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" Dispositif de coupage Il
La présente invention a trait à un dispositif de ooupage et,plue particulièrement, à un dispositif de coupage destiné à cisailler progressivement une nappe en mouvement.
L'invention se rapporte, de manière générale, à la technique du sectionnement transversal de nappes qui se déplacent à grande vitesse, comme ce serait le cas du renvidage du papier de soie hygiénique, du papier servant de serviette de toilette, etc... Dans ce domaine, le papier est produit à grande vitesse, dans des machines de production de papier, et il est envidé en une bobine de papeterie qui peut avoir jusqu'à six pieds de dia -
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mètre et une lenteur de plus de huit pieds. Pour donner à cette matière une forme sous laquelle elle peut être mise sur le marché de détail, elle doit être dévidée et, ensuite, renvisée en petites bobines ordinaires.
En ce qui concerne le papier de soie hygiénique, par exemple, les petites bobines ont une longueur de quatre pouces et demi dans les Etats-Unis et le papier est transversalement perforé tous les quatre pouces et demi. Antérieurement, l'opération de la perforation a imposé une limitation caractérisée à la vitesse que l'on peut atteindre pendant l'opération du renvidage et un des buts importants de la présente invention consiste à proposer un appareil perfectionné destiné à supprimer cette limitation.
Un autre but de la présente invention consiste à proposer un élément à lame unique, destiné à être utilisé dans un dispositif de coupage à cisaillement, tel qu'un perforateur de coupage à cisaillement utilisé en conjonction aveo le traitement de nappes continues.
D'autres buts et avantages de l'invention peuvent se voir dans les détails de construction et du fonctionnement, tels qu'ils sont exposés dans la présente description.
L'invention sera exposée en conjonction avec une réalisation illustrative représentée par les dessina annexée.
La figure 1 est une élévation en section partielle d'une partie d'une machine renvideuse qui comporte la construction selon l'invention et qui est spécifiquement adaptée pour perforer transversalement une nappe qui se déplace à grande vitesse.
La figure 2 est un plan supérieur de l'élément supé- rieur de la figure 1 et qui comprend fondamentalement un moyen destiné à supporter des lampes d'enclume.
La figure 3 est une vue en élévation latérale de la structure représentée figure 2.
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La figure 4 est une élévation fragmentaire du rouleau qui constitue la partie inférieure de l'appareil de la figure 1 et qui est fondamentalement schématique, représentant les tranchants de la lame du rouleau par rapport au tranchant de la lame d'enclume.
La figure 5 est une vue fragmentaire agrandie, en section partielle, des lames associée au rouleau ou à l'organe rotatif selon les figures 1 et 4.
La figure 6 est une section fragmentaire de la structure représentée figure 5.
La figure 7 est une élévation fragmentaire d'une des lames de la figure 5 et représentant, suivant diverses lignes de construction, la théorie du fonctionnement de la lame développée.
La figure 8 est une section latéale de alme représentée figure 7.
La figure 9 est une vue schématique des tranchants des lames, indiquant certaines variables utilisées dans l'enseignement selon l'invention.
Dans la représentation donnée, et en se référant en particulier à la figure 1 , la référence 10 désigne, de manière générale, un rouleau à lame ou rouleaux d'appui, et la référence 11 désigne, de manière générale , un organe de support d'enclume, Il faut observer que ces organes sont, en général, ordinaires et bien connus, et qu'on les utilise en tant que partie d'une machine renvideuse. Par souci de brièveté et pour faciliter l'intelligence de l'invention, les détails bien connus du châssis ont été omis des dessins, mais il faut observer que le rouleau 10 est convenablement tourillonné dans le châssis F pur rotation, lorsqu'il se trouve en prise d'enroulement partiel avec une nap- pe qui se déplace avec lui, le châssis F supportant aussi l'organe 11.
Le rouleau d'appui à lame est avantageusement actionné par des engrenages ou analogues ,comme en 10a.
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Le rouleau d'appui 10 est pourvu d'un certain nombre de creux 12 qui s'étendent longitudinalement et qui sont circonféren tiellement espacés. Chaque creux offre une surface d'appui allon- gée 13 qui supporte rigidement une lame flexible 14, éloignée du tranchant 14a. La lame est maintenue contre la surface 13 au moyen d'un bloc de clampage 15 et est positionnée et dimensionnée de manière à saillir légèrement de la périphérie ou de la circon- férence du rouleau 10. Le creux 12 est pourvu d'une partie en creux supplémentaire 16 qui sert à dégager la lame en vue du flé- chissement lorsque celle-ci vient en prise avec une lame d'enclu- me 17, rigidement portée, de manière immobile, par le porte-lame ou support.
Comme on le voit à l'examen de la figure 4, les lames de rouleau 14 sont disposées de manière que leurs tranchants 14a soient parallèles à l'axe du rouleau 10, tandis que la configura- tion développée des tranchants 1?a des lames d'enclume 17 sont voisines d'une hélice. L'angle compris entre le tranchant de l'en clume et l'axe du rouleau d'appui est appelé angle d'hélice de la lame d'enclume, figure 4. L'agencement des lames donne lieu à un point de contact progressif entre les lames de rouleau et les lames d'enclume, le jeu entre les lames étant réglé à un ordre de grandeur d'environ 0,004 pouce, selon le type de la nappe à couper et le degré d'aiguisage des tranchants de lame.
Ainsi, chaque lame de rouleau, '14, vient en prise avec la lame d'enclume 17 correspondanteseulement en un point, à un moment donné, et ce contact actuel progresse le long de la longueur des deux lames correspondantes. Ici, il faut observer que la lame d'enclume a notable une rigidité' par comparaison avec la lame de rouleau 14, une lame d'enclume typique ayant une épaisseur de l'ordre de 1/8 de pouce et étant solidement montée, tandis que la lame de rouleau a une épaisseur de l'ordre de 1/32ème de pouce et est montée de manié- re que le tranchant soit flexible.
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Relativement à l'agencement des lames d'enclume 17, elles peuvent être fixées sous la forme représentée dans laquelle.' elles dessinent approximativement une hélice,par suite de quoi, ' une saule lame d'enclume vient en prise avec une seule lame de rouleau à un moment donné. Suivant une variante, les lames d'enclume peuvent être disposées en gradins de manière que deux ou plusieurs lames d'enclume se prétent à la venue simultanée en prise avec des lames de rouleau correspondantes. Toutefois, il faut observer que, par rapport à chaque lame d'enclume, il y a seulement un point de contact ou de venue en prise avec la lame ,de rouleau qui y correspond, à un moment donné.
De préférence, mais non nécessairement, les lames de Bouleau sont encochées ou pourvues de découpures, telles que cxelle qu'on voit en 18 ( vour figure 5), pour assurer des liaisons dans la nappe qui est transversalement sectionnée. Ces encoches ou ces découpures de liaison peuvent se trouver dans les lames d'enclume et dans ce cas, les lames de rouleau ne sont pas enco- chées. Ces découpures donnent alors lieu à des perforations bien connues que l'on voit dans le papier de soiehygiénique, le papier aervant de serviettes de toilette, etc...
La lame selon l'invention se voit, à une plus grande échelle, figures 5 à ?, et est caractérisée par une dépression centrale ou une partie en creux, comme en 19. On l'obtient en meulant en creux une face mince, s'étendant longitudinalement, de lalame ou les deux faces minces longitudinales.
Ordinairement, les lames de rouleau et les lames d'enclume ont des tranchants rectilignes, De ce fait, le tranchant de la lame d'enclume ne forme pas un segment d'une vraie hélice, mais trace en fait une corde d'une vraie hélice. Par conséquent, lorsqu'une lame de rouleau flexible passe en contact avec la lame d'enclume, il se produit moins d'efforts entre les lames aux points où la corde de la lame d'enclume touche la vraie
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hélice aux bouts de la lame, et il se produit un effort plus grand entre les lames au point où la corde de la lame d'enclume dévie le plus d'une vrai.e hélice, c'est-à-dire au milieu des la- mes.
Il a été déterminé que, par suite de ce facteur et du fait que les lames de rouleau sont plus flexibles à leurs bouts qu'à leur milieu, la force de contact au milieu des lames vaut plus du double de la force de contact qui agit aux bouts des lames lorsque les lames ont été corrextement fixées pour couper sur toute leur longueur de contact. Puisque les lames d'enclume sont fixées pour couper sur toute leur longueur, la force de contact au bout de la lame vaut ce qu'il faut pour couper la nappe.
Ainsi, les centres des lames sont exposées à des forces de contactinutilment élevées, qui servent seulement à augmenter l'usure des lames de rouleau et des lames d'enclume et soumettent les lames de rouleau à des tensions de flexion et de vibration inten- se.
Il a été trouvé que la forme meulée en creux de la lame de rouleau est efficace pour maintenir quasi constante la force de contact entre la lame de rouleau 14 et la lame d'enalu- me 17 corresondante en tous les points du contact mutuel, les lames 14 et 17 étant alignées, comme le montre la figure 4. Des résultats également efficaces de force de contact constante ontre les lames '14 et 17 peuvent être obtenues en meulant en creux, semblablement, la lame d'enclume, mais suivant un contour différent.
De plus, les avantages de l'invention peuvent être obtenus en meulant en creux, de manière complémentaire à la fois les lames d'enclume et les lames de rouleau correspondantes.
Pour obtenir le contour optimum, il faut tenir compte de deux facteurs au cours du meulage en creux. Un de ces facteurs implique la compensation pour le fait que le tranchant rectili- gne de la lame d'enclume ne constitue pas une vraie hélice, mais seulement une ligne qui s'en approche. Pour une lame rectiligne,
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cela provoque une déviation plus grande de là laae 8%) 'II' 6eas$" quent, une force de contact plus grande dans le milieu de la lame que dans les bouts de la 18IIUh Le second facteur implique la Ctlçealâ,ttJ1 tu ll.t' qu'il faut une force pour produire me 'vi..to.f1 te I%UU421%4 d'une lame, moindre que la. force qu'il tut peu? ,"i:
ü.t't la as me déviation au milieu de la lame, pe éà%#pà0, puisque la 3.e est plus rigide au milieu qu'aux bouts% la geââtlbme it 1ft W4Yàoe, t1ou1 est produite du fait de l'intteattion bat" la lut et l'enclume doit dtre intérieure au milieu de la lame qu 'aux bouts dé la lame si la force de contai bât la &ëaë ea e8 àt
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points.
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En outre, il y a pluaieura varialea ,u1 dolvut tftft cOiisidér6e. pour la 4't'mtl:l.fia.tio de la JMtO!Ltê\m ., t\\ '"tU. exacts du iIlj1ti"'t;8 en creux p6Yé' o\\iunil les é6ul%&ë 'HI'Uh t ces variables sont les aulvantee t (1) Ilozslo t'h6L" âe 1% lame d'enoltuet sous lequel les ésoàuaéo 6ea fisses t'a gaz gnées , 51itf9'h d'h611c est ',h8tld pluµ lé &eul!@@ creux doit $tee profond;
(S) l'aagl@ de 110htAgt de 6& (j) la dintance dont la lâàë saillit hera de la OIMPO qUi 1$ 6 au rouleau d'appui 1 (4) le Fayen partnt âa 3L'ax6 fiq "\41êf1\1 d'appui et aboutissant au t:Nlno!1MtI tlé la laaa do h%fàéàà @ ! (5) la forée de erntâot entre à laae et ' e3.u sériée '.P6U couper la nappe dé m&tt1èe aatiefaiëen-ëe ;
ê@@ téhéé ùÉpmw t l'angle dfêfidlumè et de la nappe do papiopq eu aR&lagU6t a @t'1 ror, vttiablê oonatituèa pâ l'âfilê 4thi,@ La variàbié oônstituée par l'angle d'hélio@ do la lut d'encluîae est tp6dialcont ëigniflea-ëif peut lé f@a8i@aRëa@a à grande vitesse o'eat-&a41rê lorsque le ;éPféPé%éuài r@!@RR8 â dèe vitesses supériéure9 à 2000 Pied@ par miftutê. on a '8ijvé que la lame âe ômpâ1t itmédiateBeat aux râfiâ@9 viêaë68) du
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fait de la Vîtèzgé élevée de àé st8 do la ënâfgê 10
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long du tranchant de la lame de rouleau, effet qui est différent de la flexion de la lame de rouleau à l'endroit où elle est clam- pée dans le creux du rouleau d'appui.
En augmentant l'angle d'hélice de l'enclume, on peut réduire la propagation de la char- ge le long de la lame de rouleau, c'est-à-dire que plus grand est l'angle dont la ligne du tranchant de l'enclume dévie de la parallele à l'Axe du rouleau d'appui, plus faible est la vitesse du mouvement de la charge le long du tranchant de la lame de rOU- leua.
A titre d'illustration., dans les constructions antérieures, l'angle d'hélice était de 0,2 pouce pour 4 1/2 pouces de longueur On choisit une longueur de 4 1/2 pouces car, comme il a été dindi- que plus haut, c'est la largeur d'une nappe de papier de soit hygiénique et qu'elle constitue la largeur optimum de la lame, Lorsque l'angle d'hélice est ainsi de 0,2, pouce sur 4 1/2 pouces de longueur, la machine perforante peut fonctionner de manière satisfaisante à une vitesse allant jusqu'à 1500 à 1800 pieds par minute,
LA VITESSE limite supérieure dépendant quelque peu de LA forée de coupage REQUIse. Lorsqu'on augmente l'angle d'hélice pour tenter D'AUGMENTER la vitesse de fonctionnement, l'écart plue grand du contour de la lame d'enclume par rapport à celui d'une vraie hélice donné lieu à une usure excessive de la lame dé rouleau et à une rupture prématurée dé la lame de rouleau, réellement mais l'angle d'hélice d'enolume plue grand supprime/la rupture immédiate que l'en constatait antérieurement des lames de rouleau aux grandes vitesses.
Pouf compenser l'0cart du tranchant de l'enclume par rapport à un segment d'une vrais hélice, la lame de rouleau 14 est meulée en creux à un rayon qui est déterminé par la ±*mule suivante !
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R - rayon du meulage en creux, destiné à compenser l'écart du tranchant d'enclume par rapport à un segment d'une vraie hé- lice.
LB- longueur du tranchant de la lame venant en contact avec une seule enclume.
RR= rayon partant de l'axe du rouleau d'appui et aboutissant au tranchant de la lame -le rouleau.
A décalage du tranchant de l'enclume pour former l'angle d'hé- lice d'enclume,
O angle compris entre (a) la droite tracée sur le surface la plus large de la lame, perpendiculairement au tranchant et coupant ce dernier, et (b) la droite passant par l'axe du rouleau d'appui et coupant le tranchant de la lame, c'est-à- dire l'angle de montage de lame O de la figure 1. Cet angle peut être de 45a pour assurer le meilleur fonctionnement.
Le meulage composé, en 19, est réalisé par une combi- naison du meulage en creux au rayon R et d'un meulage moins pro fond, destiné à compenser la flexibilité supplémentaire des bouts ' de la lame, comme il est indiqué en 20, figure 7. Ainsi, la flexibilité supplémentaire aux bouts de la lame se trouve compen- sée du fait que les bouts saillent plus loin du rouleau d'appui et pressent moins sur l'enclume que la région centrale, de maniére à produire une force de coupe égale le long de l'ensemble du tranchant de la lame de rouleau, La lame de rouleau 14 peut être pourvue de surfaces plates 21 à ses bouts, pour faciliter la
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fabrication et le montage.
Toutefois, la partie en creux s'étend sensiblement sur toute la longueur de la lame suivant une cour- bure progressive dont le sommet se trouve au milieu de la lon- gueur de la lame.
Comme le montre la figure 7, la lame peut être meulée flue le long d'un cote ou des deux, comme figure 5, selon la lame doit ou non être inversée pour offrir quatre tranchants. Si un seul tranchant est requis, le contour meulé en creux peut être quelque peu biseauté, comme le montre la figure 6.
Les lames 14 peuvent être avantageusement construites en acier rapide à outils. La déviation minimum par rapport à un tranchant rectiligne se situe au milieu longitudinal de la lam et, pour une lame d'une longueur de 4 il? pouces et d'une épais- suur de 1/32éme de pouce, ayant une largaur de 7/Sèmes de pouce aux bouts elle vaut 0,0075 pouce pour un angle d'hélice de 0,400 pouce par 4 1/2 pouces et pour un rouleau d'appui d'une circonférence de 27 pouces. En d'autres mots, la largeur de la lame.au milieu est de 0,735 pouce. Pour un angle d'hélice plus grand, on utilise un meulage en creux plus profond, selon l'é- quation donnée plus haut.
Les encoches 18 sont d'environ 1/16éME de pouce, c'est-à-dire de l'ordre de 1 1/2 à 2 épaisseurs de lame. Normalement, vingt-neuf encoches 18 sont utilisées pour chaque lame 14.
Bien que, dans la description ci-dessus, on ait donné une description détaillée d'une réalisation de l'invention dans le but de l'illustrer, bien des modifications des détails ici donnés pourront être apportées par des personnes versées dans cette technique, sans s'écarter de l'esprit et du domaine de l'invention.
REVENDICATIONS.
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