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MASSON SCOTT & COMPANY LIMITED, résidant à LONDRES.
PERFECTIONNEMENTS AUX MECANISMES D'ENTRAINEMENT A VITESSES CYCLIQUEMENT
VARIABLE POUR MACHINES ROTATIVES A DECOUPER DES BANDES EN TRONCONS.
(ayant fait l'objet de demandes de brevets déposées en Grande-Bretagne les 9 septembre 1952 et 24 août 1953 conjointement avec J.E. Battersby - déclaration de la déposante -).
La présente invention est relative aux mécanismes d'entraînement à vitesse cycliquement variable pour machines rotatives à découper des bandes en tronçons, également connues sous la dénomination de "trongonneurs" pour sectionner transversalement des bandes en mouvement, de manière à for- mer des feuilles ou tronçons et du type comprenant un couteau rotatif coo- pérant soit avec un couteau fixe, soit avec un second couteau rotatif, et venant en contact avec la ou les bandes à une vitesse périphérique autant que possible égale à la vitesse linéaire de la bande.
Lorsque la longueur des feuilles à découper diffère de celle du pas circonf érentiel du couteau rotatif, il est nécessaire de faire varier la vitesse angulaire du conteau pendant chaque cycle de révolution de celui-ci, afin de pouvoir remplir la condition précisée ci-dessus et divers mécanismes d'entraînement ont été proposés antérieurement à cette fin.
La présente invention a pour objet principal un mécanisme perfec- tionné servant au but précité, qui soit de structure relativement simple et puisse être fabriqué aisément, de manière à procurer les caractéristiques désirées d'entraînement à vitesse variable avec un degré élevé de précision.
L'invention concerne un mécanisme d'entraînement à vitesse cycli- quement variable pour machines rotatives à découper des bandes, du type dé- crit plus haut, comportant des pignons de forme généralement cylindrique, engrenant l'un avec 1 autre,
un de ces pignons étant monté de manière à exécuter un mouvement planétaire ou orbital par rapport à l'autre et la va- riation cyclique requise de la vitesse angulaire étant réalisée en faisant osciller l'ensemble des pignons en synchronisme avec les révolutions du mé- canisme d'entraînement
L'invention concerne également un mécanisme d'entraînement suivant le paragraphe précédent dans lequel les éléments menant et mené coaxiaux comportent chacun une roue d'engrenage engrenant respectivement avec une
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paire de pignons ou roues d'engrenage connectés sur un châssis ou support monté de manière à pouvoir pivoter ou subir un mouvement angulaire autour de l'axe commun desdits éléments.ledit châssis ou support étant animé d'un mouvement d'oscillation par un mécanisme
approprié entraîné par une trans- mission en synchronisme avec les révolutions de l'élément menant.
Suivant une autre particularité de l'invention, le déplacement planétaire requis du pignon ou des pignons est effectué par une manivelle ou un mécanisme équivalent, qui produit une variation cyclique affectant sensiblement la forme d'une harmonique simple ou d'une courbe-sinusoïdale Une telle caractéristique s'avère présenter des avantages particuliers pour l'entraînement de machines rotatives à découper des bandes du type décrit plus haut.
Dans une forme d'exécution préférée de l'invention, sur l'arbre du ou des couteaux rotatifs sont montés un premier pignon d'entraînement ou menant libre et un second pignon fixé ou calé sur ledit arbre, ces pig- nons engrenant avec une paire de pignons connectés,montés librement dans un châssis ou support oscillant montés de manière à pouvoir osciller sur ledit arbre d'entraînement.
Les pignons oscillants et les pignons menant et mené engrenant avec ces pignons oscillants peuvent présenter les rapports d'engrenages appropriés. Dans un agencement convenable, ces rapports sont tels que, lorsque le châssis ou support est maintenu fixe, les éléments menant et mené tournent à la même vitesse algulaireo
Suivant encore une autre particularité de l'invention, lorsque le mouvement oscillatoire requis est dérivé d'un mécanisme à manivelle, le bras de manivelle est réglable .
L'invention concerne aussi un mécanisme d'entraînement suivant l'un ou l'autre des quatre paragraphes précédents, en combinaison avec une machine à découper rotative ou trongonneur du type décrit plus haut.
L'invention est également relative, dans une machine rotative du type décrit., pour découper des feuilles de longueurs diverses dans des ban- des animées d'un mouvement d'avancement, au procédé consistant à faire va- rier cycliquement la vitesse angulaire du ou des couteaux rotatifs, en réa- lisant un mouvement planétaire ou orbital relatif entre une paire ou des paires de pignons engrenant l'un avec l'autre et de forme généralement cy- lindrique par lesquelles la commande est transmise, et en synchronisant ces mouvements planétaires ou orbitaux, avec les révolutions de l'élément d'entraînement, de façon que la vitesse périphérique du couteau ou des cou- teaux soit sensiblement la même que celle de la bande animée d'un mouvement d'avancement, au moment du découpage,
quelle que soit la longueur de la feuille sectionnée ou découpée.
Il est évident que, bien que l'invention soit spécialement applica- ble aux machines de découpage rotatives ou tronçonneurs du type comportant une paire de couteaux rotatifs coopérant l'un avec l'autre, elle peut éga- lement être appliquée au type de machine, dans lequel un seul couteau rota- tif coopère avec un couteau fixe
L'élément d'entraînement ou menant du mécanisme spécifié ci-dessus peut être entraîné par un moteur ou par un arbre moteur de toute manière con- venable et comporte un variateur de vitesse qui, peut être du type Rénoves ou similaire.
Les moyens pour régler le variateur de vitesse et les moyens pour régler l'ampleur des oscillations du châssis ou support susdécrit sont avantageusement reliés entre eux, de façon que l'ampleur de la variation de vitesse cyclique soit en relation convenable avec la vitesse de l'élément mené ou entraîné de l'engrenage Les moyens d'interconnexion peuvent affec- ter toute forme convenable, par exemple par l'emploi de moteurs électriques synchronisés, pour réaliser les ajustements respectifs.
Dans les dessins ci-annexés, qui illustrent, à titre dexemple, un mode d'exécution de l'invention : - la figure 1 est une vue en élévation latérale d'un mécanisme d' entraînement pour un cylindre sectionneur d'une machine à découper rotative,
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construite et agencée conformément à 1-'invention; - la figure 2 est une coupe plus ou moins horizontale du mécanis- me d'entraînement j - la figure 3 est une vue en élévation latérale de la manivelle réglable; - la figure 4 est une vue en plan correspondant à la figure 3;
- la figure 5 est une vue en élévation latérale, plus ou moins schématique, d'une machine rotative à trongonner des bandes, construite et agencée conformément à l'invention, et - les figures 6 et 7 sont des schémas montrant comment le méca- nisme d'entrainment peut être adapté pour des rapports de transmission différents.
Dans la mise en oeuvre de l'invention, selon une forme d'exécu- tion appropriée, illustrée sur les dessins, un arbre d'entraînement 1 pour le mécanisme d "entraînement des couteaux rotatifs est monté dans des pa- liers fixes 2,3 et porte un pignon 4, calé sur lui et engrenant avec un pignon 5 pouvant tourner dans des paliers sur un arbre 7.A la figure 2, le pignon 4 et le pignon 5 sont montrés séparés, pour la clarté de l'illus- tration. L'arbre 7 est 1'arbre d'entraînement d'un des couteaux rotatifs et est porté par des paliers fixes 8, 9, Un châssis oscillant, tourillonné sur l'arbre 7, comporte une paire de plaques latérales 10, et 11, entre les- quelles sont assujettis des arbres 12 et 13. Le châssis est supporté, de manière à pouvoir tourner,
sur des paliers à aiguilles 14 et 15, portés respectivement par des supports tubulaires 16 et 17 assujettis dans le bâ- ti fixe 18 Le pignon 5 engrène avec un pignon 19 pouvant tourner sur des paliers 20 et 21 sur l'arbre 12a Au pignon 19 est associé un second pignon 22 engrenant avec un pignon 23 calé sur l'arbre 7.
Une roue d'engrenage 24 est calée sur l'arbre d'entraînement 1 et engrène avec une roue d'engrenage intermédiaire 24a tourillonnée dans des paliers 25 sur un arbre fixe 26. La roue d'engrenage intermédiaire 24a, engrène avec un pignon 27 calé sur un arbre creux 28, auquel est fixé un disque de manivelle 29. L'arbre creux 28 et le disque 29 sont sup- portés, de manière à pouvoir tourner, dans des paliers fixes 30 et 31. Le disque de manivelle 29 est pourvu d'un bouton de manivelle 32 ajustable en direction radiale, monté sur un support coulissant 33, qui est monté dans des guides 34 ancrés par des boulons 35 et ajustables en direction latérale par des vis 36.
Dans le support 33 est ménagé un alésage taraudé, dans lequel est engagée une tige filetée 57 montée, de manière à pouvoir tour- ner, dans le disque 29o Comme le montre la figure 2, la partie taraudée du support 33 porte un écrou 38, qui est taraudé, de manière à être en pri- se avec la tige -filetée 37p et qui est également vissé dans un prolongement 39 du support. Cet agencement permet de serrer l'écrou 38, lorsqu'il est nécessaire de rattraper le jeu éventuel qui se présente dans la connexion filetée entre la tige filetée et l'alésage taraudé dans le support 33.
Pour permettre le réglage de la position radiale du bouton de manivelle 32, pendant le fonctionnement du mécanisme, un pignon 40 est calé sur la tige 37 et engrène avec un pignon 41 solidaire d'un manchon 42 supporté, de maniè- re à pouvoir tourner, sur une tige 43 montée fixement transversalement au disque de manivelle. Un pignon conique 44 également solidaire du manchon 42 engrène avec un pignon conique 45 fixé à une tige 46 supportée, de maniè- re à pouvoir tourner, dans l'arbre creux 28. La tige 46 s'étend au delà de l'autre extrémité de l'arbre creux et peut être reliée à des moyens con- venables pour la faire tourner.
Ces moyens peuvent.,par exemple, être con- stitués par un moteur électrique convenablement agencé, indiqué en 47, qui peut être commandé de toute manière désiréea Le bouton de manivelle 32 est réuni par une bielle 48 à l'arbre ou tige 13, porté par les plaques 10,11 du châssis oscillant, comme décrit précédemment.
On verra ainsi qu'en com- muniquant un mouvement de rotation à l'arbre d'entraînement 1, notamment par l'entremise d'un roue dentée 49, le disque de manivelle 29 est animé d'un mouvement de rotation par 1'intermédiaire des pignons 24, 24a, 25 et 27
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et le châssis oscillant est animé d'un mouvement oscillant, dont l'ampleur est déterminée par la position réglée du bouton de manivelle'32. Ce mouve- ment oscillant est achevé pendant une révolution de l'arbre d'entraînement ou menant 1 et son ampleur peut être modifiée à volonté. Si le bouton de manivelle est établi dans l'alignement de l'axe de l'arbre creux 28, le châssis oscillant reste fixe.
On verra que l'arbre d'entraînement 7 du couteau rotatif est en- traîné par l'arbre 1, par l'intermédiaire des pignons connectés 19 et 22 du châssis oscillant, lesquels pignons engrènent avec les pignons 23 et 5 associés opérativement aux arbres respectifs. L'agencement est tel que si le châssis oscillant 10, 11 est maintenu fixe par ajustement du bouton de manivelle 32, comme décrit précédemment, les arbres 1 et 7 tourneront à l'unisson ou selon un rapport de transmission fixe déterminé et l'arbre entraînant le couteau ou les couteaux rotatifs 7 tournera à une vitesse angulaire uniforme.
Lorsque le bouton de manivelle 32 est ajusté par les moyens décrits, de manière à faire osciller le châssis oscillant 10, 11, la vitesse angulaire de l'arbre 7 variera pendant chaque révolution de l'arbre d'entraînement 1, de façon que la vitesse périphérique du couteau rotatif soit alternativement accélérée et retardée o Etant donné que l'oscillation du châssis se produit à l'intervention d'une manivelle, la variation de vitesse angulaire (ou périphérique) aura sensiblement la forme d'une harmo- nique simple, c'est-à-dire une forme analogue à une courbe sinusoïdale et l'agencement du couteau rotatif est tel que le sectionnement de la ban- de ait lieu à la crête ou au voisinage de la crête de la courbe.
Il est évident que la transmission intermédiaire, qui entraîne le disque de mani- velle est choisie, de façon à communiquer un mouvement oscillatoire au châssis basculant dans le synchronisme requis avec les révolutions de l'ar- bre d'entraînement 1.
La disposition du mécanisme d'entraînement décrit plus haut dans une machine rotative à découper des bandes est représentée plus ou moins schématiquement à la figure 5 Le bâti principal est indiqué en 50 et la bande 51 passe entre des couteaux supérieur 52 et inférieur 53 servant à for- mer des fentes et entre une paire de cylindres d'avancement 54, 55, d'où el - le est amenée à une table 56 et à des couteaux de sectionnement rotatifs 57 et 58 portés par les tambours habituels, qui sont en prise l'un avec l'autre, de manière à tourner à l'unisson Les cylindres d'avancement sont entraînés par une transmission indiquée en 55a,
55b et 55c à la vitesse constante désirée. L'arbre du couteau rotatif inférieur est entraîné par un engrenage à vitesse variable (non représentée qui peut être de n'importe quel type adéquat, par exemple un engrenage Reeves. La roue dentée 49 est entraînée par cet engrenage à vitesse variable, par l'entremise d'une transmission convenable, tandis que le pignon 5, qui, comme on l'a décrit précédemment est monté librement sur l'arbre 7, est animé d'un mouvement de rotation par le pignon 4.- De là, la rotation est transmise à l'arbre 7 par les pignons 20 et 22 du châssis oscillant indiqué schématiquement en 10a. Le châssis est animé d'un mouvement oscillant par la bielle 48 à par- tir du bouton de manivelle 32, ce dernier étant entraîné par les pignons 27a, 24a et 24.
Les feuilles sectionnées sont guidées par une plaque 59 vers un transporteur d'évacuation 60
Les figures 6 et 7 montrent schématiquement deux formes d'exécu- tion exemplatives de transmissions entre l'arbre d'entraînement 1, l'arbre 7 et l'arbre 28 pour différentes conditions, dont il apparaîtra que les pignons peuvent aisément être remplacés à cette fin. Ainsi, à la figure 6 le pignon .² comporte ving=quatre dents, le pignon b cinquante quatre dents le pignon g soixante et une dents, le pignon .4 vingt-huit dents et le pig- non trente cinq dents, ce qui donne un rapport global de 4,91.
A la figu- re 7, le pignon a comporte trente dents, le pignon b quarante-huit dents, le pignon ± cinquante-cinq dents, le pignon d trente quatre dents et le pignon 9. trente-cinq dents, ce qui donne un rapport global de 2,59. Il est évident que d'autres agencements de pignons remplagables peuvent être employés
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Avec l'agencement décrite les variations cycliques en vitesse an- gulaire du couteau rotatif ont sensiblement la forme d'une harmonique sim- ple, de telle sorte que l'accélération et le retardement des parties ou pièces mobiles sont relativement doux et que, par conséquent, les sollici- tations imposées au mécanismes qui sont considérables aux vitesses de fonctionnement élevéessont autant que possible minimisées De même, eu égard à la forme de la variation cyclique,
le changement de vitesse angu- laire à la crête de la courbe c'est-à-dire au moment où se fait le sec- tionnement est relativement faible . Dans le mécanisme de découpage ro- tatif usuel à couteau ou couteaux rotatifs inclinés ou en spirale, le sec- tionnement a lieu pendant un mouvement angulaire du couteau d'environ 50 de- grés et ce mouvement peut être aisément amené à se produire pendant la pé- riode précitée, lorsque le changement de vitesse angulaire est faible
Un autre avantage de l'agencement réside dans le fait que la crête de la courbe de variation cyclique, à laquelle se fait le sectionnement, se présentera toujours approximativement dans la même position par rapport à la position des couteaux sur toute leur longueur,
une légère variation se produisant seulement du fait que la bielle présente une longueur déterminée L'invention n'est pas essentiellement limitée à l'utilisation d' un mécanisme à manivelle pour communiquer un mouvement oscillatoire au châssis oscillant D'autres dispositifs., tels que des cames ou une cré- maillère et un pignon et un dispositif à étrier, peuvent être employés pour produire un mouvement, qui peut différer dans une mesure plus ou moins grande d'un mouvement d'harmonique simple, lorsqu'on le désire. On compren- dra cependant qu'une manivelle ou un mécanisme équivalent constitue le dispositif le plus simple pour communiquer le mouvement requis et procurer des facilités pour le réglage de la course, en sorte que ce dispositif est celui que l'on préfère.
Grâce à la présente inventionon obtient un mécanisme d'entraîne- ment à vitesse cycliquement variable pour machines rotatives à découper des bandes, ce mécanisme étant plus simple et mieux adapté au fonctionne- ment à grande vitesse que les mécanismes proposés ou utilisés jusqu'à pré- sent, ce mécanisme étant, par ailleurs, agencé de manière à pouvoir être fabriqué avec le degré élevé voulu de précision.