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La présente invention concerne des machines à envelopper et, plus particulièrement, les machines dites parfois à envelopper en n spirale 'et destinées à envelopper des objets cylindriques lourds, par exemple des rouleaux de papier au sortir de la machine à fabriquer le papier avant leur transport, ces machines fonctionnant de manière à enrouler une bande ou feuille d'une matière d'enveloppe telle que le papier sous forme d'une hé- lice dont les spires successives se recouvrent l'une l'autre.
La présente invention se propose notamment de réaliser une ma- chine de ce type, au moyen de laquelle l'enveloppe en "spirale", qu'on pour- rait plus précisément désigner sous le nom d'enveloppe en hélice, peut être appliquée sur des objets cylindriques lourds rapidement et avec le minimum d'effort de la part du conducteur de la machine, ladite machine permettant en outre d'effectuer facilement l'amorçage de l'opération d'enveloppement et pouvant être facilement réglée pour envelopper en hélice des objets de diamètres ou de longueurs variables.
On comprendra facilement l'invention en se référant aux dessins annexés, qui représentent à titre d'exemple une machine à envelopper de grands rouleaux de papier et dans lesquels :
La fig. 1 est une vue de face de la machine, dont la fondation de support est représentée en coupe verticale, la fig. 2 est une vue en plan de la machine, la fig. 2A est une coupe de détail suivant la ligne 2A-2A de la fig. 2, la fig. 3 est une vue en plan de la partie de la machine qui est située au-dessous du niveau du plancher de travail, la fig. 4 est une coupe verticale de la machine suivant la ligne 4-4 de la fig. 1, en regardant vers la droite, la fig. 5 est une vue analogue à la fig. 4 de la seule partie inférieure de cette figure, mais dont les éléments occupent une position différente, la fig.
6 est une coupe verticale partielle suivant la ligne 6-6 de la fig. l, en regardant vers la gauche, et à plus grande échelle. la fig. 7 est une coupe de détail suivant la ligne 7-7 de la fig. 6, à encore plus grande échelle, la fig. 8 est une vue en perspective de certains des éléments des figs. 6 et 7,
La fig. 9 est une vue partielle en élévation, à plus grande échelle, du rouleau de guidage réglable angulairement, destiné au réglage du "pas" de la feuille d'enveloppe afin de se conformer à des rouleaux de papier de diamètres différents,ce rouleau de guidage étant également représenté sur la fig. 1,
La fig. 10 est une vue de bout partielle des éléments de la fig.
9 en regardant de la droite ainsi que l'indiquent les flèches 10-10, et à la même échelle, la fig. 11 est une coupe transversale suivant la ligne 11-11 de la fig. 9, en regardant vers la gauche, la fig. 12 est une vue schématique de face illustrant un chan- gement de l'angle de l'hélice, et la fig. 13 est une vue schématique montrant le rattrapage du mou d'une feuille de papier d'enveloppe au commencement de l'opération d'enveloppement.
La machine permet d'envelopper de façon continue un lourd rou-
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leau de papier 1 pouvant peser de plusieurs centaines de kilogs jusqu'à une tonne ou plus, de bout en bout au moyen d'une bande ou feuille 2. d'une matière d'enveloppe, ordinairement le papier. La feuille est enroulée autour du rouleau 1 selon une série de spires hélicoïdales 3. se recouvrant et laissant une portion au-delà de chaque extrémité, telle que la portion 4 représentée à gauche sur la fig. 1. On replie et rabat ces portions en saillie contre les extrémités du rouleau afin de les recouvrir totalement ou en partie.
Le recouvrement de la feuille 2 a lieu habituellement sur la moitié de sa largeur, de sorte qu'on obtient deux couches ou épaisseurs protectrices constituées par la matière d'enveloppe. Il est évident toutefois qu'on peut faire varier à volonté le pas de l'hélice. Bien qu'on puisse appliquer l'enveloppe sans fixer par collage les spires contiguës, on applique de préférence une étroite bande 1 d'une matière adhésive bu colle sur la face de dessous de la feuille de faucon à coller ensemble les couches se recouvrant.
De préférence également, on espace quelque peu le bord extérieur de cette colle du bord de la feuille d'enveloppe, ainsi qu'on le voit sur la fig. 1, afin d'empêcher la colle d'être écrasée et refoulée sur la surface de l'enveloppe et aussi afin de ménager une marge non revêtue de colle, ce qui facilite l'enlèvement ultérieur de l'enveloppe.
On commence à enrouler la feuille 2 à l'extrémité de gauche du rouleau de papier 1 (observée sur la fig. 1) en tirant la feuille à partir d'un magasin ou rouleau débiteur 6 sous l'effet combiné de la rotation du rouleau 1 autour de son axe, par un mécanisme qui sera décrit par la suite, et du déplacement simultané d'un chariot 7 de gauche à droite à l'écart du rouleau débiteur 6. Ce dernier est situé d'un côté du rouleau 1 et son axe est perpendiculaire à celui de ce rouleau, et le chariot 7 est muni de dispositifs convenables destinés à diriger de nouveau la feuille 2, latéralement puis vers le bas selon l'angle d'hélice voulu pour produire le recouvrement désiré des couches consécutives, de préférence à moitié ainsi qu'on l'a déjà dit.
Une paire de cylindres 8 servent à supporter et faire tourner le rouleau de papier 1. Ces cylindres tourillonnent à leurs extrémités opposées dans des paliers disposés dans une fosse 10 située au-dessous du niveau du plancher de travail 11. La fosse 10 est ménagée dans une fondation 12 par exemple en béton. Le sommet des cylindres 8 est situé au niveau du plancher11,de sorte qu'on peut rouler dans la position représentée aux figs. 1, 2 et 4 les lourds rouleaux de papier 1 à envelopper sans avoir besoin d'avoir recours à aucun engin de levage.
Les deux cylindres 8 sont entraînés dans le même sens de rotation, comme indiqué à la fig. 3, l'un d'eux étant entraîné par l'autre au moyen d'une chaîne sans fin 13 dont le pignon de commande est fixé sur l'arbre 14 du cylindre 8 avant. ¯L'arbre 14 est lui-même entraîné par une seconde chaïne sans fin 15 entraînée par un pignon calé sur un arbre de sortie 16 d'un réducteur de vitesse 17. Ce dernier comprend un deuxième arbre de sortie 18 susceptible de tourner à une vitesse différente de celle de l'arbre 16.
On peut également faire varier la vitesse de cet arbre au moyen d'un système d'engrenages logé à l'intérieur du réducteur de vitesse, le but de l'arbre 18 étant de communiquer son mouvement au chariot 7, ainsi qu'on le décrira ci-après. L'arbre d'entrée 19 du réducteur de vitesse 17 est commandé à partir de toute source convenable de puissance, telle qu'un moteur électrique 20. par l'intermédiaire d'un second réducteur de vitesse 21.
Lorsque le rouleau de papier 1 à envelopper repose sur les cylindres 8, le bas du rouleau est situé quelque peu au-dessous du niveau du plancher 11. ainsi qu'on peut le voir en comparant les figs. 4 et 5. Par suite, une fois l'enveloppement terminé, il est nécessaire de soulever le rouleau jusqu'à la surface du plancher et en même temps de l'éloigner des cylindres 8. Cette opération est effectuée au moyen d'un éjecteur mécanique 22, lequel comporte une face allongée destinée à venir au contact du rouleau 1 sur une partie sensible de sa longueur et un bâti de support 23 présentant une forme en U convenable et monté de façon à pouvoir pivoter sur des consoles 24 disposées quelque peu en arrière du cylindre 8 postérieur.
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L'éjecteur 22 est actionné au moyen d'un cylindre 25 à fluide comprimé qui est articule en 26 sur un support approprié situé à %'intérieur de la fosse10. La tige de piston 27 de ce cylindre est articulée en 28 sur une traverse du bâti 2,3.. Lorsqu'on admet le fluide comprimé à l'arrière
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du cylindre par un tuyau 29. l'éjecteur 22 est actionné de manière à éjec- ter le rouleau 1 enveloppé, comme le représente la fig. 5. L'admission du fluide comprimé dans l'extrémité opposée du cylindre par un tuyau 30 ramène l'éjecteur dans la position représentée à la fig. 4. Il est évident que l'air ou autre.fluide comprimé est commandé par un mécanisme de soupape approprié (non représenté) situé en un point commode d'actionnement.
Le support du chariot baladeur 7. comprend une poutre en acier
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z en forme d'U quelque peu plus longue que la fosse 1Q et les cylindres 8 et dont les extrémités opposées reposent sur des montants 32 en formant
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un pont entre les dits montants. La poutre ,1, est située à une hauteur suffisante pour permettre d'amener convenablement la feuille de papier 2 vers le bas selon l'angle d'hélice voulu pour obtenir le recouvrement désiré. La poutre 31 est disposée de façon que ses ailes soient dirigées vers le haut afin de constituer une paire de rails pour le chariot baladeur 7.
Ce chariot est muni de roues ou galets 33 qui circulent sur le bord supérieur de l'ailé postérieure de la poutre et de roues 34 qui circulent sur le bord supérieur de l'aile antérieure. Des paires de galets de guidage 35 sont en outre au contact des faces opposées de l'aile antérieure
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de la poutre 31 et servent ànaintenir les roues de support¯33. et 3 sur les bords supérieurs de leurs voies respectives. Un ou plusieurs galets 34a sont au contact du fond de la poutre 31 afin de maintenir positivement le
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chariot 1 en position de fonctionnement. Les galets J2 et 3/,a servent éga- lement à absorber le couple latéral ou de torsion, communiqué au chariot du fait de son action de redirection et de guidage sur la feuille 2.
Le chariot 1 est déplacé vers la droite de la fig. 1 au cours de chaque opération d'enveloppement au moyen d'une chaîne sans fin 36. Cette chaîne passe sur un pignon de chaîne de commande 37 à gauche (figs. 1 et 2)
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et sur un pignon de chaîne fou 38 à droite. Le pignon de commande 37 est entraîné en rotation par un arbre 39 par l'intermédiaire de pignons coni-
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ques Q l'arbre 39 étant lui-même entraîné par une chaîne sans fin 1 à partir du deuxième arbre de sortie 18 du réducteur de vitesse 17. Le mouvement du chariot 7. est ainsi synchronisé avec la rotation du rouleau 1 en cours d'enveloppement.
A l'achèvement d'une opération d'enveloppement, le chariot 7. est ramené à la main de sa position extrême de droite sur l'extrémité de gauche de la poutre 31, et l'on prévoit à cet effet un dispositif destiné à assurer à volonté la mise en prise et hors de prise du chariot avec la chaîne 36. Ce dispositif (voir en particulier les figs. 6, 7 et 8) com-
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prend un élément pivotant !2 articulé en àj sur le chariot 7. et muni sur sa face inférieure d'une paire de dents 44 destinées à pénétrer dans deux maillons adjacents de la chaîne 36.
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Dans la position soulevée de l'élément 1.,2, les dents sont retirées de la chaîne, tandis qu'elles y pénètrent lorsque ledit élément est abaissé. L'élémënt l..2 est actionné d'une position à l'autre au moyen d'une poignée 45 partant du bord d'un petit plateau de manivelle 46 sur la
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face duquel est prévu un maneton 47 relié par une bielle 48 à l'élément (,.,2. On peut saisir commodément la poignée il à partir de l'avant de la machine et lorsqu'elle se trouve dans la position avant, comme représenté aux figs. 1, 2 et 6, le chariot est relié à la chaîne 36. Les dispositifs de guidage et de direction de la feuille de papier 2 consistent en une
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barre de déviation à2 et un rouleau de guidage 0.
La barre 9. est fixe, c'est-à-dire qu'elle ne tourne pas mais qu'elle est au contraire fixée, par exemple par soudage, à une paire de consoles 51 montées sur le chariot 7 et en saillie à l'arrière de ce dernier, l'une de ces consoles étant cour-
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te et l'autre beaucoup pluc longue (fig. 2) de façon à supporter la barre 49 selon un angle de 45 environ avec l'axe du rouleau 1 de papier à envelopper. Le but de la barre 49 est de diriger la feuille 2. d'une direction parallèle à l'axe du rouleau 1 (fig. 2) vers une direction presque, mais non entièrement, perpendiculaire à la première. La barre 49 consiste en un élément tubulaire horizontal de 8 cm. de diamètre environ ou plus et présentant une surface extérieure lisse sur laquelle glisse la feuille 2.
Par ailleurs, le rouleau de guidage 50 peut tourner librement autour de son axe et il est muni à cet effet d'un arbre 52 qui tourillonne dans des paliers @ disposés à ses extrémités opposées (figs. 9-Il). L'axe du rouleau 50 est situé dans un plan de travail qui est parallèle à un plan passant par l'axe du rouleau 1 à envelopper, afin de guider la feuille 2 vers le rouleau 1 selon l'angle d'hélice correct. Les paliers 53 sont supportés par une plaque de bâti 54 pivotant en son centre autour d'un pivot
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2i supporté par une traverse horizontale Z"6. Ceci permet de régler l'axe du rouleau dans son plan de travail afin de pouvoir faire varier l'angle d'hélice. La traverse 2,2, est portée par deux montants 57. et de hauteur inégale, et elle est fixée sur le montant arrière (fig. 11).
La surface postérieure de la plaque 54 repose contre deux surfaces plates parallèles
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.2 et 60 formées sur les extrémités supérieures des montants 57. et 2ê. res- pectivement et qui sont situées dans un plan incliné commun qui détermine le plan de travail du rouleau 50.
Le pivot 55 présente une surface allongée afin d'empêcher la plaque 54 de basculer vers le bas à l'écart d'un contact uniforme avec les surfaces plates 22 et 60. Afin de régler l'angle de l'axe du rpuleau. de .guidage 50 destiné à assurer l'angle d'hélice convenable, par exemple pour la dimension particulière du rouleau 1 à envelopper (fig. 12), on fait tour-
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ner légèrement la plaque 54 sur le pivot 55. dans un sens ou dans l'autre.
On maintient cette plaque dans sa position de réglage au moyen d'unQ'1broche à tête 61 amovible qui pénètre dans l'une quelconque d'une série d'ouvertures 62 aménagées dans l'un des montants, le montant 57 par exemple. Il est évident que lorsqu'on change l'angle d'hélice à la suite d'une modification quelconque, il convient également de régler la vitesse de déplacement du chariot 7. par tour du rouleau 1 ce à quoi on procède en réglant la vitesse de l'arbre de sortie 18 du réducteur 17.
On applique la bande 5. de colle sur la surface de dessous de la feuille 2 au moment où elle quitte le rouleau 50 au moyen d'un galet d'application 63 (fig. 4) dont la partie inférieure plonge dans un réci-
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pient 64 contenant la colle. Le galet est entraîné en rotation à par- tir du rouleau de guidage 50 au moyen d'une chaîne sans fin 65 et de pi- gnons de chai ne appropriés calés respectivement sur l'arbre 52 et sur l'ar-
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bre du galet 63. On peut munir le rouleau de guidage 5 d'un rebord 66 à son extrémité de droite ou inférieure afin d'empêcher la feuille 2 de quitter le rouleau.
Comme représenté, on prévoit une barre de guidage fixe 67 sur le chariot 1 au-dessous du mécanisme d'application de la colle afin de régler la pression de la feuille 2. contre le galet 63 d'application et d'assurer à la feuille un support uniforme sur toute l'étendue de sa largeur.
Le rouleau débiteur 6 de la feuille de papier 2 tourne dans des paliers 68 à tourillons (figs. 1 et 2) qui sont montés au sommet d'un support 69 fixé au plancher à l'arrière de la machine et vers la gauche. En quittant le rouleau 6 :La feuille 2 se dirige vers le haut à travers un mé-
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canisme tendeur d'o elle suit un trajet sensiblement horizontal vers la barre 49 sur le chariot 7. Le mécanisme tendeur z0 comprend un rouleau mobile 71 et deux rouleaux fixes z, lesquels sont montés de façon à pou- voir tourner sur deux traverses fixes 73, lesquelles sont fixées près des extrémités supérieures d'une paire de montants fendus 74 qui reposent sur le plancher ou y sont fixés en arrière du support de gauche 32 de la poutre
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31.
Le rouleau mobile il est muni à ses extrémités opposées de portées pi-
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votantes tourillonnant dans des blocs de palier 75 disposés de fagon à pou- voir coulisser dans les fentes verticales 76 des montants 74. On expliquera le but de ce mécanisme tendeur lors de la description du fonctionnement de la machine.
Une butée 77 est montée d'un côté de la poutre 31 afin de limi- ter le mouvement du chariot 1 vers la gauche et à le placer dans la position convenable pour commencer l'enveloppement du rouleau de papier 1. Prés de l'extrémité de droite de la poutre 31 se trouvp un mécanisme d'interrupteur- limite 78 branché dans le circuit du moteur de commande 20 et actionné par un levier 79 basculé par un galet. L'interrupteur 78 est fermé dans la po- sition représentée en trait plein, tandis qu'il est ouvert dans la position représentée en pointillé, dans lequelle le levier 79 est soulevé au moyen d'une came de commande 80 montée sur le côté avant du chariot 7.
Pendant le fonctionnement de la machine, en supposant que l'enveloppement ait été en partie effectué (figs. 1 et 2) et que la machine continue à fonctionner; le rouleau 1 tourne et le chariot baladeur 2. avance vers la droite sous l'action du moteur de commande 20. Ainsi qu'on le comprend, la feuille 2 est soumise à une certaine tension d'enveloppement sous l'effet du frottement du papier se déplaçant autour de la barre 49 et du poids du rouleau tendeur 71, ce poids étant supporté naturellement par la feuille 2. Toutefois, la plus grande partie de la tension d'enveloppement, destinée à assurer un enveloppement serré et étanche, est assurée au moyen d'un frein à friction 81.
Ce dernier comprend une bande de friction 81 en tissu épais tel que de la toile d'une largeur à peu près égale à celle du rouleau débiteur 6 et disposée de façon à être suspendue en contact de friction avec la surface extérieure ou de gauche de ce rouleau, par exemple au moyen d'une traverse 82 s'étendant en travers de la bande de friction 81 et supportée par un câble 83 à partir du sommet des montants 74. Un poids 84 est suspendu à l'extrémité inférieure de la bande de friction et l'on peut régler et faire varier la valeur de la tension d'enroulement en modifiant la dimension de ce poids.
Un dispositif de friction 85,à peu près analogue à la bande de tension 81 mais plus petit, agit pour presser la feuille de papier contre la surface de la barre 49. Le but de ce dispositif est d'augmenter la tension et d'empêcher la feuille 2 d'onduler entre la barre 49et les rouleaux tendeurs lorsqu'on enveloppe des rouleaux extrêmement longs. Afin de maintenir le dispositif de friction 85 au contact de la feuille 2. on monte des guides 86 sur une tige ?Il dont les extrémités sont supportées au voisinage des extrémités opposées de la barre 49 (fig. 2).
@ Lorsque le rouleau 1 est complètement enveloppé de bout en bout, la spire finale de la feuille 2. s'étend au-delà de l'extrémité de droite du rouleau de façon analogue au prolongement . à l'extrémité de gauche. Lorsqu'on arrive à ce point, la came 80 actionne le levier d'interrupteur 79, lequel ouvre l'interrupteur 78 et arrête le moteur 20 et par conséquent l'ensemble de la machine. Le conducteur de la machine coupe alors la feuille 2, de préférence selon une ligne aussi verticale que possible partant du bord gauche vers le bord droit de la feuille (fig. 13) Il rabat ensuite à la main les portions à à chaque extrémité du rouleau 1, ce qui termine l'enveloppement, et il actionne l'éjecteur 22 afin de soulever le rouleau 1 de la position qu'il occupe entre les deux cylindres 8.
L'impulsion appliquée suffit pour enlever le rouleau 1 de la machine et l'amener par exemple vers un transporteur.
Lorsqu'on coupe la feuille 2, si le poids du rouleau tendeur'71 est suffisant pour surmonter la friction de la feuille autour de la barre 49, il provoque le retrait de l'extrémité de la-feuille du chariot 7, ce qui nécessiterait une nouvelle insertion de la feuille autour de la barre 49 et du rouleau de guidage 50 avant de pouvoir procéder à l'enveloppement et
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du rouleau de papier suivant. On empêche ce retrait de la feuille au moyen d'une came excentrique µla montée sur -La tige 87 au contact de la feuille 2 à travers une ouverture ménagée dans la bande de traction 81 (fig. 2A).
Le bras formant contrepoids qui fait partie de la came 85a sollicite la came contre la feuille, en permettant de tirer celle-ci vers l'avant mais en la bloquant automatiquement lorsqu'elle a tendance à être tirée en arrière. Il s'ensuit que l'extrémité coupée de la feuille 2 reste suspendue au rouleau de guidage 50 à peu près comme représenté sur la fig. 13.
Après avoir coupé la feuille et éjecté le rouleau 1 enveloppé, le conducteur ramène alors la poignée 45 vers l'arrière (fig. 8) de façon à mettre hors de prise le chariot 7. d'avec la chaîne de commande 36. Le conducteur ramène ensuite à la main le chariot 7 le long de la poutre 31 vers la gauche, contre la butée 77 et ramène la ppignée d'embrayage 45 vers l'avant afin de mettre en prise de nouveau le chariot avec la chaîne 36.
Le but du dispositif tendeur 70 est évident au cours de ce mouvement de retour du chariot 7. Ce mouvement rapproche le chariot du rouleau débiteur 6 et produit dans la feuille 2 du mou qui se traduit par la formation d'une boucle verticale sous l'effet du mécanisme tendeur et est rattrappé par le mouvement de descente du rouleau tendeur 71. lequel s'abaisse jusqu'àla position représentée à la fig. 13, en maintenant la boucle tendue et en empêchant la feuille de se tordre ou d'onduler.
Après avoir amené le rouleau 1 suivant à envelopper en position sur les cylindres 1 le conducteur saisitl'extrémité suspendue de la feuille 2 et enroule à la main la première spire de la feuille autour de l'extrémité de ce rouleau. La bande de colle sert à maintenir en place cette première spire. Pour enrouler cette première spire, la boucle de papier formée par le rouleau tendeur 71 peut ou non être entièrement utilisée, selon la dimension du rouleau à envelopper, mais la présence de cette boucle permet de réaliser la première spire de l'enveloppe sous la tension très modérée résultant du poids du rouleau 71, c'est-à-dire que la présence du mécanisme tendeur évite d'avoir à envelopper la première spire sous la forte tension produite par le dispositif de traction 81.
Après avoir terminé le premier tour de la nouvelle enveloppe, le conducteur ferme l'interrupteur de mise en route (non représenté) du moteur 20 et l'enveloppement du nouveau rouleau de papier se poursuit comme précédemment.
Naturellement,l'invention ne doit pas être considérée comme limitée par le mode de réalisation décrit et représenté qui n'en constitue qu'un exemple de réalisation non limitatif.