Appareil de coupe et de fixation d'une nappe tendue tirée d'un magasin,
et procédé de mise en action de cet appareil
La présente invention comprend un appareil de coupe et de fixation d'une nappe tendue tirée d'un magasin et un procédé de mise en action de cet appareil. Elle concerne des machines pour manipuler une nappe de papier, de matière plastique ou de textile, par exemple, et bien que l'appareil puisse être utilisé pour des nappes étroites, il est spécialement utile pour les nappes larges. On connaît divers dispositifs pour couper une telle nappe et on désire fréquemment, après la coupe, fixer une des deux nouvelles extrémités de la nappe sur un support. Une telle fixation est effectuée ordinairement à la main après achèvement de la coupe.
Le but de l'invention est de fournir un appareil simple et efficace permettant d'effectuer la coupe et la fixation en une seule opération.
L'appareil faisant l'objet de la présente invention est caractérisé en ce qu'il comprend un chariot capable d'un mouvement transversal d'un bord latéral à l'autre de la nappe, le chariot portant un dispositif de coupe actif pendant ce mouvement et agencé de façon à couper la nappe, et un dispositif de fixation agencé de façon à presser l'une des nouvelles parties extrêmes séparées de la nappe contre une surface située au-dessous de la nappe pour fixer ladite partie à cette surface.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil objet de l'invention et des variantes, et illustre également à titre d'exemple des modes de mise en action de cette forme d'exécution:
Les fig. 1 et 2 sont des vues latérales partiellement en coupe, d'une machine avec laquelle ladite forme d'exécution est utilisée, ces figures montrant diverses parties dans deux positions différentes.
Les fig. 3 et 4 sont respectivement une vue en plan et une élévation frontale, partiellement en coupe, de cette forme d'exécution.
Les fig. 5, 6 et 7 sont respectivement une élévation latérale, une élévation de bout et une vue en plan d'une première variante.
La fig. 8 est une vue d'un dispositif utilisé dans la variante des fig. 5, 6 et 7.
Les fig. 9 à 12 montrent d'autres variantes, et
les fig. 13 à 15 illustrent trois applications de ladite forme d'exécution.
La machine à laquelle est destinée une forme d'exécution de l'appareil objet de l'invention comprend une rampe inclinée vers le bas de laquelle des rouleaux à emballer roulent dans une position de calibrage, une tête mobile occupant normalement une position avancée et comportant une paroi frontale adjacente à l'extrémité inférieure de la rampe qui arrête chaque rouleau dans la position de calibrage, un appareil de coupe et de fixation étant logé dans ladite tête, un dispositif de calibrage pour mesurer le diamètre du rouleau, une bobine d'alimentation à partir de laquelle une nappe d'une matière d'emballage, du papier par exemple, est tirée sur la tête mobile, un dispositif de serrage disposé au-dessous de l'extrémité inférieure de la rampe inclinée et agencé de façon à serrer l'extrémité libre de la nappe de matière d'emballage,
une boîte verticale comportant des parois réglables selon le diamètre du rouleau et dans laquelle l'emballage du rouleau est effectué, un dispositif d'arrêt pour déterminer la position du rouleau, selon son diamètre, dans une position d'emballage dans la boîte au-dessous de la position avancée de la tête mobile, un mécanisme de transfert réglé par le dispositif de calibrage selon le diamètre du rouleau pour mettre le dispositif d'arrêt correctement en place, afin qu'il arrête le rouleau dans la position d'emballage, et pour déplacer ensuite ce dispositif d'arrêt dans une position où il détermine une seconde position du rouleau dans laquelle, par exemple, les extrémités du rouleau peuvent être enveloppées.
Un rouleau A à emballer, dont le diamètre est compris dans un domaine déterminé (les dimensions minimum et maximum étant indiquées par les rouleaux en pointillé At et A2), est amené dans la machine vers le bas de la rampe inclinée formée de deux parties B et Bl, la partie inférieure B étant mobile et la partie supérieure Bt fixe. Le rouleau A est arrêté dans une position de calibrage par engagement avec la face frontale d'une tête mobile D, cet engagement actionnant un dispositif de déclenchement non représenté qui met en action le dispositif de calibrage.
Ce dernier comprend un plateau de détection C parallèle à la rampe inclinée B, Bt et mobile sous l'action d'un cylindre pneumatique C1 dans une direction perpendiculaire à la rampe de manière à engager la surface du rouleau A et à mesurer le diamètre de ce dernier. Le dispositif de calibrage actionne un dispositif de commande pneumatique C2 qui commande la mise en place de diverses parties de la machine selon le diamètre du rouleau. Ce dispositif de commande peut être d'un type quelconque capable d'effectuer une commande pneumatique selon l'étendue du mouvement d'un élément de commande.
La boîte verticale comprend deux parois verticales
E3, E4 également espacées sur les côtés opposés d'un plan de référence vertical E, de sorte que la boîte est disposée au-dessous de la position avancée de la tête mobile D. Ces parois E3, E4 sont, normalement, espacées l'une de l'autre d'une distance égale au diamètre du rouleau Al de plus petite dimension dans le domaine envisagé et sont déplacées comme on le verra plus loin par le dispositif de commande pneumatique afin d'être séparées d'une distance égale au diamètre du rouleau A particulier à emballer.
La partie inférieure B de la rampe inclinée est mobile dans une direction parallèle à la rampe inclinée et porte la paroi verticale intérieure E3 qui se déplace avec elle, l'arrangement étant tel que la composante horizontale de ce mouvement dans ladite direction inclinée soit égale et opposée au mouvement dans une direction horizontale de la paroi verticale extérieure E4, de façon que les deux parois restent toujours également espacées horizontalement du plan de référence vertical E dans toutes les positions de réglage.
Ces mouvements de mise en place en fonction du diamètre du rouleau sont effectués par l'intermédiaire d'une barre de commande F qui s'étend en travers du fond de la machine dans une direction parallèle à l'axe du rouleau A et au plan de référence E et qui peut se déplacer horizontalement à angle droit de ce plan sous l'action d'un cylindre pneumatique F2 commandé par le dispositif de commande pneumatique C2, le mouvement étant guidé par des roulements à billes F4. La barre de commande F est connectée par un mécanisme articulé Ft à la partie inférieure B de la rampe inclinée et à la paroi verticale intérieure E3 de façon que ces organes se déplacent le long de rails de guidage fixes B2 dans leur position active.
En même temps, la paroi verticale extérieure E4 est déplacée en direction horizontale par le cylindre pneumatique F2 et un mécanisme articulé F3, le mouvement étant guidé par des roulements à billes E5.
La barre de commande F commande aussi le mécanisme de transfert en accord avec le diamètre du rouleau. La barre F porte deux cames semblables F5 qui constituent ensemble des moyens de butée qui seront décrits plus loin. La barre F porte aussi un bloc F6 sur lequel pivote une extrérnité d'un cylindre pneumatique de libération F7 dont la tige de piston F8 pivote sur l'extrémité inférieure d'un bras G1 d'un levier coudé
G, G' tournant sur un pivot G2. L'autre bras G de levier est un bras de transfert qui porte à son extrémité libre un arbre horizontal sur lequel sont montés des galets G5 constituant un dispositif d'arrêt pour mettre en place le rouleau A dans la boîte verticale.
La barre de commande F occupe, normalement une position espacée horizontalement d'un plan de référence zéro F9 d'une distance égale à la moitié du diamètre du plus petit rouleau A1 dans le domaine considéré. et elle est déplacée par le cylindre pneumatique F2 dans une position espacée du plan zéro F2 d'une distance égale à la moitié du diamètre du rouleau A à envelopper.
A ce stade, le cylindre de libération F7 est soumis à une pression d'air, de sorte qu'il n'y a pas de mouvement relatif entre le cylindre F7 et sa tige de piston F0 et que le mouvement de la barre de commande est ainsi transmis directement au bras Gl dont la longueur est égale à la moitié de celle du bras de trans- fert G.
Comme le dispositif d'arrêt G5 est disposé normalement à une distance égale au diamètre du plus petit rouleau At au-dessous d'une ligne de référence horizontale Et dans le plan de référence E, il est clair que le mouvement de la barre de commande F oblige le dispositif d'arrêt G5 à se déplacer vers le bas dans une position qui est à une distance égale au diamètre du rouleau A au-dessous de la ligne de référence E1.
Le bras de transfert G est d'une longueur considérable. de sorte que la trajectoire arquée du dispositif d'arrêt
G5 ne s'écarte que d'une manière négligeable du plan de référence E.
La fig. 1 montre les diverses parties dans leur position de repos normale dans laquelle la tête mobile D occupe sa position avancée sur la boîte verticale E3. un un rouleau A étant juste arrêté dans la position de calibrage par la paroi frontale de la tête, en position pour être calibré par le dispositif C, Ct. A ce stade. l'extrémité libre d'une nappe H de matière d'emballage est serrée par un dispositif de serrage B3.
B4 qui est monté au-dessous de la partie inférieure B de la rarnpe inclinée et actionné par un cylindre pneumatique B5, la nappe H passant du dispositif de serrage sur la face frontale de la tête mobile D et sur des galets de guidage fixes H', H2, E H4 et sur un galet de compen- sation mobile lI5 disposé entre les galets H2 et H4, jusqu'à une bobine d'alimentation H5. Le but du rouleau de compensation H3 est de rattraper le mou dans la nappe H quand la tête mobile D est ramenée depuis sa position avancée.
Une fois les diverses parties de la machine mises en place selon le diamètre du rouleau A. un dispositif de déclenchement non représenté est actionné pour produire le fonctionnement d'un second cylindre pneumatique Dt qui retire la tête mobile D horizontalement à distance de sa position avancée normale. Le rouleau A est ainsi libéré et peut se déplacer en avant dans la position d'emballage, mais en même temps le rouleau A tire la nappe H en travers de sa trajectoire. de sorte que le rouleau emporte la nappe avec lui.
Ce nouveau mouvement du rouleau A est arrêté par le dispositif d'arrêt G5 dans la position d'emballage. et à ce stade la nappe H passe vers le bas depuis le dispositif de serrage B3, B4 le long de la paroi verticale intérieure Es, entoure étroitement la moitié inférieure de la périphérie du rouleau A et, de là, remonte le long de la paroi verticale extérieure E4 et sur la face frontale de la tête mobile D en position retirée, jusque vers la bobine d'alimentation. La tête D porte une saillie D2 qui heurte un dispositif de déclenchement E6 porté par la paroi verticale extérieure E4.
Ce dispositif de déclenchement produit l'arrêt du mouvement de retrait de la tête D, quand la face frontale de la tête est disposée approximativement au-dessus de la paroi verticale extérieure, et aussitôt produit le mouvement de retour de la tête D vers sa position avancée.
Le dispositif de déclenchement Efi oblige aussi le cylindre pneumatique B5 à libérer le dispositif de serrage B3, B4 et actionne un autre cylindre pneumatique BO pour produire le mouvement longitudinal de deux doigts de pliage B7, connectés de préférence l'un à l'autre par une barre de pliage, de manière que ces doigts et la barre de pliage engagent l'extrémité libérée de la nappe et la plie étroitement autour d'une partie de la moitié supérieure de la surface du rouleau A. La lête D a été déplacée entre-temps vers sa position avancée et a enroulé la nappe H autour du reste de la surface périphérique du rouleau, de sorte que finalement la nappe recouvre son bord libre et est serrée fortement contre la surface du rouleau.
Quand la tête D atteint sa position avancée, un dispositif de déclenchement non représenté produit le retrait des doigts de pliage F7 et applique une pince D3 montée à la partie supérieure de la tête pour maintenir la nappe contre un mouvement de retour produit par le galet de compensation H2 quand la nappe est ensuite coupée par le dispositif de coupe, la nappe se trouvant ainsi maintenue à l'état tendu pour favoriser la coupe.
Les diverses parties de la machine ayant atteint les positions représentées en fig. 2 sont prêtes pour l'action des dispositifs de coupe et de fixation, de façon que la nappe H soit coupée et qu'un ruban adhésif soit appliqué sur les extrémités chevauchantes de la nappe, fixant ainsi fortement l'emballage autour de la surface périphérique du rouleau.
Après achèvement de la coupe et de la fixation, un nouveau dispositif de déclenchement assure l'échappement de l'air comprimé dans le cylindre de libération F7, ce qui libère le dispositif d'arrêt G5 tout en laissant les autres parties de la machine dans les positions correspondant au diamètre du rouleau, de sorte que le rouleau enveloppé à sa périphérie tombe dans la boîte E3, E4 jusqu'à ce qu'il soit arrêté par engagement du dispositif d'arrêt G5 avec les moyens de butée constitués par les deux : cames F5.
La forme et la posi- tion de ces cames sont telles que le dispositif d'arrêt G5, quand il est engagé avec elles (comme représenté en lignes pointillées à la fig. 2), maintient le rouleau de façon que son axe soit centré avec précision sur une ligne de référence fixe E2 dans le plan de référence E, prêt pour une nouvelle opération qui peut être l'emballage des extrémités du rouleau, par exemple de la manière décrite dans les brevets NO 391566 et 406954.
A la fin de cette opération, un volet pivotant E7 constituant la partie inférieure de la paroi verticale intérieure E3 est libéré pour permettre au rouleau de tomber sur une glissière de décharge E5 et d'être déchargé de la machine. Ce mouvement final du rouleau actionne un autre dispositif de déclenchement non représenté qui met en fonction le dispositif de commande pneumatique C2 pour ramener les diverses parties de la machine qui ont été réglées selon le diamètre du rouleau dans leur position normale en vue de l'emballage du prochain rouleau, l'opération finale étant le serrage de la nouvelle extrémité libre de la nappe H par le dispositif de serrage B3, B4 au-dessous de la rampe inclinée B, B1 et la libération de la pince D3 à la partie supérieure de la tête D.
Les fig. 3 et 4 représentent l'appareil de coupe et de fixation qui est logé dans la tête D et participe aux mouvements de retrait et de retour de celle-ci. Les parties principales de l'appareil. comprenant un couteau et des rouleaux pour presser un ruban adhésif sur la surface enveloppée du rouleau A, sont montées sur un chariot mobile J qui est déplacé le long de guide Jt portés par la tête D depuis une zone située au-delà d'un bord latéral de la nappe H jusqu'à une zone située au-delà de l'autre bord latéral de la nappe. Le mouvement transversal du chariot J est effectué par un cylindre pneumatique K à double action dont la tige de piston Kt se projette depuis les deux extrémités du cylindre, et au moyen de deux câbles K2 passant sur des poulies et connectés respectivement aux extrémités du chariot J.
Pour permettre au piston d'avoir une course faible dans le cylindre K relativement au long mouvement du chariot. les poulies sont agencées de façon à multiplier l'entraînement par un rapport de transmission approprié, par exemple de 4:1. Dans ce but, chaque câble K2 est fixé à une console K3 sur la tête mobile D et passe tour à tour sur quatre poulies, dont deux, K4, sont montées sur la console K3 et les deux autres, K5, sur la tige de piston KX, et finalement sur une autre poulie K6 portée par la tête D.
Le ruban adhésif L est tiré d'une bobine Ll montée sur une console s'étendant depuis une extrémité de la partie supérieure de la tête D et passe sur des galets de guidage L2 sur la tête D, et de là dans un dispositif humidificateur L3 porté par le chariot J. Le chariot J est placé normalement à l'extrémité de la tête mobile D adjacente à la bobine Lt et, quand l'appareil de coupe et de fixation est actionné, le chariot effectue d'abord un mouvement transversal à vide vers l'autre extrémité de la tête, puis s'inverse et effectue un mouvement transversal actif qui le ramène dans sa position de repos. Ainsi, le mouvement actif se fait toujours dans le même sens en travers de la largeur de la nappe H, le couteau étant monté en avant des rouleaux qui appliquent le ruban pendant ce mouvement actif.
Le mouvement transversal à vide est utilisé pour tirer le ruban adhésif L de la bobine Lt et le couteau et les rouleaux sont soulevés à distance de la nappe pendant ce mouvement.
Dans ce but, le couteau constitué par une lame inclinée M et les rouleaux Ml sont montés sur un bâti M2 porté par un bras M3 d'un levier M3, M4 pivotant sur le chariot J. Le bâti M2 porte aussi la mâchoire mobile M5 d'une pince dont la mâchoire fixe
J2 est montée sur le chariot J. Le levier M3, M4 est commandé par un ressort à détente J3 monté sur le chariot J. de manière que pendant le mouvement à vide du chariot, les deux mâchoires M5, J2 de la pince soient maintenues serrées, serrant ainsi le ruban adhésif L, le bâti M2 étant en position soulevée.
A la fin du mouvement à vide du chariot, le bras M4 du levier heurte une butée D4 sur la tête mobile D et pivote autour de son pivot de façon que le ressort à détente J3 engage une butée J4 sur le chariot et maintienne le bâti M2 dans sa position abaissée pendant le mouvement transversal à vide subséquent, la pince M5, J2 étant libérée. L'engagement du bras M4 avec la butée D4 actionne aussi un dispositif de déclenchement commandant le cylindre pneumatique K, afin d'arrêter le chariot J et de commencer immédiatement le mouvement de retour actif. Les fig. 3 et 4 montrent les diverses parties dans cette position au commencement du mouvement actif.
L'abaissement du bâti MO amène un élément de réaction M6 juste au-dessous du niveau de la nappe, de sorte que la lame M coopérant avec cet élément engage le bord de la nappe et coupe celle-ci au cours du mouvement transversal actif. L'élément de réaction M6 comporte une saillie arrière M7 constituant une lame de déviation destinée à dévier l'une des extrémités séparées de la nappe, à savoir celle connectée à la partie de la nappe provenant de la bobine, vers le haut à distance de la trajectoire des galets M1 qui suivent la lame M. Le ruban adhésif L passe sur la mâchoire inférieure mobile M5 de la pince et est dévié vers le bas par deux galets M0 à l'extrémité arrière de cette mâchoire afin de passer au-dessous des rouleaux de fixation principaux M1 qui sont sollicités vers le bas par des ressorts.
Ainsi, les rouleaux de fixation M1, qui sont légèrement inclinés l'un par rapport à l'autre afin d'engager de façon satisfaisante la surface courbe du rouleau empaqueté, pressent le ruban adhésif L fermement sur les extrémités en chevauchement de la nappe autour du rouleau A, cette fixation se faisant progressivement sur toute la largeur de la nappe immédiatement après la coupe de celle-ci. A la fin du mouvement transversal actif, le bras M4 du levier heurte une autre butée D5 sur la tête mobile D, de sorte que le levier soulève le bâti M2 pour appliquer à nouveau la pince sur le ruban adhésif L.
On actionne ainsi un dispositif de déclenchement qui actionne le cylindre pneumatique K pour mettre le chariot J au repos, et un autre cylindre pneumatique D6 sur la tête mobile D qui commande une guillotine D7 afin de couper le ruban adhésif L juste en arrière des rouleaux de fixa tion N Ml. Ce dispositif de déclenchement est utilisé aussi pour actionner le cylindre de libération F7 du mécanisme de transfert, de sorte que le rouleau A, dont l'emballage périphérique est fixé autour de lui, est déplacé dans sa seconde position active où ses extrémités peuvent être enveloppées.
Les fig. 5 à 7 montrent une variante de l'appareil de coupe et de fixation décrit. Cette construction diffère de la précédente principalement en ce qu'en. position normale de repos le chariot se trouve à l'extrémité de la tête mobile éloignée de la bobine d'alimentation du ruban adhésif, de sorte que l'appareil effectue son mouvement transversal actif dès qu'il est actionné à la fin de l'enveloppement périphérique du rouleau, le mouvement transversal à vide se produisant après la fin du mouvement actif alors que le rouleau tombe dans sa seconde position active.
Le chariot J se déplace sur des galets J5 montés sur des voies de guidage D8 suspendues depuis la partie supérieure de la tête mobile D et il est entraîné par les câbles KO à partir du cylindre pneumatique K, comme dans la forme d'exécution décrite plus haut. Un bâti N est suspendu par des biellettes J6 au chariot J et sa position inférieure est déterminée par une butée réglable J7. Le bâti N occupe cette position inférieure pendant le mouvement transversal à vide, car dans cette construction sa trajectoire n'interfère pas avec le rouleau pendant ce mouvement. Le bâti N est déplacé dans sa position soulevée avant le mouvement transversal actif au moyen d'une pièce N1 se projetant en avant du bâti et qui se déplace sur la surface enveloppée du rouleau pendant le mouvement de retour de la tête mobile D dans sa position avancée.
Le ruban adhésif est tiré de la bobine L1 pendant le mouvement transversal à vide, comme précédemment, mais dans ce cas un dispositif humidificateur N2 est porté par le bâti N de façon que le ruban soit humidifié immédiatement avant d'être pressé sur la matière d'emballage disposée autour du rouleau. La pince pour serrer le ruban adhésif L est portée complètement par le bâti N, une mâchoire N8 étant fixée à la partie supérieure du bâti et une autre mâchoire N4 étant portée par un bras N5 d'un levier N5, N6 pivotant sur le bâti.
L'autre bras N6 de ce levier porte un galet mobile N7.
Dans la position de repos normale, ce galet N7 est maintenu en position soulevée, la pince N3, N4 étant fermée, à la fois par un ressort N8 et par le poids d'un autre galet N9 agissant par l'intermédiaire d'un levier N10. Peu après le commencement du mouvement transversal actif, ce galet N9 heurte le bord de la nappe de matière d'emballage et est soulevé, ce qui libère le galet N7 dont le poids dépasse la force du ressort N8, de sorte que la pince N3, N4 est ouverte.
Le ruban adhésif L (non représenté sur ces figures pour simplifier le dessin) passe de la bobine L1 sur des rouleaux de guidage vers la pince
N3, N4 et de là autour d'un rouleau de guidage N11 monté sur le bâti N, autour du galet mobile N7 et au-dessous du galet N9 qui le presse sur la partie supérieure de la matière d'emballage, et ensuite au-delà d'une paire de rouleaux inclinés N12 qui complètent l'appli- cation du ruban sur la matière d'emballage disposée sur le rouleau A. Le mouvement vers le bas du galet N7 presse le ruban contre le dispositif humidificateur N2.
On a trouvé avantageux d'utiliser des moyens, tels que des pointes D9 ou une cuvette d'aspiration, portés par la tête mobile D pour maintenir l'extrémité libre du ruban adhésif pendant le mouvement transversal actif.
Dans la variante des fig. 5 à 7, on utilise un couteau rotatif N14 à la place de la lame M de la construction précédente. L'arbre N13 du couteau rotatif N14 est porté par l'organe N1 et entraîné par un engrenage réducteur J8 à chaîne et roues à chaîne à partir d'un pignon J2 monté sur le chariot J, ce pignon s'engageant avec une crémaillère D10 portée par la tête D, de manière que le couteau N14 soit entraîné par le mouvement transversal actif du chariot J lui-même.
Une butée N15 pour le couteau N14 s'engage sous la nappe de matière d'emballage et porte aussi une lame de déviation N16 pour dévier le bord extérieur de la nappe à distances des galets N9, Ntg qui pressent le ruban adhésif sur les bords en chevaux chement de la nappe sur le rouleau A.
A la fin du mouvement transversal actif, quand le galet pivotant N9 quitte le bord de la nappe, la pince
N3, N4 est à nouveau appliquée pour serrer le ruban adhésif, le dispositif humidificateur NO étant inopérant, et la guillotine D7 est actionnée, comme dans la forme d'exécution décrite plus haut, pour couper le ruban en arrière des galets N12, en prévision du mouvement transversal à vide qui se produit immédiatement tandis que le rouleau A tombe dans sa seconde position active.
Le dispositif humidificateur N2 peut être construit de diverses manières. Dans la construction représentée schématiquement à la fig. 8, il comprend une mèche O d'une matière absorbante disposée dans une fente longitudinale d'un tube Ol à l'intérieur duquel un liquide est amené à partir d'un dispositif à niveau constant 02 alimenté par une cuve 03 portée par le bâti N, de sorte qu'une pression de liquide constante est maintenue afin que le dispositif humidificateur soit alimenté en liquide uniformément quels que soient les changements de niveau dans la cuve 03.
Alternativement, le tuyau provenant du dispositif 02 peut conduire à l'intérieur d'un rouleau rotatif à paroi épaisse entouré par un manchon d'une matière absorbante, la paroi du rouleau étant percée d'un certain nombre de petits passages radiaux à travers lesquels le liquide passe vers le manchon absorbant quand le rouleau tourne par engagement avec le ruban adhésif.
L'appareil de coupe et de fixation décrit ci-dessus peut être modifié de différentes façons. Le couteau rotatif N14 peut être monté dans un plan incliné de manière à couper la nappe de matière d'emballage à angle droit (fig. 9) dans une partie de la nappe tendue entre une butée N15 et une pièce N16. Les fig. 9 et 10 montrent aussi que le couteau rotatif N14 peut être entraîné par une petite turbine à air P, et non par le mouvement transversal du chariot, l'air étant envoyé à la turbine à travers un tuyau pl enroulé autour d'un tambour P2 porté par la tête mobile D à proximité du point de départ du mouvement transversal actif du chariot. Le tambour p2 tourne contre l'action d'un ressort spiral non représenté, de préférence du type à tension constante.
Le couteau rotatif peut présenter un bord en dents de scie et l'échappement de la turbine à air peut être dirigé à proximité du point de coupe afin d'éviter que le couteau ne soit heurté par de petits fragments de la matière d'emballage. L'air est envoyé dans le tuyau pl par un tuyau d'entrée P3 conduisant à travers un raccord étanche à l'air dans l'intérieur creux du tambour P2 auquel l'extrémité interne de l'enroulement du tuyau P1 est connectée par un raccord P4.
On a trouvé que dans certaines circonstances des variations de vitesse peuvent parfois se produire avec un entraînement pneumatique du chariot dans ses mouvements transversaux. On peut éviter cet inconvénient par l'emploi d'un entraînement hydraulique ou, comme représenté à la fig. 11, par un entraînement combiné pneumatique et hydraulique. Dans ce cas, un cylindre hydraulique Q est placé à côté du cylindre pneumatique K, sa tige de piston Q1 étant reliée rigidement à la tige de piston K1 du cylindre pneumatique.
Les deux extr ment du mouvement de coupe et de fixation, le bouton S' est libéré pour pincer le ruban, qui est ainsi fixé pendant qu'il n'est pas utilisé, et pour retirer le ruban du dispositif humidificateur U8, puis la guillotine S3 est actionnée par le levier à main S4 pour couper le ruban adhésif en arrière des rouleaux inclinés T4.
Fol est clair que la bobine de ruban adhésif pourrait être montée sur le chariot, non seulement quand l'appareil de coupe et de fixation est utilisé comme un outil à main, mais aussi quand il est incorporé à une machine.
Les circuits pneumatiques grâce auxquels, dans la machine à emballer décrite, le dispositif de commande pneumatique commande les diverses parties de la machine et la succession d'opérations désirée de ces parties, ne sont pas représentés sur le dessin. Ils sont agencés de la manière connue pour assurer les opérations recherchées. Cette commande pourrait être hydraulique, électrique ou mécanique au lieu d'être pneumatique.
REVENDICATIONS
I. Appareil de coupe et de fixation d'une nappe teneue tirée d'un magasin, caractérisé en ce qu'il comprend un chariot capable d'un mouvement transversal d'un bord latéral à l'autre de la nappe, le chariot portant un dispositif de coupe actif pendant ce mouvement et agencé de façon à couper la nappe, et un dispositif de fixation agencé de façon à presser l'une des nouvelles parties extrêmes séparées de la nappe contre une surface située au-dessous de la nappe pour fixer ladite partie à cette surface.
Apparatus for cutting and fixing a stretched web taken from a magazine,
and method of activating this apparatus
The present invention comprises an apparatus for cutting and securing a tensioned web drawn from a magazine and a method of activating this apparatus. It relates to machines for handling a web of paper, plastic or textile, for example, and although the apparatus can be used for narrow webs, it is especially useful for wide webs. Various devices are known for cutting such a web and it is frequently desired, after cutting, to fix one of the two new ends of the web on a support. Such attachment is usually performed by hand after completion of the cut.
The aim of the invention is to provide a simple and efficient apparatus making it possible to perform the cutting and the fixing in a single operation.
The apparatus forming the subject of the present invention is characterized in that it comprises a carriage capable of transverse movement from one lateral edge to the other of the web, the carriage carrying a cutting device active during this. movement and arranged to cut the web, and a fixing device arranged to press one of the new separate end parts of the web against a surface below the web to secure said part to that surface.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the apparatus which is the subject of the invention and of the variants, and also illustrates, by way of example, modes of putting this embodiment into action:
Figs. 1 and 2 are side views, partially in section, of a machine with which said embodiment is used, these figures showing various parts in two different positions.
Figs. 3 and 4 are respectively a plan view and a front elevation, partially in section, of this embodiment.
Figs. 5, 6 and 7 are a side elevation, an end elevation and a plan view of a first variant, respectively.
Fig. 8 is a view of a device used in the variant of FIGS. 5, 6 and 7.
Figs. 9 to 12 show other variations, and
figs. 13 to 15 illustrate three applications of said embodiment.
The machine for which an embodiment of the apparatus object of the invention is intended comprises a downwardly inclined ramp from which rolls to be wrapped roll into a calibration position, a movable head normally occupying an advanced position and comprising a front wall adjacent to the lower end of the ramp which stops each roll in the sizing position, a cutting and fixing device being housed in said head, a sizing device for measuring the diameter of the roll, a spool of feed from which a web of packaging material, for example paper, is pulled over the movable head, a clamping device disposed below the lower end of the inclined ramp and arranged to clamp the free end of the web of packaging material,
a vertical box having walls adjustable according to the diameter of the roll and in which the wrapping of the roll is carried out, a stop device for determining the position of the roll, according to its diameter, in a wrapping position in the box above below the advanced position of the moving head, a transfer mechanism adjusted by the sizing device according to the diameter of the roll to put the stopper correctly in place, so that it stops the roll in the wrapping position, and then to move this stopper to a position where it determines a second roll position in which, for example, the ends of the roll can be wrapped.
A roll A to be wrapped, the diameter of which is within a determined range (the minimum and maximum dimensions being indicated by the dotted rolls At and A2), is brought into the machine down the inclined ramp formed by two parts B and B1, the lower part B being mobile and the upper part Bt fixed. The roller A is stopped in a calibration position by engagement with the front face of a movable head D, this engagement activating a trigger device, not shown, which activates the calibration device.
The latter comprises a detection plate C parallel to the inclined ramp B, Bt and movable under the action of a pneumatic cylinder C1 in a direction perpendicular to the ramp so as to engage the surface of the roller A and to measure the diameter of this last. The sizing device actuates a pneumatic control device C2 which controls the placement of various parts of the machine depending on the diameter of the roll. This control device may be of any type capable of effecting pneumatic control according to the extent of movement of a control element.
The vertical box has two vertical walls
E3, E4 equally spaced on opposite sides of a vertical reference plane E, so that the box is disposed below the advanced position of the movable head D. These walls E3, E4 are, normally, spaced apart. one from the other by a distance equal to the diameter of the roller A1 of smallest dimension in the field envisaged and are displaced as will be seen later by the pneumatic control device in order to be separated by a distance equal to the diameter of the particular A roll to be wrapped.
The lower part B of the inclined ramp is movable in a direction parallel to the inclined ramp and carries the inner vertical wall E3 which moves with it, the arrangement being such that the horizontal component of this movement in said inclined direction is equal and opposite to the movement in a horizontal direction of the outer vertical wall E4, so that the two walls always remain equally spaced horizontally from the vertical reference plane E in all adjustment positions.
These positioning movements as a function of the diameter of the roll are effected by means of a control bar F which extends across the bottom of the machine in a direction parallel to the axis of the roll A and to the plane reference E and which can move horizontally at right angles to this plane under the action of a pneumatic cylinder F2 controlled by the pneumatic control device C2, the movement being guided by ball bearings F4. The control bar F is connected by an articulated mechanism Ft to the lower part B of the inclined ramp and to the interior vertical wall E3 so that these members move along fixed guide rails B2 in their active position.
At the same time, the outer vertical wall E4 is moved in the horizontal direction by the pneumatic cylinder F2 and an articulated mechanism F3, the movement being guided by ball bearings E5.
The control bar F also controls the transfer mechanism in accordance with the diameter of the roll. The bar F carries two similar cams F5 which together constitute stop means which will be described later. The bar F also carries a block F6 on which pivots one end of a pneumatic release cylinder F7 whose piston rod F8 pivots on the lower end of an arm G1 with an angled lever
G, G 'rotating on a pivot G2. The other lever arm G is a transfer arm which carries at its free end a horizontal shaft on which are mounted rollers G5 constituting a stop device for placing the roller A in the vertical box.
The control bar F normally occupies a position horizontally spaced from a zero reference plane F9 by a distance equal to half the diameter of the smallest roll A1 in the domain considered. and it is moved by the pneumatic cylinder F2 to a position spaced from the zero plane F2 by a distance equal to half the diameter of the roll A to be wrapped.
At this point, the release cylinder F7 is subjected to air pressure, so that there is no relative movement between the cylinder F7 and its piston rod F0 and the movement of the control bar is thus transmitted directly to the arm G1, the length of which is equal to half that of the transfer arm G.
As the stopper G5 is normally arranged at a distance equal to the diameter of the smallest roller At below a horizontal reference line And in the reference plane E, it is clear that the movement of the control bar F forces the stopper G5 to move downward to a position which is a distance equal to the diameter of the roller A below the reference line E1.
The transfer arm G is of considerable length. so that the arcuate path of the stopper
G5 deviates only negligibly from the reference plane E.
Fig. 1 shows the various parts in their normal rest position in which the movable head D occupies its advanced position on the vertical box E3. a roll A being just stopped in the calibration position by the front wall of the head, in position to be calibrated by the device C, Ct. At this point. the free end of a web H of packaging material is clamped by a clamping device B3.
B4 which is mounted below the lower part B of the inclined rarnpe and actuated by a pneumatic cylinder B5, the web H passing from the clamping device on the front face of the movable head D and on fixed guide rollers H ' , H2, E H4 and on a movable compensating roller I5 arranged between the rollers H2 and H4, up to a supply reel H5. The purpose of the compensation roller H3 is to take up the slack in the web H when the movable head D is brought back from its advanced position.
Once the various parts of the machine have been positioned according to the diameter of the roller A. a triggering device not shown is actuated to produce the operation of a second pneumatic cylinder Dt which withdraws the movable head D horizontally away from its advanced position normal. Roll A is thus released and can move forward into the wrapping position, but at the same time roll A pulls web H across its path. so that the roll takes the tablecloth with it.
This new movement of the roll A is stopped by the stop device G5 in the wrapping position. and at this point the web H passes down from the clamp B3, B4 along the inner vertical wall Es, tightly surrounds the lower half of the periphery of the roll A and from there up along the wall vertical exterior E4 and on the front face of the moving head D in the withdrawn position, up to the supply reel. The head D carries a projection D2 which strikes a trigger device E6 carried by the outer vertical wall E4.
This trigger device stops the withdrawal movement of the head D, when the front face of the head is disposed approximately above the outer vertical wall, and immediately produces the return movement of the head D to its position advanced.
The trigger device Efi also forces the pneumatic cylinder B5 to release the clamping device B3, B4 and actuates another pneumatic cylinder BO to produce the longitudinal movement of two folding fingers B7, preferably connected to each other by a fold bar, so that these fingers and the fold bar engage the released end of the web and fold it tightly around a part of the top half of the surface of the roll A. The head D has been moved between -time towards its advanced position and has wrapped the web H around the rest of the peripheral surface of the roll, so that finally the web covers its free edge and is tight against the surface of the roll.
When the head D reaches its advanced position, a trigger device not shown causes the withdrawal of the folding fingers F7 and applies a clamp D3 mounted to the upper part of the head to hold the web against a return movement produced by the roller. compensation H2 when the web is then cut by the cutting device, the web thus being maintained in the stretched state to promote cutting.
The various parts of the machine having reached the positions shown in FIG. 2 are ready for the action of the cutting and fixing devices, so that the web H is cut and an adhesive tape is applied to the overlapping ends of the web, thus firmly securing the package around the peripheral surface of the roll.
After completion of cutting and fixing, a new trigger device ensures the escape of compressed air into the release cylinder F7, which releases the stopper G5 while leaving the other parts of the machine in. the positions corresponding to the diameter of the roll, so that the roll wrapped at its periphery falls into the box E3, E4 until it is stopped by engagement of the stop device G5 with the stop means constituted by the two : cams F5.
The shape and position of these cams are such that the stopper G5, when engaged with them (as shown in dotted lines in fig. 2), holds the roller so that its axis is centered with precision on a fixed reference line E2 in the reference plane E, ready for a new operation which may be the wrapping of the ends of the roll, for example in the manner described in patents Nos. 391566 and 406954.
At the end of this operation, a pivoting flap E7 constituting the lower part of the interior vertical wall E3 is released to allow the roller to fall on a discharge slide E5 and to be unloaded from the machine. This final movement of the roll activates another trigger, not shown, which activates the pneumatic control device C2 to return the various parts of the machine which have been adjusted for the diameter of the roll to their normal position for packaging. of the next roll, the final operation being the clamping of the new free end of the sheet H by the clamping device B3, B4 below the inclined ramp B, B1 and the release of the clamp D3 at the upper part of head D.
Figs. 3 and 4 show the cutting and fixing device which is housed in the head D and participates in the withdrawal and return movements of the latter. The main parts of the device. comprising a knife and rollers for pressing an adhesive tape onto the wrapped surface of the roll A, are mounted on a movable carriage J which is moved along guides Jt carried by the head D from an area beyond an edge side of the web H to a zone located beyond the other side edge of the web. The transverse movement of the carriage J is effected by a double-acting pneumatic cylinder K whose piston rod Kt projects from the two ends of the cylinder, and by means of two cables K2 passing over pulleys and connected respectively to the ends of the carriage J .
To allow the piston to have a small stroke in the cylinder K relative to the long movement of the carriage. the pulleys are arranged so as to multiply the drive by a suitable transmission ratio, for example 4: 1. For this purpose, each cable K2 is attached to a console K3 on the movable head D and passes in turn over four pulleys, two of which, K4, are mounted on the console K3 and the other two, K5, on the piston rod KX, and finally on another K6 pulley carried by the head D.
The adhesive tape L is taken from a spool L1 mounted on a bracket extending from one end of the upper part of the head D and passes over guide rollers L2 on the head D, and from there into a humidifier device L3 carried by the carriage J. The carriage J is placed normally at the end of the moving head D adjacent to the reel Lt and, when the cutting and fixing device is actuated, the carriage first performs a transverse movement to vacuum toward the other end of the head, then reverse and perform an active transverse movement that returns it to its resting position. Thus, the active movement always takes place in the same direction across the width of the web H, the knife being mounted in front of the rollers which apply the tape during this active movement.
The empty transverse movement is used to pull the adhesive tape L from the reel Lt and the knife and rollers are lifted away from the web during this movement.
For this purpose, the knife consisting of an inclined blade M and the rollers Ml are mounted on a frame M2 carried by an arm M3 of a lever M3, M4 pivoting on the carriage J. The frame M2 also carries the movable jaw M5 d '' a clamp with a fixed jaw
J2 is mounted on carriage J. Lever M3, M4 is controlled by a detent spring J3 mounted on carriage J. so that during the empty movement of the carriage, the two jaws M5, J2 of the gripper are kept tight. , thus tightening the adhesive tape L, the frame M2 being in the raised position.
At the end of the empty movement of the carriage, the arm M4 of the lever hits a stop D4 on the mobile head D and pivots around its pivot so that the detent spring J3 engages a stop J4 on the carriage and holds the frame M2 in its lowered position during the subsequent empty transverse movement, the clamp M5, J2 being released. The engagement of the arm M4 with the stop D4 also actuates a trigger device controlling the pneumatic cylinder K, in order to stop the carriage J and immediately begin the active return movement. Figs. 3 and 4 show the various parts in this position at the start of the active movement.
The lowering of the frame MO brings a reaction element M6 just below the level of the web, so that the blade M cooperating with this element engages the edge of the web and cuts the latter during the active transverse movement. The reaction element M6 has a rear projection M7 constituting a deflection blade intended to deflect one of the separate ends of the web, namely that connected to the part of the web coming from the spool, upwards away from the trajectory of the M1 rollers which follow the blade M. The adhesive tape L passes over the movable lower jaw M5 of the gripper and is deflected downward by two M0 rollers at the rear end of this jaw in order to pass below the main fixing rollers M1 which are urged downwards by springs.
Thus, the fixing rollers M1, which are slightly inclined relative to each other in order to satisfactorily engage the curved surface of the wrapped roll, press the adhesive tape L firmly onto the overlapping ends of the web around of the roll A, this fixing being done progressively over the entire width of the web immediately after cutting thereof. At the end of the active transverse movement, the arm M4 of the lever hits another stop D5 on the movable head D, so that the lever lifts the frame M2 to again apply the clamp on the adhesive tape L.
A triggering device is thus actuated which actuates the pneumatic cylinder K to put the carriage J to rest, and another pneumatic cylinder D6 on the mobile head D which controls a guillotine D7 in order to cut the adhesive tape L just behind the rollers of fixing N Ml. This trigger device is also used to actuate the release cylinder F7 of the transfer mechanism, so that the roll A, whose peripheral wrapper is fixed around it, is moved to its second active position where its ends can be wrapped. .
Figs. 5 to 7 show a variant of the cutting and fixing apparatus described. This construction differs from the previous one mainly in that. normal rest position the carriage is located at the end of the movable head remote from the tape supply reel, so that the device performs its active transverse movement as soon as it is actuated at the end of the peripheral wrapping of the roll, the empty transverse movement occurring after the end of the active movement as the roll falls into its second active position.
The carriage J moves on rollers J5 mounted on guide tracks D8 suspended from the upper part of the movable head D and it is driven by the cables KO from the pneumatic cylinder K, as in the embodiment described more high. A frame N is suspended by links J6 from the carriage J and its lower position is determined by an adjustable stop J7. The frame N occupies this lower position during the empty transverse movement, because in this construction its path does not interfere with the roller during this movement. The frame N is moved to its raised position before the active transverse movement by means of a part N1 projecting forward of the frame and which moves on the wrapped surface of the roller during the return movement of the movable head D to its position advanced.
The adhesive tape is pulled from the reel L1 during the empty transverse movement, as before, but in this case a humidifier device N2 is carried by the frame N so that the tape is moistened immediately before being pressed onto the material d. packaging arranged around the roll. The clamp for tightening the adhesive tape L is carried completely by the frame N, a jaw N8 being fixed to the upper part of the frame and another jaw N4 being carried by an arm N5 of a lever N5, N6 pivoting on the frame.
The other arm N6 of this lever carries a movable roller N7.
In the normal rest position, this roller N7 is held in the raised position, the clamp N3, N4 being closed, both by a spring N8 and by the weight of another roller N9 acting by means of a lever N10. Shortly after the start of the active transverse movement, this roller N9 hits the edge of the web of packaging material and is lifted, which releases the roller N7, the weight of which exceeds the force of the spring N8, so that the clamp N3, N4 is open.
The adhesive tape L (not shown in these figures to simplify the drawing) passes from the reel L1 on the guide rollers towards the clamp
N3, N4 and thence around a guide roller N11 mounted on the frame N, around the movable roller N7 and below the roller N9 which presses it onto the upper part of the packaging material, and then beyond Beyond a pair of inclined rollers N12 which complete the application of the tape to the packaging material disposed on the roll A. The downward movement of the roller N7 presses the tape against the humidifier device N2.
It has been found advantageous to use means, such as tips D9 or a suction cup, carried by the movable head D to maintain the free end of the adhesive tape during the active transverse movement.
In the variant of FIGS. 5 to 7, a rotary knife N14 is used instead of the blade M of the previous construction. The shaft N13 of the rotary knife N14 is carried by the member N1 and driven by a reduction gear J8 with chain and chain wheels from a pinion J2 mounted on the carriage J, this pinion engaging with a rack D10 carried by the head D, so that the knife N14 is driven by the active transverse movement of the carriage J itself.
A stopper N15 for the knife N14 engages under the web of packaging material and also carries a deflection blade N16 to deflect the outer edge of the web at a distance from the rollers N9, Ntg which press the adhesive tape on the edges in horses from the tablecloth on roll A.
At the end of the active transverse movement, when the pivoting roller N9 leaves the edge of the web, the gripper
N3, N4 is again applied to tighten the adhesive tape, the humidifier device NO being inoperative, and the guillotine D7 is actuated, as in the embodiment described above, to cut the tape behind the rollers N12, in anticipation of the empty transverse movement which occurs immediately as the A roll falls into its second active position.
The N2 humidifier device can be constructed in various ways. In the construction shown schematically in FIG. 8, it comprises a wick O of an absorbent material disposed in a longitudinal slot of a tube Ol inside which a liquid is supplied from a constant level device 02 supplied by a tank 03 carried by the frame N, so that a constant liquid pressure is maintained so that the humidifier device is supplied with liquid evenly regardless of the level changes in the tank 03.
Alternatively, the pipe from device 02 may lead into the interior of a thick-walled rotating roller surrounded by a sleeve of absorbent material, the wall of the roller being pierced with a number of small radial passages through which the liquid passes to the absorbent sleeve as the roll rotates by engagement with the adhesive tape.
The cutting and fixing apparatus described above can be modified in various ways. The rotary knife N14 can be mounted in an inclined plane so as to cut the web of packaging material at a right angle (Fig. 9) in a part of the web stretched between a stopper N15 and a part N16. Figs. 9 and 10 also show that the rotary knife N14 can be driven by a small air turbine P, and not by the transverse movement of the carriage, the air being sent to the turbine through a pl pipe wound around a drum P2 carried by the movable head D near the starting point of the active transverse movement of the carriage. The drum p2 rotates against the action of a spiral spring, not shown, preferably of the constant tension type.
The rotary knife may have a sawtooth edge and the air turbine exhaust may be directed near the cutting point to prevent the knife from being struck by small fragments of the packaging material. The air is sent to the pipe pl through an inlet pipe P3 leading through an airtight fitting in the hollow interior of the drum P2 to which the inner end of the coil of the pipe P1 is connected by a connection P4.
It has been found that under certain circumstances variations in speed can sometimes occur with a pneumatic drive of the carriage in its transverse movements. This drawback can be avoided by using a hydraulic drive or, as shown in FIG. 11, by a combined pneumatic and hydraulic drive. In this case, a hydraulic cylinder Q is placed next to the pneumatic cylinder K, its piston rod Q1 being rigidly connected to the piston rod K1 of the pneumatic cylinder.
At both ends of the cutting and securing movement, the S 'button is released to pinch the tape, which is thus secured while not in use, and to remove the tape from the U8 humidifier, then the guillotine. S3 is operated by the hand lever S4 to cut the adhesive tape behind the inclined rollers T4.
It is clear that the tape reel could be mounted on the carriage, not only when the cutting and fixing apparatus is used as a hand tool, but also when it is incorporated into a machine.
The pneumatic circuits by means of which, in the packaging machine described, the pneumatic control device controls the various parts of the machine and the desired succession of operations of these parts, are not shown in the drawing. They are arranged in the known manner to perform the desired operations. This control could be hydraulic, electrical or mechanical instead of being pneumatic.
CLAIMS
I. Apparatus for cutting and fixing a teneue web taken from a magazine, characterized in that it comprises a carriage capable of transverse movement from one lateral edge to the other of the web, the carriage carrying a cutting device active during this movement and arranged to cut the web, and a fastening device arranged to press one of the new, separate end parts of the web against a surface below the web to secure said part to this surface.