Brevet FR2848272A1 — publié le 20040611

L'invention se rattache au secteur technique des mandrins d'enroulement pour le bobinage de produits lourds, tels que films plastiques, papiers, textiles... Ces types de mandrins sont généralement réalisés à partir de tubes de section circulaire. Compte tenu des applications, notamment dans les machines textiles, de cartonnages,..., ces mandrins ont une longueur relativement importante, de l'ordre de 2000 mm à 4000 mm, et d'un 10 diamètre d'environ 100 mm à 200 mm, et doivent présenter une grande rigidité longitudinale pour éviter tout phénomène de flexion. Ils peuvent, par exemple, être réalisés en acier. Toutefois, cette solution n'est pas satisfaisante si l'on considère le poids important en résultant créant de grandes difficultés pour les opérateurs en vue de leur manipulation. De 15 même, des problèmes de corrosion peuvent apparaître si l'on considère les milieux dans lesquels ils sont installés. Pour remédier à cet inconvénient de poids et de corrosion, on a proposé de réaliser des mandrins en aluminium. Dans ce cas, pour obtenir, 20 une rigidité suffisante, les mandrins peuvent avoir une section alvéolaire. Par exemple à titre indicatif nullement limitatif, ces mandrins sont commercialisés sous la marque ALVEOTUBE. Si l'on considère la matière constituant ce type de tubes, il est nécessaire de renforcer leurs extrémités, compte tenu des sollicitations qu'ils subissent au moment, notamment, de la 25 prise en charge sur les machines ou de leur manutention. Ces renforts sont également constitués par des bagues emmanchées à force sur la périphérie externe du tube, à chacune des extrémités, en étant solidarisées par collage, par exemple. La mise en place de ces bagues externes est relativement délicate à réaliser. En outre, étant donné qu'elles sont réalisées en acier, elles augmentent, d'une manière significative, le poids du mandrin. Enfin, ce profil alvéolaire du tube est relativement onéreux, en opposition à un simple tube en acier, en PVC, ... A partir de cet état de la technique, le problème que se propose de résoudre l'invention est de réaliser un mandrin qui soit léger, rigide, pour éviter tout phénomène de flexion, d'un cot de revient réduit, et dont les 10 extrémités soient renforcées pour tenir compte de toutes les sollicitations externes. Pour résoudre un tel problème, il a été conçu et mis au point un mandrin d'enroulement pour le bobinage de produits, qui comprend un tube 15 principal renforcé par des cannelures internes (3 ou 6 suivant les efforts) et recevant, d'une manière fixe, à chacune de ses extrémités, des embouts internes faisant office de renfort et délimitant une portée femelle pour l'engagement et le positionnement d'un organe d'entraînement. Pour résoudre le problème posé de ne pas alourdir l'ensemble du mandrin et de faciliter la mise en place des embouts de rigidité, chaque embout présente des agencements périphériques d'allègement aptes à diminuer la surface de frottement pour faciliter son introduction aux extrémités du tube. Avantageusement, les agencements d'allègement et de flexibilité sont constitués par des évidements formés périphériquement, sur toute la longueur des embouts et d'une manière parallèle aux génératrices. Un autre problème que se propose de résoudre l'invention est d'assurer une fixation sure, efficace de son extrémité, tout en permettant, si nécessaire, son démontage pour remplacer un embout endommagé. Pour résoudre un tel problème, les embouts sont emmanchés à force 10 dans l'intérieur du tube, à chacune de ses extrémités. Les embouts présentent des agencements périphériques externes coopérant avec des agencements périphériques internes du tube, lesdits agencements étant aptes à assurer une fixation démontables desdits embouts aux extrémités du tube. Par exemple, Les agencements de fixation sont constitués par des formes complémentaires délimitant, en combinaison, un trou pour le vissage de vis auto-taraudeuses. Avantageusement, le tube et les embouts sont de section ronde et 20 réalisés dans un matériau de même nature ou non. Le tube et les embouts sont réalisés en matériau léger, notamment en alliages d'aluminium. Compte tenu des caractéristiques à la base de l'invention, en considérant que ce type de mandrin travaille à des vitesses élevées, il est 25 nécessaire de les équilibrer, ce qui est difficile lorsque le mandrin est composé d'un tube unique. Selon l'invention, il suffit d'agir sur les embouts de renfort en rajoutant ou en supprimant de la matière. L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide des figures des dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective, avant montage, des principaux éléments du mandrin; - la figure 2 est une vue en perspective correspondant à la figure 1 après assemblage des différents éléments constitutifs; - la figure 3 est une vue en coupe transversale des embouts de rigidité; - la figure 4 est une vue en coupe transversale du tube principal; - la figure 5 est, à une échelle plus importante, une vue en coupe considérée selon la ligne 5-5 de la figure 2; - la figure 6 est, à plus petite échelle, une vue en coupe longitudinale considérée selon la ligne 6-6 de la figure 5. 15 Le mandrin d'enroulement selon l'invention comprend essentiellement un tube principal (1) recevant, d'une manière fixe, à chacune de ses extrémités, des embouts (2) faisant office de renfort. Le tube (1), de section transversale ronde, est avantageusement exécuté en alliages 20 d'aluminium. Ce tube (1) peut avoir une longueur de 2000 mm à 4000 mm, tandis que chacun des embouts (2) peut avoir une longueur d'environ 200 mm à 400 mm en fonction des organes d'entraînement de la machine réceptrice. Chacun des embouts (2) délimite une portée femelle (2a) de logement et de positionnement d'un organe apte à assurer, d'une manière positive, l'entraînement en rotation de l'ensemble du mandrin. Par exemple, la portée (2a) peut être constituée par un alésage coaxial débouchant. Cette portée (2a) peut présenter au moins deux empreintes diamétralement opposées (2b) pour l'engagement de doigts que peut présenter l'organe d'entraînement. Chaque embout (2) délimite donc une portée externe circulaire apte à être emmanchée à force à chacune des extrémités du tube (1). Cette portée circulaire externe présente des agencements périphériques d'allègement aptes à conférer, à chacun des embouts, une flexibilité pour faciliter son introduction aux extrémités du tube (1). Ces agencements périphériques 10 peuvent être constitués par des évidements arrondis (2c) sur toute la longueur des embouts, de manière parallèle, aux génératrices. Avantageusement, les différents évidements (2c) sont régulièrement répartis sur une circonférence et délimitent, à intervalles réguliers, des portées d'appui (2d) coopérant avec l'alésage du tube (1). 15 Le tube (1) et les embouts (2) présentent des agencements complémentaires aptes à assurer le blocage en translation desdits embouts à chacune des extrémités du tube (1). Par exemple, le tube (1) présente en débordement de son alésage, des profils rectilignes (la) délimitant 20 latéralement des empreintes semi-circulaire (lai). Dans l'exemple illustré aux figures des dessins, le tube (1) présente trois profils rectilignes internes (la) décalés angulairement de 120 . Ces profils (la) coopèrent avec des empreintes en creux complémentaires (2e) réparties sur la portée circulaire externe des embouts (2). Bien évidemment, de la même façon que les 25 profils (la), les empreintes (2e) sont décalées angulairement de 120 , si l'on considère l'exemple des dessins. De même, chacune de ses empreintes (2e) présente latéralement un évidement semi-circulaire (2el) de sorte, qu'après engagement et emmanchement à chacune des extrémités du tube (1), les empreintes semicirculaires (lal) et (2el) délimitent, en combinaison, un trou pour le vissage de vis auto-taraudeuses (3) (figure 5). Les profils rectilignes (la) constituent avantageusement des cannelures internes de rigidification. Le nombre de cannelures dépend des efforts appliqués sur le tube (1). Les embouts (2) sont réalisés également en alliage d'aluminium, de la même façon que le tube (1). Toutefois, sans sortir du cadre de l'invention, le tube (1) et les embouts (2) peuvent être exécutés dans des matériaux différents. Si l'on considère les normes dimensionnelles couramment 15 utilisées dans les industries du papier et du plastique, le diamètre interne (d) de chacun des embouts (2) est de 6 pouces, le diamètre externe du tube (D) est de 8 pouces. Les avantages ressortent bien de la description, en particulier on 20 souligne et on rappelle: - l'utilisation de matériau léger, notamment l'aluminium, pour la réalisation du tube et des embouts, permet d'obtenir un mandrin d'un poids réduit; - rigidité grâce aux cannelures internes du tube principal; - le renforcement des extrémités, pour éviter toute flexion du mandrin, tout en évitant tout risque de détérioration desdites extrémités; - les cots réduits, étant donné que le tube principal constituant le corps du mandrin est réalisé par un simple tube non usiné; - facilité d'équilibrage pour travailler à des vitesses supérieures à 600 m/mn. REVENDICATIONS -1- Mandrin d'enroulement pour le bobinage de produits, caractérisé en ce 5 qu'il comprend un tube principal (1) recevant, d'une manière fixe, à chacune de ses extrémités, des embouts internes (2) faisant office de renfort et délimitant une portée femelle pour l'engagement et le positionnement d'un organe d'entraînement. -2- Mandrin selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube (1) est renforcé longitudinalement par des cannelures internes. -3- Mandrin selon la revendication 1, caractérisé en ce que les embouts (2) présentent des agencements périphériques d'allègement aptes à leur 15 conférer une flexibilité pour faciliter leur introduction, sans usinage, aux extrémités du tube (1). -4- Mandrin selon la revendication 3, caractérisé en ce que les agencements d'allègement et de flexibilité sont constitués par des évidements (2c) formés 20 périphériquement, sur toute la longueur des embouts, d'une manière parallèle aux génératrices. -5- Mandrin selon la revendication 1, caractérisé en ce que les embouts (2) sont emmanchés à force dans l'alésage du tube (1), à chacune de ses 25 extrémités. -6- Mandrin selon la revendication 5, caractérisé en ce que les embouts (2) présentent des agencements périphériques externes coopérant avec des agencements périphériques internes du tube (1), lesdits agencements étant aptes à assurer une fixation démontable desdits embouts aux extrémités du tube. -7- Mandrin selon la revendication 6, caractérisé en ce que les agencements de fixation sont constitués par des formes complémentaires (lai) et (2el) délimitant, en combinaison, un trou pour le vissage de vis auto-taraudeuses. 10 -8- Mandrin selon les revendications 2 et 7, caractérisé en ce que les agencements de fixation (lai) sont constitués par les cannelures internes du tube. -9- Mandrin selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube (1) et les embouts (2) sont de section ronde. -10- Mandrin selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube (1) et les embouts (2) sont réalisés dans un matériau léger de même nature ou non, 20 notamment en aluminium.