Brevet FR2728497A1 — publié le 19960628

Dispositif de découpage de fibre Domaine industriel d'application: La présente invention concerne les dispositifs de découpage de fibres qui sont conçus de façon à implanter un certain nombre de lames d'une manière radiale sur la surface périphérique d'un rotor, à faire tourner ce rotor tout en l'animant d'un mouvement alternatif o0 suivant la direction axiale, à fournir une fibre continue de grande longueur de manière à l'enrouler en couches autour du rotor, puis à découper la fibre, de l'intérieur, à une longueur correspondant à l'espacement des lames, ce dispositif étant caractérisé en ce que les fibres coupées qui se sont accumulées sur la surface périphérique du rotor sont évacuées d'entre les lames le long de cette surface périphérique du rotor. Technique antérieure: Comme dispositifs de découpage de fibres conçus de façon à implanter un certain nombre de lames d'une manière radiale sur la surface périphérique d'un rotor, en orientant leur arête suivant la ligne axiale et en faisant correspondre leur espacement suivant la direction circonférentielle à la longueur de coupe, à enrouler en couches autour du rotor une fibre continue de grande longueur à découper, et à découper la fibre de l'intérieur, il existe des documents de la technique antérieure tels que les suivants: brevets US n 3 915 042, 3 942 401, 3 945 280 et 4 083 276, demandes de brevet japonais publiées avant examen n Sho 50(1975)-116 723, n Sho 56(1981)- 73 118, n Sho 56(1981)-73 119 et n Sho 57(1982)-95 314. Problèmes que l'invention vise à résoudre Les dispositifs de découpage de fibre classiques mentionnés ci-dessus étaient agencés de façon à former un rotor de forme cylindrique creuse, en suspendant un certain nombre de lames en forme de bande longue et étroite sur deux disques opposés parallèles l'un à l'autre, avec un espacement suivant la direction circonférentielle, et en fixant leurs deux extrémités, et de façon aussi à expulser successivement vers l'intérieur la fibre qui est enroulée en couches autour du rotor et est découpée de l'intérieur, tout en faisant comprimer la fibre à un rouleau de compression, afin d'aider l'enroulement et l'expulsion évacuant la fibre. Un tel dispositif classique du type mentionné ci-dessus avait l'avantage d'avoir une structure simple, mais présentait l'inconvénient que les fibres coupées étaient susceptibles de faire l'objet d'un tassement jusqu'au remplissage entre les lames. En particulier lorsqu'on découpait la fibre en de courtes longueurs, ce dispositif posait le problème technique de provoquer facilement un tassement excessif, étant i0 donné que les intervalles séparant les lames à implantation radiale devenaient étroits à leur base. Il se posait donc le problème, pour ce type de dispositif de découpage de fibres, de réaliser une évacuation exacte de la fibre hors du rotor, tout en empêchant un tel tassement excessif même lorsque les intervalles séparant les lames étaient étroits. Moyen pour résoudre les problèmes: C'est pourquoi la présente invention offre un dispositif de découpage de fibres, conçu de façon à fixer un rotor cylindrique sur un arbre rotatif qui tourne dans un sens donné, tout en étant animé d'un mouvement alternatif sur une distance appropriée suivant la direction axiale, à prévoir, sur la surface périphérique du rotor, un certain nombre de lames qui sont implantées radialement d'une manière parallèle entre elles suivant l'axe de l'arbre et d'une manière espacée suivant la direction circonférentielle, à fournir une fibre continue de grande longueur et l'enrouler sur la surface périphérique du rotor et à découper successivement la fibre enroulée, à partir de l'intérieur de la couche, à une courte longueur correspondant à l'espacement des lames implantées, caractérisé: en ce qu'il comporte de grands rotors droit et gauche qui forment un emplacement d'acheminement de fibre sur la surface périphérique dudit rotor, en ayant leurs faces intérieures circulaires en regard l'une de l'autre, qui portent l'arbre rotatif d'une manière librement coulissante sur leurs cotés et qui tournent d'un seul bloc avec ledit rotor suivant une disposition fixe, en ce qu'il est pourvu, sur lesdites faces intérieures des grands rotors, de deux plaques de guidage en forme de disque qui maintiennent, dans la position fixe d'enroulement vis-à-vis du mouvement alternatif du rotor, la fibre qui est acheminée jusqu'à ces plaques, ainsi que de deux organes racleurs en forme de disque qui sont disposés à l'extérieur des deux plaques de guidage, en formant un espace d'évacuation de fibres coupées respectivement entre ces racleurs et ces plaques de guidage, et qui font se déplacer leurs pointes de raclage le long de la surface périphérique du rotor, en étant interposées entre les lames, et leur font conduire les fibres coupées jusqu'à l'espace d'évacuation, et en ce qu'il est pourvu aussi, à l'extérieur de la position d'enroulement de fibre formée par les deux plaques de guidage, d'un organe de compression qui est interposé, en venant de l'extérieur, entre les deux plaques de guidage et qui soutient solidement, de l'extérieur vers l'intérieur, les couches de la fibre qui est enroulée autour du rotor et est découpée de l'intérieur sous l'effet du mouvement alternatif des lames. Fonctionnement de l'invention Dans le dispositif de la présente invention, les fibres coupées sont tassées entre les lames sur la surface périphérique du rotor et sont expulsées d'une manière forcée suivant la direction axiale du rotor, en fonction du mouvement de ce rotor suivant la direction axiale, au moyen des racleurs qui sont interposés à partir des côtés dans les intervalles séparant les lames. En d'autres termes, lorsque le rotor tourne dans un sens donné tout en se déplaçant vers la droite, le racleur de droite, dont les pointes sont interposées entre les lames et qui se déplace le long de la surface périphérique, expulse les fibres coupées d'une manière relative vers la gauche, tandis que, lorsque le rotor se déplace vers la gauche, c'est le racleur de gauche qui expulse les fibres coupées vers la droite. De cette manière, les deux racleurs i0 expulsent les fibres coupées le long des lames alternativement à partir de la droite et à partir de la gauche, de sorte qu'aucun tassement excessif n'a lieu, même lorsque les espacements d'implantation des lames sont étroits. Par ailleurs, les fibres coupées expulsées transversalement d'entre les lames sont évacuées par les espaces d'évacuation situés entre les racleurs et les plaques de guidage, puis d'entre les côtés intérieurs des grands rotors. Dans la présente invention, lorsqu'au moins un rouleau, qui tourne en suivant la rotation de la fibre enroulée, est prévu en tant qu'organe de compression servant à soutenir de l'extérieur la fibre enroulée en couches autour du rotor, l'épaisseur de l'extérieur vers l'intérieur des couches de la fibre diminue d'une manière uniforme sur la surface périphérique. Cela réduit le manque de serrage de la fibre et améliore la longueur de coupe. Lorsqu'un organe de compression en forme de courroie est utilisé de façon à appuyer de l'extérieur sur la fibre à enrouler autour du rotor, en formant une section de contact sous pression, d'une longueur appropriée, le long de la surface périphérique du rotor, le soutien i0 partiel fourni par les rouleaux de la manière indiquée ci-dessus peut être accru en longueur et en largeur grâce à la forme de courroie et le manque de serrage des couches de la fibre peut être réduit. Il devient ainsi possible d'exécuter une coupe uniforme avec une précision améliorée. Par ailleurs, lorsqu'il est prévu au moins un rouleau auxiliaire de pression à l'extérieur de l'organe de compression en forme de courroie, il devient possible de faire exercer une pression plus uniforme vers le bas sur la fibre à l'organe de compression en forme de courroie qui est dans une position dans laquelle la fibre est susceptible de se desserrer. Eremples de mise en oeuvre: Des exemples de mise en oeuvre de la présente invention sont décrits ci-après en regard des dessins annexés. Description succincte des dessins: La figure 1 est une vue verticale de face, avec arrachement partiel, représentant la structure de l'exemple 1 de mise en oeuvre de la présente invention. La figure 2 est une vue de côté de l'exemple 1 de mise en oeuvre. La figure 3 est une vue en coupe, à plus grande échelle et avec arrachement partiel, permettant d'exposer l'opération de coupe de la fibre. La figure 4 est une vue en coupe, à plus grande échelle et avec arrachement partiel, permettant d'exposer l'opération de coopération entre les lames situées sur la surface périphérique du rotor et les racleurs. La figure 5 est une vue en coupe verticale, avec arrachement partiel, représentant la structure de l'exemple 2 de mise en oeuvre. La figure 6 est une vue de côté permettant d'exposer le principe de l'exemple 2 de mise en oeuvre. La figure 7 est une vue en coupe, à plus grande échelle et avec arrachement partiel, de la section de contact sous pression de l'organe de compression en forme de courroie de l'exemple 2 de mise en oeuvre. En premier lieu, l'exemple 1 de mise en oeuvre, caractérisé par l'utilisation d'un rouleau en tant qu'organe de compression, est exposé de la manière qui suit en regard de la figure 1. Le dispositif de coupe de la présente invention est composé d'un rotor 1, qui comporte un certain nombre de lames rectilignes 2, 2 implantées sur sa surface périphérique d'une o0 manière parallèle à l'axe de son arbre et avec un espacement correspondant à la longueur de coupe, et de deux grands rotors 3a, 3b qui sont disposés sur la surface extérieure du rotor 1, en formant dans leur partie centrale un emplacement d'acheminement de fibre, qui ont leurs côtés intérieurs 3a', 3b' de forme arrondie disposés en regard l'un de l'autre, en soutenant l'arbre rotatif 4 du rotor 1 d'une manière libre en coulissement par leurs cotés 3a", 3b", et qui tournent d'un seul bloc avec le rotor 1 et l'arbre rotatif 4 suivant une disposition fixe. Les grands rotors 3a, 3b sont réalisés sous la forme de deux cylindres dont les bases respectives sont disposées en regard l'une de l'autre à partir de la droite et de la gauche. Le rotor 1 tourne d'un seul bloc avec les grand rotors 3a, 3b, dans le même sens et à l'intérieur I0 de ces grand rotors 3a, 3b, et il est entraîné au moyen d'un dispositif d'entraînement d'arbre en translation qui est relié à l'extrémité de l'arbre rotatif 4, mais n'est pas représenté aux dessins, et qui exécute un mouvement alternatif suivant la direction indiquée aux dessins, d'une distance correspondant à la largeur de la fibre 5 devant être acheminée. Ainsi que la figure 1 le montre, deux io plaques de guidage 6, 6, droite et gauche, en forme de disque sont prévues sur les côtés intérieurs 3a', 3b' des grands rotors 3a, 3b, en présentant chacune une forme d'anneau et en étant agencées de façon à faire se déplacer leurs surfaces intérieures le long de la surface extérieure du rotor 1, en formant entre elles un espace correspondant à la largeur de la fibre 5, et à maintenir cette fibre 5, qui est enroulée autour du rotor 1, des deux côtés vis-à-vis du mouvement alternatif du rotor 1. D'une manière analogue, deux racleurs 9, 9, droit et gauche, sont prévus sur lesdits côtés intérieurs 3a', 3b', en présentant chacun une forme annulaire et en étant situés à l'extérieur des plaques de guidage 6, 6, tout en formant, entre eux et les plaques de guidage 6, 6, des espaces 7, 7 d'évacuation des fibres coupées qui présentent chacun une forme annulaire le long de la surface extérieure du rotor 1. Les racleurs 9, 9 comportent des pointes de raclage 9', 9' qui sont situées le long de la surface périphérique du rotor 1, ainsi que le montre la figure 1, et qui sont interposées entre les lames 2, 2 implantées sur la surface périphérique du rotor 1, ainsi que le montre la figure 4. Par ailleurs, ainsi que la figure 2 le montre, un organe de compression 12a du type à rouleau est prévu à l'extérieur de l'emplacement d'enroulement de fibre formé par les deux plaques de guidage 6, 6, en étant monté d'une manière libre en rotation sur un bras 10 dont une extrémité est portée par le bâti F du dispositif et qui est appliqué sous la pression d'un ressort 11. Ainsi que la figure 3 le montre, l'organe de compression 12a applique de l'extérieur une pression sur la fibre 5 enroulée en couches autour du rotor 1 et soutient ces couches de l'extérieur vers l'intérieur afin d'empêcher la fibre de se desserrer lorsqu'elle est découpée de l'intérieur par les lames 2, 2 à mouvement alternatif. Enfin, aux figures 1-4, les repères 13, 13 désignent des clavettes qui sont montées aux deux extrémités de l'arbre rotatif 4, ainsi que le montre la figure 1, et qui transmettent à cet arbre rotatif 4 la rotation du système d'entraînement en rotation, non représenté aux dessins, sans être gênées par le mouvement alternatif du susdit dispositif d'entraînement d'arbre en translation. Les repères 14, 14 désignent des paliers linéaires servant à soutenir les grands rotors 3a, 3b afin de permettre le coulissement du rotor 1. Les repères , 15 désignent des moyens de transmission de rotation constitués d'anneaux 15a, 15a, de roulements 15b, 15b et de broches d'accouplement c, 15c qui sont prévues aux deux extrémités de l'arbre rotatif 4 et qui transmettent aux deux grands rotors 3a, 3b la rotation de cet arbre rotatif 4. Les repères 16, 16 désignent des roulements permettant au bâti F du dispositif de soutenir les grands rotors 3a, 3b d'une manière libre en rotation. L'exemple 2 de mise en oeuvre va être exposé ci-après en regard des figures 5-7. Ainsi que la figure 5 le montre, l'exemple 2 de mise en oeuvre a pour l'essentiel la même structure que le dispositif de l'exemple 1 de mise en oeuvre exposé ci-dessus. Plus précisément, il comprend, comme éléments, un rotor 1, qui tourne tout en étant animé d'un mouvement alternatif suivant la direction axiale, un certain nombre de lames 2, 2, implantées sur la surface périphérique du rotor 1, de grands rotors 3a, 3b, droit et gauche, qui entourent la surface périphérique du rotor 1 en présentant, dans leur partie centrale, leurs cotés intérieurs 3a', 3b' en regard l'un de l'autre, qui soutiennent d'une manière libre en coulissement les deux extrémités de l'arbre rotatif 4 tournant d'un seul bloc avec le rotor 1, et qui tournent d'un seul bloc avec l'arbre rotatif 4 et le rotor 1 suivant une disposition fixe, deux plaques de guidage 6, 6, qui sont prévues respectivement sur les côtés intérieurs 3a', 3b' des grands rotors 3a, 3b en formant un espace pour l'enroulement d'une fibre 5, des racleurs 9, 9, prévus sur les côtés intérieurs 3a', 3b', des pointes de raclage 9', 9' des racleurs 9, 9, qui sont situées le long de la surface périphérique du rotor 1 en étant interposées entre les lames 2, 2, et des espaces 7, 7 d'évacuation des fibres coupées qui sont formés entre les bases des racleurs 9, 9 et des plaques de guidage 6, 6 situées à l'intérieur. L'exemple 2 de mise en oeuvre est pourvu d'un organe de compression 12b en forme de courroie, constituant un organe de compression qui applique de l'extérieur une pression sur la fibre 5 enroulée autour du rotor 1 et qui favorise l'action de découpage des lames 2, 2 à mouvement alternatif. Ainsi que la figure 6 le montre, l'organe de compression 12b est suspendu au-dessus des lames 2, 2, d'un côté du rotor 1, et applique de l'extérieur une pression sur la fibre 5 enroulée en couches, en tournant lui-même en fonction de la rotation du rotor sous l'effet d'une pression telle que le susdite pression. Dans l'exemple 2 de mise en oeuvre représenté aux dessins, une section de contact sous pression 18, ayant une longueur appropriée le long de la surface périphérique du rotor 1, est formée entre plusieurs rouleaux 17, 17 qui sont disposés en amont et en aval vis-à-vis du sens de rotation du rotor 1 et dont les axes des arbres sont parallèles les uns aux autres, en étant cependant situés à l'extérieur vis-à-vis de la fibre 5 qui est suspendue sans fin et qui est enroulée autour du rotor 1. Grâce au montage de rouleaux 17', 17' en amont et en aval du rotor 1, la section de contact sous pression 18 peut être formée sur la surface périphérique du rotor 1 sur une longueur supérieure à la moitié de la circonférence, tout en laissant subsister un espace pour l'acheminement de la fibre 5. Par ailleurs, les rouleaux 17', 17' sont des rouleaux tendeurs qui appliquent une tension sur l'organe de compression 12b en forme de courroie afin de produire une pression voulue sur io la section de contact sous pression 18. En outre, ainsi que la figure 5 le montre, en montant des rouleaux auxiliaires 19, 19 qui, de plus loin vers l'extérieur vis-à-vis de la section de contact sous pression 18, appliquent une pression sur l'organe de compression 12b en forme de courroie, tout en tournant en même temps, il est possible d'appliquer une pression plus intense sur la fibre 5 et de réaliser un découpage plus précis en augmentant la tension de l'organe de compression 12b en forme de courroie. Ainsi que la figure 6 le montre, l'exemple 2 de mise en oeuvre rend libre le mouvement alternatif transversal de l'arbre de rotation 4 en faisant soutenir aux côtés 3a", 3b" des grands rotors 3a, 3b, par l'intermédiaire de paliers cannelés à billes 20, 20, les deux extrémités de l'arbre rotatif 4 qui font saillie sur la droite et sur la gauche de sa traversée du rotor 1. L'arbre rotatif 4 de l'exemple 2 de mise en oeuvre est relié à un dispositif d'entraînement en translation 22 du type à manivelle par l'intermédiaire d'un accouplement 21 prévu sur une extrémité (extrémité droite au dessin) de l'arbre de rotatif 4, de façon à être io animé d'un mouvement alternatif, tout en étant entraîné en rotation par un dispositif d'entraînement en rotation 23 relié au côté 3a" du grand rotor 3a par l'intermédiaire des paliers cannelés à billes 20, 20. Les grands rotors 3a, 3b, droit et gauche, sont portés par le bâti F du dispositif par l'intermédiaire de paliers radiaux 24, 24 disposés sur leurs surfaces extérieures et ils tournent à la même vitesse que le rotor 1 suivant la disposition fixe. Ainsi que cela est décrit ci-dessus, l'exemple 2 de mise en oeuvre, qui utilise l'organe de compression 12b en forme de courroie à la place de l'organe de compression 12a du type à rouleau, permet de former une longue section de contact sous pression servant à appliquer une pression sur la fibre 5 le long de la surface périphérique du rotor 1, l'action de la pression étant plus grande que dans le cas de l'exemple 1 de mise en oeuvre et le découpage de la fibre pouvant être réalisé dans un état de contrainte supérieure de façon à obtenir des fibres coupées d'une manière extrêmement précise, de sorte que la qualité de coupe peut être améliorée d'une manière remarquable. Il offre en outre l'avantage de pouvoir être conçu de manière à acheminer la i0 fibre automatiquement le long de l'organe de compression en forme de courroie. Résultats de 1l'invention: Grâce à la présente invention qui concerne un dispositif conçu de façon à enrouler i5 autour d'un rotor une fibre continue de grande longueur et à découper la fibre à des longueurs préfixées au moyen de lames implantées d'une manière espacée sur la surface périphérique du rotor, et qui prévoit des racleurs tournant d'un seul bloc avec le rotor suivant une disposition fixe de façon à expulser par raclage les fibres coupées accumulées entre les lames, en fonction du mouvement alternatif du rotor suivant la direction axiale, il devient possible d'empêcher un tassement excessif des fibres coupées entre les lames, ainsi que cela se présente dans le cas du dispositif classique, et d'évacuer d'une manière forcée les fibres coupées. Il en résulte que la qualité de découpage est améliorée d'une manière remarquable et que, dans le cas du découpage de la fibre d'une manière particulièrement courte, il est possible d'obtenir un résultat absolument excellent. Liste des repères: 1. Rotor 13. Clavette 2. Lame 14. Palier rectiligne 3a. Grand rotor gauche 15. Moyens de transmission de rotation 3b. Grand rotor droit 15a. Anneau 3a'. Côté intérieur 15b. Palier 3b'. Côté intérieur 15c. Broche d'accouplement 3a". Côté 16. Roulement 3b". Côté 17. Rouleau 4. Arbre rotatif 17'. Rouleau 5. Fibre 18. Section de contact sous pres- sion 6. Plaque de guidage 19. Rouleau auxiliaire 7. Espace d'évacuation 20. Palier cannelé à billes 9. Racleur 21. Accouplement 9'. Pointe de raclage 22. Dispositif d'entraînement d'ar- bre en translation F. Bâti du dispositif 23. Dispositif d'entraînement en rotation 10. Bras 24. Palier radial 11. Ressort 12a. Organe de compression du type à rouleau 12b. Organe de compression en forme de courroie REVENDICATIONS 1. Dispositif de découpage de fibres, conçu de façon à fixer un rotor cylindrique (1) sur un arbre rotatif (4) qui tourne dans un sens donné, tout en étant animé d'un mouvement alternatif sur une distance appropriée suivant la direction axiale, à prévoir, sur la surface Io périphérique du rotor (1), un certain nombre de lames (2) qui sont implantées radialement d'une manière parallèle entre elles suivant l'axe de l'arbre et d'une manière espacée suivant la direction circonférentielle, à fournir une fibre (5) continue de grande longueur et l'enrouler sur la surface périphérique du rotor (1) et à découper successivement la fibre enroulée, à partir de l'intérieur de la couche, à une courte longueur correspondant à l'espacement des lames (2) implantées, caractérisé: en ce qu'il comporte de grands rotors droit et gauche (3a, 3b) qui forment un emplacement d'acheminement de fibre sur la surface périphérique dudit rotor (1), en ayant leurs faces intérieures circulaires (3a', 3b') en regard l'une de l'autre, qui portent l'arbre rotatif (4) d'une manière librement coulissante sur leurs cotés (3a", 3b") et qui tournent d'un seul bloc avec ledit rotor (1) suivant une disposition fixe, en ce qu'il est pourvu, sur lesdites faces intérieures des grands rotors (3a, 3b), de deux plaques de guidage (6) en forme de disque qui maintiennent, dans la position fixe d'enroulement vis-à-vis du mouvement alternatif du rotor, la fibre qui est acheminée jusqu'à ces io plaques, ainsi que de deux organes racleurs (9) en forme de disque qui sont disposés à l'extérieur des deux plaques de guidage (6), en formant un espace (7) d'évacuation de fibres coupées respectivement entre ces racleurs (9) et ces plaques de guidage (6), et qui font se déplacer leurs pointes de raclage (9) le long de la surface périphérique du rotor (1), en étant interposées entre les lames (2), et leur font conduire les fibres coupées jusqu'à l'espace d'évacuation (7), et en ce qu'il est pourvu aussi, à l'extérieur de la position d'enroulement de fibre formée par les deux plaques de guidage (6), d'un organe de compression (12a, 12b) qui est interposé, en venant de l'extérieur, entre les deux plaques de guidage (6) et qui soutient solidement, de l'extérieur vers l'intérieur, les couches de la fibre (5) qui est enroulée autour du rotor (1) et est découpée de l'intérieur sous l'effet du mouvement alternatif des lames (2). 2. Dispositif de découpage de fibre selon la revendication 1, caractérisé par la réalisation de l'organe de compression sous forme d'au moins un rouleau (12a) qui applique une pression sur la surface extérieure de la fibre (5) enroulée en couches autour du rotor (1) et io qui tourne en suivant la rotation de la fibre (5) en tournant d'un seul bloc avec le rotor (1). 3. Dispositif de découpage de fibre selon la revendication 1, caractérisé par la réalisation de l'organe de compression sous forme d'un organe de compression (12b) en forme de courroie qui, de l'extérieur, vient au contact de la fibre (5) enroulée autour du rotor (1), en formant une section de contact sous pression (18) d'une longueur appropriée le long de la surface périphérique du rotor (1), et qui se déplace suivant un mouvement sans fin. 4. Dispositif de découpage de fibre selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il est associé à l'organe de compression (12b) en forme de courroie au moins un rouleau auxiliaire de compression (18) qui, de plus loin de l'extérieur, renforce la pression de l'organe de compression (12b) dans la section de contact sous pression (18).