axial de la bague. 5. Cylindre selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la bague à garniture (8) est réalisée d'un matériau métallique se prêtant à un traitement thermique de lrempe et revenu ou de durcissement. 6. Cylindre selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'au moins les entailles (20) s'étendant en direction axiale sont creusées dans la bague à garniture (8) après le traitement de trempe et revenu ou de durcissement. 7. Cylindre selon la revendication 6, caractérisé en ce que les entailles (20) sont creusées dans la bague à garniture (8) J']I'1 lila'tl m oi((7.e Hs. {9I'iir(' r;cl'on l a r'eVen'diJ'li[ i on (.)U 7, ralral'er S6 Oii ilo ce que la bague à garniture (8) est durcie, tout au moins dans la région des dents (9), a une dureté Rockwell d'environ HRc 60 + 3. 9. Cylindre selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la rainure circonférentielle ou les rainures circonférentielles (19; 23, 24; 25, 26) sont creusées dans la bague à garniture (8) par tournage avant le traitement de trempe et revenu ou de durcissement. 10. Cylindre selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la rainure circonférentielle ou les rainures circonférentielles (19; 23, 24; 25, 26 sont c r eu- sées dans la bague à garniture (8) par meulage, après le traite- ment de trempe et revenu ou de durcissement. 11. Cylindre selon l'une quelconque des revendications 1 à , caractérisé en ce que les dents (9) de la bague à garniture (8) sont ébavurées par voie électrolytique ou chimique. 12. Cylindre selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la bague à garniture (8), tout au moins dans la région de ses dents (9), est soumise à une amélio- ration de surface à la suite du façonnage des dents (9) et de préférence après un traitement de trempe et revenu ou de dur- cissement.