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Pour la comptabilité moderne et la technique des machines à car- 'tes poinçonnées, il est important que les perforations de trous et les perfo- rations de pliage soient précises en ce qui concerne leur forme et leur empla- cement afin que les trous correspondants viennent se placer les uns en re- gard des autres quand les feuilles de papier sont pliées ou empilées les unes au-dessus des autres pour la production simultanée de plusieurs copies au carbone. Conformément à la méthode de perforation usuelle, les trous sont formés en enlevant, par poinçonnage, les parties correspondantes du papier à l'aide de poinçons perforateurs. Il est également connu de former des per - forations d'arrachement en faisant des incisions dans le papier à l'aide de couteaux, auquel cas on n'enlève pas de matière de la feuille de papier.
La méthode de poinçonnage présente, .*en plus des difficultés de fabrication, certaines difficultés en ce qui concerne la possibilité de former des trous avec des bords nets. De plus, on a constaté qu'il est difficile, à l'aide de la méthode de poinçonnage, de former.des perforations de pliage qui soient exactement perpendiculaires aux bords des feuilles de papier définitives.
Ces imperfections dans les feuilles définitives ou les empilages formés avec celles-ci, provoquent souvent des arrêts de fonctionnement des machines de comptabilité et analogues.
L'invention a pour but d'écarter les inconvénients susindiqués. L' objet de l'invention est,en substance ,caractérisé par le fait que le papier est mis en contact avec une patrice dont les parties en relief ont des faces d'extrémité dont la forme correspond à celle des trous à perforer, les par- ties du papier, qui prennent appui sur ces faces d'extrémité, étant enlevées par un ou plusieurs outils propres à détacher des copeaux de papier pendant que le papier et la patrice'se déplacent ensemble par rapport aux outils.
La patrice a, de préférence, la forme d'un rouleau rotatif, la bande de pa- pier étant entraînée autour dudit rouleau dans une position dans laquelle elle repose sur ses parties en relief et étant soumise à l'action d'un ou de plusieurs outils rotatifs établis à poste fixe et constitués, de pré- férence, par des fraises ou des couteaux rotatifs dont les lames tranchan- tes sont obliqués par rapport à l'axe de rotation. L'enlèvement de la ma- tière en papier peut également avoir lieu par un effet de raclage ou de meulage, par exemple à l'aide d'une meule cylindrique. Généralement, on peut utiliser n'importe quel outil par lequel la matière en papier peut être enlevée sous forme de copeaux ou analogues.
Le rouleau formant la patrice et l'outil tournent, de préférence, dans des sens opposés, de-sorte que le papier et les arêtes tranchantes agissent sur celui-ci se déplacent dans le même sens, l'outil tournant à une.vitesse multiple de celle.du'rouleau for- mant la patrice. Les parties en relief, supportant le papier, ont de préfé- rence la forme de doigts ou d'ergots établis sur la face cylindrique du rou- leau,la forme de leurs faces d'extrémité correspondant à celle des trous à perforer et ces faces se trouvant sur des surfaces cylindriques coaxiales au rouleau.
Les dessins ci-annexés montrent, à titre d'exemple, une machine per- foratrice établie conformément à l'invention.
- la figure 1 montre, en élévation, les emplacements mutuels des organes faisant partie de la machine perforatrice établie selon l'invention; - les figures 2 et 3 montrent, à plus grande échelle et en coupe,, des phases différentes de la formation des trous; - la figure 4 montre, en élévation, un outil en forme de fraise, pour enlever des copeaux de papier, - la figure 5 montre, en coupe axiale, le rouleau formant la pa- trice et la fraise.
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Sur la figure 1, une bande de papier 2 est déroulée d'une bobine 1 et passe sur un rouleau fou 3 avant de contourner la périphérie de la sur- face cylindrique 5 de la patrice 4. Celle-ci porte des petits doigts et/ou ergots 6, faisant saillie sur la face du rouleau et occupant des positions correspondant à celles des trous que l'on veut percer dans la bande de papier 2, ces doigts ou ergots ayant des surfaces d'extrémité dont la forme corres- pond à celle des trous à perforer. Les ergots ont une hauteur, par rapport à la surface du rouleau, qui est seulement un peu plus grande, par exemple de 1,1 mm, que l'épaisseur du papier, cette hauteur étant exagérée sur le des- sin. Pour l'exemple montré, les ergots ont une forme conique, leur section transversale allant en diminuant vers l'extérieur.
Le papier repose donc, en partie, sur les extrémités libres desdits doigts ou ergots et, en partie, sur les portions de surface cylindrique de la patrice qui se trouvent entre les ergots. La patrice 4 tourne dans le sens indiqué par la flèche 7 et entraîne la bande de papier 2 en tournant.
Pendant la rotation de la patrice 4, la bande de papier rencontre d'abord une fraise cylindrique 8 avec des arêtes tranchantes ou couteaux 9 (figure 4) disposés suivant des hélices, pour agir sur les parties de la bande de papier qui reposent sur lesdits ergots 6. La fraise 8 tourne dans le sens indiqué par la flèche 10 et sa vitesse périphérique est plusieurs fois plus grande que celle de la patrice 4 les parties périphériques de la fraise 8 et de la patrice 4 tournant dans le même sens.
La distance entre les arêtes tranchantes de la fraise et les faces d'extrémité 11 des ergots est choisie de manière telle que les lames tranchantes 9 de la fraise 8 pé- nètrent dans le papier sur une profondeur correspondant à environ neuf dixièmes de l'épaisseur du papier, Un dispositif, pour régler avec précision la fraise par rapport à la face d'extrémité des ergots, est décrit plus loin à l'aide de la figure 5'
On voit sur la figure 2 que la face d'extrémité 11 des ergots 6, qui se trouvent en regard de la fraise 8, fait, partie d'une surface cylindri- que coaxiale à l'axe de la patrice 4:- La face 'd'extrémité 11 comporte une cavité 12, en forme de cuvette, délimitée par une partie marginale annulai- re 13 de ladite face.
Quand une des lames tranchantes 9 rencontre d'abord la bande de papier 2, cette rencontre a lieu à gauche de l'ergot 6 (figure 2).
La lame pénètre dans le papier et atteint la profondeur de pénétration la plus grande quand elle passe par le plan dans lequel se trouvent les axes de patrice 4 et de la fraise 8. Pendant que lalame tranchante 9 continue à tourner dans le sens de la flèche 10, elle enlève un copeau en laissant sub- sister un bord déchiré 14 dans la bande de papier. La lame tranchante suivan- te attaque immédiatement à droite de la première entaille, puisque l'ergot . s'est alors déplacé quelque peu vers la gauche dans le sens de la flèche 7.
Ces opérations de découpage continuent jusqu'à ce que l'ergot 6 et la partie correspondante de la bande de papier aient dépassé la zone dans laquelle tra- vaille la fraise.Comme dit plus haut, les lames tranchantes pénètrent dans le papier sur une profondeur correspondant à peu près aux neuf dixièmes de l'épaisseur de celui-ci, cequi affaiblit le papier, de sorte que les fibres restantes sont arrachées en même temps que les copeaux détachés,laissant ainsi subsister des trous dégagés. La cavité 12 a pour but de réduire le travail de découpage effectif, la totalité de la partie du papier se trou- vant en regard de l'ergot n'étant pas découpée mais seulement la partie du papier reposant sur la face annulaire 13.
Après que le papier a été percé à l'aide de la fraise 8, les bords du trou doivent être égalisés par l'enlèvement des résidus des fibresqui subsiste@auxbordset forment une frange de fibres arrachées orientées oblique- ment vers l'avant dans le sens du mouvement du papier. A cet effet, on a recours à une autre fraise 15 occupant une position décalée angulairement
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vers l'avant par rapport à la patrice 4. Cette fraise est analogue àla frai- se 8 mais elle tourne en sens inverse approximativement à la même vitesse an- gulaire que la fraise 8.
Dans la position montrée sur la figure 3, l'ergo't
6 et la partie correspondante du papier ont avancé vers la fraise 15 par sui- te de la rotation'de la patrice 4' Les lames tranchantes 16 tournent dans le sens montré par la flèche 17, c'est-à-dire vers les résidus de fibres qui subsistent aux bords du trou, ces résidus étant découpés en même temps que le bord déchiré 14 formé auparavant. Les bords sont ainsi débarrassés complètement des fibres qui y adhèrent.
Par cette opération de 'découpe, les bords du trou sont coupés obliquement de manière à former des parties marginales 17a, quelque peu af- faiblies, à l'extérieur de la face d'extrémité 11, comme visible sur la fi- figure 3. Pour renforcer les bords du trou et pour leur donner leurs dimen- sions définitives, le papier est refoulé, à l'aide d'un rouleau formant matri- ce 18, dont la surface cylindrique 19 porte un revêtement en une matière élastique, vers l'intérieur contre la face cylindrique 5 du rouleau 4. Les faces latérales 19a des ergots sont légèrements coniques et leurs dimensions sont telles que leur base corresponde à la surface des trous de perforation définitifs. En serrant la bande de papier contre la face cylindrique du rou- leau 4, les bords affaiblis'17a des trous sont refoulés vers l'extérieur con- tre et dans les parties voisines du papier.
A cause de la pression puissante avec laquelle la matrice 18 appuie sur le rouleau 4, les parties marginales des trous de perforation deviennent entièrement lisses, A cause des compres- sions, effectuées simultanément des bords, ces parties marginales ont une résistance notablement plue grande que celle obtenue par un poinçonnage. Le rouleau 18 a le même diamètre que le rouleau 4 et est, de préférence, relié à celui-ci par une transmission à engrenages indiquée en traits mixtes 20.
Quand l'opération de pressage est terminée, la bande de papier 2 s'écarte du rouleau 4 et des ergots 6 et suit la surface du rouleau formant matrice 19 sur à peu près la moitié de sa périphérie, après quoi elle est enroulée ou pliée de la manière usuelle.
Des perforations de pliage peuvent être obtenues de manière similai- re en établissant une rangée de pointes sur la face cylindrique du rouleau formant patrice, cette rangée de pointes étant parallèle à l'axe de rotation de celui-ci et les pointes faisant saillie sur la face cylindrique 5 sur une longueur égale à la hauteur des ergots 6. Afin que ces perforations de plia- ge soient exactement perpendiculaires à la bande de papier définitive, on a recours à deux couteaux fixes 21 (figure 1) écartés l'un de l'autre d'une distance égale à lalargeur de la bande de papier définitive.
Ces couteaux pénètrent dans les ergots 22,23 (figure 5) Ménagées dans la face 5 du rou- leau et découpent la bande de papier initiale d'une manière nette le long de deux plans parallèles,, perpendiculaires à l'axe du rouleau 4, les bords de la bande devenant ainsi parallèles entre-eux et exactement perpendiculai- res à la rangée de trous. On obtient ainsi l'avantage considérable que les déplacements latéraux et les torsions possibles de la bande de papier initi-- ale n'ont aucune influence nuisible sur les dimensions et la répartition des trous de la bande de papier définitive.
En vue de maintenir des tolérances étroites entre les lames tran- chantes 9, 16 et les faces terminales 11 des ergots 6, certaines mesures doivent âtre prises en ce qui concerne le montage des fraises par rapport au rouleau formant patrice. La figure 5 montre comment ce montage a lieu en pratique.
Des tourillons 25, pour l'arbre 26du rouleau formant patrice 4, sont logés dans un châssis 24. L'arbre 29 de la fraise 8 est monté, d'une manière analogue, dans des tourillons 28 qui, à leur tour, sont logés dans les ouvertures excentrées d'anneaux 27 logés dans le châssis 24 et réglables
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dans différentes positions angulaires. Quand on fait tourner simultanément, les deux anneaux 27, on peut faire varier la distance entre les lames tran- chantes 9 et les faces d'extrémité des ergots 6. Toutefois, à cause du jeu, pratiquement inévitable, dans les tourillons 25, 28, un jeu réglable, entre les lames tranchantes et les ergots, ne peut être maintenu pendant le mou- vement angulaire quelle que soit la perfection des dimensions de ces lames tranchantes et des ergots.
Pour cette raison, des roulements à billes ou à rouleaux 30 sont établis entre le rouleau 4 et la fraise 8, ces roulements comprenant des cages 31 meulées avec précision par rapport à l'axe de la fraise. Ces cages peuvent rouler sur des chemins 32 montés sur les extrémités du rouleau 4 et meulées exactement par rapport à l'axe du rouleau. La hau- teur des chemins de roulement 32 au-dessus de la face 5 du rouleau et la distance des cages 31 à la face cylindrique de la fraise sont choisies de manière telle que l'on obtienne le jeu voulu entre les lames tranchantes et les ergots quand les positions 31 sont régléespar les anneaux excentrés 27, de manière à prendre appui sur les chemins de roulement 32.
Comme les cages des roulements de la fraise sont serrées avec une pression contre les chemins de roulement du rouleau 4, tous les mouvements, qui sans cela pour- raient se produire par suite d'un jeu dans les tourillons 25 et 28, sont en substance éliminés entre la fraise et le rouleau.
Les chemins de roulement 32 sont un peu plus larges que les cages 31, afin que la même surface de roulement soit conservée même dans le cas d'un déplacement axial de la fraise.,-Un tel déplacement de la fraise est parfois nécessaire pour obtenir une mesure plus uniforme des couteaux ou arêtes tranchantes. Ce déplacement peut se faire à la main ou automatiquement.
Dans ce dernier cas, la fraise peut être animée d'un mouvement de va-et-vient dans le sens axial.
Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'applica- tion, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverse parties ayant plus spécialement été indiqués, elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes Par exemple, la patrice peut être plane au lieu d'être cylin- drique pour pouvoir perforer des feuilles de papier et, dans ce cas, les fraises sont déplaçables par rapport à la patrice fixe ou cette dernière ainsi que la feuille de papier peuvent être déplacées ensemble par rapport aux fraises fixes.