<Desc/Clms Page number 1>
"PROCEDE PERMETTANT DE FAIRE VARIER LA LARGEUR DES BANDES DE PAPIER OU DE MATIERE. ANALOGUE, NOTAMMENT DE CREPER LE PAPIER DANS LE SENS LONGITUDINAL, ET APPAREIL DESTINE A LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE"
La présente invention a pour objet un procédé et des dispositifs permettant de modifier la largeur des bandes de papier ou de matières analogue., notamment
<Desc/Clms Page number 2>
pour crêper le papier dans le sens longitudinal.
Le procédé objet de la présente invention consiste à forcer la bande qui doit être traitée, et dont la longueur est quelconque, à, suivre un chemin qui correspond à une partie du périmètre d'une pièce de révolution dont l'axe a été courbé, tandis qu'on exerce sur la surface de la bande une certaine pression.
Dans une pièce de révolution, les lignes méridiennes se raccourcissent et s'allongent alternativement pendant la rotation de cette pièce autour de l'axe courbe, autrement dit la pièce même augmente et diminue alternativement de largeur, dans une mesure d'autant plus forte que le rayon de courbure de son axe est plus petit et que son diamètre est plus grand. Si, dans ces conditions, on applique avec une force suffisante une bande de papier ou de matière analogue contre une telle pièce de révolution pendant le mouvement de rotation de celle-ci, la bande de papier est obligée de suivre les variations de largeur, par suite du frottement qui se produit entre cette bande et la surface de la pièce tournante.
Suivant le point du pourtour de la pièce de révolution à l'endroit duquel on introduit le papier ou la matière analogue. et l'endroit où on le retire, il se produit un étirement ou une contraction ou crêpage. On obtient l'effet de crêpage maximum quand on introduit le papier à l'endroit où la pièce tournante a sa plus grande largeur c'est-à-dire en quelque sorte sur le sommet de son dos, et lorsqu'on retire le papier à l'en** droit diamétralement opposé.
La description qui va suivre en regard des dessins annexés. donnés à titre d'exemple, fera bien
<Desc/Clms Page number 3>
comprendre de quelle manière l'invention peut être réalisée.
Sur les Fig. 1-et 2, qui représentent l'élévation et le plan d'un dispositif conforme à la présente invention, a désigne un cylindre ou rouleau tournant, qui dans le présent exemple est d'un diamètre uniforme, et dont l'axe h est cintré par exemple suivant un arc de cercle. La bande c qu'on fait arriver et qu'on évacue au moyen des rouleaux guides d et $ est alors obligée de tourner autour du rouleau courbe a, et en tournant autour de ce rouleau dans le sens de la flèche elle se rétrécit dans la mesure où la ligne méridienne f se réduit à la longueur du méridien g.
Pour éviter que la bande de papier ne se mette en gros plie, et obtenir au contraire les plis de crêpage fins et régulièrement répartis que l'on désire. on l'applique, conformément à la présente invention, sous une forte pression contre la surface du rouleau. I1 ne suffit donc pas de tendre la bande légèrement, comme on le fait par exemple pour guider une bande de papier sur les rouleaux guides ou rouleaux tendeurs d'une machine à papier. C'est pourquoi il n'est pas possible d'utiliser, pour le crêpage longitudinal des bandes de papier ou analogues, les dispositifs connus servant à maintenir la largeur des bandes tels qu'on les utilise dans l'industrie textile pour tendre les tissus, en y faisant passer en sens contraire une bande de papier ou de matière analogue.
Inversement, on peut obtenir un élargissement des bandes de papier en faisant fonctionner l'appareil selon l'invention en sens inverse tout en exerçant une forte pression sur la bande de papier. Il se produit dans ce cas un allongement ou étirage efficace dont l'importance dépend de l'allongement que peut subir la bande par rapport aux
<Desc/Clms Page number 4>
forces de frottement qui se produisent entre la bande et la surface du rouleau du fait de la pression exercée sur la surface.
La pièce de révolution tournante peut, en elle-même, être exécutée d'une façon quelconque. On peut dire d'une façon générale qu'elle peut être constituée par exemple par du caoutchouc plein ou creux avec utilisation, le cas échéant, d'une pression intérieure à la façon d'un pneumatique d' automobile. Mais le rouleau peut aussi être constitué par l'assemblage d'un assez grand nombre de disques ou rondelles étroites en métal ou en une autre matière appropriée, ces disques ou rondelles formant un certain angle entre eux. On peut appliquer d'autre part un mode d'exécution comportant une combinaison des éléments précités.
Ce qui est essentiel, c'est l'axe courbe.
Si l'on constitue la pièce tournante par un certain nombre de disques ou rondelles, il est évident que le nombre des disques ou rondelles utilisés se traduit, dans le produit obtenu par exemple par crêpage, par une finesse plus ou moins grande de ce crêpage. Plus le nombre des éléments individuels constituant la décomposition de la surface "mobile" de la pièce de révolution est grand, plus l'effet sera fin. On obtient l'effet le plus fin et le plus régulier lorsque, dans la surface de la pièce de révo- lution, il n'existe plus d'éléments individuels susceptibles d'être distingués, c'est-à-dire lorsque la surface est constituée par exemple par une matière déformable et uniforme, par exemple par du caoutchouc.
On obtient le cas le plus simple pour une telle pièce de révolution lorsqu'on tend par-dessus un certain nombre d'éléments de moyeu tournants, disposés sous un cer-
<Desc/Clms Page number 5>
tain angle les uns par rapport aux autres, un tube de caoutchouc de préférence maintenu des deux côtés dans des rondelles d'extrémité ou pièces analogues.
Pendant la rotation de ce rouleau cintré, la distance entre deux points homologues ou correspondants du pourtour des deux disques d'extrémité varie de façon à passer une fois à chaque révolution de sa valeur maximum à sa valeur minimum. et le tube flexible suit cette variation avec ses différents méridiens. La position du point d'entrée et du point de sortie de la bande de papier ou analogue sur la surface de la pièce de révolution détermine la nature et l'intensité de l'effet d'étirage ou de crêpage.
La Fig. 5 représente en coupe une pièce de révolution simple de ce genre, constituée par des rondelles intérieures et un tuyau flexible. On supposera que A dési- gne un axe cintré, constitué par exemple par de l'acier à ressort, i l'un des manchons de support passés sur cet axe et prévus en nombre suffisant, k l'une des rondelles intérieures tournant autour de ces manchons, et 1 un tube de caoutchouc passé par dessus le système des rondelles. La Fig. 5 représente alors tout d'abord un état fictif dans lequel le tube de caoutchouc se trouve avant que l'axe A ait été cintré. Dans cet état, la section du tube de caoutchouc est parfaitement symétrique dans tous les sens.
Sur la Fig. 6, la pièce de révolution est représentée dans son état véritable, c'est-à-dire à l'état cintré. La courbure est supposée faite dans un plan hori zontal et dans un sens tel que le côté gauche de la section représentée soit allongée, tandis que le côté droit est rétréci. Comme la matière de l'enveloppe élastique tend à
<Desc/Clms Page number 6>
ne pas modifier son volume, cette courbure a pour consé- quence que tous les éléments de la section qui sont du côté gauche deviennent plus petits, et ceux du côté droit plus grands.
Cette modification se traduit tout d'abord par le fait que le rayon extérieur de la pièce de révolution devient plus petit à gauche et plus grand à droite. Par conséquent, pour une même vitesse angulaire du rouleau, la vitesse périphérique qui intéresse la bande de papier ou analogue varie de façon à augmenter de la gauche vers la droite. Ceci a pour effet de produire des déformations de la bande.
Mais cette déformation n'est pas la seule que le rouleau subisse, car les différents éléments de la section se déforment non seulement dans le sens radial, mais aussi dans une direction tangentielle.
Pour mieux faire ressortir cette dernière déformation, le tube de caoutchouc de la fig. 6 a été supposé ouvert suivant la ligne B-C et a été représenté sur la fig.7 à l'état développé. Les deux côtés ondulés de la figure du développement indiquent l'allongement et le raccourcissement des courbes méridiennes. En m-m, la longueur de la courbe méridienne est minimum, et en n-n elle est maximum. Les méridiens mêmes sont désignés par 0, et ils sont répartis sur le pourtour du rouleau de façon qu'aux extrémités du rouleau qui correspondent à la courbe m-n-m de la figure, les intervalles entre les méridiens soient égaux.
La déformation tangentielle des sections du caoutchouc a alors pour consé- quence que les méridiens subissent des déplacements récipro- ques vers le melieu du rouleau, de telle sorte que ces méridiens tendent à se rapprocher de la ligne n-n et à s'éloigner
<Desc/Clms Page number 7>
de la courbe m-m. Il se produit de ce fait, dans toute l'étendue de la surface active de la pièce de révolution, une déformation qui n'altère pas l'effet de crêpage ou d'étirage dans le sens transversal de la bande que l'on veut obtenir, mais qui a dans le sens longitudinal, un effet d'allongement et de rétrécissement désagréable et non recherché.
Des essais ont démontré que cet effet secondaire peut conduire jusqu' à une déchirure longitudinale d'une bande de papier efficacement crêpée par le procédé de la présente invention, ou pendant le crêpage dans le sens longitudinal, faire perdre son crêpage transversal à une bande de papier déjà crêpée au préalable dans le sens transversal. On peut réduire cet effet secondaire nuisible en traitant par le procédé de la présente invention un papier crêpé au préalable d'une façon particulièrement intense dans le sens transversal, ce crêpage transversal se réduisant alors jusqu'à la valeur voulue lors du crépage longitudinal.
On peut aussi, conformément à la présente invention, éviter ou réduire l'effet secondaire indésirable ou le rendre inoffensif par l'application de moyens qui permettent de limiter autant que possible les variations de section de la matière déformable, ou de les rendre par elles-mêmes inoffensives dans la mesure possible.
Ces moyens sont très nombreux et très différents.
Ils peuvent être utilisés par exemple dans le cas où l'enveloppe déformable de la pièce de révolution est d'une seule pièce, ou encore dans le cas d'une enveloppe décomposée en un certain nombre d'éléments.
<Desc/Clms Page number 8>
Dans le premier cas, on peut limiter la variation tangentielle de section par exemple par l'un des moyens suivants : en munissant 1-'enveloppe déformable de brides orientées vers l'intérieur, ou d'éléments analogues, reliés à un certain nombre de rondelles intérieures, d'anneaux ou d'élémentsanalogues; en munissant la face intérieure de l'enveloppe de fentes, de rainures ou d'éléments analogues qui s'engagent dans des disques, rondelles, etc..... de fosse correspondante ; par l'application ou utilisation de goupilles! de vis ou boulons, ou d'organes analogues qui s'avancent plus ou moins à l'intérieur de l'enveloppe déformable, ou encore qu'on introduit le cas échéant, de l'extérieur, à travers l'enveloppe et qu'on maintient dans des disques, des rondelles ou des éléments analogues;
par des armatures intérieures en fil métalliques, rubans, cordes, tissus ou éléments analogues qui empêchent un allongement dans le sens tangentiel ou qui le limitent sans gêner la déformation désirée dans le sens des lignes méridiennes.
Dans le second cas, la décomposition de l'en- veloppe déformable peut s'effectuer par exemple de l'une des manières suivantes : par décomposition de l'enveloppe en un certain nombre d'anneaux ou rondelles maintenus dans le sens tangentiel au moyen de brides, de fentes, de rainures ou d'encoches, de goupilles ou d'éléments analogues; par la décomposition de l'enveloppe en bandes parallèles à l'axe et guidées daas des rainures ou d'une autre manière de façon que ces bandes ne puissent pas se déplacer les unes par rapport aux autres dans le sens tangentiel;
<Desc/Clms Page number 9>
par la décomposition de l'enveloppe en une hélice.
Par tous ces procédés de décomposition= on crée dans la surface active de la pièce de révolution un jeu plus ou moins grand qui empêche les déformations indésirables de se produire* ou qui rend ces déformations inoffensives par leur décomposition en un grand nombre de petites déformations individuelles.
Pour que les intervalles ou jeux qui se forment n'aient pas d'effet nuisible, par exemple par coincement de la bande de papier, ces jeux peuvent être disposés de façon que les différents éléments de la surface s'emboftent ou engrènent les uns avec les autres ou se superposent les uns aux autres, par exemple à la façon d'une denture ou d'une disposition analogue.
Les déformations radiales des éléments de la section de l'enveloppe déformable ne peuvent, dans la plupart des cas, être réduites ou ne peuvent l'être que faiblement. Par endroits, on les augmente même plus ou moins du fait que l'on empêche la déformation tangentielle.
Toutefois, on peut égalementconformément à la présente invention. les rendre inoffensives dans une large mesure en donnant à l'épaisseur de l'enveloppe déformable une valeur si faible par rapport au diamètre de la pièce de révolution que l'effet restant de la variation de diamètre se maintienne dans d'étroites limites. Si la déformation radiale de la section de l'enveloppe est de 20% par exemple, et l'épaisseur de l'enveloppe de 30 mm, on peut ramener l'effet de la déformation radiale sur la vitesse périphérique de la bande de papier à 2% quand on donne au rayon du rouleau une longueur égale à 10 x 30 = 300 mm, et par conséquent au diamètre une longueur de 600 mm.
<Desc/Clms Page number 10>
Les Fig. 8 à 14 représentent schématiquement des exemples d'éxécution particulièrement simples et caractéristiques de l'objet de la présente invention. Tout, autrs mode d'exécution doit être compris dans les limites de la présente invention dans la mesure où il correspond au principe de cette invention.
La Fig. 8 représente une partie du pourtour d'une pièce servant de rouleau, coupée parallèlement à l'axe supposé redressé, p désigne une enveloppe en caoutchouc par exemple . Elle est munie de brides q qui s'avancent vers l'intérieur et qui sont fixées sur les rondelles ou disques r constitués en une matière non extensible.
La Fig. 9 est une coupe transversale partielle d'une pièce de révolution dont l'enveloppe déformable s est munie de fentes et dans laquelle s'engagent les rondelles intérieures en forme d'étoiles. Ces rondelles intérieures peuvent soit être simplement introduites dans l'enveloppe s, soit être rendues solidaires de cette enveloppe, par exemple par vulcanisation. Le cas échéant, la surface extérieure du couleau peut aussi être interrompue, comme la Fig. 9 le représente en E.
Les Fig. 10 et 11 représentent en coupe transversale et en coupe longitudinale partielle une pièce de révolution dans laquelle l'enveloppe déformable v est reliée au moyen de goupilles w aux nièces z du moyeu de façon à empêcher uniquement les déformations tangentielles non désirées de l'enveloppe, tandis que les déformations dans le sens des méridiens peuvent s'exercer librement par l'orientation angulaire réciproque des pièces x du moyeu.
La Fig. 12 représente un rouleau complet, en partie en élévation et en partie en coupe longitudinale. Son enveloppe défor-. mable v est maintenue, à gauche et à droite, dans des rondelles ou disques d'extrémité z et elle s'appuie à l'intérieur sur les
<Desc/Clms Page number 11>
disques ou rondelles a1. Dans ce rouleau, on empêche les déformations tangentielles par le fait que ce rouleau contient des éléments intérieurs b1 qui peuvent être constitués par des anneaux,. des cordes ou éléments analogues faisant le tour du rouleau,, mais qui ne constituent aucun obstacle à la déforma" tion dans le sens des méridiens. qui se produit lorsqu'on cintre le rouleau.
Les trois armatures intérieures représentées les une audessus des autres montrent qu'on peut obtenir par exemple l'ensemble de l'enveloppe déformable par l'enroulement d'un tissus qui ne peut s'allonger dans le sens de la ;périphérie, mais qui est élastique dans le sens de l'axe. On utilise souvent des tissus de ce genre par exemple en médecine, mais dans une largeur simplement plus faible.
La Fig. 13 représente à titre d'exemple la dé- composition de l'enveloppe déformable en un certain nombre d'anneaux c1 qui sont fixés au moyen de goupilles d1 sur les disques ou rondelles intérieurs e1 de façon à freiner les déformations tangentielles, mais à permettre les déformations dans le sens des méridiens.
Enfin, la Fig. 14 représente une décomposition de l'enveloppe en un certain nombre de bandes profilées parallèles à l'axe. Ces bandes f1 sont arrêtées dans le sens tan- gantiel par les saillies g1 en forme de dents prévues sur les disques ou rondelles intérieures. Lorsqu'on courbe le rouleau, son épaisseur efficace D varie. Mai comme cette épaisseur est faible par rapport au rayon extérieur R du rouleau, cette déformation radiale se maintient dans des limites acceptables.
Les fentes comprises entre les différentes bandes f1 peuvent être droites, ondulées ou d'une autre forme, de façon qu'il se produise un engrènement ou un recouvrement.
<Desc/Clms Page number 12>
L'application sous pression de la bande de papier ou de matière analogue qui doit être traitée contre le pourtour de la pièce de révolution peut être effectuée de diverses façons. La fig. 3 représente par exemple un cas dans lequel le rouleau cintré a est entouré d'une contre-pièce fixe h comportant une surface intérieure de préférence lisse ou unie et qui peut exercer un effet de compression sur les plis qui prennent naissance dans la bande.
D'autre part, le .guidage de la bande par rapport au rouleau peut s'effectuer au moyen d'un tablier se dépla- çant avec la bande et exécuté en une matière souple ou élastique, par exemple en caoutchouc, en feutre, en tissu ou matière analogue, ce tablier étant d'une manière connue par des rouleaux de guidage et de tension. Ce tablier peut être muni ou non d'une commande d'entraînement propre.
Au lieu d'un tablier continu, on peut également utiliser un certain nombre de cordes, de fils métalliques ou éléments analogues, dont l'intervalle varie quand ces éléments tournent autour du rouleau cintré. Dans le cas des rouleaux de guidage d et il. des Fig. 1 et 2, ces éléments peuvent être guidés le cas échéant par des rainures ou gorges tournées dans les rouleaux de guidage.
Dans le cas où le tablier ou les cordes ou éléments analogues guidant la bande comportant une commande qui leur est propre, on peut supprimer la commande d'entraînement particulière au rouleau cintré.
Enfin, le rouleau cintré même peut aussi être immobile l'appareil étant alors simplement établi de telle façon que le tablier ou le système de cordes guidant la bande sur le pourtour du rouleau décrive des chemins qui correspondent à une variation de la longueur de la ligne méridien.ne du rouleau. Dans ce cas particulier, le rouleau
<Desc/Clms Page number 13>
peut aussi n'exister qu'en partie, comme le représente la Fig. 4. On peut aussi, du fait que la pièce ne tourne plus, renoncer à la forme exacte d'une nièce de révolution, l'axe de la pièce étant simplement cintré conformément à la présente invention.
Bien que la Fig. 2 fasse ressortir qu'il est possible d'obtenir une variation importante de la largeur en faisant passer la bande nar un seul système de rouleau, on peut naturellement monter également plusieurs unités l'une à la suite de l'autre afin d'augmenter l'effet à obtenir.
Comme l'opération, conforme à la présente invention, de la variation de largeur de la bande de papier ou analogue est continue, il est possible d'insérer une opération de crêpage conforme à la présente invention directement dans une machine à papier ou dans une autre machine à fonctionnement continu,, par exemple dans un enrouleur, dans une machine à découper le papier en travers, dans une calandre, ou dans une machine analogue. On supprime donc le passage par un mécanisme spécial, par exemple par un enrouleur-dérouleur etc....
On obtient les avantages particuliers à cet égard lorsqu'il s'agit du papier à crêpage double, car il est possible, de ce fait, d'assurer en une seule et même opération le crêpage connu au moyen d'un cylindre de crêpage et d'un organe de grattage, et immédiatement à la suite l'opération de crêpage de la présente invention qui crêpe dans un sens perpendiculaire au précédent.
Le procédé de la présente invention peut aussi être utilisé avec avantage pour combattre le retrait qui se produit dans les machines à papier dans lesquelles on fabrique des variétés de papiers à grand retrait,, c'est-àdire pour mieux utiliser la largeur de la machine et
<Desc/Clms Page number 14>
améliorer en même temps la résistance, dans le sens transversal, du papier produit.
Bien entendu, on peut traiter, par le procédé et le dispositif de la présente invention, non seulement des bandes de papier, mais aussi d'autres matières appropriées se présentant sous la forme de feuilles, par exemple des métaux en feuilles et la cellophane.