Appareil pour réduire le diamètre d'un corps cylindrique plastique.
La présente invention a pour objet un appareil pour réduire le diamètre d'un corps cylindrique plastique, notamment d'un tel corps présentant un dessin en couleurs qui s'étend uniformément sur toute sa longueur et qui est visible sur des faces transversales ou des coupes de ce corps.
Dans le but de produire, à partir de caoutchouc ou d'une matière plastique, une multitude de petits médaillons présentant des dessins compliqués, il est approprié de former ces dessins à partir de bandes de matière plastique de différentes couleurs faites, par exemple, de composés de caoutchouc vulcanisable, sous forme d'un corps cylindrique de beaucoup plus grand diamètre que les médaillons désirés, la section transversale de ce corps cylindrique présentant le dessin désiré à une échelle d'agrandissement correspondante. Ce corps cylindrique est ensuite roulé sous pression pour réduire son diamètre et l'échelle du dessin est ainsi réduite de façon correspondante.
Des tronçons de la longueur appropriée sont alors séparés de ce corps de diamètre réduit, et si celui-ci est fait d'une composition de caoutchouc vulcanisable, ces tronçons sont finalement vulcanisés. I1 est désirable que la réduction du diamètre d'un tel corps soit effectuée de fagon uniforme tout le long de ce corps, et ceci d'une manière continue, afin que toute réduction désirée de l'échelle du dessin puisse être obtenue. I1 est également désirable de pouvoir réduire le diamètre de tels corps cylindriques de diamètres différents au moyen du même appareil.
L'invention a pour but de fournir un appareil au moyen duquel on puisse réduire le diamètre d'un corps cylindrique plastique de façon uniforme et dans des proportions variables de fagon continue, cet appareil étant susceptible d'être utilisé pour réduire le diamètre de corps cylindriques de différents diamètres initiaux.
L'appareil objet de l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend au moins trois rouleaux parallèles supportés par des paliers suisceptibles de glisser dans des organes de guidage et disposés de manière à pouvoir serrer ledit corps entre eux, des moyens d'ac tionuement agencés pour entraîner en rotation au moins un desdits rouleaux, et des moyens de pression agencés pour presser chacun de ces rouleaux contre ledit corps.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, trois formes d'exécution de l'appareil faisant l'objet de l'invention.
La fig. I est une vue en plan de la première forme d'exécution.
La fig. II en est une élévation latérale, partiellement en coupe selon yy de la fig. I.
La fig. III est une vue en bout, prise depuis la droite des fig. I et II.
La fig. IV est une vue en élévation latérale, analogue à celle de la fig. II, de la deuxième forme d'exécution.
La fig. V est une vue en bout, prise depuis la droite de la fig. IV, et
la fig. VI est une vue en élévation latérale de la troisième forme d'exécution.
La première forme d'exécution représentée aux fig. I à III comprend trois rouleaux 1, 2 et 3 qui sont en acier doux et qui sont recouverts de caontchouc. Ces rouleaux sont tous trois de même longueur et sont plus longs qu'un corps cylindrique 11 qu'on désire traiter. Ils sont disposés parallèlement les uns aux autres et à un axe commun A-A. Chaque rouleau est monté sur un bâti 27 au moyen de paliers 12 qui sont disposés à chacune des extrémités du rouleau et qui sont susceptibles de glisser radialement par rapport à l'axe A-A dans des fentes ménagées dans des organes de guidage 13, de sorte que les trois rouleaux peuvent être déplacés radialement de manière à les éloigner ou à les rapprocher de l'axe commun A-A. A ehacune de ses extrémités,
chaque rouleau porte un pignon de chaîne 14, les pignons qui sont disposés du même côté du jeu de rouleaux étant situés dans un même plan.
Un chariot mobile 17 est monté de façon à pouvoir se déplacer le long d'organes de support 15 pour s'éloigner et pour se rapprocher de l'axe A-A. Ce chariot porte un arbre d'entraînement (non représenté) qui est parallèle aux rouleaux et qui porte quatre pignons de chaîne 5, soit un pignon de chaîne dans chacun des. plans contenant les pignons de chaîne 14 et un pignon de chaîne placé dans le même plan que chacun de deux pignons de chaîne 21 fixés à un second arbre 23 qui est entraîné par un moteur électrique 16 monté sur le chariot mobile 17. Des chaînes d'entraînement sans fin 4 passent chacune sur tous les pignons 14 et sur le pignon 5 qui sont placés dans chacun desdits plans et des chaînes sans fin 22 passent également chacune sur les pignons de chaîne 5 et 21 qui sont dans un même plan.
Des pignons de chaîne de renvois 9 et 10 sont disposés de manière à assurer que chacune des chaînes 4 coopère avec un nombre approprié de dents des pignons de chaîne des rouleaux 1 et 3 qui
sont situés le plus près de l'arbre d'entraîne
ment portant les pignons 5 et que la tension
de la chaîne sollicite chacun des paliers 12
vers l'axe commun À-À. Les rouleaux sont
ainsi uniformément sollicités vers l'axe com
mun 4-À. Les chaînes 4 assurent l'ent. raîne- ment des trois rouleaux 1, 2 et 3 dans le
même sens, lorsque le moteur électrique 16
fonctionne.
D'autres chaînes 6 sont fixées à chacune
des extrémités du chariot mobile 17 et cha
cune de ces chaînes passe sur un pignon de
chaîne 7 correspondant qui est monté sur un
arbre commun 18 susceptible d'être entraîné
au moyen d'un second moteur électrique 19,
par l'intermédiaire d'un train d'engrenages
réducteurs 20 et d'une transmission à chaîne
26. L'extrémité de chacune des chaînes 6 oppo
sée au chariot 17 est reliée à un contre-poids
8. Afin d'assurer que les rouleaux 1, 2 et 3
se déplacent vers l'axe commun A-À avec la
même vitesse linéaire, des crémaillères 24 sont
rigidement fixées à chacun des paliers 12 por
tant ces rouleaux.
Ces crémaillères s'étendent
chacune parallèlement à l'organe de guidage
13 correspondant et sont placées dans diffé
rents plans verticaux. Elles coopèrent tangen
tiellement avec un pignon 25 monté de façon
à pouvoir tourner librement.
Lorsqu'on désire utiliser l'appareil qu'on
vient de décrire pour réduire le diamètre
d'un corps cylindrique plastique dont la sec
tion présente un dessin, on déplace les rou
leaux 1, 2 et 3 de manière à les éloigner les
uns des autres pour permettre de disposer
entre eux ledit corps cylindrique. On rappro
che ensuite les rouleaux les uns des autres
au moyen des crémaillères 24 et de manière
qu'ils viennent serrer entre eux le corps 11
qui est ainsi maintenu en position entre ces
rouleaux, son axe coïncidant avec l'axe com
mum AA. On fait tourner l'arbre 23 au
moyen du moteur 16 et le mouvement de cet
arbre est transmis aux chaînes 4, de sorte que
les rouleaux sont entraînés en rotation.
Le
caotitchouc recouvrant chacun des rouleaux
assure une friction suffisante entre ces rou
leaux et le corps plastique pour assurer que ce corps soit continuellement entraîné en rotation par les rouleaux. L'arbre 18 portant les pignons de chaîne 7 sur lesquels passent les chaînes 6 tendues entre le chariot 17 et les contrepoids 8 est également entraîné en rotation par le second moteur 19 et par l'intermédiaire du train réducteur 20, ceci à une vitesse déterminée choisie conformément aux caractéristiques de fluage du corps cylindrique plastique 11, de sorte que le chariot 17 et l'arbre d'entraînement 23 pour les rouleaux 1, 2 et 3 sont lentement éloignés de ces rouleaux.
Les chaînes 4 qui passent autour des pignons de chaînes 14 des rouleaux sont ainsi tendues et amènent chaque rouleau vers l'axe commun A-A et le pressent contre le eorps cylindrique plastique de manière à réduire graduellement le diamètre de celui-ci. Grâce à cette disposition, la réduction du diamètre du corps cylindrique plastique peut être effectuée si lentement que le déplacement vers l'extérieur du chariot 17 est à peine perceptible, si on ne l'observe pas de façon continue.
Les crémaillères 24 qui coopèrent avec les pignons 25 assurent que chacun des rouleaux se déplace vers l'intérieur de la même quantité que les autres et le corps cylindrique plastique tourne autour de l'axe commun A-A. Au fur et à mesure que ce corps tourne ainsi et qu il est continuellement soumis à une pression par les trois rouleaux, son diamètre diminue progressivement et sa longueur augmente en conséquence. Ce corps est ainsi transformé en un corps cylindrique plastique plus long et de plus petit diamètre dont la section transversale présente un dessin correspondant à celui que présentait la section du corps cylindrique plastique initial, mais à une éehelle réduite de façon correspondant à la réduction du diamètre de ce corps.
De préférence, l'appareil comprend un commutateur d'inversion du sens de marche qui est branché dans le circuit du moteur 16 et qui est automatiquement actionné de manière que le corps cylindrique plastique tourne tout d'abord dans un sens pour subir une faible réduction de son diamètre et ensuite dans le sens opposé pendant une même période de temps, et ainsi de suite'Asqu'à ce que la réduction de diamètre désirée ait été obtenue.
La deuxième forme d'exécution représentée aux fig. IV et V ressemble beaucoup à la première et comprend de nombreuses parties identiques à celles de cette première forme d'exécution et qui sont désignées par les mêmes signes de référence. Cependant, cette deuxième forme d'exécution ne comprend pas de moteur électrique 19, ni de chaîne 26 et ses rouleaux 1, 2 et 3 sont uniformément déplacés vers l'axe commun A-A au moyen d'un moteur électrique d'entraînement l9 A qui entraîne le pignon 25 coopérant avec chaque jeu de crémaillères par l'intermédiaire d'un train d'engrenages 26 A.
Les contrepoids 8 servent uniquement à éloigner le chariot : 17 de l'axe commun A-A et suffisent à maintenir les chaînes 4 suffisamment tendues pour entraîner les rouleaux 1, 2 et 3, mais non pour les presser contre le corps 11 (fig. V).
Cette forme d'exécution présente l'avantage de ne soumettre les chaînes 4 et 6 qu'à une tension très réduite, de sorte que celles-ci ont moins tendance à s'allonger.
L'entraînement des pignons 25 au moyen du moteur éleetrique 19 A pourrait être effectué de bien d'autres façons que celles repré sentées aux fig. IV et V. Ce : e moteur électrique pourrait être muni de moyens permettant d'inverser son sens de rotation et de ramener ainsi rapidement et de façon appropriée les rouleaux dans des positions d'espacement déterminées pour recevoir un nouveau corps cylindrique, ceci en inversant le sens du déplacement des crémaillères 24 et par conséquent des rouleaux 1, 2 et 3 par le moteur 19 A. Cette forme d'exécution est plus parti culièrement adaptée au traitement de corps cylindriques plastiques relativement mous et dont on peut réduire le diamètre assez rapidement.
La troisième forme d'exécution représentée à la fig. VI comprend également trois rouleaux 1, 2 et 3 destinés à recevoir entre eux un corps cylindrique 11. Les rouleaux 2 et 3 sont montés de façon à pouvoir être déplacés liun par rapport à l'autre dans un plan vertical à l'aide de moyens disposés à chacune des extrémités de chacun de ces rouleaux. Ces moyens comprennent des crémaillères 28 et 29 qui coopèrent avec des pignons 30 fixés sur un arbre 31 qui porte également des pignons 32 de plus grand diamètre. Les pignons 32 sont susceptibles d'être entraînés par un moteur 34 par l'intermédiaire d'engrenages 33.
Le rouleaux 1 est monté sur un chariot 35 qui est susceptible de glisser sur des guides 42 et il peut tourner dans des paliers 36, au moyen d'ici arbre qui porte également un pignon 37.
Ce pignon est susceptible d'être entraîné en rotation par une vis sans fin 38 entraînée par un moteur 39 qui est également monté sur le chariot 35. Des crémaillères horizontales 40 qui coopèrent avee les pignons 32 s'étendent horizontalement à partir de chaque côté du chariot 35. Les rouleaux 2 et 3 sont montés de manière à pouvoir tourner librement dans des paliers montés pour glisser sur des guides 43 et qui portent respectivement les crémaillères 28 et 29, le tout étant monté sur un châssis 41 qui porte les guides 42 et 43.
Les diamètres respectifs des pignons 30 et 32 et les vitesses de rotation respectives des moteurs 34 et 39 sont tels que lorsque l'appareil fonctionne, les rouleaux 2 et 3 sont déplacés lentement l'un vers l'autre et le rouleau 1 est déplacé lentement vers le plan commun des axes des rouleaux 2 et 3, mais à une plus grande vitesse que celle avec laquelle les rouleaux 2 et 3 se rapprochent l'un de l'autre. Pour traiter un corps cylindrique 11 de diamètre initial aussi grand que celui représenté à la fig. VI, des rouleaux supplémentaires montés sur des supports à ressort disposés sur le socle du châssis 41 peuvent être utilisés pour aider à supporter ce corps 11.
Alternativement, l'appareil pourrait être disposé de façon que les rouleaux 2 et 3 soient dans un plan horizontal et que le rouleau 1 soit placé au-dessu6 de ce plan.
Pour se servir de cette troisième forme d'exécution, on éloigne tout d'abord les uns des autres les rouleaux 1, 2 et 3 jusqu'à les amener dans lenr position extrême pour recevoir nu corps cylindrique plastique 11 dont on désire réduire le diamètre. On met ensuite l'appareil en marche et les rouleaux 2 et 3 se déplacent ensemble l'un vers l'autre très lentement, tandis que le rouleau 1 est desmodromiquement entraîné par le moteur 39 et par l'intermédiaire de la vis sans fin 37 et du pignon 38. La friction entre ce rouleau et le corps cylindrique plastique assure l'entraînement en rotation de ce corps. Le fonctionnement du moteur 34 assure un déplacement du chariot 35 qui supporte le rouleau 1 vers plan commun des axes des rouleaux 2 et 3, ceci par l'intermédiaire des engrenages 33 et des pignons 32 et des crémaillères 40.
La pres- sion nécessaire est exercée sur le corps cylindrique plastique par les rouleaux 1, 2 et 3 et le diamètre de ce corps est ainsi graduellement réduit. Au cours de cette réduction de diamètre, l'axe du corps cylindrique 11 se déplace également graduellement vers le plan contenant les axes des rouleaux 2 et 3 et, à une certaine phase de cette opération, ce corps est placé entre ces deux rouleaux, la distance entre les surfaces opposées des rouleaux 2 et 3 étant alors égale au diamètre du corps 11. Les moteurs 34 et 39 continuant à fonctionner, le corps cylindrique plastique est finalement poussé à travers l'espace séparant les rouleaux 2 et 3 et ainsi automatiquement expulsé hors de l'appareil.
De la sorte, en commandant les vitesses respectives auxquelles les rouleaux 2 et 3 se rapprochent l'un de l'autre et le rouleau 1 se rapproche de ces deux rouleaux, on peut modifier le diamètre final du corps cylindrique plastique traité et on peut produire et expulser automatiquement hors de l'appareil des cylindres de différents diamètres. Le déplacement du rouleau 1 vers les rouleaux 2 et 3 pourrait aussi être obtenu à l'aide de moyens indépendants du moteur 34, les crémaillères 40 étant alors supprimées. Dans une telle variante, si le moteur 34 est un moteur électrique, une butée coupe-circuit peut être disposée dans le circuit électrique de ce moteur de manière à l'arrêter lorsque les rouleaux 2 et 3 sont séparés par une distance égale au diamètre du corps cylindrique plastique qu'on désire obtenir.
Si ie rouleau 1 L n'a a ce raomenlà pas été assez déplacé vers les rouleaux 2 et 3 pour éjecter le cylindre 11, le diamètre du corps cylindrique plastique continue d'être réduit jusqu'à ce que ce cylindre soit poussé vers les rouleaux 2 et 3 et soit ensuite éjecté entre ces rouleux par le rouleau 1.
Selon une autre variante non représentée, les rouleaux sont poussés vers l'axe d'un corps cylindrique plastique dont on désire réduire le diamètre, par des ressorts montés sur les organes de guidage pour les paliers portant les rouleaux, ces ressorts agissant sur lesdits paliers dans le sens voulu, étant comprimés lorsque les rouleaux sont écartés les uns des autres pour recevoir un corps cylindrique plastique devant être traité, et étant déchargés au fur et à mesure que le diamètre de ce corps diminue.
L'appareil décrit peut être utilisé pour produire des corps cylindriques à partir desquels on puisse produire des rouleaux à imprimer en plusieurs couleurs en une seule opération, par exemple des rouleaux du type décrit dans le brevet suisse N" 298912. Cet appareil peut également être utilisé pour donner une forme cylindrique et un diamètre déterminé à des corps plastiques approximativement cylindriques.
L'appareil décrit peut encore être utilisé en confiserie pour produire un article de confiserie cylindrique comprenant intérieurement et uniformément, sur toute sa longueur, un dessin, un motif ou une inscription colorée et contrastant avec la matière de base de cet article, par exemple des pastilles à la menthe.
Dans ce cas, ainsi que pour d'autres applications dans lesquelles les matières plastiques devant être traitées sont trop rigides ou cassantes à l'état froid, mais se ramollissent lorsqu'elles sont chauffées, les rouleaux peuvent être chauffés, par exemple être des rouleaux creux à travers lesquels on fait passer de l'eau chaude ou de la vapeur.