Brevet FR2707306A1 — publié le 19950113

ELARGISSEUR DE TISSU POUR MACHINE D'ENNOBLISSEMENT ET DE TRAITEMENT La présente invention concerne un élargisseur de tissu pour machine d'ennoblissement et de traitement, notamment pour teinture par immersion dans un bain de liquide tinctorial, comportant un arbre fixe à profil longitudinal courbe ou polygonal, une rangée de rouleaux rotatifs sensiblement coaxiaux audit arbre et montés au moyen de paliers pour former un support tubulaire rotatif, une enveloppe tubulaire souple et étanche entourant le support tubulaire, et deux embouts rotatifs étanches fixés aux deux extrémités de l'enveloppe tubulaire et supportés par l'arbre, chaque embout rotatif étant pourvu d'au moins un roulement et de moyens d'étanchéité. Dans les élargisseurs de tissu de ce genre, qui peuvent être immergés ou non dans les liquides employés dans les machines d'ennoblissement et de traitement, une fonction importante des deux embouts rotatifs consiste à assurer l'étanchéité aux deux extrémités de l'enveloppe tubulaire souple, qui est généralement en caoutchouc. Il s'agit d'éviter que les liquides de traitement puissent pénétrer à l'intérieur de l'enveloppe et atteindre les éléments en acier qu'elle contient, notamment l'arbre, les rouleaux et surtout les roulements à billes, car les liquides en question sont généralement chauds et agressifs. Il s'agit notamment de liquides tinctoriaux acides, de solvants, de solutions de soude, etc. Selon la construction habituellement connue, les embouts d'un élargisseur de tissu ont un corps rotatif en métal ou en matière synthétique, emboîtés dans l'enveloppe tubulaire en caoutchouc dont l'extrémité est fixée autour du corps de l'embout par serrage au moyen d'un collier. Ce mode de fixation tend à créer des plis dans l'enveloppe et en outre le caoutchouc a tendance à glisser peu à peu dans le collier, à cause de la traction alternée due à la courbure longitudinale de l'élargisseur. L'étanchéité le long de l'arbre fixe est assurée, à l'intérieur de l'embout, par un joint torique qui tourne en glissant sur l'arbre. Ce dispositif d'étanchéité se dégrade assez vite dans les conditions sévères dans lesquelles travaillent les élargisseurs et finit par laisser suinter du liquide à l'intérieur, même lorsque l'élargisseur ne travaille pas en immersion. Il en résulte non seulement de la corrosion, mais aussi des problèmes de teinte, par mélange des résidus de l'ancienne teinture avec la nouvelle lors des changements de couleur. On doit alors démonter et rincer l'élargisseur à chaque changement du bain de teinture. D'une manière générale, dans l'état de la technique, la durée de service d' un tel embout ne dépasse pas environ 1000 heures de fonctionnement, après quoi les embouts doivent être changés intégralement, ce qui est coûteux en matériel, en main-d'oeuvre et en temps d'immobilisation. La présente invention a pour but de perfectionner un élargisseur de ce genre et de réaliser une économie sur les frais d'exploitation de la machine, en dotant 1' élargisseur d' embouts d'extrémité qui assurent une meilleure étanchéité et ont une plus longue durée de service que les embouts traditionnels, avec des opérations de maintenance qui sont simples et peu coûteuses. Selon l'invention, ce but est rempli par un élargisseur du genre indiqué en préambule, caractérisé en ce que les moyens d'étanchéité de chaque embout rotatif comportent un presse-étoupe, situé entre le roulement et une extrémité extérieure de l'embout, et une couronne d'ailettes disposée sur ladite extrémité extérieure à proximité de l'arbre pour chasser radialement par effet centrifuge tout fluide en contact avec ladite extrémité extérieure. Cette construction des embouts d'étanchéité est doublement avantageuse par rapport à l'art antérieur, d'une part du point de vue de l'efficacité de l' étanchéité le long de l'arbre et d'autre part du point de vue de la maintenance. Quand l'élargisseur est à l'arrêt, le presse-étoupe assure à lui seul une étanchéité tout à fait suffisante. Quand il tourne, spécialement en immersion dans un liquide de traitement, la couronne d'ailettes crée un courant centrifuge de liquide qui abaisse la pression à l'entrée du joint entre l'embout et l'arbre, donc aussi la pression s'exerçant au niveau du presse-étoupe. En outre, le presse-étoupe peut facilement être démonté et extrait axialement de l'embout pendant que celui-ci reste en place, c'est-à-dire que l'on n'a pas besoin de toucher à son roulement, ni à sa fixation étanche à l'enveloppe tubulaire souple pour les opérations d'entretien. Lesdites ailettes peuvent avoir avantageusement des génératrices rectilignes parallèles à l'arbre, de sorte qu'elles sont faciles à fabriquer. De préférence, chacune des ailettes a un profil radial incliné par rapport à une direction radiale de la couronne d'ailettes. De préférence, la couronne d'ailettes est disposée sur une face frontale extérieure d'un écrou du presse-étoupe. Cet écrou du presse-étoupe peut comporter, en regard de l'arbre, une surface cylindrique d'étanchéité, pourvue d'au moins une rainure annulaire contenant un joint torique appliqué sur l'arbre. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, chaque embout a un corps annulaire dans lequel sont montés son roulement et son presseétoupe, ledit corps ayant une surface périphérique d' étanchéité sur laquelle l'extrémité correspondante de l'enveloppe tubulaire souple est pressée par des moyens de serrage. De préférence, ladite surface périphérique d'étanchéité est divergente en direction de l' extrémité extérieure de l'embout, de sorte que 1' extrémité de l'enveloppe tubulaire souple est évasée par ladite surface. Les moyens de serrage peuvent comporter un manchon de serrage agencé pour être vissé axialement sur un filetage périphérique du corps et pourvu d'une surface intérieure d'appui ou d'une bague ayant une telle surface, en regard de ladite surface périphérique d'étanchéité du corps. De préférence, ladite surface périphérique d'étanchéité et ladite surface d'appui sont coniques et sensiblement parallèles l'une à l'autre. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description suivante d'un exemple de réalisation, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en élévation partiellement coupée d'un élargisseur de tissu selon l'invention, - la figure 2 est une vue détaillée et agrandie de la zone indiquée par la flèche II de la figure 1, et - la figure 3 est une vue frontale de l'embout suivant la flèche III de la figure 2. L'élargisseur de tissu représenté schématiquement dans la figure 1 comporte un arbre cylindrique fixe 1 incurvé longitudinalement et monté par des supports 2 sur un bâti 3 d'une enceinte 4 d'une machine de teinture. Des rouleaux 5 sont montés de manière rotative sur l'arbre 1, au moyen de paliers 6 et de deux embouts rotatifs 7. Ces rouleaux forment un support tubulaire à profil longitudinal polygonal, qui est revêtu d'une enveloppe tubulaire souple 8 dont les extrémités sont fixées aux embouts 7 d'une manière étanche. Le tissu à traiter (non représenté) passe sur le côté convexe de l'élargisseur, qu'il entraîne en rotation par friction sur l'enveloppe 8. La construction d'ensemble et le fonctionnement d'un tel élargisseur sont bien connus et n'ont pas besoin d'être décrits plus en détail ici. La figure 2 représente un des embouts 7 de l'élargisseur de tissu selon l'invention. Cet embout comporte un corps annulaire métallique 11 traversé par une extrémité rectiligne de l'arbre fixe 1 et supporté par celui-ci par un roulement à billes 12. Pour être bloqué axialement, le roulement 12 est monté sur une douille 13 et calé entre un épaulement 14 de cette douille et une bague de retenue 15, la douille et la bague étant bloquées au moyen d'une ou plusieurs vis 16 engagées dans l'arbre 1. Dans cette zone, le corps 11 présente une extrémité biseautée 17 sur laquelle est emboîtée l'extrémité correspondante du premier rouleau 5 entouré de l'enveloppe tubulaire en caoutchouc 8. L' extrémité 18 de cette enveloppe est évasée par application sur une surface conique d' étanchéité 19 du corps 11, o elle est pressée au moyen d'un manchon extérieur fileté 20 pourvu d'une bague intérieure 21 ayant une surface conique 22 parallèle à la surface 19. Le serrage s'effectue par déplacement axial du manchon 20 sur un filetage périphérique 23 du corps 11. L'étanchéité entre le corps 11 et l'arbre 1 est assurée essentiellement du côté extérieur du corps, c'est-à-dire du côté de l'extrémité de l'arbre 1, au moyen d'un dispositif démontable à presse- étoupe 25. Ce presse-étoupe comporte par exemple deux garnitures 26 en forme de disque, logées dans un alésage cylindrique du corps 11, et un écrou de serrage 27 engagé dans un filetage 28 dudit alésage. Des trous borgnes 29 (figure 3) sont ménagés sur la face frontale extérieure 30 du l'écrou 27 pour pouvoir le faire tourner au moyen d'une clé appropriée. Par ailleurs, cette face 30 de l'écrou 27 porte une couronne d'ailettes axiales 31 qui sont disposées en biais par rapport aux plans radiaux de l'écrou, de préférence sous un angle d'environ , pour avoir un effet de turbine centrifuge quand l'embout 7 tourne autour de l'arbre 1 dans le sens de la flèche A de la figure 3. Chaque ailette 31 possède un bord avant biseauté 32 à proximité de l'arbre 1. Ainsi, lorsque l'élargisseur tourne selon la flèche A, la couronne d'ailettes 31 crée un rapide écoulement centrifuge de tout fluide (gazeux ou liquide) susceptible de se trouver le long de cet arbre. En particulier lorsque cette partie de l'élargisseur est immergée, la vitesse de l'écoulement ainsi créé conduit à une très faible pression dynamique à l'entrée de la surface de joint entre l'écrou rotatif 27 et l'arbre fixe 1, empêchant ainsi le liquide de pénétrer dans le joint. Accessoirement, le même phénomène a l'avantage de brasser le liquide et de prévenir d' éventuels dépôts sur l'arbre ou sur l'embout. Quand l'élargisseur ne tourne pas, le presse-étoupe 25 assure une étanchéité suffisante. On peut néanmoins prévoir un ou plusieurs joints toriques 33 sur la surface intérieure cylindrique de l'écrou 27. La présence de ces joints, ainsi que celle des ailettes 31, permet de réduire la force de serrage des garnitures 26 du presse-étoupe et donc de prolonger leur durée de vie, sans perte d'étanchéité. Dans la figure 2, on voit qu'il est possible de changer facilement les garnitures 26 du presse-étoupe 25 si elles sont usées, en dévissant simplement l'écrou 27, sans qu'il soit nécessaire de démonter aucun autre élément de l'embout 7. On réalise ainsi non seulement une économie sur le coût des pièces à changer, mais également sur la main-d'oeuvre pour les travaux d'entretien et sur les durées d'immobilisation de l'élargisseur. Des essais ont montré que la durée de service d'un tel embout est largement supérieure à celle d'un embout à joints toriques selon l'art antérieur. En particulier, le roulement 12 est beaucoup mieux protégé contre la corrosion, grâce à une étanchéité plus efficace. La présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit ci-dessus, mais s' étend à toute modification ou variante évidente pour un homme du métier. En particulier, le mode de fixation de l'enveloppe souple 8 sur l'embout 7 pourrait être différent et la surface d'étanchéité 19 entre ces deux éléments 3 0 pourrait avoir une autre configuration, par exemple avec des bourrelets annulaires qui "mordent" dans le caoutchouc de l'enveloppe. Revendications 1. Elargisseur de tissu pour machine d' ennoblissement et de traitement, notamment pour teinture par immersion dans un bain de liquide tinctorial, comportant un arbre fixe (1) à profil longitudinal courbe ou polygonal, une rangée de rouleaux rotatifs (5) sensiblement coaxiaux audit arbre et montés au moyen de paliers pour former un support tubulaire rotatif, une enveloppe tubulaire (8) souple et étanche, entourant le support tubulaire, et deux embouts rotatifs étanches (7) fixés aux deux extrémités de l'enveloppe tubulaire souple et supportés par l'arbre, chaque embout rotatif étant pourvu d'au moins un roulement et de moyens d'étanchéité, caractérisé en ce que les moyens d'étanchéité de chaque embout rotatif (7) comportent un presse- étoupe (25), situé entre le roulement (12) et une extrémité extérieure de l'embout, et une couronne d'ailettes (31) disposée sur ladite extrémité extérieure à proximité de l'arbre (1) pour chasser radialement par effet centrifuge tout fluide en contact avec ladite extrémité extérieure. 2. Elargisseur de tissu pour machine d' ennoblissement et de traitement selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites ailettes (31) ont des génératrices rectilignes parallèles à l'arbre. 3. Elargisseur de tissu pour machine d' ennoblissement et de traitement selon la revendication 2, caractérisé en ce que chacune des ailettes (31) a un profil radial incliné par rapport à une direction radiale de la couronne d'ailettes. 4. Elargisseur de tissu pour machine d' ennoblissement et de traitement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couronne d'ailettes (31) est disposée sur une face frontale extérieure d'un écrou (27) du presse-étoupe (25). 5. Elargisseur de tissu pour machine d' ennoblissement et de traitement selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'écrou (27) du presse-étoupe comporte, en regard de l'arbre (1), une surface cylindrique d'étanchéité, pourvue d'au moins une rainure annulaire contenant un joint torique (33) appliqué sur l'arbre. 6. Elargisseur de tissu pour machine d'ennoblissement et de traitement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque embout (7) a un corps annulaire (11) dans lequel sont montés son roulement (12) et son presse-étoupe (25), ledit corps ayant une surface périphérique d'étanchéité (19) sur laquelle l'extrémité correspondante (18) de l'enveloppe tubulaire souple (8) est pressée par des moyens de serrage (20 - 23). 7. Elargisseur de tissu pour machine d' ennoblissement et de traitement selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite surface périphérique d'étanchéité (19) est divergente en direction de l'extrémité extérieure de l'embout, de sorte que l'extrémité (18) de l'enveloppe tubulaire souple est évasée par ladite surface. 8. Elargisseur de tissu pour machine d'ennoblissement et de traitement selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de serrage comportent un manchon de serrage (20) agencé pour être vissé axialement sur un filetage périphérique (23) du corps (11) et pourvu d'une surface intérieure d'appui (22) ou d'une bague (21) ayant une telle surface, en regard de ladite surface périphérique d'étanchéité (19) du corps. 9. Elargisseur de tissu pour machine d'ennoblissement et de traitement selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite surface périphérique d'étanchéité (19) et ladite surface d'appui (22) sont coniques et sensiblement parallèles l'une à l'autre.