FR2483303A1 - Coupeuse perfectionnee pour couper des materiaux filamenteux - Google Patents

Abstract

L'APPAREIL COMPREND UN ENSEMBLE COUPEUR 18 COMPORTANT PLUSIEURS TRANCHANTS 30 FIXES A UN DEVIDOIR PRESENTANT UN ELEMENT DE MONTAGE SUPERIEUR 22, 24, 26, 36 ET UN ELEMENT DE MONTAGE INFERIEUR 29, DES MOYENS CONCUS POUR RECEVOIR DES ENROULEMENTS SUCCESSIFS DE MATIERE FILAMENTEUSES A COUPER ET DES MOYENS PERMETTANT DE POUSSER CETTE MATIERE JUSQU'A UN POINT DE RETRAIT. UN CONE 102 EST FIXE PAR SA BASE A L'ELEMENT DE MONTAGE SUPERIEUR. PLUSIEURS AILETTES 104 DIRIGEES VERS L'EXTERIEUR SONT FIXEES AU CONE, CHAQUE PAIRE D'AILETTES ENTOURANT UN POINT DE RETRAIT. UNE PLAQUE 106 FRANCHIT CHAQUE PAIRE D'AILETTES ET SE DIRIGE VERS L'INTERIEUR SOUS UNE FORME COURBE EN PARTANT DE L'ELEMENT DE MONTAGE SUPERIEUR, PRES DES LAMES, POUR ARRIVER AU CONE. UN ORIFICE 34 ALIMENTE EN FLUIDE SOUS PRESSION EST PREVU DANS LA PLAQUE ET SE DIRIGE VERS LE VOISINAGE DU POINT DE RETRAIT DE LA MATIERE SECTIONNEE. IL EST PREVU, EN OUTRE, UNE COQUILLE CONTENANT DES PLAQUES ET DEFLECTEURS FIXES A DIFFERENTS NIVEAUX A SA PERIPHERIE INTERIEURE, LE CONE 102 ET LES AILETTES 104 ETANT VERS LE BAS ET PENETRANT DANS LA COQUILLE, A L'INTERIEUR DES PLAQUES ET DES DEFLECTEURS.

Description

L'invention concerne un appareil à couper une matière allongée en tronçons

plus courts ainsi que les moyens permettant de retirer uniformément la matière coupée. Plus particulièrement, l'invention fournit un moyen de surmonter les forces centrifuges et adhésives

qui tendent à empêcher les fibres coupées de tomber li-

brement du dévidoir de la coupeuse.

Des coupeuses comme celles que décrit le bre-

vet des E.U.A. n0 3 485 120 sont largement utilisées pour couper du câble et obtenir des fibres coupées. Ces coupeuses comprennent un dévidoir tournant présentant des lames tournées vers l'extérieur contre lesquelles le câble s'enroule et un rouleau presseur fixe qui presse sur le câble enroulé autour du dévidoir, ce qui a pour

effet que les lames coupent les couches les plus inté-

rieures de câble. A mesure que le coupage progresse, un tampon de fibres coupées est poussé vers l'intérieur entre paires de lames adjacentes. Malheureusement, des forces centrifuges et l'adhérence entre fibres résistent au retrait des tampons de fibres coupées par des forces

de gravité. Ainsi, les tampons de fibres coupées conti-

nuent de tourner avec le dévidoir et continuent d'aug-

menter de grosseur -jusqu'à ce que la coupeuse se bloque ou jusqu'à ce que des rognures de fibres agglomérées se

détachent des tampons et tombent dans la trémie collec-

trice. Ces rognures sont fortement enchevêtrées, diffi-

ciles à ouvrir et causent ensuite des difficultés dans

la transformation.

Le brevet des E.U. . nO 3 733 945 reconnaît les inconvénients qui sont le blocage de la coupeuse et l'absence d'ouverture des fibres coupées lorsqu'on utilise les coupeuses selon le brevet cité plus haut et comme solution, il propose de monter au moins une buse fixe de façon qu'elle projette de l'air vers le bas au

voisinage du point de retrait des fibres coupées, à tra-

vers des ouvertures alignées prévues dans le dévidoir de la coupeuse qui tourne devant la buse. Cela aide les

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forces de gravité à surmonter l'effet de la force cen-.

trifuge et des forces d'adhérence entre fibres, permet-

tant à la fibre coupée de tomber librement. Toutefois, la disposition selon le dernier brevet cité comporte des inconvénients associés au passage discontinu de l'air venant de la buse à travers les ouvertures du dévidoir qui croisent le jet d'air. La disposition décrite est pratiquement celle d'une sirène et par conséquent, elle

engendre un très grand bruit.

Le brevet des E.U.A. no 4 120 222 propose une

modification de la coupeuse à dévidoir connue dans la-

quelle les orifices engendrant les jets tournent avec lecèvidoir et étant donné que le jet d'air n'est pas interrompu comme dans le précédent brevet cité, il se produit un accroissement négligeable du niveau de bruit quelles que soient la grandeur des orifices ou la vitesse

de fonctionnement du dévidoir.

S'il est vrai que les coupeuses à dévidoir

de la technique antérieure fournissent des fibres cou-

pées assez uniformément ouvertes, pratiquement sans frag-

ments de fibres, on a découvert un autre moyen d'assis-

ter les forces de gravité et l'air injecté pour surmon-

ter la force centrifuge et les forces d'adhérence et permettre aux fibres coupées de tomber plus librement

en touffes plus petites.

Dans un appareil à couper une matière filamen-

teuse en longueurs prédéterminées, comprenant un ensemble

coupeur comportant plusieurs tranchants fixés à un dévi-

doir présentant un élément de-montage supérieur et un -------------------------------- élément de montage

inférieur et des moyens conçus pour recevoir des enrou-

lements successifs de matière filamenteuse à couper en contact avec les tranchants et des moyens permettant de pousser cette matière entre des tranchants adjacents jusqu'à un point de retrait, sectionnant ainsi la matière

filamenteuse en tronçons de dimensions réglées, l'inven-

tion propose un cone fixé par sa base à l'élément de

montage supérieur, plusieurs ailettes dirigées vers l'ex-

térieur, fixé au c8ne, chaque paire d'ailettes entourant un point de retrait, une plaque franchissant chaque paire d'ailettes et se dirigeant vers l'intérieur sous une forme courbe en partant de l'élément de montage supérieur,

près des lames, pour arriver au cône, et un orifice ali-

menté en fluide sous pression, prévu dans la plaque et

dirigé vers le voisinage du point de retrait de la ma-

tière sectionnée.

Tout l'ensemble - cÈne, ailettes et plaque courbe - est revêtu d'une matière non achérente à faible frottement, par exemple d'un chromage mat, d'un agent

de finition non adhérent de marque commerciale "Teflon"-

S, etc..

L'appareil comprend une coquille placée en

dessous du dévidoir et contenant des plaques et déflec-

teurs espacés fixés à différents niveaux à la périphé-

rie intérieure de la coquille. Dans un mode d'exécution préféré, le c8ne et les ailettes se dirigent vers le bas et pénètrent dans la coquille, à l'intérieur des

plaques et des déflecteurs. Dans un autre mode d'exécu-

tion préféré, la coquille contenant les plaques et les déflecteurs est utilisée conjointement avec le dévidoir

de la coupeuse, sans le cône ni les ailettes.

La figure 1 est une élévation latérale d'un

appareil à couper similaire à celui du brevet des E.U.A.

no 3 485 120 déjà cité, illustrant la relation entre

ses divers éléments et montrant une configuration pré-

férée de dévidoir coupeur; la figure 2 est une vue suivant la ligne 2-2 de la figure 1, montrant la relation entre le dévidoir

coupeur, l'applicateur de pression et la matière à sec-

tionner;

la figure 3 un détail fragmentaire agrandi mon-

trant la relation entre les lames, la matière à couper et l'applicateur de pression au point de coupage; et la figure 4 une élévation détaillée agrandie partiellement en coupe du dévidoir et de l'en:traînement représentés par la figure 1; la figure 5 une élévation latérale partielle

similaire à la figure 1, sans l'ensemble de c8ne et d'ai-

lettes 100; la figure 6 une perspective de la coquille, partiellement arrachée pour montrer la disposition des plaques et des déflecteurs fixés à différents niveaux

autour de la coquille.

Le mode d'exécution représenté par les dessins est un appareil à couper 10 comprenant comme composants principaux un arbre d'entraînement 12 monté sur une base 14 au moyen de paliers 12a et 12b et relié à un dévidoir coupeur désigné par la référence générale 18. L'arbre

12 est entraîné par un moteur (non représenté) par l'in-

termédiaire de la courroie 16 s'appliquant à la poulie 16a fixée à l'arbre 12. Sur la figure 4, on voit que le dévidoir coupeur 18 comprend un anneau inférieur 29 fixé

avec espacement à une plaque supérieure 26 par des pi-

liers de liaison espacés 32 fixés en-position par l'un quelconque de plusieurs moyens bien connus, par exemple par brasage. Un anneau de guidage 24 destiné à la matière à couper est placé circonférentiellement autour de la plaque supérieure 26 et fixé au bord périphérique de celleci. Selon une variante, l'anneau 24 pourrait faire

corps avec la plaque 26. Des lames coupeuses rectangu-

laires 28 sont insérées à travers des fentes de la pla-

que supérieure 26 et pénètrent dans des rainures prévues dans le haut de l'anneau 29. Quand les lames 28 sont en place, le tranchant 30 de chacune d'elles est tourné radialement vers l'extérieur, son bord postérieur est supporté dans une rainure en U 31 d'un pilier de liaison 32 et son extrémité supérieure pénètre dans l'espacement annulaire 38 au-dessus de la plaque 26. Un couvercle 22

est boulonné à la plaque supérieure 26 (les boulons n'é-

tant pas représentés). Entre le couvercle 22 et l'anneau de guidage de câble 24 est adapté l'anneau de retenue 36 présentant une surface inférieure dégradée pour former un espacement 38 dans lequel pénètre le sommet de la lame coupeuse 28. Des attaches espacées 40 sont fixées à la surface supérieure de l'anneau de retenue 36 et présentent des doigts coulissants 43 qui pénètrent dans des trous coulissants du bord du couvercle 22, retenant fermement en position l'anneau de retenue 36. Ainsi, la combinaison du couvercle 22, de la plaque supérieure 26, de l'anneau de guidage 24 et de l'anneau de retenue 36 forme ce que l'on peut appeler généralement l'élément de montage supérieur du dévidoir coupeur 18 tandis que l'anneau 29 sera considéré comme l'élément de montage inférieur du dévidoir. Un moyeu intermédiaire 20 est utilisé entre le dévidoir et l'arbre d'entraînement 12

et ces parties sont fixées à l'élément de montage supé-

rieur par un boulon 35 vissé dans le bas de l'arbre 12.

Des passages sont formés de manière à assurer une communication continue entre le haut de l'arbre 12 et des orifices 34 prévus dans la plaque supérieure 26 près de ses extrémités supérieures. Un raccord tournant est fixé au sommet de l'arbre 12. Une tuyauterie fixe (non représentée) amène de l'air à haute pression au

raccord tournant 80 par l'ouverture d'entrée 82 de celui-

ci, de sorte que de l'air comprimé peut être amené aux

passages pendant le fonctionnement rotatif de la coupeu-

se. Il est possible de prévoir un raccord tournant autour

d'un arbre entra né directement par un moteur à son ex-

trémité mais l'installation est beaucoup plus simple quand le moteur est excentré et que le raccord tournant est monté sur l'extrémité de l'arbre. Un passage axial 84 traverse la majeure partie de l'arbre 12 en partant de l'entrée 82 et en s'arrêtant avant le trou qui reçoit le boulon 35. Au moins un passage transversal 86 traverse le moyeu 20 et l'arbre 12 et coupe l'extrémité du passage 84. Les extrémités du passage 86 sont fermées par des

bouchons 88. Ensuite, deux passages 90 sont prévus ver-

ticalement à travers le couvercle 22 et le moyeu 20 et

coupent à l'extrémité supérieure le passage 86 et à l'ex-

trémité inférieure la chambre annulaire 92 formée entre le couvercle 22 et la.plaque supérieure 26. Des canaux 94 sont usinés dans le bas du couvercle 22 et vont de la chambre 92 à l'anneau de distribution 96 aussi formé

dans le bas du couvercle 22 dans une zone située au-

dessus des orifices 34 pour former un collecteur commu-

niquant avec chaque orifice 34, le collecteur étant en communication avec de l'air à haute pression à travers

l'arbre creux 12. Une lèvre d'étanchéité 95, de préfé-

rence munie d'une garniture, est ménagée autour du bord

extérieur pour emp8cher la fuite d'air. Le trou 33 as-

sure un passage facile du boulon 35. Le nombre des ca-

naux 94 n'est pas critique mais un mode d'exécution pré-

féré en comporte trois ayant une aire totale de section

d'écoulement égale ou supérieure à celle du passage 84.

Comme on le voit sur les figures 1 et 2, un applicateur de pression 42 du type tournant tel qu'une roue ou un rouleau est monté sur un arbre 44 fixé à un support fourchu 46 supporté à son tour par un coulisseau mobile 48 adapté dans des guides usinés 50 fixés à la base 14. Un mouvement réglé du coulisseau 48 est assuré par une vis-mère 52 fixée de manière à pouvoir tourner

dans un palier 54 fixé en position relativement aux gui-

des usinés 50 et donc à la base 14. Une extrémité 56

de la vis-mère 52 est vissée dans un appendice 58 fai-

sant corps avec la surface du coulisseau 48 ou fixé au-

trement à celui-ci de sorte que la rotation de la vis 52 cause un mouvement du coulisseau 48 relativement aux

guides usinés 50 et à la base 14. Cette structure, com-

prenant un coulisseau actionné par vis-mère et des guides, bien connue dans la technique, assure le mouvement du rouleau Presseur 42 relativement au dévidoir coupeur

18 et un ajustement précis de ltespacement entre le rou-

leau et les tranchants 30.

Plusieurs guides en forme de doigt 60 ou autres guides bien connus se dirigent vers l'extérieur en partant

d'une plaque 62 fixée perpendiculairement à la base 14.

Pour le fonctionnement à grande vitesse, les guides 60 peuvent être des guides à roulement. Les guides en forme de doigt donnent au câble filamenteux 64 qui entre, la forme d'un ruban aplati. En partant des guides en forme de doigt 60, la matière filamenteuse ou câble passe à travers des guides à bords arrondis 66 montés de façon pivotante sur une tige allongée 68 fixée, de même que les guides en forme de doigt 60, à la plaque 62. Les guides 66 servent à régler la largeur du ruban aplati 64 de façon qu'il s'enroule tout juste entre l'anneau

29 et l'anneau de guidage 24 du dévidoir coupeur 18.

Outre qu'ils aplatissent le câble entrant 64, les guides en forme de doigt 60 servent aussi de frein à friction appliquant au câble un degré de tension réglé tandis

qu'il est amené au dévidoir coupeur 18.

Le coupeur est pratiquement celui qui est dé-

crit dans les brevets des E.U.A. no 3 733 945 et 4 120 222

et dont le fonctionnement est décrit en détail à la co-

lonne 4, lignes 7 à 47 du premier de ces brevets. Les détails du procédé de coupage sont indiqués par la figure 3 o un câble filamenteux 64' est soumis à la tension maximale dans l'enroulement extérieur et à une tension pratiquement nulle en 64". L'inconvénient est que des fibres coupées 64"' se rassemblent entre les lames 28, tassant les fibres coupées jusqu'à ce que les forces

de gravité jointes à la poussée de l'air venant de l'ori-

fice 34 surmontent l'effet combiné des forces d'adhérence entre fibres et de la force centrifuge. Le point o les

forces combinées sont surmontées s'appelle point de re-

trait. Le perfectionnement de l'invention réside dans

une modification des dévidoirs coupeurs connus qui cons-

tituent un ensemble compartimenté 100 fixé à l'élément de montage supérieur du dévidoir coupeur et qui pénètre

vers le bas dans une coquille fixe 101 contenant des dé-

flecteurs opposés 108, 110 et des plaques 109. L'ensemble comprend un cône 102 fixé par sa base à la plaque supérieure 26 et de multiples ailettes 26 dirigées vers l'extérieur, fixées au cône. Les ailettes font un angle vers l'extérieur relativement au cône de sorte que pour chaque paire d'ailettes, leur écartement maximal se pré-

sente près du point de retrait du dévidoir coupeur, c'est-

à-dire approximativement en dessous de l'orifice 34. Les ailettes sont aussi rétrécies de la base du cône vers

son sommet. Une plaque 106 franchit chaque paire d'ai-

lettes 104 et se dirige, avec une courbure vers l'inté-

rieur, en partant de l'élément de montage supérieur 26

près des lames 28, vers le cône 102. Ainsi, un comparti-

ment ouvert dans le bas est formé par la combinaison du cône 102, de chaque paire d'ailettes 104 et d'une

plaque supérieure interposée 106 qui s'incurve vers l'in-

térieur et vers le bas en direction du sommet du cône.

Tout l'ensemble de cône d'étalement, comprenant le cône 102, les ailettes 104 et les plaques incurvées 106 est revêtu d'un produit de finition non adhérent "Téflon"-S

pour assurer des caractéristiques superficielles anti-

friction. la plaque incurvée 106 de chaque compartiment

est munie d'un orifice à air 34 par lequel on peut diri-

ger de l'air comprimé vers l'intérieur du compartiment de manière à faciliter la poussée du produit coupé vers

le bas.

L'invention maintient les fibres coupées dans

une orientation très parallèle avec le minimum d'enche-

vêtrement entre fibres et aide encore à surmonter les

forces centrifuge et d'adhérence grâce àla plaque incur-

vée 106 qui, à mesure que le produit coupé est comprimé vers l'intérieur dans un compartiment, en dépassant les couteaux 28, fournit un vecteur force dirigé vers le bas qui assiste les forces de gravité et l'air injecté pour permettre au produit coupé de tomber plus librement et

en touffes plus petites.

Comme on le voit surtout par les figures 1 et

-6, les déflecteurs opposés 108, 110 et les plaques divi-

seuses 109, fixés à différents niveaux sur la coquille fixe 101 entourant l'ensemble d'ailettes 100, constituent

un moyen supplémentaire d'ouvrir plus facilement le pro-

duit coupé. Des touffes de fibres coupées sortant d'un compartiment de l'ensemble d'ailettes 100 sont ouvertes

davantage par la plaque diviseuse 109 qui entame la sur-

face de la touffe, retenant le fil au-dessus de la plaque tandis que le déflecteur primaire incliné 108, situé juste en dessous de la plaque diviseuse, pousse tout le

produit situé en dessous de la plaque diviseuse à s'écou-

ler vers le bas le long de l'ailette. Cette opération se produit deux ou plusieurs fois par tour du dévidoir coupeur. A mesure que le produit s'écoule vers le bas, les ailettes cessent de saisir le produit puisqu'elles deviennent plus courtes à mesure que l'on approche du sommet du cône. Le produit s'échappe à mesure que les ailettes deviennent plus courtes et tombe librement, en petites touffes, des compartiments d'ailettes. Toute matière résiduelle emm8lée au produit qui se trouve encore dans les compartiments d'ailette est détachée étant donné

que la force centrifuge projette les touffes vers l'exté-

rieur et dans les déflecteurs secondaires obliques 110.

Les plaques diviseuses 109 et les déflecteurs 108 sont fixés à la coquille 101 et disposés par groupes de trois,

par exemple une plaque diviseuse 109, un déflecteur pri-

maire 108 et un déflecteur secondaire 110, à la surface

intérieure de la coquille (figure 6) et agissent de ma-

nière à diviser, à séparer et à favoriser l'écoulement

de chaque compartiment de coupage vers le bas.

Dans le mode d'exécution préféré, l'ensemble de c8ne et d'ailettes 100 est utilisé conjointement avec la

coquille 101 contenant les déflecteurs mais on peut obte-

nir des résultats satisfaisants quand la coquille 101 contenant les plaques et des déflecteurs est utilisée conjointement avec le dévidoir coupeur sans l'ensemble de

cône et d'ailettes 100 comme le montre la figure 5.

Claims (2)

IREVENDICATIONS

1. Appareil à couper une matière filamenteuse

en longueurs prédéterminées, comprenant un ensemble cou-

peur (18) comportant plusieurs tranchants (30) fixés à un dévidoir présentant un élément de montage supérieur (22, 24, 26, 36) et un élément de montage inférieur (29)

et des moyens conçus pour recevoir des enroulements suc-

cessifs de matière filamenteuse à couper en contact avec les tranchants (30) et des moyens (42) permettant de pousser cette matière entre des tranchants (30) adjacents jusqu'à un point de retrait, sectionnant ainsi la matière filamenteuse en tronçons de dimensions réglées, appareil caractérisé par le fait qu'un cône (102) est fixé par sa base à l'élément de montage supérieur, que plusieurs ailettes (104) dirigées vers l'extérieur sont fixées au

c6ne, chaque paire d'ailettes entourant un point de re-

trait, qu'une plaque (206) franchit chaque paire d'ai-

lettes et se dirige vers l'intérieur sous une forme cour-

be en partant de l'élément de montage supérieur, près

des lames, pour arriver au cône, qu'un orifice (34) ali-

menté en fluide sous pression est prévu dans la plaque et se dirige vers le voisinage du point de retrait de la matière sectionnée, et qu'une coquille (101) contient des plaques (109) et déflecteurs (108) fixés à différents niveaux à la périphérie intérieure de la coquille, le

cône et les ailettes se dirigeant vers le bas et péné-

trant dans la coquille (101), à l'intérieur des plaques

(109) et des déflecteurs (108).

2. Appareil selon la revendication 1, carac-

térisé par le fait que le c8ne, les ailettes et la plaque

sont revttus d'une matière non adhérente à faible frot-

tement de surface.