Brevet FR2764277A1 — publié le 19981211

L'invention se rapporte à un cylindre rotatif à faible inertie de masse. L'invention s'applique à la fabrication de cylindres rotatifs pour le support et le guidage du déplacement d'objets mobiles, tels des bandes de matériau. Lorsqu'ils ne sont pas mûs en rotation par un organe moteur, les cylindres rotatifs, notamment, ceux classiquement utilisés pour le transfert de bandes de matériau, par exemple dans le domaine textile, présentent l'inconvénient d'opposer une inertie importante à leur entraînement par contact avec la bande de matériau à guider. Outre qu'elle engendre des défauts de guidage, cette inertie importante est un facteur d'usure de la surface extérieure des cylindres. A cet effet, on a cherché à réduire l'inertie de masse des cylindres rotatifs. L'état de la technique comprend des documents qui traitent de cylindres rotatifs à inertie de masse réduite. Par exemple, le document US-A-4.062.098 décrit un cylindre comprenant - une paroi tubulaire constituée en tôle métallique de faible épaisseur, - des pièces d'extrémité destinées à fermer lesdites extrémités et permettre la reprise du cylindre par des moyens de guidage en rotation, et - un matériau de remplissage de faible masse volumique, mais de rigidité suffisante pour s'opposer a un éventuel écrasement de la paroi tubulaire. Encore à titre d'exemple, le document EP-A-0.747.310 décrit un cylindre comprenant - une paroi tubulaire constituée en matériau composite, notamment en résine armée de fibres, - des pièces annulaires disposées à l'intérieur de la pièce tubulaire, selon une répartition déterminée de manière à constituer des renforts, et - des pièces d'extrémité destinées à fermer lesdites extrémités et permettre la reprise du cylindre par des moyens de guidage en rotation. Ce type de cylindre a une inertie de masse qui est notablement réduite par rapport à celle d'un cylindre qui comprend un élément tubulaire en acier. La construction de ce type de cylindre reste onéreuse, compte tenu, notamment, du mode de réalisation et du prix du matériau filamentaire mis en oeuvre. Un résultat que l'invention vise à obtenir est un cylindre du type précité qui est d'un court de revient moindre que les cylindres connus. A cet effet, l'invention a pour objet un cylindre rotatif à faible inertie de masse, notamment caractérisé en ce que la pièce tubulaire est réalisée par enroulement et collage d'au moins une feuille de papier. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-après faite à titre d'exemple non limitatif, en regard du dessin ci-annexé qui représente - figure 1 : dans une forme de réalisation, un cylindre rotatif selon l'invention, vu en coupe selon un plan longitudinal médian, - figure 2 : dans une variante de réalisation, un cylindre rotatif selon l'invention, vu en coupe selon un plan longitudinal médian, - figure 3 : une coupe transversale du cylindre de la figure 2. En se reportant au dessin, on voit un cylindre 1 rotatif à faible inertie de masse. Par exemple, le cylindre a une longueur de deux mille millimètres (2000 mm) et un diamètre de deux cent millimètres (200 mm). Bien que cela ne soit pas représenté, les cylindres de ce type sont destinés à guider des objets et donc à supporter, plus particulièrement mais non exclusivement, des contraintes de flexion rotative. Egalement, de tels cylindres rotatifs doivent supporter des chocs, des vibrations, des frottements, des écoulements de fluide. Le cylindre 1 représenté est essentiellement constitué - d'une pièce tubulaire 2, - de pièces 3, dites flasques, destinées à fermer les extrémités 2A de la pièce tubulaire 2 et permettre sa reprise par des moyens 4 de guidage en rotation autour de son axe longitudinal 2B. De manière remarquable, la pièce tubulaire 2 est réalisée par enroulement et collage d'au moins une feuille 2C de papier. Sur le dessin, le repère 2C désigne indifféremment plusieurs feuilles ou chacune des différentes épaisseurs constituées par l'enroulement d'une feuille 2C. Avantageusement, mais non limitativement, l'enroulement est de type spiralé. Le choix du papier comme matériau pour la constitution de cylindres rotatifs permet des réalisations de moindre court que celles de l'état de la technique. En optant pour ce matériau réputé sensible aux agressions mécaniques, l'homme du métier a vaincu les préjugés qui conduisent habituellement à adopter pour la constitution de la pièce tubulaire 2, des résines armées de fibres, voire, des toles métalliques de faible épaisseur. De manière notable, à la face extérieure 2D de la pièce tubulaire est étroitement associée au moins une couche 5 d'un matériau qui recouvre cette face extérieure pour s'opposer à un contact direct avec tout corps, tel un objet à transporter, de manière à obvier à l'usure de la paroi tubulaire en papier. De préférence, la couche de matériau 5 est collée sur la pièce tubulaire 2. Le matériau de cette couche 5 est choisi de manière à assurer une protection de la pièce cylindrique contre les agressions mécaniques et/ou chimiques du matériau transporté. L'homme de l'art est à même de déterminer la nature de ce matériau. De manière également remarquable, à la face intérieure 2E de la pièce tubulaire 2 est étroitement associée au moins une couche 6 d'un matériau qui, imperméable à au moins un fluide, recouvre cette face intérieure. De préférence, le matériau de la couche 6 associée à la face intérieure 6 est un matériau à même d'assurer une protection de la pièce tubulaire contre l'humidité. Classiquement, chacune des extrémités de la pièce tubulaire 2 est équipée d'un flasque 3 qui comprend au moins une portée 3A de centrage contre la face cylindrique interne 2E de ladite pièce tubulaire et un moyen d'immobilisation en translation à l'extrémité concernée. Par exemple, ce moyen d'immobilisation consiste en une portée d'appui contre une face éxtrême de la pièce 2 tubulaire, mais il peut également consister en un collage ou autre. De manière remarquable, au moins l'une des couches 5, 6 de matériau qui recouvrent l'une 5, la face extérieure 2D de la pièce tubulaire 2 et, l'autre, la face intérieure 2E, recouvre au moins localement au moins l'un des flasques 3. De manière notable, la pièce tubulaire 2 comprend au moins une pièce 8 de dimension longitudinale limitée qui s'appuie contre sa face interne 2E et est disposée de manière à constituer un renfort s'opposant à l'écrasement de cette pièce tubulaire 2. De manière remarquable, d'une part, la pièce tubulaire 2 est longitudinalement traversée par un arbre 9 qui porte des organes de guidage 4A en rotation coopérant avec chacun des flasques 3 équipant ses extrémités 2A et, d'autre part, la pièce 8 de dimension longitudinale limitée consiste en une pièce annulaire 8 qui, traversée par l'arbre longitudinal 9, abrite un organe 4B de guidage en rotation de cette pièce 8 sur ledit arbre longitudinal 9. L'organe 4B de guidage prend au moins indirectement appui sur l'arbre 9. Ces particularités techniques permettent que la résistance mécanique du cylindre à la flexion rotative soit particulièrement accrue. Dans une variante de réalisation (figures 2 et 3), chacun des flasques 3 porte axialement et à l'extérieur de la pièce un arbre 10 présentant au moins une portée destinée à coopérer avec un organe de guidage en rotation et d'immobilisation en translation situé à l'extérieur de la pièce tubulaire. Dans cette variante, la pièce tubulaire 2 est longitudinalement traversée par une poutre 11 de section transversale étroitement inscrite dans l'évidement cylindrique de manière à s'appuyer contre la face intérieure 2E de la pièce tubulaire et à constituer un renfort accroissant la résistance de la pièce tubulaire à la flexion rotative. La poutre 11 étroitement inscrite dans l'évidement cylindrique de la pièce tubulaire 2 est sensiblement cruciforme. REVENDICATIONS 1. Cylindre (1) rotatif à faible inertie de masse, de type destiné à guider des objets et à supporter des contraintes notamment de flexion rotative, lequel cylindre (1) est essentiellement constitué - d'une pièce tubulaire (2), - de pièces (3), dites flasques, destinées à fermer les extrémités (2A) de la pièce tubulaire (2) et permettre sa reprise par des moyens (4) de guidage en rotation autour de son axe longitudinal (2B), ce cylindre étant CARACTERÍSE en ce que la pièce tubulaire (2) est réalisée par enroulement et collage d'au moins une feuille (2C) de papier. 2. Cylindre selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'à la face extérieure (2D) de la pièce tubulaire est étroitement associée au moins une couche (5) d'un matériau qui recouvre cette face extérieure pour s'opposer à un contact direct avec tout corps de manière à obvier à l'usure de la paroi tubulaire en papier. 3. Cylindre selon la revendication 2 caractérisé en ce que la couche de matériau (5) est collée sur la pièce tubulaire (2). 4. Cylindre selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'à la face intérieure (2E) de la pièce tubulaire (2) est étroitement associée au moins une couche (6) d'un matériau qui, imperméable à au moins un fluide, recouvre cette face intérieure. 5. Cylindre selon la revendication 4 caractérisé en ce que le matériau de la couche (6) associée à la face intérieure est un matériau à même d'assurer une protection de la pièce tubulaire contre l'humidité. 6. Cylindre selon l'une quelconque des revendications 2 à 5 et dont chacune des extrémités de la pièce tubulaire (2) est équipée d'un flasque (3) qui comprend au moins une portée (3A) de centrage contre la face cylindrique interne (2E) de ladite pièce tubulaire, caractérisé en ce qu'au moins l'une des couches (5, 6) de matériau qui recouvrent l'une (5), la face extérieure (2D) de la pièce tubulaire (2) et, l'autre, la face intérieure (2E), recouvre au moins localement au moins l'un des flasques (3). 7. Cylindre selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que la pièce tubulaire (2) comprend au moins une pièce (8) de dimension longitudinale limitée qui s'appuie contre sa face interne (2E) et est disposée de manière à constituer un renfort s'opposant à l'écrasement de cette pièce tubulaire (2). 8. Cylindre selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que - d'une part, la pièce tubulaire (2) est longitudinalement traversée par un arbre (9) qui porte des organes de guidage (4A) en rotation coopérant avec chacun des flasques (3) équipant ses extrémités (2A) et, - d'autre part, la pièce (8) de dimension longitudinale limitée consiste en une pièce annulaire (8) qui, traversée par l'arbre longitudinal (9), abrite un organe (4B) de guidage en rotation de cette pièce (8) sur ledit arbre longitudinal (9). 9. Cylindre selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que chacun des flasques (3) porte axialement et à l'extérieur de la pièce un arbre (10) présentant des portées destinées à coopérer avec un organe de guidage en rotation et d'immobilisation en translation situé à l'extérieur de la pièce tubulaire (2). 10. Cylindre selon la revendication 9 caractérisé en ce que la pièce tubulaire (2) est longitudinalement traversée par une poutre (11) étroitement inscrite dans l'évidement cylindrique de manière à s'appuyer contre la face intérieure (2E) de la pièce tubulaire et à constituer un renfort accroissant la résistance de la pièce tubulaire à la flexion rotative.