Dispositif compensateur des variations de vitesse d'avancement d'une bande
Dans bien des machines qui sont alimentées par une bande continue, par exemple une bande de tissu ou de papier, qui se déroule d'un rouleau, on doit tenir compte du fait que celle-ci doit avancer rapidement, puis s'arrêter, par exemple pour être coupée ou imprimée ou subir d'autres opérations qui l'obligent à rester immobile temporairement, puis avancer de nouveau, etc.
I1 y a également lieu de tenir compte que la bande, par suite de l'inertie du rouleau subit des tensions irrégulières parfois si grandes que l'on doit réduire la vitesse de travail de la machine pour éviter des déchirements de la bande. On connaît des dispositifs compensateurs des variations de vitesse d'avancement de la bande. Toutefois, les dispositifs de ce genre connus ne fonctionnent pas de façon satisfaisante pour des bandes en matière relativement peu résistante ou pour des grandes vitesses désirables aujourd'hui.
L'invention qui tend à diminuer ces inconvénients a pour objet un dispositif compensateur des variations de vitesse d'avancement d'une bande se déroulant d'un rouleau. Ce e dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte un mécanisme tendeur à rouleaux en contact avec la bande et susceptible de se déplacer par rapport à des rouleaux fixes de façon à faire augmenter ou diminuer la longueur du trajet suivi par la bande dans le dispositif compensateur, et un rouleau de serrage pouvant se rapprocher d'un rouleau de commande adjacent à la bande et disposé à l'entrée pour mettre la bande en contact de celui-ci, un moyen élastique étant disposé entre le rouleau de serrage et le mécanisme tendeur à rouleaux, le tout étant agencé de façon que,
lorsque le mécanisme tendeur se déplace dans le sens d'une diminution de la longueur du trajet par suite d'une différence de vitesse entre l'entrée et la sortie de la bande, il déplace également le rouleau de serrage qui applique alors la bande contre le rouleau de commande, lequel accélère cette bande en lui imprimant sa vitesse périphérique.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif compensateur selon l'invention.
Dans le dessin:
La fig. 1 est une élévation latérale de ce dispositif compensateur, dans laquelle les parties non essentielles ont été supprimées et les parties cachées sont représentées en pointillé.
La fig. 2 en est une élévation en bout observée du côté droit de la fig. 1 et où les bandes ont été supprimées pour mieux faire apparaître la construction, et
la fig. 3 est une vue en perspective par derrière d'une partie du dispositif.
Le dispositif compensateur d'avancement représenté fait suite à une structure d'alimentation qui présente un support vertical 10 fixé sur un socle 11 et comportant un arbre horizontal 12 sur lequel sont montés à rotation côte à côte deux rouleaux d'alimentation ou débiteurs 13 et 14, ainsi qu'on peut le voir. Les détails des rouleaux débiteurs ne sont pas représentés et il doit être bien entendu que les bandes 15 et 16 restent continues avant d'arriver dans le compensateur, dans lequel elles se trouvent côte à côte horizontalement. On peut prévoir des vitesses différentes d'avancement des bandes 15 et 16 et donner des valeurs différentes au poids et au diamètre des rouleaux respectifs 13 et 14.
La partie 17 du dispositif compensateur comporte un bâti de support 18 monté sur un socle 19, qui est aligné avec le support d'alimentation 10.
Un dispositif de commande à vitesse variable 20, monté sur le socle 19, est formé par un moteur 21 et une transmission à vitesse variable 22 (fig. 2). La transmission à vitesse variable 22 comporte un arbre de sortie 23 dont la vitesse angulaire dépend de la position d'un levier 24. Le levier 24, de son côté, est articulé sur une bielle 25 et un bras de manivelle 26, calé sur un arbre de commande 27 qui, lui-même, se prolonge sur toute la longueur du bâti de support 18 et est monté à rotation dans des paliers 28 fixés dans le prolongement l'un de l'autre, de chaque côté du bâti 18. Deux goujons 29 et 30, dirigés radialement, sont fixés sur les extrémités respectives de l'arbre 27 et sont dans le même plan que cet arbre. La fonction remplie par les goujons dirigés radialement 29 et 30 sera décrite plus loin.
L'arbre de sortie 23, qui part de la transmission à vitesse variable 22, est accouplé directement à un rouleau de commande 31, sur lequel passent les deux bandes 15 et 16 (fig. 1). Par suite, quelle que soit la vitesse à laquelle doivent avancer les bandes séparées; le rouleau de commande 31, qui est monobloc, tourne sur toute sa longueur à la vitesse déterminée par l'arbre de sortie 23 de la transmission à vitesse variable 22. Le mécanisme, tel qu'il est décrit ci-dessus, est commun à une ou plusieurs bandes. Le réglage de compensation individuel des bandes 15 et 16 est obtenu par certains éléments identiques, mais fonctionnant indépendamment, qui sont décrits ci-après.
Deux plaques 32, en prolongation à partir du bâti de support 18, supportent rigidement un arbre 33. Deux manchons 34 sont montés sur l'arbre 33 et chacun d'eux comporte un bras 35 dirigé radialement en dedans et ces deux bras se terminent au voisinage immédiat l'un de l'autre et sont mobiles indépendamment l'un par rapport à l'autre. Les extrémités extérieures des manchons respectifs 34 comportent des leviers coudés 36 dont les bras 37, dirigés radialement de haut en bas, sont parallèles aux bras 35. Deux rouleaux de serrage 38 sont montés à rotation entre les deux bras 37 dirigés radialement de chacun des manchons 34 et sont-parallèies au rouleau de commande 31.
Les bandes 15 et 16 passent sur le rouleau de commande commun 31 et entre celui-ci et les rouleaux de serrage correspondants 38 de sorte que, lorsque le bras 36 du levier coudé monte, le rouleau de serrage correspondant 38 vient en contact avec la bande correspondante 15 ou 16, en la serrant contre le rouleau de commande rotatif 31. L'action de serrage a évidemment pour effet de faire avancer la bande à la vitesse périphérique du rouleau. Pendant que les bandes 15 et 16 passent sur le rouleau de commande 31, des parties avancées de celles-ci passent dans des châssis oscillants tendeurs, identiques, respectifs 39, qui sont montés à rotation sur un arbre commun 40, fixé lui-même entre les montants 18 du bâti.
Chaque châssis 39 comporte deux bras oscillants 41 parallèles, auxquels sont fixés deux rouleaux parallèles espacés 42, 43, montés fous à rotation entre les extrémités respectives 44 et 45 desdits bras oscillants 41. Deux arbres 46 et 47 sont fixés horizontalement entre les montants du bâti 18, l'arbre 47 étant situé au-dessus de l'arbre 46 (fig. 1) et deux rouleaux 48 sont montés fous à rotation l'un à côté de l'autre sur l'arbre 46.
De même deux rouleaux 49 sont montés l'un à côté de l'autre sur l'arbre 47.
La bande passe sur le rouleau de commande 31, ensuite au-dessous du rouleau 42 du châssis oscillant 39, puis de bas en haut sur un des rouleaux 48 et revient en passant au-dessous du rouleau 43, qui est monté à l'autre extrémité du châssis oscillant 39.
La bande passe ensuite d'arrière en avant sur le rouleau 49, puis dans un mécanisme, non représenté, pouvant faire subir un autre traitement aux bandes.
On remarquera que, lorsque le châssis oscillant tourne dans le sens des aiguilles d'une montre autour de l'arbre 40 (fig. 1) la bande se tend tout en continuant à avancer dans le dispositif compensateur, même lorsque son mouvement a été temporairement interrompu en avant du dispositif. Inversement, lorsque le châssis oscillant 39 tourne en sens inverse des aiguilles d'une montre, chacune des bandes se détend et le châssis oscillant revient en arrière en conséquence. Dans ces conditions, la bande peut sortir temporairement du dispositif compensateur à une vitesse plus grande que celle à laquelle elle pénètre en passant sur le rouleau de commande 31. Si l'augmentation ou la diminution de la vitesse d'avancement de la bande n'est pas instantanée, la vitesse de déroulement du rouleau doit être réglée en conséquence.
Les rouleaux de serrage 38 sont normalement à une certaine distance du rouleau de commande 31. A moins donc que le bras du levier coudé 36 ne soit relevé, le rouleau de commande 31 tourne sans entraîner la bande. Un dispositif élastique comprend un ressort à boudins 50 qui est monté à une extrémité sur le bras 36 du levier coudé, et à l'autre sur l'extrémité supérieure 45 du châssis oscillant 39, et un dispositif de réglage de la longueur 52 (fig. 1).
Lorsque la sortie de la bande est ralentie, la portion de l'extrémité supérieure 45 du châssis 39 oscille vers sa position la plus éloignée des arbres 46, 47.
Le ressort 51 exerce alors une tension nulle sur le bras 36 du levier oscillant, le rouleau de serrage 38 se desserre et permet à la bande de passer librement au-dessous de lui, sans être entraînée par le rouleau de commande 31. Au moment où la traction exercée sur la bande augmente, de façon à la retendre, le châssis oscillant 39 commence à osciller en sens inverse des aiguilles d'une montre. Le ressort 51 se tend et le rouleau de serrage 38 amène instantanément la bande en contact d'entraînement avec le rouleau de commande 31.
Si la vitesse de sortie de la bande doit être plus grande à un moment donné, le châssis oscillant 39 continue à osciller en sens inverse des aiguilles d'une montre, mais comme le rouleau de serrage 38 est déjà en contact avec le rouleau de commande 31, le ressort 51 s'allonge simplement en maintenant le rouleau de serrage 38 en contact avec la bande et le rouleau de commande 31.
Le mouvement d'oscillation des bras oscillants commande aussi deux mécanismes de commande 53 accouplés respectivement au châssis oscillant 39 au-dessus de l'arbre 45. Les deux mécanismes 53 comportent chacun une bielle 54 articulée par un axe 55 sur la portion supérieure 45 du châssis oscillant 39 et se dirigeant de haut en bas jusqu'à un axe d'articulation 56 d'un bras oscillant 57. Chaque bras 57 est monté fou à rotation à son autre extrémité sur l'arbre 27 au voisinage des extrémités 29 et 30.
Les bras 57 comportent des éléments de butée 58 dirigés latéralement qui viennent en contact avec les goujons 29 et 30, lorsque le bras correspondant 57 tourne en sens inverse des aiguilles d'une montre. On se souviendra que le mouvement de rotation de l'arbre 27 et du bras de manivelle 26 en sens inverse des aiguilles d'une montre (fig. 1), a pour effet d'actionner le levier à vitesse variable 24 de façon à faire augmenter la vitesse angulaire de l'arbre de sortie 23. Etant donné que la forme de construction de chacun des deux châssis oscillants 39 et de leurs mécanismes de commande correspondants 53 est identique et que les goujons 29 et 30 de l'arbre 27 sont dans un même plan, l'arbre 27 tourne en sens inverse des aiguilles d'une montre (fig. 1) sous l'action du châssis oscillant 39.
Dès que l'arbre 27 commence à tourner, ainsi qu'il a été dit, le levier 24 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre et le mouvement de l'arbre 23 commence à s'accélérer, en faisant ainsi tourner le rouleau 31 plus vite. Etant donné que tout mouvement du châssis oscillant 39 qui accélère la commande à vitesse variable maintient aussi le rouleau de serrage 38 en contact avec le rouleau de commande 31, l'augmentation de vitesse fait avancer la bande plus vite dans le dispositif compensateur. Si la traction exercée sur la bande sortant du dispositif augmente encore, le châssis oscillant 39 continue à tourner en sens inverse des aiguilles d'une montre, en faisant ainsi tourner l'arbre de sortie à vitesse variable 23 à une vitesse encore plus grande.
Si l'équilibre s'établit entre la vitesse d'avancement et la vitesse de sortie de la bande, le châssis oscillant 39 reste dans une position inclinée stable. Mais si la longueur de bande nécessaire diminue, le châssis oscillant 39 oscille dans le sens des aiguilles d'une montre avec son élément de commande 53, en permettant à l'arbre 27 de tourner dans le sens des aiguilles d'une montre et en faisant ainsi diminuer la vitesse de l'arbre 23 et du rouleau de commande 31.
Lorsque plusieurs bandes avancent simultanément sur le rouleau de commande 31, il convient de se rappeler que même si un des mécanismes de commande 53 relâche son action sur l'arbre 27, l'autre peut ne pas la relâcher. Dans ces conditions, c'est le châssis oscillant 39 qui a oscillé le plus loin en sens inverse des aiguilles d'une montre qui règle le fonctionnement de la commande à vitesse variable. En d'autres termes, le rouleau de commande 31 est toujours sensible à la plus grande longueur de bande nécessaire parmi plusieurs bandes qui passent simultanément sur lui. Si les longueurs nécessaires sont différentes, le châssis oscillant 39 de la bande la plus lente commence à tourner dans le sens des aiguilles d'une montre lorsque la bande se détend davantage.
Le rouleau de commande 31 continue à tourner à la vitesse correspondant à la longueur nécessaire de la bande de l'autre châssis oscillant et par suite la vitesse de la bande arrivant sur le châssis oscillant en question est supérieure à celle qui est nécessaire.
Le châssis oscillant continue donc à se desserrer jusqu'à ce que le rouleau de serrage correspondant 38 s'éloigne du rouleau de commande 31. La bande, en avançant, transmet à ce moment la tension directement à la bande qui arrive et à son rouleau correspondant et continue à avancer en quittant le rouleau jusqu'à ce que la traction exercée par le rouleau dépasse la tension de la bande sortant du compensateur. Lorsque la traction augmente de nouveau, le châssis oscillant correspondant 39 a pour effet d'établir de nouveau par le rouleau de serrage 38 un accouplement de commande entre le rouleau 31 et sa bande. La compensation a donc été établie de la manière décrite pour plusieurs bandes, mais un seul rouleau de commande et une seule commande à vitesse variable ont été nécessaires à cet effet.
Compensating device for variations in the forward speed of a web
In many machines which are fed by a continuous web, for example a web of fabric or paper, which unwinds from a roll, it must be taken into account that the latter must advance rapidly, then stop, for example. example to be cut or printed or undergo other operations that require it to stand temporarily, then advance again, etc.
I1 should also take into account that the band, as a result of the inertia of the roller is subjected to irregular tensions sometimes so great that one must reduce the working speed of the machine to avoid tearing of the band. Devices are known to compensate for variations in the advancement speed of the strip. However, known devices of this type do not function satisfactorily for belts of relatively weak material or for high speeds desirable today.
The object of the invention, which tends to reduce these drawbacks, is a device for compensating for variations in the speed of advance of a strip unwinding from a roll. This device is characterized in that it comprises a tensioning mechanism with rollers in contact with the strip and able to move relative to fixed rollers so as to increase or decrease the length of the path followed by the strip in the device. compensator, and a clamping roller approximable to a control roller adjacent to the web and disposed at the entrance to bring the web into contact therewith, elastic means being disposed between the clamping roller and the mechanism roller tensioner, the whole being arranged so that,
when the tensioning mechanism moves in the direction of a decrease in the length of the path due to a speed difference between the entry and exit of the strip, it also moves the clamping roller which then applies the strip against the control roller, which accelerates this band by imparting its peripheral speed to it.
The drawing represents, by way of example, an embodiment of the compensating device according to the invention.
In the drawing:
Fig. 1 is a side elevation of this compensating device, in which the non-essential parts have been removed and the hidden parts are shown in dotted lines.
Fig. 2 is an end elevation seen from the right side of FIG. 1 and where the bands have been removed to better show the construction, and
fig. 3 is a perspective view from behind of part of the device.
The progress compensating device shown follows a feed structure which has a vertical support 10 fixed to a base 11 and comprising a horizontal shaft 12 on which are mounted to rotate side by side two feed rollers or feeders 13 and 14, as can be seen. The details of the feed rollers are not shown and it should be understood that the bands 15 and 16 remain continuous before reaching the compensator, in which they lie side by side horizontally. It is possible to provide different speeds of advance of the bands 15 and 16 and to give different values to the weight and the diameter of the respective rollers 13 and 14.
Part 17 of the compensating device has a support frame 18 mounted on a pedestal 19, which is aligned with the feed support 10.
A variable speed control device 20, mounted on the base 19, is formed by a motor 21 and a variable speed transmission 22 (FIG. 2). The variable speed transmission 22 comprises an output shaft 23, the angular speed of which depends on the position of a lever 24. The lever 24, for its part, is articulated on a connecting rod 25 and a crank arm 26, wedged on a control shaft 27 which itself extends over the entire length of the support frame 18 and is rotatably mounted in bearings 28 fixed in the extension of one another, on each side of the frame 18. Two studs 29 and 30, directed radially, are fixed to the respective ends of the shaft 27 and are in the same plane as this shaft. The function performed by the radially directed studs 29 and 30 will be described below.
The output shaft 23, which starts from the variable speed transmission 22, is coupled directly to a control roller 31, on which pass the two bands 15 and 16 (fig. 1). Consequently, whatever the speed at which the separated bands must advance; the control roller 31, which is in one piece, rotates over its entire length at the speed determined by the output shaft 23 of the variable speed transmission 22. The mechanism, as described above, is common to one or more bands. The individual compensation adjustment of the bands 15 and 16 is achieved by certain identical elements, but operating independently, which are described below.
Two plates 32, in extension from the support frame 18, rigidly support a shaft 33. Two sleeves 34 are mounted on the shaft 33 and each of them comprises an arm 35 directed radially inwards and these two arms end at the end. immediate vicinity of each other and are movable independently of one another. The outer ends of the respective sleeves 34 comprise angled levers 36 whose arms 37, directed radially from top to bottom, are parallel to the arms 35. Two clamping rollers 38 are rotatably mounted between the two arms 37 directed radially of each of the sleeves. 34 and are parallel to the control roller 31.
The bands 15 and 16 pass over the common drive roller 31 and between this and the corresponding clamping rollers 38 so that when the arm 36 of the angled lever rises, the corresponding clamping roller 38 comes into contact with the tape corresponding 15 or 16, by clamping it against the rotary control roller 31. The clamping action obviously has the effect of advancing the web at the peripheral speed of the roller. While the bands 15 and 16 pass over the drive roller 31, advanced parts thereof pass through respective, identical, tensioning oscillating frames 39, which are rotatably mounted on a common shaft 40, itself fixed between the uprights 18 of the frame.
Each frame 39 comprises two parallel oscillating arms 41, to which are fixed two spaced apart parallel rollers 42, 43, mounted idly to rotate between the respective ends 44 and 45 of said oscillating arms 41. Two shafts 46 and 47 are fixed horizontally between the uprights of the frame. 18, the shaft 47 being located above the shaft 46 (fig. 1) and two rollers 48 are mounted idle to rotate next to each other on the shaft 46.
Likewise, two rollers 49 are mounted one beside the other on the shaft 47.
The web passes over the control roller 31, then under the roller 42 of the oscillating frame 39, then from bottom to top over one of the rollers 48 and comes back passing under the roller 43, which is mounted on the other. end of swing frame 39.
The strip then passes from back to front on the roller 49, then in a mechanism, not shown, which can subject the strips to another treatment.
It will be noted that, when the oscillating frame rotates clockwise around the shaft 40 (fig. 1) the band is stretched while continuing to advance in the compensating device, even when its movement has been temporarily. interrupted in front of the device. Conversely, when the swing frame 39 rotates counterclockwise, each of the bands relaxes and the swing frame moves back accordingly. Under these conditions, the strip can temporarily exit the compensating device at a speed greater than that at which it enters when passing over the control roller 31. If the increase or decrease in the speed of advance of the strip does not is not instantaneous, the unwinding speed of the roll should be adjusted accordingly.
The clamp rollers 38 are normally some distance from the drive roller 31. So unless the arm of the bend lever 36 is raised, the drive roller 31 rotates without driving the web. An elastic device comprises a coil spring 50 which is mounted at one end on the arm 36 of the elbow lever, and at the other on the upper end 45 of the oscillating frame 39, and a length adjuster 52 (fig. . 1).
When the output of the strip is slowed down, the upper end portion 45 of the frame 39 oscillates towards its position furthest from the shafts 46, 47.
The spring 51 then exerts a zero tension on the arm 36 of the rocking lever, the clamping roller 38 loosens and allows the strip to pass freely below it, without being driven by the control roller 31. At the time when the traction exerted on the strip increases, so as to re-tension it, the oscillating frame 39 begins to oscillate counterclockwise. The spring 51 is tensioned and the clamping roller 38 instantly brings the web into driving contact with the drive roller 31.
If the web output speed is to be greater at some point, the oscillating frame 39 continues to oscillate counterclockwise, but since the clamp roller 38 is already in contact with the drive roller 31, the spring 51 is extended simply by keeping the clamping roller 38 in contact with the strip and the drive roller 31.
The oscillating movement of the oscillating arms also controls two control mechanisms 53 respectively coupled to the oscillating frame 39 above the shaft 45. The two mechanisms 53 each comprise a connecting rod 54 articulated by a pin 55 on the upper portion 45 of the shaft. oscillating frame 39 and moving from top to bottom as far as an articulation axis 56 of an oscillating arm 57. Each arm 57 is rotatably mounted at its other end on the shaft 27 in the vicinity of the ends 29 and 30 .
The arms 57 have laterally directed stop members 58 which come into contact with the studs 29 and 30, when the corresponding arm 57 rotates counterclockwise. It will be remembered that the movement of rotation of the shaft 27 and of the crank arm 26 in the anti-clockwise direction (fig. 1), has the effect of actuating the variable speed lever 24 so as to make increase the angular speed of the output shaft 23. Since the construction form of each of the two oscillating frames 39 and their corresponding actuating mechanisms 53 is identical and the studs 29 and 30 of the shaft 27 are in in the same plane, the shaft 27 rotates counterclockwise (fig. 1) under the action of the oscillating frame 39.
As soon as the shaft 27 begins to rotate, as has been said, the lever 24 turns clockwise and the movement of the shaft 23 begins to accelerate, thereby rotating the roll 31 faster. Since any movement of the oscillating frame 39 which accelerates the variable speed drive also keeps the clamp roller 38 in contact with the drive roller 31, the speed increase causes the web to advance faster through the compensator. If the pull exerted on the web exiting the device further increases, the oscillating frame 39 continues to rotate counterclockwise, thereby rotating the variable speed output shaft 23 at an even greater speed.
If the balance is established between the forward speed and the output speed of the strip, the oscillating frame 39 remains in a stable inclined position. But if the required strip length decreases, the oscillating frame 39 oscillates clockwise with its control element 53, allowing the shaft 27 to rotate clockwise and counterclockwise. thus decreasing the speed of the shaft 23 and the drive roller 31.
When several webs advance simultaneously on the drive roller 31, it should be remembered that even if one of the drive mechanisms 53 releases its action on the shaft 27, the other may not release it. Under these conditions, it is the oscillating frame 39 which has oscillated the furthest in the anti-clockwise direction which regulates the operation of the variable speed control. In other words, the drive roller 31 is always responsive to the greatest length of web needed among several webs passing over it simultaneously. If the required lengths are different, the oscillating frame 39 of the slower strip begins to rotate clockwise as the strip relaxes further.
The drive roller 31 continues to rotate at the speed corresponding to the necessary length of the tape of the other oscillating frame and therefore the speed of the tape arriving on the oscillating frame in question is greater than that required.
The oscillating frame therefore continues to loosen until the corresponding clamping roller 38 moves away from the drive roller 31. The web, while advancing, at this moment transmits the tension directly to the incoming web and to its roller. and continues to advance leaving the roll until the traction exerted by the roll exceeds the tension of the web exiting the compensator. When the traction increases again, the corresponding oscillating frame 39 has the effect of establishing again by the clamping roller 38 a control coupling between the roller 31 and its web. Compensation was therefore established as described for several belts, but only one drive roller and one variable speed drive were required for this purpose.