Transporteur à rouleaux par gravité
L'invention concerne un transporteur à rouleaux par gravité, dans lequel un ou plusieurs rouleaux sont des rouleaux de freinage destinés à limiter la vitesse maximum du déplacement de la charge entraînée par la gravité le long du transporteur; chaque rouleau de freinage se compose d'une enveloppe cylindrique creuse contenant un liquide ralentisseur, montée avec une possibilité de rotation autour d'un axe horizontal et dans laquelle est disposé un élément de freinage immobilisé en rotation.
La périphérie de cet élément de freinage est pourvue d'une ou de plusieurs parties freinantes dont les faces les plus éloignées, en sens radial, sont incurvées autour d'axes excentrés par rapport à l'axe de rotation de l'enveloppe du rouleau, cela de façon qu'il existe entre la face intérieure cylindrique de cette dernière et la périphérie de chaque partie freinante, un espace contenant le liquide ralentisseur, la section de cet espace diminuant dans le sens de rotation du rouleau et coopérant avec le liquide pour exercer un effet retardateur sur les charges entraînées par la gravité le long du transporteur à rouleaux.
Dans les transporteurs connus de ce type, le liquide ralentisseur est une huile de pétrole et l'élément de freinage comprend un arbre central, immobilisé en rotation, pourvu de deux ailettes diamétralement opposées s'étendant vers l'extérieur en sens radial, et d'épaisseur relativement faible, par exemple de l'ordre de 3 mm. De ce fait, et du fait aussi que la périphérie de l'une au moins des ailettes doit à tout moment plonger dans l'huile, le volume d'huile nécessaire par unité de longueur du rouleau de freinage atteint une valeur substantielle; l'huile doit arriver à un niveau égal approximativement au tiers du diamètre intérieur du rouleau pour que la périphérie de l'une au moins des ailettes soit toujours plongée, au moins partiellement, dans cette huile.
Par ailleurs, étant donné l'épaisseur relativement faible des ailettes, leur présence ne diminue pas de façon appréciable le volume de l'huile nécessité par la profondeur réellement substantielle qu'elle doit occuper dans le but ci-dessus.
Un tel agencement est tout à fait satisfaisant lorsque le transporteur fonctionne à la température de la pièce ou à une température qui ne la dépasse pas de façon appréciable, c'est-à-dire aux températures bien inférieures à 270 C auxquelles la viscosité, et par conséquent l'effet retardateur de l'huile de pétrole, sont conservés.
Mais, quand la température de l'huile avoisine ou dépasse 270 C environ, sa viscosité est réduite brutalement et si fortement que l'effet de ralentissement est tout à fait inadéquat.
Bien qu'il soit possible, dans une certaine mesure, de compenser cette réduction de l'effet de ralentissement en augmentant la longueur des rouleaux, il arrive fréquemment que l'emplacement ou le tracé du transporteur ne le permette pas. En conséquence, il est nécessaire, en général, quand on envisage d'utiliser le transporteur pendant une durée appréciable à des températures qui sont par intermittence voisines ou supérieures à 270 C, de se servir comme liquide ralentisseur au lieu d'huile minérale, d'un liquide considérablement plus coûteux, tel qu'une huile de silicone par exemple, dont le prix est tout à fait prohibitif si on conserve la concep,- tion connue des rouleaux de freinage impliquant la mise en oeuvre d'un volume substantiel de liquide par unité de longueur.
Cet inconvénient peut être éliminé grâce à un rouleau qui, conformément à l'invention, comprend dans une enveloppe rotative, un élément de freinage ayant à sa périphérie la forme d'un ou plusieurs lobes, plutôt que d'ailettes, la circonférence circonscrite à cet élément de freinage étant proche de la face intérieure cylindrique de l'enveloppe du rouleau et l'élément de freinage étant d'une constitution fermée exempte de cavités accessibles au liquide ralentisseur, de sorte que la majeure partie au moins du volume intérieur de l'enveloppe est occupée par l'élément de freinage, chaque lobe ayant une face extérieure convexe dont le centre de courbure est excentré par rapport à l'axe de rotation de l'enveloppe de telle manière que cette face convexe se rapproche de la face intérieure de l'enveloppe dans le sens de rotation de celle-ci,
et le liquide ralentisseur garnissant le rouleau ayant un niveau dans le rouleau tel que pendant sa rotation l'un au moins des lobes plonge au moins partiellement dans le liquide.
L'invention se distingue des rouleaux déjà connus par les caractéristiques principales suivantes: - l'élément de freinage est pourvu d'un ou de plusieurs
lobes au lieu d'ailettes; ces lobes ont nécessairement,
en raison même de leur forme, un volume substan
tiellement supérieur par unité de longueur à celui des
ailettes; - la forme de l'élément de freinage pourvu de lobes est
telle que le volume qu'il occupe est une fraction im
portante du volume total intérieur du rouleau, au
lieu d'en être une fraction minime comme dans le
cas des rouleaux antérieurs.
En conséquence, grâce à l'invention, bien que l'intérieur du rouleau puisse être rempli d'un liquide ralentisseur jusqu'à un niveau comparable à celui observé dans les rouleaux classiques, en raison de l'extension de la périphérie de l'élément de freinage jusqu'à proximité de l'enveloppe du rouleau, ce liquide n'occupe seulement en fait qu'un espace incurvé de faible épaisseur radiale, par exemple de 3 à 5 mm. I1 s'étend sur la partie momentanément la plus basse de la face intérieure de l'enveloppe du rouleau et le volume réel qu'il occupe, par unité de longueur, pour un diamètre donné du rouleau, est notablement inférieur à celui auquel donnait lieu l'agencement antérieur. En variante, on peut même remplir complètement de liquide l'espace existant entre la face intérieure de l'enveloppe et la périphérie voisine de l'élément de freinage.
Même lorsque cet espace est complètement, ou presque complètement, rempli de liquide, l'économie réalisée grâce à l'invention sur le volume de liquide par unité de longueur du rouleau pour un même diamètre de celui-ci est de l'ordre de 70 à 90 O/o.
De préférence, l'élément de freinage est muni de plus d'un lobe, par exemple de quatre, espacés circonférentiellement, l'existence de lobes supplémentaires, trois dans cet exemple, produisant les deux effets importants suivants: - Il en découle une augmentation supplémentaire de
la proportion du volume total intérieur du rouleau
occupé par l'élément de freinage.
pour un diamètre et une longueur donnés du rou
leau, l'accroissement de l'effet retardateur du liquide
est tel que pendant la rotation, si le rouleau n'est
que partiellement rempli de liquide, celui-ci est
chassé vers l'extérieur et maintenu en contact avec
la face intérieure de l'enveloppe, de sorte qu'il est
mis simultanément en contact avec tous les lobes et
que ceux-ci coopèrent totalement avec l'enveloppe
du rouleau et le liquide qui se trouve entre eux pour
produire le ralentissement désiré de la rotation du
rouleau.
Le rouleau est, de préférence, presque complètement rempli de liquide, de façon qu'on obtienne au même moment un contact total avec tous les lobes et, par suite, un effet maximum de freinage.
Lorsque l'élément de freinage comporte un seul lobe, celui-ci peut être disposé de façon hélicoïdale à la périphérie de cet élément.
Du fait que l'élément de freinage est muni d'un ou de plusieurs lobes et se présente avec une forme plutôt épaisse, par opposition à la forme des ailettes relativement minces, il peut être fabriqué en totalité, y compris les lobes, comme une pièce pleine monobloc, en matière plastique appropriée au lieu de métal, par exemple par une opération d'extrusion ou de moulage.
Par conséquent, l'invention permet d'obtenir les avantages constructifs suivants: - on peut donner une précision accrue à la forme et
aux dimensions générales de l'élément de freinage; - en cas de contact entre cet élément et la face inté
rieure de l'enveloppe du rouleau par suite d'un flé
chissement sous l'action d'une charge, le résultat est
moins grave que ce ne serait le cas si, comme dans
la technique antérieure, l'élément était construit en
acier doux; en effet, quand il est fabriqué en ma
tière plastique et qu'un tel contact se produit, l'élé
ment joue par rapport à la face intérieure de l'enve
loppe du rouleau, le rôle d'un palier de support à
faible frottement.
S'il existe de légères irrégularités
sur la face intérieure de l'enveloppe, son contact pen
dant la rotation, dans les conditions ci-dessus, avec
un élément de freinage en matière plastique, fait que
la surface de ce dernier se conforme à la face inté
rieure légèrement irrégulière de l'enveloppe, de sorte
que la libre rotation du rouleau n'est pas entravée.
On donnera maintenant, uniquement à titre d'exemple, une description de plusieurs modes de réalisation de l'invention. On se référera aux dessins annexés dans lesquels:
la fig. 1 est une vue de côté en élévation d'un transporteur à rouleaux comprenant plusieurs rouleaux de freinage conformes à l'invention;
la fig. 3 est une vue en coupe selon 3-3 de la fig. 2;
la fig. 4 est une vue en élévation de l'extrémité du rouleau de freinage de la fig. 2;
les fig. 5 et 6 sont des vues en coupe de deux autres modes de réalisation d'un élément de freinage pouvant être incorporé au rouleau de la fig. 2;
la fig. 7 est une vue semblable à la fig. 4, montrant une variante de montage d'un rouleau de freinage;
la fig. 8 est une vue en plan et en coupe d'une partie d'un rouleau de freinage conforme à l'invention, montrant une autre variante de montage de ce dernier sur le bâti du transporteur.
On se reportera d'abord aux fig. 1 à 4, sur lesquelles on peut voir un transporteur à rouleaux par gravité comprenant un bâti principal 6 sur lequel sont montés, libres en rotation autour d'axes parallèles, une pluralité de rouleaux; ceux qui sont situés à une extrémité du bâti sont à un niveau supérieur aux autres, ce qui permet l'entraînement par la gravité des charges 7 à déplacer.
La plupart de ces rouleaux, les rouleaux 8, sont entièrement libres de tourner sur leur support, ainsi qu'il est connu, mais certains d'entre eux, désignés par la référence 9, sont des rouleaux de freinage qui sont disposés chacun entre deux rouleaux fous 8.
Chaque rouleau de freinage 9 est supporté par une chape de montage 10, ayant substantiellement la forme d'un U, qui est fixée au bâti 6 du transporteur. Les deux branches verticales 11 de la chape 10 portent chacune un tourillon 12 sur lequel est monté pivotant, entre ses deux extrémités, un bras 13 porteur de rouleau, dont une extrémité est réunie à la partie supérieure d'un ressort de traction 14. Ce dernier est attaché par son autre extrémité à la chape 10, de manière à tendre vers le haut l'extrémité opposée 15 de chaque bras 13; sur ce bras est bloquée, sans possibilité de rotation, l'extrémité d'un arbre 16 sur lequel est monté un rouleau de freinage 9.
Chaque rouleau de freinage se compose d'une enveloppe cylindrique creuse 17 qui est, de préférence, fabriquée en acier doux et dont les extrémités opposées sont supportées de façon classique, à chaque extrémité de l'arbre 16, par des roulements à billes ou autres à faible friction 18; chacune des extrémités de l'enveloppe 17 est garnie, à l'extérieur du roulement à billes, d'un joint 19 de retenue d'huile et de protection contre les poussières.
Entre les côtés intérieurs de chacun des roulements 18 s'étend un élément de freinage 20, fabriqué en matière plastique moulée ou extrudée, de façon à se présenter comme une forme pleine à l'exception d'un trou central destiné à recevoir l'arbre 16 sur lequel cet élé ment est calé; ce résultat s'obtient en donnant à l'arbre 16 et au trou central de l'élément 20 des formes semblables non circulaires, par exemple une forme hexagonale ou carrée.
La longueur en sens axial de l'élément de freinage 20 n'est inférieure que d'une faible quantité à la distance qui sépare les deux roulements 18 et le diamètre extérieur de cet élément n'est que légèrement plus faible que le diamètre intérieur de l'enveloppe 17. En conséquence, le volume occupé par l'élément 20, y compris la partie de l'arbre 16 qui y est introduite, est une fraction importante du volume intérieur de l'enveloppe 17, mesurée entre les deux coussinets 18 lorsque cette enveloppe est vide, l'élément 20 et l'arbre 16 étant enlevés.
L'élément de freinage 20 présente à sa périphérie, sur sa face inférieure, un lobe 21 ayant une face extérieure convexe 22, dont le centre de courbure est excentré par rapport à l'axe de rotation de l'enveloppe 17.
Cette face convexe 22, située à la partie inférieure de l'élément de freinage 20, se dirige vers la face intérieure voisine 23 de l'enveloppe cylindrique du rouleau, le sens de la convergence étant le même que le sens de rotation de l'enveloppe 17 représenté par une flèche sur la fig. 3.
I1 existe ainsi entre les faces 22 et 23 un espace 24 de faible épaisseur radiale, par exemple de 3 à 5 mm, contenant de l'huile de silicone ou un autre liquide ralentisseur; cet espace se trouve au voisinage de la partie inférieure de l'élément de freinage 20, c'est-à-dire au voisinage de la partie de l'enveloppe 17 qui est momentanément au niveau le plus bas, et il présente, dans le sens de rotation de l'enveloppe, une section droite dont la surface se réduit progressivement, la surface minimum 25, d'épaisseur inférieure à 3 mm étant située à l'endroit le plus bas, c'est-à-dire substantiellement à l'aplomb de l'axe central de l'arbre 16.
Cet espace 25, de largeur minimum, qui s'étend sur toute la longueur axiale de l'élément de freinage 20, est destiné à recevoir avec la partie voisine de l'espace convergent 24 de la coquille 21, de l'huile de silicone 26 ou un autre liquide ralentisseur de prix élevé qui n'est pas affecté par une température élevée de fonctionnement.
Comme il n'existe, comme on le voit sur la fig. 3, qu'un unique lobe 21 à la partie inférieure de l'élément de freinage 20, il n'est absolument pas nécessaire de remplir au-dessus du niveau de ce lobe le volume relativement petit existant entre la face intérieure de l'enveloppe 17 et l'élément de freinage 20.
Quand l'élément de freinage est muni de plus d'un lobe 21, par exemple de deux ou quatre équidistants comme on le voit sur les fig. 5 et 6, avec deux ou quatre espaces convergents associés 24, la totalité de l'espace existant entre l'enveloppe 17 et l'élément de freinage 20 est, de préférence, substantiellement remplie d'huile, de façon qu'il existe à tout moment une mince couche de liquide entre chacun des différents lobes 21 et la face intérieure voisine du rouleau 17.
En variante, dans le cas où il existe plus d'une protubérance, on peut prévoir que seule la protubérance la plus inférieure peut être à tout moment immergée dans l'huile et on peut compter sur l'entraînement en rotation exercé par l'enveloppe sur l'huile, tendant à la répandre sur toute sa face intérieure entre cette dernière et chacune des autres protubérances, pour que celles-ci aient un effet réel de ralentissement sur la rotation du rouleau.
Quand l'enveloppe du rouleau est remplie complètement ou partiellement d'huile de silicone, chaque fois que le rouleau tourne, l'huile est forcée dans l'espace convergent 24 et dans l'espace de section minimum 25 entre chaque lobe 21 et l'enveloppe; de cette façon, le liquide est continuellement soumis à des forces de cisaillement telles que des couches distinctes en sont continuellement séparées ou arrachées et réunies à nouveau après une séparation momentanée, ce qui, en raison de la viscosité inhérente à l'huile, produit un ralentissement substantiel de la rotation de l'enveloppe 17.
Le montage décrit ci-dessus de chaque rouleau de freinage 9 sur les bras pivotants 13 donne la possibilité de déplacer ce rouleau dans une direction substantiellement perpendiculaire au plan de circulation des charges au lieu de le laisser libre de se déplacer vers l'avant du transporteur.
L'agencement est tel que, sous la contrainte du ressort de traction 14 faisant partie du montage visible sur les fig. 1 à 4, la face supérieure de chaque rouleau de freinage 9 est normalement tenue à une faible distance au-dessus du plan incliné P-P sur la fig. 1, auquel la face supérieure de chacun des rouleaux fous 8 est tangente.
Cette disposition donne l'assurance que, même si la face intérieure de la charge transportée n'est pas tout à fait plane, si elle est, par exemple, légèrement concave, les rouleaux de freinage viennent en contact avec cette face, sont entraînés en rotation par la charge en déplacement et retardent ainsi cette dernière.
Lorsque le rouleau de freinage est venu en contact avec une charge circulante 7 qui le fait tourner, il est pressé contre elle par l'intermédiaire de l'arbre 16, qui est lui-même bloqué sur les bras pivotants 13 et maintenu ainsi en contact de freinage avec cette charge sous l'effet du couple retardateur développé entre l'enveloppe 17 du rouleau et l'élément de freinage 20. Ce couple tend à repousser le rouleau de freinage 20 vers le haut dans une direction substantiellement perpendiculaire au plan P-P contre l'action du poids de la charge circulante, momentanément supportée par ce rouleau, de sorte que celui-ci est parfaitement repoussé et ainsi maintenu en parfait contact de ralentissement avec la face inférieure de la charge.
Etant donné que chaque rouleau de freinage 9 est tiré par le ressort 14 qui lui est associé dans une direction qui place sa face supérieure audessus du plan P-P mentionné précédemment, le contact défini ci-dessus entre chaque rouleau de freinage et la charge circulante est toujours assuré.
Bien que les ressorts 14 soient intentionnellement de force faible, le couple de ralentissement et la pression du rouleau sur la face inférieure de la charge augmentent avec l'accroissement de la masse de cette dernière, étant donné que le couple ralentisseur développé dans chaque rouleau de freinage est proportionnel à l'énergie cinétique et à l'accélération de la charge circulante.
En donnant par construction à chaque ressort 14 une force faible au lieu d'une force importante, on est certain que même la charge la plus légère est susceptible d'être transportée, puisque les rouleaux de freinage 9 peuvent être déplacés vers le bas par rapport aux rouleaux voisins libres en rotation; on a, de cette façon, l'assurance que les rouleaux 9 ne se projettent pas audessus du plan P-P et n'empêchent pas le libre passage d'une charge circulante de faible masse ou même, comme ce serait possible, n'interrompent pas son déplacement.
Une variante de montage des rouleaux de freinage 9 est visible sur la fig. 7. Elle garantit que les rouleaux sont maintenus en parfait contact avec toute charge circulante, y compris les charges lourdes ayant une énergie cinétique considérable et/ou une accélération élevée; chaque extrémité de l'arbre 15 est supportée par une came 27 en forme de volute ayant une face extérieure 28 dentée qui engrène avec une crémaillère fixe 29. La forme de la came est telle que l'arbre 15, ainsi que le rouleau 9, sont déplacés angulairement à partir de la position représentée en trait plein jusqu'à la position représentée en trait mixte sur une faible distance qui est proportionnelle à l'angle dont tourne la came 27 sous l'effet du couple développé, comme décrit ci-dessus, entre l'enveloppe 17 du rouleau et l'élément de freinage 20 sous l'action d'une charge lourde en circulation.
Ainsi, même dans le cas d'une charge importante, les rouleaux de freinage sont maintenus parfaitement en contact avec la face inférieure de cette charge.
La fig. 8 montre un autre mode de montage des rouleaux de freinage 9 qui est semblable à celui visible sur les fig. 1 à 4, avec la différence que le ressort de traction 14 est remplacé par un ressort hélicoïdal dont une extrémité est fixée à une extrémité de chacun des bras 13 et l'autre extrémité à une partie voisine de la chape de montage 10. Avec l'un quelconque des modes de montage décrits précédemment, l'enveloppe 17 du rouleau peut porter, comme on le voit sur la fig. 2, montée sur sa face extérieure, une bague non métallique 30 qui tourne avec elle et dont le but est d'éviter l'endommagement de la face inférieure de certains types de charges circulantes.
On notera aussi que, au lieu de donner à chaque élément de freinage 20 la forme d'une pièce unique moulée ou extrudée, on peut le construire comme une série de disques moulés semblables fixés face contre face, en alignement axial, s'appuyant mutuellement les uns contre les autres et enfilés par leur trou central non circulaire de manière non rotative sur l'arbre non circulaire 15.