Brevet FR2825693A1 — publié le 20021213

L'invention concerne un plateau tournant pour des dispositifs de dépôt de rubans de fibres, notamment dans des bancs d'étirage, des cardes et machines similaires, comprenant un canal de ruban courbe dans l'espace, avec une entrée et une sortie pour le ruban de fibres, l'entrée étant disposée à proximité de l'axe de rotation ou coaxialement à celui-ci et la sortie à distance radiale et axiale de l'entrée, le ruban de fibres étant par ailleurs soumis à un étirage de mise en tension, un mouvement relatif existant entre le ruban de fibres en déplacement et la paroi intérieure du canal de ruban, et une résistance de frottement produite par la paroi intérieure agissant sur le ruban de fibres. Dans la pratique, en fonctionnement, le ruban de fibres est soumis dans le canal de ruban à de multiples actions de mouvements et d'efforts. Entre les cylindres extracteurs et le pot qui est en mouvement, le ruban de fibres est soumis à un certain étirage de mise en tension ; une force de traction agit sur le ruban de fibres, par laquelle le ruban de fibres est déplacé à travers le canal de ruban, de l'entrée jusqu'à la sortie. Comme la sortie est placée à distance axiale et radiale de l'entrée, une force centrifuge agit en supplément, en raison du mouvement de rotation, dans la direction latérale vers l'extérieur, sur le ruban de fibres, cette force centrifuge pouvant conduire, par une courbure convexe, à un étirage incorrect non souhaité. On s'oppose à la force centrifuge agissant vers l'extérieur, en réduisant la distance du canal de ruban courbe à l'axe de rotation, c'est à dire que l'on réduit la courbure convexe, la paroi intérieure exerçant une force antagoniste sur le ruban de fibres. La force antagoniste entraîne un frottement augmenté entre le matériau de fibres et la paroi intérieure, ce qui est préjudiciable pour la vitesses d'avance du ruban, et des étirages incorrects dus au frottement ne peuvent pas non plus être exclus. Il a été proposé de réaliser un plateau tournant pour des vitesses de production allant jusqu'à 1000 m/min avec un canal de ruban cintré, en acier inoxydable poli. Mais il s'est avéré que de cette manière, une augmentation permanente de la vitesse d'avance du ruban au-delà de 1000 m/min était impossible. Notamment dans le cas de rubans de banc d'étirage très sensibles, des forces de frottement élevées par rapport à la paroi intérieure, conduisent à des étirages incorrects non souhaités. Aussi, le but de l'invention consiste-t-il à fournir un plateau tournant du type de celui décrit en introduction, qui évite les inconvénients cités, et qui permet notamment un meilleur guidage du ruban et une meilleure qualité du ruban. Conformément à l'invention, ce but est atteint grâce au fait que la résistance de frottement peut être réduite au moins en partie, par modification de l'interaction et/ou de l'association spatiale entre le ruban de fibres et la paroi intérieure du canal de ruban. Les mesures prises conformément à l'invention, prennent en considération différents effets de mouvements et de forces du ruban de fibres ou sur le ruban de fibres, dans l'espace intérieur du canal de ruban. Les forces qui agissent n'apparaissent pas de la même manière en tous les endroits. Il est ainsi possible, en modifiant l'interaction et/ou l'association spatiale entre le ruban de fibres et la paroi intérieure, d'agir partiellement et individuellement à l'encontre de forces indésirables, voire parasites. De cette manière, il est possible d'obtenir un guidage de ruban et une qualité de ruban sensiblement améliorés, et l'on parvient à obtenir une augmentation tout à fait considérable de la vitesse d'avance du ruban au-delà de 1000 m/min, notamment dans les bancs d'étirage. De la même façon, le meilleur guidage de ruban obtenu grâce à l'invention, permet un augmentation de la qualité du ruban, également dans le cas de vitesses d'avance du ruban en-dessous de 1000m/min, notamment dans le cas de cardes. Le ruban de fibres est sensiblement plus homogène, essentiellement quant à l'étirage dans ses différents tronçons ou différentes zones. Les étirages partiels et ainsi leurs effets sur les tronçons et les zones du ruban de fibres dans le canal de ruban, sont plus uniformes et l'étirage de mise en tension est globalement amélioré. Selon une configuration de l'invention, la résistance de frottement peut être réduite partiellement sur la paroi intérieure. Par ailleurs, la résistance de frottement peut avantageusement être réduite par segments sur la paroi intérieure. La modification s'effectue de préférence dans la zone de la paroi intérieure courbée de manière convexe en se référant à la direction d'avance du ruban de fibres. Avantageusement, on réduit le coefficient de frottement , ou l'angle de frottement a. En outre on peut utilement augmenter le rayon de courbure r. Par ailleurs, il est avantageux de réduire l'étirage de mise en tension. D'après une autre caractéristique, la paroi intérieure est formée au moins en partie en un matériau à faible frottement ou antifriction. La paroi intérieure est revêtue au moins en partie avec un matériau à faible frottement ou antifriction. La paroi intérieure est avantageusement réalisée au moins en partie de manière segmentée. Le canal de ruban est de préférence réalisé en un matériau à faible frottement ou antifriction. La courbure du canal de ruban est avantageusement approchante de la configuration en ballon de l'allure du ruban de fibres en fonctionnement permanent. L'entrée du canal de ruban est de préférence évasée. Selon une autre caractéristique, des forces agissant sur le ruban de fibres sont égales ou supérieures à la force d'application du ruban de fibres sur la paroi intérieure. Le canal de ruban présente au moins en partie, une section transversale de forme ronde circulaire. La section transversale du canal de ruban peut au moins en partie être elliptique ou polygonale, par exemple rectangulaire, carrée. La résistance de frottement dans les zones de la pression d'application et de la résistance de frottement la plus forte du ruban de fibres contre la paroi intérieure, peut être réduite. Par ailleurs, la sortie du canal de ruban présente une section transversale elliptique. La paroi du canal de ruban présente avantageusement des ouvertures qui permettent le passage d'air. La paroi du canal de ruban est de préférence au moins en partie perforée ou d'une configuration similaire. De l'air de soufflage en provenance de l'extérieur peut être introduit dans l'espace intérieur du canal de ruban à travers les ouvertures. Autour de la paroi extérieure du canal de ruban, existe une chambre d'air comprimé, par exemple un tube ou élément similaire. La chambre d'air comprimé peut être disposée de manière coaxiale autour du canal de ruban. L'air traverse de préférence les ouvertures, dans la direction radiale. Entre le ruban de fibres et la paroi intérieure est avantageusement formé au moins en partie, un coussin d'air. L'air comprimé repousse au moins en partie le ruban de fibres de la paroi intérieure. L'introduction d'air comprimé s'effectue de préférence dans les zones de la pression d'application la plus forte du ruban de fibres contre la paroi intérieure. L'air de soufflage peut avantageusement traverser les ouvertures de manière oblique, dans le sens de la direction du mouvement du ruban. L'air de soufflage pénètre par exemple sous un certain angle, dans le sens de la direction du mouvement du ruban. Dans la suite, l'invention va être explicitée plus en détail au regard d'exemples de réalisation représentés sur les dessins annexés, qui montrent : Fig. 1 de manière schématique, en vue de côté, un banc d'étirage comportant le plateau tournant conforme à l'invention, Fig. 2 de manière schématique, en vue de côté, une carde comportant le plateau tournant conforme à l'invention, Fig. 3a le plateau tournant avec son canal de ruban selon la figure 1, en coupe, Fig. 3b une vue de côté du canal de ruban avec le ruban de fibres, en coupe, Fig. 3c une vue de dessus du canal de ruban, Fig. 4 une section transversale du canal de ruban présentant des ouvertures d'entrée d'air, et Fig. 5 des ouvertures d'entrée d'air dans la direction d'avance du ruban, dans une zone "critique". La vue de côté selon la figure 1 montre (en partie) la zone d'entrée 1, la zone de mesure 2, le groupe d'étirage 4 et le système de dépôt de ruban 4 d'un banc d'étirage, par exemple un banc d'étirage du type HSR de la société Trützschler. Dans la zone d'entrée 1, des pots de filature (pots ronds) d'un banc d'étirage sont disposés en deux rangées de pots, sous la table d'entrée de rubans 6 (râtelier), et les rubans d'alimentation sont dévidés par l'intermédiaire de cylindres d'alimentation et amenés au groupe d'étirage 3. Après avoir traversé le groupe d'étirage 3, le ruban de fibres étiré parvient dans un plateau tournant 10 d'une tête de pot et est déposé en boucles ou anneaux dans le pot de sortie 11. Dans le plateau tournant 10 est disposé un canal de ruban 12, par exemple sous la forme d'un tube coudé, à travers lequel se déplace le ruban de fibres 9. Le repère A désigne le sens de travail du banc d'étirage. Les repères 17a, 17b désignent des cylindres de calandrage. La figure 2 montre une carde, par exemple une carde de haut rendement du type DK 903 de la société Trützschler, comprenant un cylindre d'alimentation, une table d'alimentation, des briseurs, un tambour, un peigneur, un cylindre détacheur, des cylindres exprimeurs, un élément de guidage de voile, une trémie de voile, des cylindres extracteurs, un chapeau mobile avec des barreaux de chapeau, un pot 11 et une tête de pot 20. Les sens de rotation des cylindres sont indiqués par des flèches courbes. Le repère B désigne le sens de travail de la carde. Au-dessus de la plaque de recouvrement de la tête de pot, se trouve un carter dans lequel est disposé un plateau tournant 10 en rotation. Le pot 11, durant le remplissage avec le ruban de fibres 13, est mis en mouvement par le plateau tournant 10 au moyen d'un système d'entraînement (non représenté). Dans le plateau tournant 10 est placé le canal de ruban 12, par exemple un tube coudé ou cintré, a travers lequel se déplace le ruban de fibres 13. Selon la figure 3a, le canal de ruban 12 est courbe dans l'espace et comporte une entrée 12a et une sortie 12b pour le ruban de fibres 9 (voir figure 3b). L'entrée 12a est disposée de manière coaxiale par rapport à l'axe de rotation 16, et la sortie 12b est disposée à distance radiale a et à distance axiale b de l'entrée 12a. Le plateau tournant 10 est disposé dans une ouverture de la plaque 14 en position fixe. Le plateau tournant 10 comporte, entre l'ouverture d'entrée de ruban 12a et l'ouverture de sortie de ruban 12b, un canal de guidage de ruban 12, par exemple un tube coudé ou cintré. L'ouverture de sortie de ruban 12b, qui se trouve dans la plaque inférieure de tête tournante, présente une forme environ elliptique. Le ruban de fibres 9 se déplace dans le canal de ruban 12, dans la direction de la flèche et s'engage dans le pot 11 en passant à travers l'ouverture de sortie de ruban 12b (voir figure 1). Les repères 15a, 15b désignent des roulements à billes. Le ruban de fibres 9 est soumis dans le canal de ruban 12, à un faible étirage de mise en tension, c'est à dire qu'une force de traction Z est active. Durant le passage, le ruban de fibres 9 suit les courbures ou flexions du canal de ruban 12. En raison de ces flexions et de la force de traction, le ruban de fibres 9 exerce dans les zones x et y, des forces de pression et de frottement P1 et P2 sur la paroi intérieure 12c du canal de ruban, qui sont plus importantes que dans les autres zones de la paroi intérieure 12c. Un mouvement relatif existe donc entre le ruban de fibres en déplacement et la paroi intérieure 12c. Conformément à l'invention, la résistance de frottement entre le ruban de fibres 9 et la paroi intérieure 12c est réduite par modification de l'interaction et/ou de l'association spatiale entre le ruban de fibres 9 et la paroi intérieure 12c du canal de ruban 12. Les zones "critiques" x et y de la paroi intérieure 12c ont ici une importance capitale. Ainsi, il est possible de diminuer le frottement entre le ruban de fibres 9 et les zones x et y de la paroi intérieure 12c, en réduisant le coefficient de frottement , en réduisant l'angle de frottement a et/ou en augmentant le rayon de courbure r. Il est également possible de modifier l'étirage de mise en tension, qui est déterminé par les cylindres extracteurs 17a, 17b et la vitesse du pot 11 (force de traction Z). Grâce à ces mesures prises individuellement ou en combinaison, on réduit les forces d'application P1 et P2. Le ruban est délivré par le plateau tournant 10 qui a la charge de déposer le ruban de sortie 9 ou 13 de la machine produisant le ruban, de manière cycloïdale dans le pot de filature 11. La cycloïde est engendrée par la superposition de deux mouvements de rotation, l'un rapide effectué par le plateau tournant 10, et l'autre lent effectué par le pot 11 (dans le cas d'un pot rectangulaire, le second mouvement est une translation). Lors de la phase de dépôt, le ruban est soumis à différentes forces dans le tube 12. Agissent, la force de gravité, la force centrifuge, la force de tension initiale en raison de l'effet de l'étirage de mise en tension, ainsi que la force de frottement entre le ruban 9 et la paroi intérieure 12c du tube, qui est opposée à la direction de mouvement du ruban 9 et entrave ainsi la phase de dépôt. En vue d'obtenir des conditions de déroulement bien définies de cette opération de dépôt, l'étirage de mise en tension est dimensionné de façon telle, que le ruban se trouve toujours légèrement en tension dans le tube 12. Il s'applique ainsi dans les zones courbes du tube 12, toujours sur le rayon de courbure intérieur le plus petit, courbé de manière convexe, de chaque coude. La force de frottement citée plus haut est essentiellement engendrée par les interactions entre le ruban et le tube dans ces zones de contact x et y. Les influences négatives décrites sur le comportement en fonctionnement de la machine et la qualité du ruban sont accentuées avant tout par ce frottement entre le ruban de fibres 9 et la paroi intérieure 12c du tube de dépôt 12. Pour améliorer le guidage du ruban dans le tube de plateau tournant 12, on prend les mesures suivantes, individuellement ou en combinaison : Abaissement du niveau du frottement entre le matériau de fibres et la surface intérieure de l'organe de guidage de ruban, en prévoyant un revêtement par segments ou en le réalisant en des matériaux à faible frottement ou antifriction. De cette manière, il est par exemple possible de réduire l'étirage de mise en tension en empêchant ainsi des étirages incorrects. La géométrie de l'organe de guidage de ruban est modifiée de façon à empêcher un roulement du matériau de fibres le long de la périphérie de l'organe de guidage de ruban. La géométrie de l'organe de guidage de ruban 12 est notamment évasée dans la zone d'entrée 12a. Cela permet par exemple de minimiser le contact du ruban de fibres 9 ou 13 avec l'organe de guidage de ruban 12 sous l'effet de la mise en tension. Des forces extérieures sont appliquées au ruban de fibres 9 ou 13 (par exemple en créant un champ magnétique ou électrique). Cela doit permettre, par exemple, de réduire le frottement entre les fibres et la surface 12c de guidage des fibres. Les variations de charge que subit le ruban en raison du dépôt du ruban, sont compensées par un entraînement commandé (asservi), par exemple du pot. La longueur de guidage du ruban est raccourcie par un mode de construction approprié de l'organe de guidage du plateau tournant. L'organe de guidage de ruban 12 présente d'autres formes de réalisation que la forme ronde (par exemple elliptique). Les mesures pour abaisser le frottement et pour l'uniformisation dans les organes de guidage de ruban peuvent être mises en #uvre dans des bancs d'étirage, des cardes, des machines à carder. L'invention se base également sur le principe suivant, à savoir ne pas laisser se former les forces de contact (notamment P1 et P2), en séparant le ruban 9 et la paroi intérieure 12c par un voile ou coussin d'air, dans les zones de contact x et y où le trajet du ruban subit des déviations. Cela est obtenu en perforant ou en fendant partiellement le tube de dépôt 12. Cela permet d'introduire à l'intérieur du tube 12, un écoulement d'air agissant de l'extérieur vers l'intérieur, et repoussant le ruban de la paroi intérieure 12c du tube en réduisant ainsi la force de contact et de frottement. Les perforations ou les fentes peuvent être d'une orientation normale à la paroi du tube, ou présenter une incidence dans la direction d'avance du ruban. Le coussin ou voile d'air peut être engendré par des voies différentes : # par exemple par voie passive en exploitant l'effet d'entraînement de la force centrifuge agissant dans le tube 12 en rotation, ou en exploitant des différences de pression existantes ; # par exemple par voie active, par un soufflage à partir de l'extérieur. Il faut notamment créer un écoulement d'air qui d'une part est d'une intensité suffisante pour engendrer une séparation efficace du ruban 9 et de la paroi de tube 12c, mais qui d'autre part n'entraîne pas de dissociations en changeant l'orientation des fibres, parce que cela conduirait à une perte de l'orientation parallèle des fibres et donc à une dégradation de l'aptitude au filage. Ces inconvénients peuvent être évités grâce à une position, une orientation et une grandeur correcte des ouvertures dans la paroi de tube, ainsi que par un dimensionnement correct de la quantité d'air. Selon la figure 4, le canal de ruban 12 présente des ouvertures 12e. Autour de la surface extérieure 12d du canal de ruban 12, est disposé un tube 18 fermé auquel est raccordée une source d'air comprimé (non représentée). Des écoulements d'air comprimé C, en provenance de l'espace intérieur du tube 18, traversent les ouvertures 12e et pénètrent dans l'espace intérieur du canal de ruban 12, et repoussent le ruban de fibres 9 de la paroi intérieure 12c. Selon la figure 5, les écoulements d'air comprimés D pénètrent de manière oblique, dans le sens de la direction F, dans l'espace intérieur du canal de ruban 12, et contribuent ainsi à l'avance ou au déplacement de direction F. Les ouvertures 12c ne sont disposées que dans les zones critiques, par exemple les zones x et y. REVENDICATIONS. 1. Plateau tournant pour dispositifs de dépôt de rubans de fibres, notamment dans des bancs d'étirage, des cardes et machines similaires, comprenant un canal de ruban courbe dans l'espace, avec une entrée et une sortie pour le ruban de fibres, l'entrée étant disposée à proximité de l'axe de rotation ou coaxialement à celui-ci et la sortie à distance radiale et axiale de l'entrée, le ruban de fibres étant par ailleurs soumis à un étirage de mise en tension, un mouvement relatif existant entre le ruban de fibres en déplacement et la paroi intérieure du canal de ruban, et une résistance de frottement produite par la paroi intérieure agissant sur le ruban de fibres, caractérisé en ce que la résistance de frottement peut être réduite au moins en partie, par modification de l'interaction et/ou de l'association spatiale entre le ruban de fibres (9,13) et la paroi intérieure (12c) du canal de ruban (12). 2. Plateau tournant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la résistance de frottement peut être réduite partiellement sur la paroi intérieure (12c) . 3. Plateau tournant selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la résistance de frottement peut être réduite par segments sur la paroi intérieure (12c) . 4. Plateau tournant selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la modification s'effectue dans la zone de la paroi intérieure (12c) courbée de manière convexe en se référant à la direction d'avance du ruban de fibres. 5. Plateau tournant selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on réduit le coefficient de frottement . 6. Plateau tournant selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on réduit l'angle de frottement a. 7. Plateau tournant selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'on augmente le rayon de courbure r. 8. Plateau tournant selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'on réduit l'étirage de mise en tension. 9. Plateau tournant selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la paroi intérieure (12c) est formée au moins en partie en un matériau à faible frottement ou antifriction. 10. Plateau tournant selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la paroi intérieure (12c) est revêtue au moins en partie avec un matériau à faible frottement ou antifriction. 11. Plateau tournant selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la paroi intérieure (12c) est réalisée au moins en partie de manière segmentée. 12. Plateau tournant selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le canal de ruban (12) est réalisé en un matériau à faible frottement ou antifriction. 13. Plateau tournant selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la courbure du canal de ruban (12) est approchante de la configuration en ballon de l'allure du ruban de fibres en fonctionnement permanent. 14. Plateau tournant selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que l'entrée du canal de ruban (12) est évasée. 15. Plateau tournant selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que des forces agissant sur le ruban de fibres (9,13) sont égales ou supérieures à la force d'application (Pl, P2) du ruban de fibres (9,13) sur la paroi intérieure (12c). 16. Plateau tournant selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que le canal de ruban (12) présente au moins en partie, une section transversale de forme ronde circulaire. 17. Plateau tournant selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que la section transversale du canal de ruban (12) est au moins en partie elliptique. 18. Plateau tournant selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que la section transversale du canal de ruban (12) est au moins en partie polygonale, par exemple rectangulaire, carrée. 19. Plateau tournant selon l'une des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que la résistance de frottement dans les zones (x, y) de la pression d'application et de la résistance de frottement la plus forte du ruban de fibres (9,13) contre la paroi intérieure (12c), peut être réduite. 20. Plateau tournant selon l'une des revendications 1 à 19, caractérisé en ce que la sortie du canal de ruban (12) présente une section transversale elliptique. 21. Plateau tournant selon l'une des revendications 1 à 20, caractérisé en ce que la paroi du canal de ruban (12) présente des ouvertures (12e) qui permettent le passage d'air (C). 22. Plateau tournant selon l'une des revendications 1 à 21, caractérisé en ce que la paroi du canal de ruban (12) est au moins en partie perforée ou d'une configuration similaire. 23. Plateau tournant selon l'une des revendications 1 à 22, caractérisé en ce que de l'air de soufflage en provenance de l'extérieur peut être introduit dans l'espace intérieur du canal de ruban (12) à travers les ouvertures (12e). 24. Plateau tournant selon l'une des revendications 1 à 23, caractérisé en ce qu'autour de la paroi extérieure (12d) du canal de ruban (12), existe une chambre d'air comprimé, par exemple un tube (18) ou élément similaire. 25. Plateau tournant selon l'une des revendications 1 à 24, caractérisé en ce que la chambre d'air comprimé (18) est disposée de manière coaxiale autour du canal de ruban (12). 26. Plateau tournant selon l'une des revendications 1 à 25, caractérisé en ce que l'air traverse les ouvertures (12e), dans la direction radiale. 27. Plateau tournant selon l'une des revendications 1 à 26, caractérisé en ce qu'entre le ruban de fibres (9,13) et la paroi intérieure (12c) est formé au moins en partie, un coussin d'air. 28. Plateau tournant selon l'une des revendications 1 à 27, caractérisé en ce que l'air comprimé (C) repousse au moins en partie le ruban de fibres (9,13) de la paroi intérieure (12c). 29. Plateau tournant selon l'une des revendications 1 à 28, caractérisé en ce que l'introduction d'air comprimé s'effectue dans les zones (x, y) de la pression d'application la plus forte du ruban de fibres (9,13) contre la paroi intérieure (12c) . 30. Plateau tournant selon l'une des revendications 1 à 29, caractérisé en ce que l'air de soufflage (C) traverse les ouvertures (12e) de manière oblique, dans le sens de la direction (F) du mouvement du ruban. 31. Plateau tournant selon l'une des revendications 1 à 30, caractérisé en ce que l'air de soufflage (C) pénètre dans le canal de ruban sous un certain angle, dans le sens de la direction (F) du mouvement du ruban.