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DISPOSITIF POUR LE CENTRAGE AUTOMATIQUE DE MATERIAUX EN MOUVEMENT, NOTAMMENT DE MATERIAUX EN'BANDES.
La présente invention est relative à un dispositif de centrage automatique tel qu'un dispositif de positionnement d'une pièce en mouvement, et notamment d'une bande ou pièce similaire, et constitue un perfectionne- ment du dispositif ayant fait l'objet du brevet américain n 2.592.581, déposé le 13 janvier 1950. Le dispositif décrit dans ce brevet est satisfai- sant pour la plupart des applications et s'est révélé supérieur aux disposi- tifs précédemment employés pour le¯positionnement de pièces en mouvement.
Le dispositif décrit dans le brevet précité repose sur la déflexion progres- sive des nervures flexibles disposées sur la périphérie extérieure du rou- leau sur une moitié environ de leur arc de contact avec la pièce en mouve- ment.
Avant le développement de la présente i111 ention, on croyait quâun fonctionnement satisfaisant du rouleau exigeait un espace entre les nervures.
Au grand étonnement des hommes de l'art, il a été constaté et démontré par la présente invention, qu'il n'est pas nécessaire de prévoir un espace entre les nervures pour qu'elles puissent s'écarter légèrement, puis se recourber convenablement immédiatement en avant de la pièce en mouvement et suivant la ligne initiale de contact avec elle. Il a été constaté, au contraire, qu'en utilisant un rouleau en caoutchouc ou en matière similaire, et incisant simplement ce rouleau convenablement, sans enlever de la matière, on obtient pour de nombreux emplois des résultats meilleurs que ceux obtenus avec le dispositif ayant fait l'objet du brevet précité.
Dans le rouleau dudit dis- positif breveté, la force transversale tendant à pousser la pièce progres- sivement vers le centre augmente depuis l'extrémité du rouleau vers le cen- tre, la ligne de contact initiale étant remplacée par un arc de contact d'une
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certaine étendue, alors que dans le rouleau selon la présente invention les forces restent plus uniformes sur toute sa largeur et continuent à agir seulement sur un arc de très faible étendue après le contact initial.
En fait, le rouleau du brevet précité permet un glissement ou mouvement latéral entre les nervures et la bande, en contact suivant un arc d'une étendue con- sidérable, non seulement après la ligne de contact initial avec la pièce, mais aussi sur l'arc de contact avant la sortie de la pièce, pendant laquel- le sortie les nervures se libèrent progressivement de la pression de contact appliquée, s'écartant ainsi de l'axe vers l'extérieur pour reprendre leur position initiale après la cessation de la charge, pour-le cycle d'opérations suivant.
Dans le rouleau selon la présente invention, le principal mouvement latéral des lamelles obtenues par l'incision du rouleau se produit dans une portion relativement restreinte de l'arc de contact, à la ligne d'approche de la pièce, sans autre mouvement latéral appréciable sur la portion restan- te de l'arc de contact, assurant ainsi une plus grande surface de contact, relativement entre la bande et le rouleau, ce qui donne le maximum de frotte- ment statique entre la surface du rouleau incisée et la bande. En outre, dans le rouleau selon le brevet précité, une force latérale en sens inverse et progressive est créée à chaque extrémité du rouleau, cette force tendant à rejeter la pièce hors du rouleau si l'un des bords extérieurs extrêmes de la pièce touche l'extrémité du rouleau.
Il était donc nécessaire de pré- voir un rouleau d'une largeur suffisante pour que cette force ne puisse pas rejeter la pièce ou bien de munir le rouleau aux extrémités d'un disque ri- gide pour empêcher cette force d'agir. Le rouleau selon le brevet précité ne peut supporter qu'une charge limitée, et il ne convient pas pour de très fortes charges, sans frottement excessif et usure résultant entre les ner- vures vôisines. En outre, ce rouleau ne convient pas pour l'emploi dans des rouleaux à serrage à cause d'une déformation et d'une usure excessives des nervures à la ligne de contact. Le rayon du rouleau selon le brevet précité change d'une façon appréciable lorsqu'une pièce passe sur lui, et ce change- ment de rayon est quelquefois indésirable.
A cause de l'espace entre les nervures de ce rouleau, et de la déformation excessive des nervures à la sur- face de contact, la pièce passant sur le rouleau risque dans certains cas d'être rayée. Lorsqu'on fait passer sur le rouleau une mince pellicule de structure fibreuse, il y a le risque d'un refoulement de la pellicule vers le centre, tendant à provoquer un chevauchement ou un rassemblement des fi- bres centrales de la pellicule. On peut y remédier partiellement en plaçant du caoutchouc spongieux entre les nervures comme il est décrit dans le bre- vet précité, mais en cas de lourdes charges, le caoutchouc spongieux est com- primé à un degré tel par la déformation progressive des nervures, que le caoutchouc se bombe et imprime une trace sur la pièce.
La présente invention a pour objet un dispositif pour position- ner des pièces en mouvement, convenant aussi bien pour des charges lourdes que pour des charges légères, qui ne raye pas la pièce passant sur le rou- leau, et qui assure un bon contact de frottement avec la pièce sensiblement sur toute la surface de contact.
L2invention a également pour objet un dispositif de positionne- ment de grandes longueurs de pellicules fibreuses ayant peu de résistance et de rigidité latérale.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention résulteront de la description qui va suivre.
Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple :
La fig. 1 est une vue en coupe transversale d'un mode de réali- sation de l'invention; fig. 1. $la fig. 2 est une vue en coupe suivant la ligne ll-ll de la
La fig. 3 est une vue analogue à la fig. 1 d'un autre mode de
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réalisation.
Les figs. 4 et 5 sont des vues en coupe de deux autres variantes.
Dans le mode de réalisation des figs. 1 et 2, une bande ou pièce analogue S passe sur un rouleau rotatif I. La bande S peut passer sur le rouleau soit en contact sensiblement linéaire avec lui soit suivant une sur- face cylindrique d'une certaine étendue. Le rouleau comporte de préférence un noyau métallique 2 monté sur un arbre 3 et recouvert d'une garniture 5 en caoutchouc ou matière analogue,pourvue sur toute la périphérie d'une in- cision radiale 6 dans le plan médian du rouleau, perpendiculaire à son axe longitudinal. En outre, plusieurs incisions 8 et 10 inclinées sont pratiquées de part et d'autre de la fente 6, délimitant des lamelles Il et 12 très rapprochées. Ces incisions 8 et 10 sont inclinées vers l'axe en partant du plan médian du rouleau vers les bords.
Les incisions 6, 8 et 10 sont prati- quées dans la garniture 5 au moyen d'une lame de rasoir ou d'un autre ou- til mince et tranchant, qui n'enlève pratiquement pas de matière, de sorte qu'il s'agit de véritables incisions et non pas de rainures. Le rouleau peut être cylindrique, concave ou convexe, au choix, pour s'adapter aux di- verses installations. En outre, la portion centrale du rouleau peut être cylindrique et le diamètre plus grand que les bords, de manière à former des épaulements 16. De préférence, les incisions 8 et 10 forment avec l'axe du rouleau un angle pouvant être compris entre 45 et 89 et sont relativement rapprochées et de préférence uniformément espacées. L'arbre 3 du rouleau re- pose dans des paliers 18 placés dans son axe dans des logements 20.
L'ar- bre peut être muni sur l'une de ses extrémités d'un prolongement 22, si l'on désire commander le rouleau ou le munir d'un organe de freinage.
Lorsque le rouleau tourne à une vitesse élevée sans subir de pression externe, la force centrifuge tend à écarter vers l'extérieur les sections séparées ou lamelles flexibles du rouleau, et lorsque la bande S passe sur la surface du rouleau, elle tend à pousser la partie de la sur- face du rouleau immédiatement adjacente à la ligne d'approche du contact, vers l'intérieur, soit vers l'axe du rouleau et aussi vers son plan médian, exerçant une action analogue à celle du rouleau du brevet précité. Cepen- dant, l'effet de centrage du rouleau selon la présente invention ne repose pas sur cette action. Le rouleau produit un effet de centrage indépendamment de la force centrifuge, par suite des couples 23 et 24 appliqués à la surfa- ce des lamelles en entonnoir 11 et 12 et au fond des incisions 8 et 10.
Les couples 23 et 24 engendrent des forces latérales opposées sur la surface du rouleau,, particulièrement à la ligne d'approche de contact, leurs composantes étant dirigées vers l'intérieur, vers le plan médian du rouleau. Ces forces sont égales par unité de surface de la bande en contact avec le rouleau .
Tant que la bande est centrée sur le rouleau et que la pression de portée exercée par la bande sur le rouleau est constante sur toute sa largeur, la bande ne subit aucun mouvement latéral en passant sur le rouleau. Mais si la bande est décentrée ou si lapression de contact de la bande n'est pas constante d'un côté à l'autre, la partie du rouleau ayant la plus grande sur- face totale en contact avec la bande et subissant la plus grande pression totale pousse la bande vers le centre. En d'autres termes, si une plus gran- de partie de la bande se trouve à droite du plan médian du rouleau, la force totale s'exerçant sur la bande et tendant à pousser la bande vers la gauche est supérieure à la force totale tendant à pousser la bande vers la droite, et la bande sera poussée vers la gauche jusqu'à ce qu'elle soit replacée dans le plan médian.
La pression entre les lamelles aux incisions 8 et 10 augmente et diminue proportionnellement à l'accroissement et à la diminution de la pression à la surface sur les lamelles 11 et 12 sur toute la surface en contact avec la bande. Par conséquent,' il n'y a pas de glissement appré- ciable entre les lamelles adjacentes, à cause des incisions inclinées 8 et 10 et de la forme "en entonnoir" des lamelles 11 et 12. Celles-ci doivent fléchir ou se déplacer en bloc, à cause du frottement se produisant entre elles par suite de la pression latérale augmentant et diminuant dans les in-
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cisions pendant un cycle donné d'opérations.
La figure 3 représente un deuxième mode de réalisation de la présente invention, dans lequel le rouleau est composé d'un certain nombre de disques ou "entonnoirs" élastiques 26 montés sur un arbre fileté 28.
Les disques 26 peuvent être de la même matière que la garniture 5 de la première réalisation, ou en tissu ou en métal suffisamment flexible pour fléchir légèrement sous l'effet de la pression. Les disques 26 sont en for- me d'entonnoir ou inclinés radialement sur l'arbre 28 vers l'axe transver- sal du rouleau, et, par l'effet de la pression se produisant entre eux, ils sont maintenus en contact étroit, sans distance appréciable entre eux. En d'autres termes, l'agencement est sensiblement le même que dans le rouleau à incisions de la première réalisation, Fig. 1. Deux pièces de maintien 30, serrées par des écrous 32 filetés sur l'arbre 28, viennent en contact avec les deux disques 26 terminaux aux extrémités du rouleau.
Une cale centrale 33 contribue à conférer aux disques la forme en entonnoir et à les maintenir en position au plan médian du rouleau. Le mode de fonctionne- ment de ce dispositif est le même que celui du mode de réalisation de la fig. 1.
Dans le mode de réalisation de la fig. 4, une garniture 34 en caoutchouc ou matière analogue est montée sur un arbre 36 porté par des pa- liers espacés 38. La garniture 34 est pourvue d'une chambre 40, remplie d'un fluide tel que l'air, l'eau ou similaire. La quantité de fluide dans la chambre 40 détermine l'importance de la crête du rouleau. Ce rouleau, comme celui de la fig. l, est pourvu d'une incision radiale 6' et d'incisions 8' et 10' inclinées de part et d'autre de l'incision 6', qui forment un certain nombre de lamelles très rapprochées 11' et 12'. Le fonctionnement de ce mo- de de réalisation est le même que célui du mode de réalisation de la fig. 1, mais il est particulièrement adapté à l'emploi dans les rouleaux à serrage.
Dans le mode de réalisation de la fig. 5 un bandage penumatique 42 comportant une chambre intérieure habituelle 44 est monté d'une façon habituelle sur une jante 46. La surface extérieure du bandage est agencée de la même façon que la surface extérieure des rouleaux de la fig. 4, c'est- à-dire qu'elle comporte une incision radiale 6" et des incisions inclinées 8" et 10" formant des lamelles 11" et 12". Ce bandàge pneumatique peut être employé comme rouleau de centrage et fonctionne de la même façon que le rouleau de la fig. 4.
Dans certains cas, il peut être souhaitable de prévoir des rou- leaux réunissant des caractéristiques des rouleaux du brevet précité et des rouleaux selon la présente invention. Dans ce cas, les incisions 8 et 10 de la présente invention sont pratiquées dans les nervures 4 et 6 du bre- vet précité.
Il est bien entendu que l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation représentés et décrits, qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple.
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DEVICE FOR AUTOMATIC CENTERING OF MOVING MATERIALS, IN PARTICULAR BANDED MATERIALS.
The present invention relates to an automatic centering device such as a device for positioning a moving part, and in particular a strip or similar part, and constitutes an improvement of the device which was the subject of the patent. US No. 2,592,581, filed Jan. 13, 1950. The device described in this patent is satisfactory for most applications and has been shown to be superior to devices previously employed for the positioning of moving parts.
The device described in the aforementioned patent is based on the progressive deflection of the flexible ribs arranged on the outer periphery of the roller over about half of their arc of contact with the moving part.
Prior to the development of the present invention, it was believed that satisfactory operation of the roller required a space between the ribs.
To the astonishment of those skilled in the art, it has been found and demonstrated by the present invention that it is not necessary to provide a space between the ribs so that they can deviate slightly and then bend properly. immediately in front of the moving part and following the initial line of contact with it. It has been found, on the contrary, that by using a rubber roller or similar material, and simply incising this roller properly, without removing material, we obtain for many uses better results than those obtained with the device having is the subject of the aforementioned patent.
In the roller of said patented device, the transverse force tending to push the workpiece progressively towards the center increases from the end of the roller towards the center, the initial line of contact being replaced by an arc of contact. a
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certain extent, while in the roller according to the present invention the forces remain more uniform over its entire width and continue to act only on an arc of very small extent after the initial contact.
In fact, the roller of the aforementioned patent allows for sliding or lateral movement between the ribs and the web, in contact in an arc of considerable extent, not only after the line of initial contact with the work, but also over the line. 'arc of contact before leaving the part, during which the ribs gradually release themselves from the contact pressure applied, thus moving away from the axis outwards to resume their initial position after the cessation of the charge, for the next cycle of operations.
In the roller according to the present invention, the main lateral movement of the lamellae obtained by the incision of the roller occurs in a relatively small portion of the contact arc, at the line of approach of the workpiece, without any other appreciable lateral movement. over the remaining portion of the contact arc, thereby ensuring a larger contact area, relatively between the web and the roll, which provides the maximum static friction between the incised roll surface and the web. Further, in the roller according to the aforementioned patent, a reverse and progressive lateral force is created at each end of the roller, this force tending to reject the part from the roll if one of the extreme outer edges of the part touches the part. end of the roll.
It was therefore necessary to provide a roller of sufficient width so that this force could not reject the part or else to provide the roller at the ends with a rigid disc to prevent this force from acting. The roller according to the aforementioned patent can only support a limited load, and it is not suitable for very heavy loads, without excessive friction and resulting wear between the adjacent ribs. Further, this roller is not suitable for use in squeeze rollers due to excessive deformation and wear of the ribs at the nip. The radius of the roller according to the aforementioned patent changes appreciably as a workpiece passes over it, and this change in radius is sometimes undesirable.
Because of the space between the ribs of this roller, and the excessive deformation of the ribs at the contact surface, the part passing over the roller may in some cases be scratched. When a thin film of fibrous structure is passed over the roll, there is the risk of the film backing up towards the center, tending to cause overlapping or gathering of the core fibers of the film. This can be partially remedied by placing sponge rubber between the ribs as described in the above-mentioned patent, but under heavy loads the spongy rubber is compressed to such an extent by the progressive deformation of the ribs that the rubber bulges out and leaves a mark on the part.
The present invention relates to a device for positioning moving parts, suitable for heavy loads as well as for light loads, which does not scratch the part passing over the roller, and which ensures good contact of the roller. friction with the part substantially over the entire contact surface.
Another object of the invention is a device for positioning long lengths of fibrous films having little strength and lateral stiffness.
Other characteristics and advantages of the invention will result from the description which follows.
In the accompanying drawing, given only by way of example:
Fig. 1 is a cross-sectional view of one embodiment of the invention; fig. 1. $ fig. 2 is a sectional view taken along line ll-ll of the
Fig. 3 is a view similar to FIG. 1 of another mode of
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production.
Figs. 4 and 5 are sectional views of two other variants.
In the embodiment of figs. 1 and 2, a strip or the like S passes over a rotating roll I. The strip S can pass over the roll either in substantially linear contact with it or along a cylindrical surface of a certain extent. The roller preferably comprises a metal core 2 mounted on a shaft 3 and covered with a gasket 5 of rubber or similar material, provided over the entire periphery with a radial incision 6 in the median plane of the roller, perpendicular to its longitudinal axis. In addition, several inclined incisions 8 and 10 are made on either side of the slot 6, delimiting the strips 11 and 12 very close together. These incisions 8 and 10 are inclined towards the axis starting from the median plane of the roller towards the edges.
The incisions 6, 8 and 10 are made in the lining 5 by means of a razor blade or other thin and sharp tool, which removes practically no material, so that it s 'These are real incisions, not grooves. The roller can be cylindrical, concave or convex, as desired, to suit various installations. In addition, the central portion of the roll may be cylindrical and the diameter larger than the edges, so as to form shoulders 16. Preferably, the incisions 8 and 10 form with the axis of the roll an angle which may be between 45 and 89 and are relatively close together and preferably evenly spaced. The roller shaft 3 rests in bearings 18 placed in its axis in housings 20.
The shaft can be provided on one of its ends with an extension 22, if it is desired to control the roller or to provide it with a braking member.
When the roller rotates at a high speed without being subjected to external pressure, the centrifugal force tends to push out the separate sections or flexible lamellae of the roller, and as the strip S passes over the surface of the roller, it tends to push the roller apart. part of the surface of the roller immediately adjacent to the line of approach of the contact, towards the interior, ie towards the axis of the roller and also towards its median plane, exerting an action analogous to that of the roller of the aforementioned patent. However, the centering effect of the roller according to the present invention does not rely on this action. The roller produces a centering effect independently of the centrifugal force, as a result of the torques 23 and 24 applied to the surface of the funnel-shaped lamellae 11 and 12 and to the bottom of the incisions 8 and 10.
The pairs 23 and 24 generate opposing lateral forces on the surface of the roller, particularly at the line of approach of contact, their components being directed inwardly towards the median plane of the roller. These forces are equal per unit area of the strip in contact with the roll.
As long as the strip is centered on the roll and the bearing pressure exerted by the strip on the roll is constant over its entire width, the strip does not undergo any lateral movement as it passes over the roll. But if the web is off-center or if the web contact pressure is not constant from side to side, the part of the roll having the largest total area in contact with the web and experiencing the greatest full pressure pushes the tape towards the center. In other words, if more of the web is to the right of the midplane of the roll, the total force on the web tending to push the web to the left is greater than the total force. tending to push the strip to the right, and the strip will be pushed to the left until it is returned to the midplane.
The pressure between the sipes at the incisions 8 and 10 increases and decreases in proportion to the increase and decrease in the surface pressure on the sipes 11 and 12 over the entire surface in contact with the web. Therefore, there is no appreciable slippage between the adjacent lamellae, due to the inclined incisions 8 and 10 and the "funnel" shape of the lamellae 11 and 12. These must flex or move. en bloc, because of the friction occurring between them as a result of the lateral pressure increasing and decreasing in the
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cisions during a given cycle of operations.
Figure 3 shows a second embodiment of the present invention, in which the roller is composed of a number of resilient discs or "funnels" 26 mounted on a threaded shaft 28.
The discs 26 may be of the same material as the lining 5 of the first embodiment, or of fabric or metal flexible enough to flex slightly under pressure. The discs 26 are funnel-shaped or inclined radially on the shaft 28 towards the transverse axis of the roller, and, by the effect of the pressure occurring between them, they are kept in close contact. without appreciable distance between them. In other words, the arrangement is substantially the same as in the incision roller of the first embodiment, FIG. 1. Two retaining pieces 30, tightened by nuts 32 threaded on the shaft 28, come into contact with the two terminal discs 26 at the ends of the roller.
A central wedge 33 helps to give the disks the funnel shape and to keep them in position in the median plane of the roller. The mode of operation of this device is the same as that of the embodiment of FIG. 1.
In the embodiment of FIG. 4, a packing 34 of rubber or the like is mounted on a shaft 36 carried by spaced bearings 38. The packing 34 is provided with a chamber 40, filled with a fluid such as air, water. or similar. The amount of fluid in chamber 40 determines the size of the roll peak. This roller, like that of FIG. 1, is provided with a radial incision 6 'and incisions 8' and 10 'inclined on either side of the incision 6', which form a number of very closely spaced strips 11 'and 12'. The operation of this embodiment is the same as that of the embodiment of FIG. 1, but it is particularly suitable for use in clamping rollers.
In the embodiment of FIG. 5 a penumatic tire 42 having a usual inner chamber 44 is mounted in the usual way on a rim 46. The outer surface of the tire is arranged in the same way as the outer surface of the rollers of FIG. 4, that is to say it has a radial incision 6 "and inclined incisions 8" and 10 "forming lamellae 11" and 12 ". This pneumatic tire can be used as a centering roller and functions from the same way as the roller in Fig. 4.
In some cases, it may be desirable to provide rollers combining features of the rollers of the aforementioned patent and rollers according to the present invention. In this case, the incisions 8 and 10 of the present invention are made in the ribs 4 and 6 of the aforementioned patent.
It is understood that the invention is in no way limited to the embodiments shown and described, which have been given only by way of example.