CH633829A5 - Rouleau elargisseur pour installation de filature open-end. - Google Patents

Description

La présente invention utilise un fil à emboîtement de section légèrement modifiée, c'est-à-dire avec une nervure peu accentuée 17 qui est reçue dans une gorge correspondante 19.

La partie dentelée 13 du fil est formée par les techniques classiques avant l'opération d'enroulement. Pour le préformage de l'enroulement, le fil 10 est présenté avec ses dents vers le haut et son extrémité est fixée à un mandrin 12 (figure 1) de relativement petit diamètre qui est mis en rotation. Le fil 10 est déplacé latéralement pendant la rotation pour réaliser un enroulement hélicoïdal à spires jointives. La géométrie de la machine à bobiner et la section du fil sont calculées de façon que les fibres extérieures soient soumises à des contraintes de tension dépassant la limite élastique du métal de façon que le fil conserve une courbure permanente. A la fin de l'opération de bobinage, le fil est détaché du mandrin 12 et l'enroulement se présente sous la forme d'un enroulement 14 (figure 2). L'élasticité du fil se traduit par une certaine augmentation du diamètre de l'enroulement, mais il est facile de déterminer le diamètre du mandrin qui permet d'obtenir un enroulement dont le diamètre intérieur correspond à celui du corps du rouleau.

Une autre technique de bobinage consiste à faire passer le fil dans une cintreuse à trois galets ou plus réglée pour produire le diamètre final iiésiré.

Le corps du rouleau élargisseur (figure 3) se compose de deux pièces 20 et 21 qui peuvent être moulées en une matière plastique chargée de verre. L'un des avantages de ce matériau est la régularité de son retrait après moulage qui permet d'obtenir une forme finale précise. Il est en outre peu sensible à l'humidité et assure une bonne stabilité dimensionnelle du rouleau.

La partie arrière 21 du corps comporte un bossage central 22 de relativement petit diamètre qui est percé d'un alésage axial 23 au diamètre de l'arbre (non représenté) du métier à filer. Une jupe annulaire cylindrique 24 est formée concentri-quement autour de l'alésage 23 et se prolonge vers la gauche (sur la figure 3) au-delà de l'extrémité du bossage 22. La jupe 24 forme une surface extérieure cylindrique 25 qui recevra ultérieurement l'enroulement de fil 14. Une butée annulaire 26 est en outre formée à l'extérieur de la partie cylindrique 24 sur le côté intérieur (vers la gauche) de la joue radiale 32 de la partie 21.

La partie avant 20 du corps du rouleau comporte un bossage central 27 percé d'un alésage de grand diamètre 28 pour recevoir la cage de roulement habituelle de la broche du métier à filer. La partie 20 comporte également une joue débordante 31. On notera sur la figure 3 que la jupe cylindrique 24 de la partie arrière 21 s'adapte exactement sur l'extérieur du bossage 27 de la partie avant 20 dans un évidement annulaire 29 qui est délimitée par le bossage 27 et une butée annulaire 30 semblable à la butée 26 de la partie 21. Ainsi, lorsque les deux parties du corps sont appliquées l'une contre l'autre, l'extrémité libre de la jupe cylindrique 24 s'engage étroitement dans la gorge annulaire 29 de la partie avant 20.

Les faces intérieures des butées 26 et 30 ont une configuration particulière qui sera décrite plus loin.

Lors de l'assemblage du rouleau élargisseur, l'enroulement de fil 14 est engagé sur la surface cylindrique 25 de la jupe 24 et les deux parties 20,21 du corps sont rapprochées axialement de façon à comprimer l'enroulement jusqu'à ce que ses spires deviennent jointives. A ce moment, la nervure 17 de chaque spire s'emboîte dans la gorge complémentaire 19 de la spire adjacente, comme illustré sur la figure 4. L'enroulement se transforme donc en un manchon cylindrique rigide que l'on peut resserrer sur la surface cylindrique 25 en l'enroulant sur lui-même. Il va de soi que les dernières spires de l'enroulement 14 ne sont pas dans un plan radial par rapport à l'axe, mais forment des surfaces hélicoïdales.

Un inconvénient des rouleaux élargisseurs réalisés par cette technique est le vide inévitable qui existe aux deux extrémités de l'enroulement et qui tend à se remplir de fibres dont l'accumulation nuit à l'efficacité du rouleau élargisseur. On notera que ce sont les deux parties 20 et 21 du corps qui assurent la compression axiale du solénoïde et maintiennent ses spires jointives avec la nervure 17 engagée dans la gorge 19. Si les faces intérieures des butées 26 et 30 étaient dans des plans perpendiculaires à l'axe du rouleau, le contact avec l'enroulement ne se ferait que sur un très petit secteur et les spires prendraient une position inclinée par rapport à l'axe du corps, d'où une répartition irrégulière de la pression axiale.

Pour éviter ces inconvénients, les butées 26 et 30 ont des surfaces de contact hélicoïdales, comme illustré sur la figure 5 pour la butée 30. Ainsi, la face intérieure 36 de la butée décrit une spire complète d'hélice complémentaire de celle de la spire adjacente de l'enroulement à l'état comprimé (c'est-à-dire avec le même pas). Après un tour complet, la surface hélicoïdale présente un décalage égal au pas qui est rattrapé par un décrochement plan 34.

Quand l'enroulement de fil comprimé est en place sur la partie 24 du corps, l'extrémité adjacente du fil est en contact avec la surface 34 et la première spire épouse étroitement la forme hélicoïdale de la surface 36. Il n'y a donc aucun vide entre l'extrémité de l'enroulement et la joue 31 de cette extrémité du corps.

Il est évident que les butées 26 et 30 ne sont pas nécessairement moulées en même temps que les pièces 21 et 20 du corps. Elles peuvent être réalisées sous la forme de bagues rapportées dont la face de contact 36 a une forme hélicoïdale,

comme sur la figure 5, et dont la face opposée 35 est contenue dans un plan radial pour prendre appui sur la joue adjacente 31 ou 32 du corps.

Pour assembler le rouleau élargisseur de la figure 3, l'enroulement 14 est enfilé sur la partie cylindrique 24 jusqu'à ce que l'extrémité du fil vienne en contact avec la surface 34 de la butée annulaire 26. L'enroulement est ensuite comprimé axialement en direction de la joue 32 et un film d'adhésif est appliqué aux surfaces de contact des parties 20 et 21 du corps. Les parties 20 et 21 sont ensuite rapprochées axialement et mises en rotation l'une par rapport à l'autre jusqu'à ce que la seconde extrémité du fil vienne en contact avec le décrochement (correspondant à la surface 34) de la butée de la partie 20.

Lorsque l'adhésif a pris, les parties 20 et 21 sont rigidement liées et forment un rouleau robuste qui est utilisable comme les rouleaux métalliques classiques. Les joues 31 et 32 servent à maintenir l'enroulement 14 en compression de façon que ses spires jointives soient emboîtées pour empêcher toute dilatation radiale. La garniture de carde est ainsi rigidement maintenue sur la surface extérieure du rouleau et peut supporter des efforts relativement importants sans aucune déformation. De plus, il n'y a aucun vide où des fibres libres pourraient se loger. La simplicité de ce procédé de fabrication permet d'obtenir des prix de revient très bas et il n'est plus nécessaire de regarnir les rouleaux usés.

Dans le cas où les bagues de butée 26 et 30 sont des pièces séparées, on peut enfiler d'abord la première bague 26 sur la partie cylindrique 24, puis l'enroulement 14 et enfin la seconde bague 30 avant la fixation définitive des deux parties 20 et 21 du corps du rouleau.

Dans un autre procédé de construction, qui n'est pas représ

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senté sur les dessins, des éléments de butée ne sont pas montés sur les éléments 20 et 21 du corps. L'enroulement 14 est simplement maintenu entre les joues 31 et 32 pendant le temps nécessaire à la prise de l'adhésif et on introduit ensuite de la matière plastique dans les vides qui existent entre les dernières spires de l'enroulement et les surfaces radiales des joues 31 et 32. On assure ainsi la continuité entre enroulement et les joues adjacentes.

La figure 4 illustre une variante du rouleau de la figure 3 dans laquelle un petit trou 37 est percé axialement à travers la joue 31, la butée 30 et les deux premières spires de l'enroulement 14. Une goupille d'acier trempé 38 est engagée dans ce trou pour éviter une rotation de l'ensemble de l'enroulement autour du corps. En pratique, cette précaution n'est pas toujours nécessaire car le serrage des spires sur la partie cylindrique 24 peut être suffisant pour empêcher une telle rotation. La solution de la figure 4 permet d'éliminer ce risque dans tous les cas où il y a doute. Il est évident qu'on peut fixer l'autre extrémité de l'enroulement par une goupille analogue placée à l'autre bout du rouleau. Il n'est pas obligatoire, mais cependant souhaitable, que la goupille pénètre dans les deux premières spires de l'enroulement.

Lorsque l'enroulement est fixé aux deux extrémités du rouleau par des goupilles, il n'est pas nécessaire d'employer du fil à emboîtement comme sur les figures, car le serrage des fils est suffisant pour empêcher tout déplacement radial.

La figure 6 illustre une autre variante de réalisation qui utilise un enroulement 100 de fil à emboîtement formé par la méthode des figures 1 et 2. Dans ce cas, le corps du rouleau est constitué d'une partie avant 104 et d'une partie arrière 102 entre lesquelles le manchon du fil dentelé 100 est supporté par des nervures annulaires 108 et 110. On remarquera que la partie 102 possède un bossage central 106 qui s'engage dans un alésage d'un bossage 112 de la partie 104. L'extrémité extérieure du bossage 112 est en contact avec un épaulement formé sur la partie 102 et l'ensemble est collé avec un adhésif pour assembler rigidement les parties 102 et 104 du rouleau.

La technique d'assemblage du rouleau élargisseur de la figure 6 est sensiblement la même que celle du rouleau de la figure 3, mais l'enroulement 100 est supporté qu'à ses extrémités sur les nervures annulaires 108 et 110. Cependant, la compression axiale de l'enroulement entre les joues des deux parties du corps assure l'emboîtement de ses spires et maintient la rigidité de l'ensemble.

On peut également regarnir des rouleaux élargisseurs classiques en métal du type illustré sur la figure 7. Un tel rouleau comprend un corps 50 en aluminium ou en alliage léger formant une partie cylindrique 50; des joues espacées 52 et 53, un alésage central 54 et un contre-alésage 55. La partie cylindrique 51 du corps comporte une gorge hélicoïdale 56 qui reçoit la partie large ou talon d'un fil 57 de garniture de carde. Le fil est directement enroulé dans la gorge, c'est-à-dire qu'il n'est pas préformé en un enroulement hélicoïdal. Ses extrémités sont généralement serties dans le corps 50.

Lorsque les dents sont usées, le rouleau élargisseur est retourné à son fabricant ou à un service de regarnissage qui est équipé pour remplacer le fil 57. Les opérations de regarnissage sont longues et coûteuses et l'on procède généralement par «échange standard» pour accélérer la rotation des rouleaux.

Pour regarnir le rouleau de la figure 7 pour obtenir un rouleau selon l'invention, il faut d'abord enlever le fil usé et tourner le corps 50 pour enlever sa joue arrière 53 et une certaine épaisseur de métal correspondant au moins à la profondeur de la gorge hélicoïdale 56. On obtient ainsi une nouvelle surface cylindrique 58 (figure 8) dont le diamètre correspond à celui du fond de la gorge 56 si le nouveau fil de carde a la même hauteur que l'ancien. Si le nouveau fil est plus haut que l'ancien, le diamètre doit être réduit à une valeur inférieure. On voit également sur la figure 8 qu'un épaulement annulaire 59 est formé à l'extrémité distale du corps 50 pour recevoir la nouvelle joue 63.

Comme précédemment, on prépare un enroulement préformé 60 de fil à emboîtement (semblable à l'enroulement 14) et des bagues de butées 61 et 62 ayant chacune la forme de la bague de la figure 5.

La joue rapportée 63 s'adapte exactement sur I'évidem-ment 59 qui a été tourné à l'extrémité du corps 50. La joue 63 peut être en aluminium ou en alliage léger, ou même en matière plastique, de préférence chargée de verre.

Après la préparation du corps 50 par les opérations décrites ci-dessus, la première bague de butée 61 est enfilée sur la partie cylindrique 58. L'enroulement 60 est ensuite mis en place jusqu'à la butée 61, ses spires n'étant pas encore comprimées. La seconde bague 62 est alors enfilée sur la partie cylindrique 58 en comprimant l'enroulement 60 et la joue rapportée 63 est mise en place sur l'extrémité de diamètre réduit du corps où elle peut être collée. Avant la prise de l'adhésif, les spires de l'enroulement 60 ont été rendues jointives par la compression de l'ensemble entre la joue fixe 52 et la joue rapportée 63.

Du point de vue fonctionnel, le rouleau regarni de la figure 8 est identique à celui de la figure 7. Les regarnissages ultérieurs sont simples et peuvent être effectués sur les lieux mêmes de la filature. Plus précisément, quand la garniture 60 est usée, la joue rapportée 63 est extraite axialement du corps et l'enroulement se détend de lui-même. Il n'y a plus qu'à remplacer l'enroulement 60, à remettre la bague 62 et à recoller la joue rapportée 63.

La figure 9 illustre un autre procédé de regarnissage d'un rouleau analogue à celui de la figure 7. Dans ce cas, lorsque la garniture normale 57 est usée, le rouleau 50 est passé au tour pour enlever toute sa partie périphérique en ne laissant qu'une surface cylindrique 70 de diamètre réduit par rapport au fond de la gorge 56. Deux éléments 72 et 74 sont réalisés séparément en matière plastique moulée, l'élément 72 ayant un bossage central allongé 75 dont la surface extérieure 76 a le même diamètre que le fond de la rainure 56 du rouleau de la figure 7. Le second élément 74 comporte un évidemment pour recevoir l'extrémité du bossage 75. Les deux éléments ont en outre chacun une joue 77 et une butée annulaire 78 à la jonction de la joue et de la partie cylindrique 75. La surface intérieure de cette butée est en hélice, comme décrit pour les butées 26 et 30 (figure 5) du mode de réalisation précédent. Il va de soi que le pas de la surface de butée correspond à celui des spires de l'enroulement 60. Ainsi, dans ce mode de réalisation, les butées font partie intégrante des éléments 72 et 74, mais on pourrait évidemment utiliser des bagues séparées.

Les éléments de remplacement 72 et 74 sont évidemment collés sur le corps 50 au moyen d'un adhésif approprié et peuvent être également collés entre eux pour maintenir la compression de l'enroulement 60.

La figure 10 illustre un autre type de rouleau élargisseur connu dont le corps métallique 80 comporte une gorge hélicoïdale 82 destinée à recevoir un fil dentelé 84. Une joue unique 86 est formée à l'extrémité avant du corps 80, l'autre extrémité étant lisse. La figure 11 illustre le procédé pour le regarnissage d'un tel rouleau lorsque ses dents sont usées. Le corps 80 est d'abord tourné jusqu'à la joue 86 pour former une nouvelle surface cylindrique 88 d'un diamètre inférieur à celui du fond de la gorge hélicoïdale 82. Dans ce cas, on utilise un enroulement préformé 90 de fils à emboîtement (identiques à ceux des versions précédentes) qui est enfilé sur la surface cylindrique 93 d'un manchon tabulaire 92. La surface 93 a sensiblement le même diamètre que le fond de la gorge hélicoïdale 82 du cylindre d'origine. Le manchon 92 forme en s

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outre une joue arrière 94 dont la face intérieure présente la configuration hélicoïdale précédemment décrite. Une bague 95 ayant une surface de butée hélicoïdale est enfilée sur le manchon 92 contre la joue avant 86 du corps.

Avec cette méthode, l'enroulement préformé 90 est enfilé sur le manchon 92 jusqu'à ce que sa première spire vienne en contact avec la surface intérieure de la joue 94. La bague 95 est ensuite mise en place sur l'autre extrémité du manchon qui est lui-même enfilé sur la surface tournée 88 du corps (préalablement revêtue d'adhésif). Le manchon 92 est engagé à fond sur le corps de façon que la joue fixe 86 exerce une pression axiale pour assurer la compression nécessaire de l'enroulement 90. Dans ce cas, les deux parties du rouleau sont d'une part le corps de diamètre réduit 80 et d'autre part le manchon 92 avec sa joue arrière 94.

Dans les différents modes de réalisation décrits, la fixation des pièces était assurée par un adhésif, mais il est évident qu'on pourrait aussi bien utiliser des vis ou d'autres moyens mécaniques en plus ou à la place d'un tel adhésif. Certaines caractéristiques des différents procédés de regarnissage s (figures 8,9 et 11) sont interchangeables. De plus, les fils à emboîtement peuvent être remplacés par des fils métalliques simples à condition d'utiliser la méthode de fixation de la figure 4. A cet égard, les goupilles axiales peuvent être remplacées par des goupilles radiales traversant la partie élargie io du fil est s'engageant dans le corps.

De plus, l'enroulement de fil en hélice peut être divisé en deux ou plusieurs enroulements à spires imbriquées les unes dans les autres qui peuvent être fabriqués par le procédé des figures 1 et 2. Malgré l'imbrication des spires des différents 15 enroulements, il est possible d'assurer un contact jointif des spires adjacentes par une compression axiale.

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Claims (3)

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1. Rouleau élargisseur à garniture de carde pour installation de filature open-end, caractérisé en ce qu'il comprend un corps et un enroulement hélicoïdal de fil métallique dentelé placé sur une surface cylindrique du corps entre deux butées, chaque butée ayant une face annulaire intérieure en forme d'hélice avec un décrochement entre ses décalages axiaux minimal et maximal, la face annulaire étant de forme complémentaire à celle de la spire extrême adjacente de l'enroulement de fil dentelé et coopérant avec cette spire extrême, l'extrémité de l'enroulement coopérant avec la face annulaire de façon qu'il n'y ait aucun vide entre les spires extrêmes de l'enroulement et le corps du rouleau.

2. Rouleau élargisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une ou chaque butée est une bague annulaire enfilée sur le corps du rouleau.

3. Rouleau élargisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une ou chaque butée est une surface formée dans la masse du corps du rouleau.

4. Rouleau élargisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une ou chaque butée est une surface moulée après la mise en place de l'enroulement de fil dentelé sur le corps du rouleau.

5. Rouleau élargisseur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que son corps est constitué de deux parties fixées bout à bout, de façon que l'enroulement de fil dentelé soit comprimé axialement entre les butées qui sont associées à chacune des parties du corps.

6. Rouleau élargisseur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les deux parties du corps sont en matière plastique et sont collées ensemble après la mise en place de l'enroulement de fil dentelé sur au moins l'une des deux parties.

7. Rouleau élargisseur selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'une ou les deux parties du corps sont moulées.

8. Rouleau élargisseur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'enroulement de fil dentelé est comprimé axialement de façon que ses spires adjacentes soient jointives.

9. Rouleau élargisseur selon la revendication 8, caractérisé en ce que le fil dentelé a une section transversale à emboîtement, de sorte que la compression axiale crée un verrouillage mutuel des spires adjacentes qui empêche pratiquement toute déformation radiale de l'enroulement pendant le fonctionnement du rouleau élargisseur.

10. Rouleau élargisseur selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'au moins une spire à chaque extrémité de l'enroulement est fixée au corps du rouleau par des goupilles empêchant la rotation de l'enroulement par rapport au corps.

11. Rouleau élargisseur selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'à chaque extrémité de l'enroulement, une goupille traverse radialement le talon du fil dentelé pour pénétrer dans le corps du rouleau.

12. Rouleau élargisseur selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'à chaque extrémité de l'enroulement, une goupille traverse axialement la joue du corps et pénètre dans le talon d'une spire de l'enroulement.

13. Rouleau élargisseur selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'au moins l'une des goupilles traverse au moins deux spires de l'enroulement.

Un type connu de rouleau élargisseur utilisé dans les installations de filature open-end comprend un corps cylindrique sur la surface duquel une garniture de carde en fil métallique est enroulée en hélice. La garniture de carde est généralement reçue dans une gorge hélicoïdale formée à la surface du corps cylindrique, mais on a également proposé de l'appliquer directement sur une surface cylindrique lisse. Dans les deux cas, les extrémités de la garniture hélicoïdale doivent être fixées au corps.

Le corps du rouleau comporte une joue à son extrémité avant et parfois une seconde joue à son extrémité éloignée. Pour la structure décrite ci-dessus, il y a toujours entre la dernière spire de la garniture et la joue adjacente un vide de largeur variable dû à l'obliquité des spires. Même lorsque le talon du fil de garniture est reçue dans une gorge, il existe quand même un vide formé par le prolongement de la gorge au-delà de l'extrémité du fil. L'inconvénient de ce vide est qu'il favorise l'accumulation de charpie et d'autres particules étrangères qui réduisent l'efficacité du rouleau élargisseur.

Un objet de l'invention est de minimiser les problèmes dus à la présence de ce vide.

Selon l'invention, le rouleau élargisseur est défini par la revendication 1.

L'une des butées ou les deux peuvent être formées sur une pièce annulaire montée sur le corps cylindrique. Sinon, la ou les butées peuvent être directement formées dans le corps cylindrique. En variante, la ou les butées peuvent être surmoulées après la mise en place de la garniture de carde sur le corps cylindrique.

Ainsi, la technique de l'invention permet de fabriquer des rouleaux élargisseurs pour filature open-end conservant les avantages économiques des garnitures de carde classiques en fil métallique dentelé, sans présenter les inconvénients inhérents aux vides formés aux extrémités de la garniture.

Les dessins annexés représentent, à titre d'exemple, plusieurs modes de réalisation de l'objet de l'invention.

La figure 1 illustre une technique de formage du fil métallique dentelé.

La figure 2 est une vue en perspective d'un enroulement préformé de fil métallique dentelé obtenu par le procédé de la figure 1.

La figure 3 est une coupe axiale d'un rouleau élargisseur réalisé selon les principes de l'invention.

La figure 4 est une yue à plus grande échelle d'une partie de la figure 3 illustrant une variante.

La figure 5 est une vue en perspective d'une bague de butée qui est utilisée sur le rouleau de la figure 3.

La figure 6 est une coupe axiale illustrant une autre variante du rouleau élargisseur de l'invention.

La figure 7 est une coupe axiale d'un rouleau élargisseur classique.

La figure 8 est une coupe axiale illustrant le rouleau élargisseur de l'invention.

La figure 9 est une coupe axiale illustrant un autre rouleau métallique.

La figure 10 est une coupe axiale représentant une autre forme de rouleau métallique classique.

La figure 11 illustre un autre rouleau métallique.

La fabrication des rouleaux élargisseurs des figures 3 et 6 ou le regarnissage des rouleaux classiques des figures 8,9 et 11 nécessitent le formage préalable d'un enroulement de fil dentelé de garniture de carde. La section du fil 10 est clairement visible sur la figure 4. Elle est caractérisée par une partie latérale 11 et par une partie dentelée 13 qui ressemble à une denture de scie fine. Ce type de fil métallique est couramment utilisé pour garnir les rouleaux de cardeuse et ne sera pas décrit en détail.

Pour ces applications, on utilise souvent du fil à «emboîtement», c'est-à-dire dont la section transversale présente une nervure latérale qui est reçue dans une gorge complémentaire s

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de la spire adjacente. Au moment où le fil est bobiné sur un rouleau de cardeuse, il est soumis à une force latérale qui permet d'engager la nervure d'une spire dans la gorge de la spire adjacente pour produire un enroulement homogène et solide.