FR2816998A1 - Doffer or working roller, at a card, has a cylinder body which is hollow at least at the ends, to take rotary bearings within it at a gap from the roller ends to reduce roller deflection when in use - Google Patents
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Abstract
Description
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CYLINDRE POUR MACHINE EXÉCUTANT UN TRAVAIL
L'invention concerne un cylindre d'une machine exécutant un travail, notamment un cylindre détacheur ou travailleur d'une carde ou d'une carde à travailleur et nettoyeur, comprenant un corps de cylindre qui est monté à palier rotatif des deux côtés. Elle concerne plus particulièrement un cylindre de ce type de forme élancée ou allongée. CYLINDER FOR A MACHINE EXECUTING A JOB
The invention relates to a cylinder of a machine performing a job, in particular a detaching or working cylinder of a card or of a worker and cleaning card, comprising a cylinder body which is rotatably mounted on both sides. It relates more particularly to a cylinder of this type of slender or elongated shape.
Dans de nombreuses machines effectuant un travail qui contiennent des cylindres, une pression superficielle uniforme doit être assurée entre les surfaces de cylindre, par exemple dans le cas de machines d'impression dans lesquelles, dans le cas contraire, il se produirait des phénomènes d'impression non uniforme. Il en est de même pour des laminoirs. Dans d'autres cas, par exemple pour des mandrins d'enroulement dans des enrouleuses, il convient d'éviter une flèche, étant donné que, dans le cas contraire, la matière enroulée sur le mandrin, par exemple une feuille, serait endommagée par extension. Dans des calandres, les distances entre cylindres doivent être maintenues constantes. Dans le cas de cardes et de cardes à travailleur et nettoyeur, les distances des organes de travail entre eux ne valent en partie que des fractions de millimètre ; en ce qui concerne ces organes de travail, on peut citer les cylindres d'alimentation, cylindre ébaucheur, tambour ébaucheur, cylindre de transfert, cylindre nettoyeur, cylindre ramasseur, cylindre principal, travailleur, détacheur, volant, peigneur et peigne détacheur. In many working machines which contain cylinders, a uniform surface pressure must be ensured between the cylinder surfaces, for example in the case of printing machines in which, otherwise, phenomena of non-uniform printing. The same is true for rolling mills. In other cases, for example for winding mandrels in winding machines, an arrow should be avoided, since, otherwise, the material wound on the mandrel, for example a sheet, would be damaged by extension. In calenders, the distances between cylinders must be kept constant. In the case of cards and cards for workers and cleaners, the distances of the working members between them are only partly equal to fractions of a millimeter; with regard to these working members, mention may be made of the feed cylinders, blank cylinder, blank drum, transfer cylinder, cleaning cylinder, pick-up cylinder, main cylinder, worker, detacher, flywheel, comb and detacher comb.
Compte tenu de cela et du positionnement préfixé exact des organes de travail, et notamment vu les largeurs de travail toujours de plus en plus grandes de telles machines, ces organes de travail et les bâtis qui les reçoivent doivent être très résistants dans le temps, résistants à la flexion et dépourvus de vibrations. Les paliers des organes Given this and the exact prefixed positioning of the working members, and in particular in view of the ever increasing working widths of such machines, these working members and the frames which receive them must be very resistant over time, resistant to bending and free of vibrations. Organ bearings
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rotatifs doivent posséder une capacité élevée à supporter les sollicitations et des propriétés de marche précises et être pratiquement dépourvus d'entretien, ce qui ne peut en général se maîtriser qu'au moyen de paliers à roulement. rotary machines must have a high capacity to withstand stresses and precise running properties and be practically maintenance-free, which can generally only be controlled by rolling bearings.
Des difficultés sont encore notamment présentées par les cylindres élancés ou allongés, c'est-à-dire ceux qui possèdent un diamètre très petit en comparaison de leur longueur, par exemple les cylindres détacheurs et les cylindres travailleurs dans une carde ou dans une carde à travailleur et nettoyeur, étant donné que l'élancement ou allongement entraîne une certaine flèche des cylindres. C'est pourquoi on a introduit des structures métalliques légères, mais on se heurte également de ce fait à des limites des largeurs de travail et des vitesses de travail en raison de la flèche inévitable. Difficulties are still more particularly presented by the slender or elongated cylinders, that is to say those which have a very small diameter in comparison with their length, for example the detaching cylinders and the working cylinders in a card or in a card with worker and cleaner, since the slenderness or elongation causes a certain deflection of the cylinders. This is why light metal structures have been introduced, but this also leads to limits on working widths and working speeds due to the inevitable deflection.
Des problèmes identiques apparaissent, ainsi que cela a déjà été indiqué ci-dessus, dans d'autres machines dans lesquelles sont utilisés des cylindres élancés ou allongés qui ne sont montés à palier rotatif qu'à leurs extrémités. Identical problems arise, as has already been indicated above, in other machines in which slender or elongated cylinders are used which are mounted with rotary bearings only at their ends.
C'est pourquoi l'invention a pour but de fournir un cylindre, du type générique défini en introduction, qui possède une flèche réduite. This is why the invention aims to provide a cylinder, of the generic type defined in the introduction, which has a reduced deflection.
A cet effet, l'invention a pour objet un cylindre, du type générique considéré, caractérisé en ce que le corps de cylindre est creux au moins dans ses deux zones d'extrémités et est monté à palier rotatif, dans sa cavité et à distance de ses extrémités, sur des tubes porteurs maintenus d'un côté à l'extérieur du corps de cylindre et pénétrant dans le corps de cylindre. To this end, the subject of the invention is a cylinder, of the generic type considered, characterized in that the cylinder body is hollow at least in its two end zones and is mounted on a rotary bearing, in its cavity and at a distance from its ends, on carrier tubes held on one side outside the cylinder body and penetrating into the cylinder body.
Ainsi, le but visé par l'invention est atteint par le fait qu'elle décale le montage à palier du cylindre élancé ou allongé vis-à-vis de l'extrémité du cylindre. Le cylindre est monté à palier à distance de ses zones d'extrémité participant à l'opération de travail, de sorte que, pour une longueur de cylindre restant constante, il se présente une Thus, the object of the invention is achieved by the fact that it shifts the bearing mounting of the slender or elongated cylinder opposite the end of the cylinder. The cylinder is mounted at a distance from its end zones participating in the working operation, so that, for a cylinder length remaining constant, there is a
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longueur de maintien réduite vis-à-vis de celle-ci. Il en résulte que la flèche au milieu du cylindre est réduite en comparaison d'une situation dans laquelle le cylindre serait monté à palier aux extrémités, il est vrai aux dépens du fait que désormais les extrémités de cylindre présentent également une flèche qui n'existerait pas pour un montage à palier à l'extrémité de cylindre, mais qui, en tout état de cause, est inférieure à la flèche au milieu d'un cylindre de même longueur monté à palier aux extrémités, flèche qu'il faut réduire et qui est réduite grâce à l'invention. Etant donné cependant que la vitesse de rotation la plus élevée possible du cylindre est déterminée par la grandeur de la flèche, la réduction de la flèche la plus grande se présentant sur le cylindre permet un accroissement de la vitesse de rotation et donc de la vitesse de travail de la machine. reduced holding length with respect thereto. As a result, the deflection in the middle of the cylinder is reduced compared to a situation in which the cylinder would be mounted to bearing at the ends, it is true at the expense of the fact that now the cylinder ends also have an deflection which would not for a bearing assembly at the end of the cylinder, but which, in any event, is less than the deflection in the middle of a cylinder of the same length mounted at bearing at the ends, deflection which must be reduced and which is reduced by the invention. However, since the highest possible rotation speed of the cylinder is determined by the size of the arrow, the reduction in the largest arrow on the cylinder allows an increase in the rotation speed and therefore the speed of machine work.
On obtient des conditions optimales lorsque, d'une manière avantageuse, les emplacements de montage à palier dans le corps de cylindre présentent chacun une distance vis-à-vis de l'extrémité de cylindre respective qui vaut environ 22,3 % de la longueur du corps de cylindre. En ce qui concerne cette longueur, il s'agit de la longueur totale du corps de cylindre. En effet, la flèche au milieu du cylindre est aussi grande que la flèche aux extrémités de cylindre. Optimal conditions are obtained when, advantageously, the bearing mounting locations in the cylinder body each have a distance from the respective cylinder end which is approximately 22.3% of the length of the cylinder body. Regarding this length, this is the total length of the cylinder body. Indeed, the arrow in the middle of the cylinder is as large as the arrow at the ends of the cylinder.
De préférence, le corps de cylindre consiste en un tube en matière plastique armée de fibre et les paliers comprennent chacun un manchon métallique qui est placé dans le corps de cylindre et qui comporte une collerette qui s'appuie axialement sur un épaulement ménagé dans le corps de cylindre, un corps de palier tronconique qui est emboîté dans un logement tronconique du manchon métallique et est fixé par vis dans le manchon métallique et qui forme intérieurement la surface extérieure de roulement d'un palier articulé à roulement, un pivot de palier qui est réalisé ou fixé sur l'extrémité du tube porteur associé située dans le corps de cylindre, pénètre dans le corps de palier tronconi- Preferably, the cylinder body consists of a tube made of plastic reinforced with fiber and the bearings each include a metal sleeve which is placed in the cylinder body and which comprises a flange which bears axially on a shoulder formed in the body. cylinder, a frustoconical bearing body which is fitted into a frustoconical housing of the metal sleeve and is fixed by screws in the metal sleeve and which internally forms the outer rolling surface of an articulated rolling bearing, a bearing pivot which is made or fixed on the end of the associated carrier tube located in the cylinder body, penetrates into the frustoconical bearing body
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que et forme à cet endroit, par sa partie périphérique, la surface intérieure de roulement du palier articulé à roule- ment, et des corps de roulement situés entre les surfaces extérieure et intérieure de roulement. En ce qui concerne le tube en matière plastique armée de fibre constituant le corps de cylindre, lequel est notamment un tube en fibre de carbone, cela permet d'obtenir un faible poids pour une grande rigidité de la structure. Lorsqu'on indique qu'un élément forme la surface extérieure ou intérieure de roulement, cela signifie qu'il reçoit respectivement la bague extérieure ou la bague intérieure de roulement. En ce qui concerne le tube porteur associé, celui-ci est monté à demeure du côté extérieur. Le tube porteur a un diamètre extérieur qui est suffisamment plus faible que le diamètre intérieur de la zone d'extrémité du corps de cylindre pour qu'il se présente un intervalle annulaire qui ne gêne pas la rotation libre du corps de cylindre, même en cas de flèche de ses zones d'extrémité. that and forms at this location, by its peripheral part, the inner rolling surface of the rolling articulated bearing, and rolling bodies located between the outer and inner rolling surfaces. As regards the fiber reinforced plastic tube constituting the cylinder body, which is in particular a carbon fiber tube, this makes it possible to obtain a low weight for a high rigidity of the structure. When an element is indicated as forming the outer or inner bearing surface, it means that it receives the outer ring or the inner bearing ring respectively. As regards the associated carrier tube, it is permanently mounted on the outside. The supporting tube has an outside diameter which is sufficiently small than the inside diameter of the end region of the cylinder body so that there is an annular gap which does not hamper the free rotation of the cylinder body, even in the event of of its end zones.
Avantageusement également, un palier du cylindre détacheur comprend un dispositif de sécurité de montage qui immobilise le corps de palier tronconique vis-à-vis d'une séparation axiale à l'égard du pivot de palier. En ce qui concerne ce palier, il s'agit de préférence de chaque palier. L'immobilisation indiquée est considérée lors du montage. Advantageously also, a bearing of the detaching cylinder comprises a mounting safety device which immobilizes the frustoconical bearing body with respect to an axial separation with respect to the bearing pivot. With regard to this level, it is preferably each level. The immobilization indicated is considered during assembly.
Cette structure permet en même temps une introduction sûre des paliers dans le corps de cylindre et, en raison de l'espace intermédiaire annulaire existant entre les tubes porteurs et le corps de cylindre tubulaire, elle tient compte de la flèche inévitable de ce dernier à ses extrémités. This structure allows at the same time a safe introduction of the bearings into the cylinder body and, due to the annular intermediate space existing between the carrier tubes and the tubular cylinder body, it takes account of the inevitable deflection of the latter at its ends.
De préférence, le dispositif de sécurité de montage comprend une gorge annulaire extérieure dans le pivot de palier, et des dispositifs de maintien qui sont fixés sur le Preferably, the mounting safety device comprises an external annular groove in the bearing pivot, and holding devices which are fixed to the
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corps de palier tronconique et pénètrent dans la gorge annulaire. frustoconical bearing body and enter the annular groove.
D'une manière avantageuse, lorsque le cylindre doit être entraîné, comme par exemple les cylindres détacheurs et travailleurs dans une machine textile, le corps de palier tronconique de l'un des paliers comprend un dispositif d'accouplement dans lequel un arbre d'entraînement traversant le tube porteur est en prise par complémentarité de formes. Il s'agit bien entendu du tube porteur associé et l'arbre d'entraînement peut être accouplé au dispositif d'accouplement considéré. Advantageously, when the cylinder is to be driven, such as for example the detaching and working cylinders in a textile machine, the frustoconical bearing body of one of the bearings comprises a coupling device in which a drive shaft crossing the carrier tube is engaged by complementary shapes. This is of course the associated carrier tube and the drive shaft can be coupled to the coupling device considered.
Le dispositif d'accouplement peut être réalisé directement sur le corps de palier ou bien, de préférence, le dispositif d'accouplement est constitué d'une douille qui est fixée dans le corps de palier tronconique et qui comporte une ouverture réceptrice à section transversale non circulaire dans laquelle l'extrémité, de forme complémentaire, de l'arbre d'entraînement est reçue. Reçue signifie de préférence emboîtée. La section transversale considérée est de préférence polygonale. The coupling device can be produced directly on the bearing body or, preferably, the coupling device consists of a socket which is fixed in the frustoconical bearing body and which has a receiving opening with a non-transverse cross section. circular in which the end, of complementary shape, of the drive shaft is received. Received preferably means nested. The cross section considered is preferably polygonal.
L'invention est exposée ci-après en détail à l'aide d'un exemple de réalisation d'un cylindre détacheur représenté au dessin. The invention is set out below in detail with the aid of an exemplary embodiment of a detaching cylinder shown in the drawing.
La figure représente, en coupe axiale, les deux sections d'extrémités d'un cylindre détacheur comportant les particularités conformes à l'invention. La partie supérieure de la figure représente l'extrémité entraînée, tandis que la partie inférieure de la figure représente l'extrémité du cylindre détacheur qui suit le mouvement. The figure shows, in axial section, the two end sections of a detaching cylinder having the features according to the invention. The upper part of the figure represents the driven end, while the lower part of the figure represents the end of the detaching cylinder which follows the movement.
Le cylindre détacheur est constitué d'un corps de cylindre 1 tubulaire en matière plastique renforcée de fibre de carbone, qui présente une surface périphérique cylindrique et dont les deux zones d'extrémité 2 présentent une épaisseur de paroi réduite en comparaison de la zone centrale, de sorte que, pour chacune, un épaulement 3 respectif The detaching cylinder consists of a tubular cylinder body 1 made of plastic reinforced with carbon fiber, which has a cylindrical peripheral surface and the two end zones 2 of which have a reduced wall thickness compared to the central zone, so that, for each, a respective shoulder 3
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est réalisé à l'intérieur du corps de cylindre 1. Il est prévu, placé dans le corps de cylindre 1 et sur chacun des deux côtés, un manchon métallique 4 respectif qui comporte une collerette 5 prenant appui sur l'épaulement 3. Les manchons métalliques 4 présentent un ajustement et/ou sont fixés par colle dans le corps de cylindre 1. is produced inside the cylinder body 1. There is provided, placed in the cylinder body 1 and on each of the two sides, a respective metal sleeve 4 which comprises a flange 5 bearing on the shoulder 3. The sleeves metal 4 have an adjustment and / or are fixed by glue in the cylinder body 1.
Chaque manchon métallique 4 comporte un évidement conique dans lequel est placé un corps de palier 6 tronconique qui est immobilisé dans le manchon métallique 4 au moyen d'une vis centrale 7 à six-pans intérieurs. Le corps de palier 6 porte intérieurement la bague extérieure 8 d'un palier articulé à roulement 9. Each metal sleeve 4 has a conical recess in which is placed a frustoconical bearing body 6 which is immobilized in the metal sleeve 4 by means of a central screw 7 with internal hexagon. The bearing body 6 internally carries the outer ring 8 of an articulated rolling bearing 9.
La bague intérieure du palier articulé à roulement 9 repose sur un manchon ou pivot de palier 10 qui est fixé à l'extrémité d'un tube porteur 11 le plus rigide possible à la flexion qui pénètre dans la section d'extrémité 2 du corps de cylindre 1 et est monté à demeure du côté extérieur dans un bâti de machine (non représenté). The inner ring of the articulated rolling bearing 9 rests on a sleeve or pivot bearing 10 which is fixed to the end of a support tube 11 as rigid as possible to the bending which penetrates into the end section 2 of the body of cylinder 1 and is permanently mounted on the outside in a machine frame (not shown).
Ainsi que le montre la figure, les deux tubes porteurs 11 ont un diamètre extérieur plus faible que le diamètre intérieur du corps de cylindre 1 à l'endroit de ses zones d'extrémité 2. L'espace intermédiaire annulaire ainsi formé est suffisant pour permettre une certaine flèche libre des zones d'extrémité du corps de cylindre 1. As shown in the figure, the two carrier tubes 11 have an outer diameter smaller than the inner diameter of the cylinder body 1 at the location of its end zones 2. The annular intermediate space thus formed is sufficient to allow a certain free deflection of the end zones of the cylinder body 1.
Il convient de souligner ici le fait que, par"flèche", en ce qui concerne les zones d'extrémité 2 du corps de cylindre 1, on n'entend pas obligatoirement une flexion vers le bas sous l'effet de la force de pesanteur, mais, d'une manière tout à fait générale, l'écart des zones d'extrémité 2 vis-à-vis de l'axe du cylindre détacheur. Cette flèche peut également résulter de forces mécaniques dans le fonctionnement de la machine et donc être également dirigée à l'encontre de la force de pesanteur. It should be emphasized here that, by "arrow", as regards the end zones 2 of the cylinder body 1, it does not necessarily mean a downward bending under the effect of the force of gravity , but, quite generally, the deviation of the end zones 2 from the axis of the detaching cylinder. This deflection can also result from mechanical forces in the operation of the machine and therefore also be directed against the force of gravity.
Pour l'opération de montage, chaque corps de palier 6 tronconique est immobilisé sur son pivot de palier 10 asso- For the mounting operation, each tapered bearing body 6 is immobilized on its associated bearing pivot 10
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cié au moyen de griffes de maintien 12 qui sont fixées sur le corps de palier 6 et pénètrent d'une manière lâche dans une gorge annulaire 13 ménagée sur la partie périphérique du pivot de palier 10 associé. cié by means of retaining claws 12 which are fixed on the bearing body 6 and penetrate loosely in an annular groove 13 formed on the peripheral part of the associated bearing pivot 10.
Le palier du cylindre détacheur qui est représenté à la partie inférieure de la figure est un palier fixe, raison pour laquelle la bague intérieure du palier articulé à roulement 9 est immobilisée au moyen d'un anneau 14 et d'une rondelle 16, l'anneau 14 étant maintenu au moyen d'une vis 15 à six-pans intérieurs traversant le pivot de palier 10. The bearing of the detaching cylinder which is shown in the lower part of the figure is a fixed bearing, which is why the inner ring of the articulated rolling bearing 9 is immobilized by means of a ring 14 and a washer 16, the ring 14 being maintained by means of a screw 15 with internal hexagon passing through the bearing pivot 10.
Le palier représenté à la partie supérieure de la figure est un palier libre, raison pour laquelle il manque en cet endroit des pièces comparables à l'anneau 14 et à la rondelle 16. A la place, une douille 17 est placée dans le corps de palier 6 tronconique et y est immobilisée au moyen de vis 18. La douille comporte une partie réceptrice à section transversale non circulaire, de préférence polygonale, dans laquelle est emboîtée une première extrémité, de forme complémentaire, d'un arbre intermédiaire 19 dont l'autre extrémité est également emboîtée dans une douille 20 à section transversale réceptrice polygonale qui est fixée par vis sur l'extrémité, située à l'intérieur du tube porteur 11, d'un arbre d'entraînement 21 qui est monté à palier dans le tube porteur 11 au moyen de roulements à billes 22. L'arbre intermédiaire 19 et le jeu inévitable existant entre ses extrémités et les douilles 17 et 20 permettent d'accepter un certain décalage radial, ainsi qu'un décalage angulaire entre l'arbre d'entraînement 21 et le corps de palier 6 tronconique et évitent de ce fait la nécessité de joints de Cardan. Lors de l'introduction dans le tube porteur 11, l'arbre intermédiaire est soutenu par l'anneau 23 qui est fixé sur cet arbre intermédiaire 19 au moyen d'une broche 24. En situation de fonctionnement, il existe un espace suffisant entre l'anneau 23 et le diamètre intérieur du tube porteur. The bearing shown in the upper part of the figure is a free bearing, which is why there are missing in this location parts comparable to the ring 14 and the washer 16. Instead, a bushing 17 is placed in the body of frustoconical bearing 6 and is immobilized therein by means of screws 18. The sleeve comprises a receiving part with non-circular cross section, preferably polygonal, in which is fitted a first end, of complementary shape, of an intermediate shaft 19, the the other end is also fitted into a socket 20 with a polygonal receiving cross-section which is fixed by screws to the end, situated inside the support tube 11, of a drive shaft 21 which is mounted to be housed in the tube carrier 11 by means of ball bearings 22. The intermediate shaft 19 and the inevitable play existing between its ends and the sockets 17 and 20 make it possible to accept a certain offset ra dial, as well as an angular offset between the drive shaft 21 and the frustoconical bearing body 6 and thereby avoid the need for Cardan joints. During the introduction into the carrier tube 11, the intermediate shaft is supported by the ring 23 which is fixed to this intermediate shaft 19 by means of a pin 24. In an operating situation, there is sufficient space between the ring 23 and the inside diameter of the carrier tube.
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Pour monter les paliers dans le corps de cylindre 1, on enfile d'abord le corps de palier 6, avec les paliers articulés à roulement 9 emboîtés à force dans celui-ci, sur les pivots de palier 10 des tubes porteurs 11 et on l'immobilise au moyen des griffes de maintien 12. La douille 17 et les vis 18 sont montées au préalable du côté entraînement. Du côté non entraîné, la vis 7, ainsi que l'anneau 14 et la rondelle 16 sont déjà préassemblés. Une fois que les tubes porteurs 11 préassemblés de cette manière ont été mis en place dans les manchons métalliques 4 du corps de cylindre 1, on serre à fond les vis 7. Ensuite, du côté entraînement, on enfile dans le tube porteur 11 l'arbre intermédiaire 19 et l'arbre d'entraînement 21, avec la douille 20 fixée à son extrémité et les roulements à billes 22, et on met en place un anneau de sécurité 25 à l'extrémité extérieure du tube porteur 11.To mount the bearings in the cylinder body 1, the bearing body 6 is first threaded, with the articulated rolling bearings 9 force-fitted therein, onto the bearing pivots 10 of the support tubes 11 and we l 'immobilized by means of retaining claws 12. The sleeve 17 and the screws 18 are mounted beforehand on the drive side. On the non-driven side, the screw 7, as well as the ring 14 and the washer 16 are already pre-assembled. Once the carrier tubes 11 preassembled in this way have been put in place in the metal sleeves 4 of the cylinder body 1, the screws 7 are fully tightened. Then, on the drive side, the carrier tube 11 is threaded intermediate shaft 19 and the drive shaft 21, with the sleeve 20 fixed at its end and the ball bearings 22, and a safety ring 25 is put in place at the outer end of the support tube 11.
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