Mécanisme de transfert pour placer un corps tour à tour dans deux positions distinctes
et utilisation de ce mécanisme
La présente invention a pour objet un mécanisme de transfert pour placer un corps, dont une partie au moins de la longueur est cylindrique et peut avoir tout diamètre entre deux limites, tour à tour dans un ordre quelconque dans deux positions distinctes, à savoir une position périphérique dans laquelle l'une des génératrices de la surface cylindrique du corps coïncide avec une ligne de repère donnée fixe périphérique, et une position axiale, dans laquelle l'axe de la surface cylindrique com- cide avec une ligne de repère fixe axiale parallèle à la ligne de repère périphérique.
Bien que pouvant tre utilisé pour diverses applications, ce mécanisme de transfert est spécialement destiné à l'emploi dans une machine à emballer utilisée pour emballer dans une matière d'emballage un rouleau ayant un diamètre quelconque dans un domaine déterminé, le terme < (rouleau étant utilisé dans son sens large comprenant tout objet d'une forme générale cylindrique et tout ensemble d'articles (par exemple un certain nombre de disques) présentant collectivement une forme générale cylindrique. L'invention a également pour objet une utilisation dudit mécanisme de transfert dans une machine à emballer.
Le mécanisme de transfert objet de l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de calibrage pour mesurer le diamètre du corps, des moyens de commande sensibles au calibrage, un dispositif d'arrt mis en place par les moyens de commande selon le diamètre du corps de façon qu'il engage une partie de la surface cylindrique du corps et place ainsi le corps dans l'une desdites positions, une butée également mise en place par les moyens de commande selon le diamètre du corps, et des moyens de recul du dispositif d'arrt afin de permettre le mouvement du corps dans l'autre position déterminée par la butée.
I1 faut préciser que ce mécanisme n'est pas limité à un ordre particulier d'occupation des. deux positions indiquées et en ce que le corps peut occuper soit d'abord la première position mentionnée et ensuite la seconde, soit l'inverse.
L'emballage de la surface cylindrique du rouleau peut tre effectué de diverses manières, mais de préférence comme décrit dans les brevets Nos 442128 et 415436. La fermeture des extrémités de l'emballage peut tre également effectuée de nombreuses façons, mais de préférence comme décrit dans les brevets Nos 391566 et 406954.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du mécanisme objet de l'invention et illustre, également à titre d'exemple, une utilisation de ce mécanisme:
La fig. 1 est une vue schématique de cette forme d'exécution ;
la fig. 2 est une vue semblable à celle de la fig. 1 montrant une autre position de certains organes;
la fig. 3 est une vue en plan d'un bras de transfert représenté aux fig. 1 et 2;
les fig. 4 et 5 sont respectivement une élévation frontale et une élévation latérale, à plus grande échelle, d'organes représentés aux fig. 1 et 2;
les fig. 6, 7 et 8 sont des vues schématiques d'une machine à emballer oomprenant ladite forme d'exécaution;
les fig. 9 et 10 sont une vue d'ensemble et une vue de détail d'un mécanisme que comprend ladite machine;
les fig. 1 1 et 12 sont une vue d'ensemble et une vue de détail d'un autre mécanisme que comprend ladite machine, et
la fig. 13 est une vue d'une variante de la machine représentée aux fig. 6 à 12.
Le mécanisme de transfert est supposé concerner, pour simplifier la description, des rouleaux pouvant avoir tout diamètre possible dans un domaine déterminé (par exemple de 10 à 25 cm). Il est évident que le mécanisme pourrait tout aussi bien traiter des rouleaux de plus petits diamètres ou de diamètres encore plus grands.
Un rouleau A à emballer, dont la plus petite et la plus grande dimensions possibles sont représentées respectivement par les lignes pointillées A1 et A2, est amené dans le mécanisme le long d'une rampe inclinée formée de deux parties B et B1, la partie inférieure B étant mobile et la partie supérieure B1 fixe. Le rouleau A est arrté dans une position de calibrage près de l'extrémité inférieure de la rampe par un levier d'arrt B2 mobile autour d'un pivot fixe B3 sous la commande d'un cylindre pneumatique B4. L'engagement du rouleau A avec le levier d'arrt B actionne un dispositif de déclenchement non représenté pour mettre en fonction le dispositif de calibrage.
Ce dernier peut tre construit de diverses manières.
Dans la construction simple représentée, il comprend un plateau de détection C parallèle à la rampe inclinée B, Bl et mobile sous l'action d'un cylindre pneumatique C1 perpendiculairement à ladite rampe, de manière à engager la surface du rouleau A et à mesurer ainsi son diamètre. Le dispositif de calibrage actionne un dispositif de commande pneumatique C2 qui détermine la position des diverses parties du mécanisme de transfert selon le diamètre du rouleau. Le dispositif de commande pneumatique peut tre de tout type connu capable d'assurer la commande pneumatique selon l'étendue du mouvement d'un élément de commande.
La partie inférieure B de la rampe est mobile dans une direction parallèle à cette rampe. Un jeu est laissé entre les parties mobile et fixe de la rampe, ce jeu étant assez petit pour permettre aux rouleaux de la plus petite dimension de passer sur lui sans tre arrtés, ce qui raccourcit ainsi la longueur totale de la rampe. Dans certains cas, la relation entre les plus petits et les plus grands diamètres possibles pour le rouleau dans le domaine déterminé peut tre telle que ce jeu peut tre rendu assez large pour couvrir le mouvement complet de la partie inférieure de la rampe, permettant aux deux parties de se trouver dans le mme plan. Alternativement, la partie inférieure peut glisser au-delà de la partie supérieure. Une paroi verticale B6 s'étend vers le bas depuis le bord inférieur de la partie B et se déplace avec celle-ci.
Cette paroi B ; est disposée normalement dans une position telle que la distance horizontale à partir d'un plan donné fixe E, passant par une ligne de repère périphérique fixe E1 et une ligne de repère axiale fixe E2, est égale à la moitié du plus petit diamètre dans ledit domaine pour le mécanisme considéré. Le mouvement de la partie inférieure B de la rampe inclinée est effectué à l'aide d'un mécanisme articulé F1 à partir d'une barre de commande F déplacée par un cylindre pneumatique F2 commandé par le dispositif de commande pneumatique C2 de sorte que, dans sa position active, la paroi verticale Bô est espacée horizontalement du plan donné fixe E d'une distance égale à la moitié du diamètre du rouleau réel A mesuré par le dispositif de calibrage.
La barre de commande F, qui actionne le mécanisme F1 pour mettre en place la partie B de la rampe inclinée, s'étend horizontalement et parallèlement à l'axe du rouleau A et elle est déplacée par le cylindre pneumatique F" en direction horizontale transversalement à sa longueur, le mouvement étant guidé de manière précise par des arbres F3 (fig. 3) fixés à la barre de commande F et mobiles dans des paliers à billes linéaires F4. La barre de commande F porte deux cames F semblables qui constituent toutes deux des moyens de butée dont il sera question plus loin. Deux blocs F6 sont également fixés sur la barre F, chacun d'eux pivotant à une extrémité d'un cylindre pneumatique F7 de libération, à l'autre extrémité duquel se projette une tige de piston F8.
Chaque tige de piston F3 pivote à son extrémité libre sur l'extrémité inférieure du plus court bras G1 d'un levier coudé porté par un arbre G2 monté dans des paliers G1 et s'étendant parallèlement à la longueur de la barre de commande F. Le plus long bras G de ce levier (bras de transfert) comprend deux barres parallèles reliées rigidement par des traverses G4 et portant à leur extrémité libre un arbre sur lequel sont montés des galets G5 constituant le dispositif d'arrt du mécanisme de transfert.
Le court bras G1 comprend de mme (fig. 4 et 5) deux barres portées par l'arbre G" et comportant chacune un prolongement G6 à angle droit fixé à l'une des traverses G4.
La barre de commande F est normalement placée à une distance horizontale d'un zéro F9 égale à la moitié du plus petit diamètre dans le domaine considéré. Quand un rouleau A particulier a été calibré par le dispositif de calibrage C, C1, le dispositif de commande pneumatique C" actionne le cylindre pneumatique F2 pour placer la barre de commande F à une distance du zéro F9 égale à la moitié du diamètre réel du rouleau A, ce qui place les cames F dans leur position active. A ce stade, les cylindres de libération F7 sont chargés d'air sous pression, de sorte qu'il n'y a pas de mouvement relatif entre la tige de piston F8 et le cylindre F7 et que le mouvement de la barre de commande F est transmis à l'extrémité du plus court bras G1 du levier coudé.
Le bras de transfert G est perpendiculaire au bras le plus court G1 et présente une longueur efficace qui est le double de celle du bras le plus court, de sorte que le dispositif d'arrt G4 à l'extrémité libre du bras de transfert se déplace dans une direction générale verticale de deux fois la distance dont se déplace l'extrémité du bras le plus court.
Dans cette position normale, le dispositif d'arrt G5 est situé pratiquement à une distance verticale au-dessous de la ligne de repère périphérique fixe E1 égale au plus petit diamètre dans le domaine envisagé, de sorte que lorsqu'un rouleau particulier a été calibré par le dispositif de calibrage, le dispositif d'arrt est déplacé vers le bas dans une position dans laquelle il est disposé sensiblement à une distance égale au diamètre réel du rouleau au-dessous de la ligne de repère périphérique.
Quand le dispositif d'arrt G , les cames F5 formant moyens de butée, la partie B de la rampe et la paroi verticale B5 ont été mis en place selon le diamètre réel du rouleau A, un dispositif de déclenchement non représenté est actionné pour libérer le rouleau, de manière qu'il puisse se déplacer en avant depuis la position de calibrage. Le rouleau A tombe au-delà du bord inférieur de la partie B de la rampe et est arrté dans sa descente par le dispositif d'arrt G5, de sorte qu'il est amené dans sa position active périphérique représentée en ligne pleine à la fig. 2, dans laquelle il est supporté par le dispositif d'arrt G5 et la paroi verticale B5.
Dans cette position, le dispositif d'arrt engage la surface cylindrique du rouleau près de la génératrice la plus basse de cette surface, et comme le dispositif d'arrt est placé au-dessous de la ligne de repère périphérique E1 pratiquement à une distance de celle-ci égale au diamètre du rouleau, et la paroi verticale B5 est espacée horizontalement de cette ligne de la moitié du diamètre du rouleau, il est clair que la génératrice la plus haute de la surface cylindrique du rouleau coïncide avec la ligne de repère périphérique.
En pratique, il est parfois avantageux de décaler légèrement le dispositif d'arrt du plan vertical E passant par la ligne de repère périphérique E1 de manière que le rouleau A soit légèrement sollicité vers la paroi verticale B5 et s'appuie ainsi de lui-mme contre la paroi et contre le dispositif d'arrt, la valeur de oe décalage étant toutefois assez faible pour n'avoir qu'un effet négligeable sur la position verticale du rouleau.
Alternativement, comme on le verra plus loin en regard des fig. 6 à 8, une seconde paroi verticale peut tre utilisée et déplacée horizontalement par la barre de commande F au moyen d'un dispositif articulé parallèle, à la mme vitesse que le mouvement horizontal de la paroi verticale portée par la rampe, mais dans le sens opposé, de manière qu'elle soit distante de la ligne de repère périphérique E1 de la moitié du diamètre du rouleau. Les deux parois verticales sont ainsi espacées l'une de l'autre d'une distance égale au diamètre du rouleau et le rouleau est ainsi guidé verticalement sur ses côtés opposés.
Le rouleau A est donc correctement placé dans sa position active périphérique, la génératrice supérieure de sa surface cylindrique coïncidant avec la ligne de repère périphérique fixe E1, et dans cette position, il peut tre soumis à diverses opérations telles que l'impression de sa surface, l'étiquetage de cette surface, ou encore, comme on le verra plus loin, l'emballage de sa surface périphérique dans une matière d'emballage.
Quand cette opération a été effectuée, un dispositif de déclenchement non représenté est actionné pour permettre l'échappement de l'air comprimé dans le cylindre de libération F7. Le dispositif d'arrt G5 n'est alors plus supporté et il se déplace vers le bas sous l'action du poids du rouleau A. Ce mouvement se poursuit t jusqu'à ce que les galets G5 du dispositif d'arrt s'engagent avec les deux cames F5 formant un dispositif de butée. I1 faut mentionner que le bras de transfert G présente une longueur considérable, de sorte que, malgré sa trajectoire arquée autour du pivot G2 du levier coudé, le dispositif d'arrt G5 ne s'écarte pas sensiblement d'une trajectoire verticale.
La hauteur verticale du pivot G2 du levier est choisie de manière que le pivot se trouve approximativement à mi-distance entre les positions verticales supé rieure et inférieure du dispositif f d'arrt.
La forme des cames de butée F5 est telle que lorsqu'elles sont engagées par les galets du dispositif d'arrt, ce dernier supporte le rouleau A de façon que son axe coïncide avec une ligne de repère fixe, à savoir la ligne axiale Ea (rouleau en ligne pointillée à la fig. 2). On a trouvé que lorsque les diverses parties sont agencées de la manière décrite, les cames sont constituées par une surface plane inclinée de 33 degrés sur la verticale.
On peut remarquer qu'en vidant les cylindres de libération F7, le dispositif d'arrt G5 a été libéré tout en laissant les cames de butée F5 et la paroi ou les parois verticales encore dans la position donnée en accord avec le diamètre réel du rouleau.
Le rouleau A est maintenant correctement disposé dans sa position active axiale dans laquelle son axe coïncide avec la ligne axiale E2 quel que soit Ie diamètre du rouleau, et dans cette position, le rouleau peut tre soumis à toute opération nécessitant cette position axiale, par exemple, le remplissage de l'intérieur du rouleau, si ce dernier est creux, avec une matière quelconque à travers un orifice extrme axial, ou toute opération sur les surfaces extrmes du rouleau ou à travers ces surfaces, par exemple l'ajustage du rouleau avec un arbre axial correctement centré ou, comme on le verra plus loin, l'achèvement de l'emballage des extrémités du rouleau déjà enveloppé à sa surface périphérique dans la position active périphérique.
Quand une telle opération est achevée, un dispositif de déclenchement non représenté peut tre actionné pour libérer le rouleau et le décharger du mécanisme. Cela peut se faire, par exemlple, en libérant une partie à charnière BG de la paroi verticale B5 pour permettre au rouleau A de tomber de la position active axiale sur une rampe de décharge H. Ce mme dispositif de déclenchement ou un autre dispositif semblable peut tre actionné quand le rouleau descend le long de la rampe H pour ramener les diverses parties du mécanisme dans leurs positions normales afin de recevoir un nouveau rouleau qui peut présenter un diamètre différent du précédent dans le domaine de diamètres choisi.
Comme mentionné précédemment, la construction particulière du mécanisme décrit permet de l'incorporer dans une machine à emballer destinée à emballer un rouleau, de tout diamètre compris dans ledit domaine, dans une matière d'emballage. Les diverses parties d'une telle machine vont tre décrites maintenant (fig. 6 à 13).
Dans cette machine, la rampe inclinée B, B1, le dispositif de calibrage C, C1, le dispositif de commande pneumatique C2 et la barre de commande F du mécanisme de transfert sont agencés de la manière décrite en référence aux fig. 1 et 2, les éléments semblables portant les mmes signes de référence.
La paroi verticale B5 s'étendant directement vers le bas depuis le bord inférieur de la partie inférieure B de la rampe est toutefois remplacée par une paroi verticale séparée J, dite paroi intérieure, dont le bord supérieur est disposé au-dessous et à distance du bord inférieur de la partie B de la rampe, la paroi J étant t fixée à ladite partie B par une console J1 en forme de boîte qui glisse sur des rails de guidage J2 parallèles à la rampe inclinée B, B1 et qui contient certaines parties de la machine à emballer qui seront décrites plus loin. En outre, la machine comprend une paroi verticale K, dite paroi extérieure, parallèle à la paroi verticale intérieure J et à la mme distance que celle-ci du plan donné vertical E, mais du côté oppose.
La paroi extérieure K est guidée par des paliers à billes linéaires K1 lui permettant de se déplacer horizontalement, ce mouvement étant effectué par le cylindre pneumatique F2 par l'intermédiaire d'une bielle K2, de manière que les deux parois J et K soient espacées chacune du plan E d'un demi-diamètre du rouleau A et forment ainsi ensemble un puits vertical pour guider le rouleau dans ses positions périphérique et axiale.
Une matière d'emballage L, du papier par exemple, est amenée depuis une bobine d'alimentation L1, la largeur de la bande de matière provenant de la bobine étant quelque peu supérieure à la longueur axiale du rouleau A à emballer, de sorte que lorsque la surface cylindrique du rouleau a été enveloppée, le tube de matière d'emballage ainsi formé se projette au-delà des extré mités du rouleau. La longueur de cette projection n'est pas critique et peut varier dans de larges limites, de sorte qu'une largeur de bande donnée peut servir avantageux sement pour des rouleaux de longueurs différentes dans un domaine étendu, aussi bien que pour des rouleaux différents dans un domaine également étendu.
La machine peut tre agencée de façon à fonctionner avec des bandes de matière d'emballage de deux largeurs stan dard ou plus par exemple, de manière à pouvoir r traiter des rouleaux dans un plus large domaine de longueurs différentes si on le désire.
Pour commander l'avancée de la matière d'emballage
L, la machine comprend un dispositif de serrage M, M1 qui vient prendre l'extrémité libre de la bande, et une tte N capable d'un mouvement de retrait qui commande l'alimentation de la bande dans la machine.
Le dispositif de serrage M, M1 est disposé juste audessous de l'extrémité inférieure de la rampe inclinée B,
B1 et porté par la partie inférieure mobile B de cette rampe. Ce dispositif comprend une face de serrage M inclinée plus fortement sur l'horizontale que la rampe elle-mme, et une pièce mobile sous forme d'un bras pivotant M1 dont l'extrémité s'engage avec la face de serrage en exerçant une action de coin pour serrer l'ex trémité libre de la bande de matière d'emballage L. Le bras de serrage M1 est actionné par un cylindre pneumatique M2 monté au-dessous de la rampe. La tte N occupe normalement une position adjacente au bord inférieur de la rampe B, Bi et sa paroi frontale constitue un arrt pour maintenir le rouleau A dans sa position de calibrage.
La tte N est mobile horizontalement à distance de la rampe B, B1 sous la commande d'un cylindre pneumatique N1, pour libérer le rouleau A de cette position de calibrage. La base de la tte N est située légèrement au-dessus de la ligne de repère périphérique fixe Et.
La bande de matière d'emballage L passe depuis le dispositif de serrage M, M1 entre le bord inférieur de la partie B de la rampe et la paroi frontale de la tte N, et ensuite, sur la partie supérieure de la tte et sur des rouleaux de guidage L2, L3, L4, puis autour d'un rouleau de compensation L5 jusque vers la bobine d'alimentation L1, à partir de laquelle la bande est déroulée. Le rouleau de compensation L6 est suspendu dans une boucle de la bande et sert à rattraper le mou dans la bande quand la tte N est retirée. Dans ce but, le poids du rouleau L5 est mis à contribution, mais il est avantageux de maintenir ce poids aussi faible que possible afin de ne pas gner l'action propre du rouleau A à emballer.
Par ailleurs, un rouleau de compensation quelque peu plus lourd peut tre parfois nécessaire quand une bande fraîche de matière d'emballage doit tre tirée de la bobine d'alimentation. Cette difficulté peut tre surmontée en utilisant un rouleau L5 léger et en appliquant une force supplémentaire dirigée vers le bas, par exemple par un moyen pneumatique, au moment où la matière d'emballage doit tre tirée depuis la bobine Lt.
Le dispositif de déclenchement, actionné quand les diverses parties de la machine ont été mises en place selon le diamètre du rouleau, assure le mouvement de la tte N. Celle-ci est alors retirée à distance de la rampe
B, Bl pour permettre au rouleau A de se déplacer en avant depuis la position de calibrage vers la position active périphérique. Quand la tte N se déplace à distance de la rampe, la matière d'emballage L est tirée en travers de la trajectoire du rouleau A de façon que ce dernier tombe contre la bande de matière et l'emporte avec lui dans son mouvement vers le bas.
Un autre dispositif de déclenchement K3, porté par la paroi extérieure K de manière que sa position soit également établie par le dispositif de commande pneumatique C2 selon le diamètre du rouleau, entre en action pour arrter et inverser le mouvement de la tte N quand la face frontale de celle-ci a atteint dans son mouvement de retrait une position dans laquelle elle se trouve à une distance horizontale de la ligne de référence périphérique E1 égale à la moitié du diamètre du rouleau, libérant ainsi le rouleau A qui tombe dans sa position active périphérique, sa génératrice supérieure étant située sur la ligne de repère périphérique E1.
Dans cette position (fig. 7), la bande de matière d'emballage L s'étend vers le bas depuis le dispositif de serrage M, M1, le long de la paroi intérieure J et, de là, autour de la moitié inférieure de la périphérie du rouleau et vers le haut de la paroi extérieure K et sur la face frontale de la tte N, complétant ainsi l'emballage de la moitié inférieure de la périphérie du rouleau A.
Le dispositif de déclenchement K3, qui arrte et inverse le mouvement de la tte mobile N, agit aussi sur le cylindre pneumatique M2, commandant le dispositif de serrage M, M1, afin de relâcher le serrage. En mme temps, il actionne un autre cylindre pneumatique 01 pour produire le mouvement longitudinal de doigts de pliage O afin que ces doigts se déplacent à travers le jeu à la partie supérieure de la paroi intérieure J et engagent l'extrémité libérée de la bande de matière d'emballage L afin de l'enrouler autour d'une partie de la moitié supérieure de la périphérie du rouleau A. Les deux doigts de pliage O peuvent tre connectés ensemble par une barre de pliage engageant la matière d'emballage sur toute la largeur de la bande.
Chaque doigt de pliage O porte une extrémité d'un ruban élastique 02 dont l'autre extrémité est enroulée sous forme d'un ressort spiral Os porté par la paroi intérieure J, le ruban passant depuis le doigt de pliage sur la partie supérieure de la paroi intérieure et vers le bas de la face de cette paroi, et ensuite à travers un trou percé dans la paroi pour former enfin le ressort 01. Les rubans élastiques 02 facilitent le pliage serré de la matière d'emballage contre la surface du rouleau et diminuent aussi le risque que la matière d'emballage soit arrachée de la surface du rouleau quand les doigts de pliage sont retirés.
I1 est important de s'assurer que le bord libre de la matière d'emballage est placé sur la ligne de repère périphérique E1 ou près de celle-ci, afin que la position active du dispositif de serrage M, M1 au moment de la libération soit à une distance verticale approximativement égale à aR/2 au-dessus du plan horizontal passant par l'axe du rouleau, R étant le rayon de ce dernier, c'est-à-dire à une distance égale à (vxl21) R au-dessus du plan horizontal passant par la ligne de repère périphérique E1, pour tout diamètre du rouleau.
Cela est réalisé si le plan de la rampe inclinée B, Bt (qui passe très près du dispositif de serrage) passe approximativement par la ligne de repère périphérique E1, et si, quand le dispositif de serrage se déplace en direction de ce plan, l'inclinaison nécessaire de la rampe B, B1 sur l'horizontale est approximativement égale à l'angle dont la tangente est égale à (r/2 - 1), cet angle étant en fait très légèrement inférieur à 300.
Pendant que les doigts de pliage O ont enroulé l'extrémité libre de la bande de matière d'emballage L sur le rouleau A, la tte N a été déplacée vers sa position normale et, par ce mouvement, a entouré la bande de matière d'emballage L sur le reste de la partie supérieure de la périphérie du rouleau, de sorte que finalement la bande recouvre le bord libre de la matière d'emballage
et grippe fortement ce bord contre la surface du rouleau
(fig. 8).
Quand la tte N a achevé son mouvement de retour, les doigts de pliage O sont t retirés par le cylindre pneumatique 01, et un dispositif de coupe et un dispo
sitif de scellage, logés dans l'intérieur de la tte N, sont mis en action pour séparer la bande de matière d'emballage et appliquer un ruban adhésif le long des bords qui se chevauchent afin de sceller la matière d'emballage à elle-mme. L'adhésif du ruban peut tre du type à humidification ou du type autoadhérant par pression. Si la matière d'emballage est une matière thermoplastique, il est parfois préférable d'effectuer le scellage par application de chaleur le long des bords qui se chevauchent au lieu d'utiliser un ruban adhésif.
Le scellage peut tre effectué aussi en appliquant un adhésif au bord libre de la bande de matière d'emballage après qu'elle a été placée par les doigts de pliage autour de la surface du rouleau et avant le mouvement de retour de la tte de manière que ce mouvement de retour complète lui-mme le scellage en pressant la matière d'emballage étroitement contre l'adhésif, après quoi la coupe peut s'effectuer.
Le dispositif de coupe comprend une lame à guillotine P actionnée par un cylindre pneumatique pt, monté dans la tte mobile N. Le dispositif de scellage comprend une bobine P2 du ruban adhésif, de la mme largeur que la bande de matière d'emballage L, un coin P3 formant oame et actionné par un cylindre pneumatique P4 pour faire avancer une courte longueur déterminée du ruban Idepuis la bobine P2 et la maintenir serrée lors de cette avance, et un plateau de commande pivotant P5 qui s'étend aussi sur toute la largeur de la bande de matière d'emballage L.
Ce plateau P5 est déplacé en avant, dès que la tte N a achevé son mouvement de retour vers sa position avancée, par un cylindre pneumatique PG, et il est maintenu entretemps en place sur la tige de piston de ce cylindre par un petit cylindre pneumatique auxiliaire P7, pivotant sur ladite tige de piston.
Pendant ce mouvement, le plateau de commande P5 coupe le ruban adhésif contre un plateau de réaction P8, la partie coupée du ruban étant maintenue contre le plateau P5 par un dispositif d'aspiration pneumatique comprenant un tuyau P9.
Le mouvement en avant du plateau de commande P5 continue jusqu'à ce que le rouleau A soit engagé, la force pneumatique agissant sur le plateau servant à maintenir la bande de matière d'emballage L étroitement contre le rouleau. A ce stade, la lame P est avancée pour couper la bande de matière d'emballage L et retirée à nouveau, après quoi le cylindre pneumatique auxiliaire P7 est actionné pour faire basculer le plateau ps autour de son pivot et presser ainsi le ruban adhésif fermement contre les bords se chevauchant de la bande de matière d'emballage L autour Idu rouleau A, l'as dont les axes sont montés dans la machine en alignement avec la ligne de repère axiale et par conséquent avec l'axe du rouleau qui est placé maintenant dans la position active axiale.
Les deux unités de pliage peuvent tre réglées en direction axiale pour tenir compte des différentes longueurs des rouleaux. Dans certains cas, le réglage peut ne permettre l'emploi que de deux longueurs standard de rouleaux, par exemple de 60 et de 75 cm, les bâtis des unités étant boulonnés avec précision dans la position de réglage, tandis que dans d'autres cas le réglage peut tre continu pour permettre de traiter des rouleaux de toute longueur dans un domaine déterminé.
Quand le réglage axial a été effectué, les deux unités de pliage sont mises en action.
Une de ces unités est représentée aux fig. 9 et 10.
Elle comprend un arbre principal Q monté coaxialement avec la ligne de repère axiale E2 dans des paliers Q1 et comportant près de son extrémité avant un bossage polygonal Q2 (vu en coupe à la fig. 10). Une pièce Q3 en forme de canal est montée sur chacune des faces planes du bossage Q et porte un pivot Q4 sur lequel pivote un bras Q5 disposé entre les jambes latérales de la pièce Q3.
Ces bras QS, au nombre de huit, sont disposés normalement radialement vers l'extérieur depuis l'arbre principal Q, dans la position indiquée en lignes pointillées à la fig. 9, à des intervalles angulaires égaux autour de l'arbre. Un plateau de pliage Q6 pivote à l'extrémité extérieure de chaque bras Q5 et présente une face active en forme de secteur, un pivot Q7 pour ce plateau étant disposé près de l'extrémité étroite de cette face, et un ressort Qs sollicitant le plateau QG autour de son pivot à distance de l'extrémité du bras Q5 et vers la position représentée en lignes pointillées à la fig. 9.
Un collier R est claveté sur l'arbre Q et peut glisser axialement le long de cet arbre, ce collier portant des pivots pour huit bielles de connexion R1 dont les autres extrémités pivotent respectivement sur les huits bras Q5. Le collier R présente une rainure circonférentielle R2 dans laquelle s'engagent, en des positions opposées, deux chevilles de l'extrémité en fourche d'un levier pivotant R8 qui peut basculer autour de son pivot pour déplacer le collier le long de l'arbre sous l'action d'un cylindre pneumatique
R4. Un autre cylindre pneumatique R5, quand il fonctionne, actionne un bras RG s'étendant depuis l'arbre Q pour faire tourner ce dernier d'un angle égal par exemple à une fois et demie l'espacement angulaire entre les bras
Q5, soit d'environ 670 quand l'unité comprend huit bras Q.
L'arbre Q est creux et constitue un cylindre pneumatique pour actionner un piston S normalement pressé par un ressort SI contre un épaulement de l'alésage s2 de l'arbre et connecté à un plongeur S3, de manière que lorsqu'un fluide sous pression est admis dans l'alésage sa, le plongeur SS soit forcé vers l'extérieur à partir de l'extrémité avant de l'arbre. Ce plongeur a pour rôle, conjointement à un plongeur similaire de l'unité de pliage à l'autre extrémité du rouleau A, de centrer correctement le rouleau entre les deux unités avant le pliage, et il est utilisé aussi dans l'opération subséquente de scellage d'extrémité, comme on le verra plus loin.
Ainsi. quand le rouleau A, déjà enveloppé à sa surface périphérique dans un tube de la matière d'emballage dont les extrémités se projettent au-delà des extrémités du rouleau, se déplace sous la commande du mécanisme de transfert dans la position active axiale, les plongeurs SS des deux unités de pliage extrmes sont actionnés pneumatiquement pour effectuer le centrage du rouleau entre ces deux unités, et sont retirés à nouveau dans leur-position normale. Les cylindres pneumatiques R4 des deux unités sont alors actionnés pour faire glisser le collier R le long de l'arbre Q et faire basculer vers l'intérieur les bras Q5.
Les dimensions des diverses parties sont telles que, pendant ce mouvement vers l'intérieur, les extrémités les plus larges des faces des plateaux de pliage QG engagent la matière d'emballage autour du bord extrme du rouleau, de sorte que pendant le mouvement subséquent vers l'intérieur, les plateaux de pliage tournent sur leurs pivots et replient étroitement les extrémités en saillie du tube de matière d'emballage contre les extrémités du rouleau lui-mme. Ainsi, à la fin du mouvement vers l'intérieur, un certain nombre de secteurs de la matière d'emballage sont étroitement pressés contre la face extrme du rouleau, tandis qu'entre ces secteurs sont compris des plis libres dressés de la matière d'emballage.
Les cylindres pneumatiques R5 des deux unités de pliage sont actionnés maintenant pour faire tourner l'arbre Q et entraîner ainsi les plateaux de pliage à produire un balayage et à aplatir sous forme de plis plats les plis libres dressés de la matière d'emballage. Cette opération complète le pliage et les cylindres pneumatiques sont alors actionnés à chaque extrémité pour retirer le collier
R et pour faire tourner l'arbre afin de ramener les unités de pliage dans leur position normale, prtes pour le scellage extrme par application de disques adhésifs sur les extrémités repliées de la matière d'emballage.
Le scellage est effectué de préférence à chaque extrémité au moyen d'une unité de scellage extrme du type décrit dans le brevet No 406954. Cette unité est représentée aux fig. 11 et 12.
L'unité de scellage comprend un dispositif d'aspiration monté sur l'extrémité d'un bras pivotant et permettant de retirer un disque adhésif d'un magasin et de le transférer devant un dispositif d'humidification et dans une position où il peut t tre appliqué sur l'extrémité repliée de la matière d'emballage sur le rouleau. Pour tenir compte du u domaine de diamètres différents pour le rouleau, on utilise trois dimensions différentes de disques adhésifs, empilés respectivement dans trois magasins T qui sont alignés les uns avec les autres dans un bâti T1 mobile le long de rails T2 pour amener le magasin approprié en position active, selon le diamètre réel du rouleau mesuré par le dispositif de calibrage et déterminant le diamètre particulier du disque.
Le mouvement du bâti est commandé par deux cylindres pneumatiques T3 et T4, l'un étant porté par le bâti et l'autre étant fixe. La position active correspond à celle occupée, dans le dessin, par le magasin intermédiaire, le cylindre fixe T3 étant actionné quand cela est nécessaire pour amener le plus petit magasin en position active, tandis que le cylindre
T4 est actionné pour amener le plus grand magasin dans cette position. Un bras pivotant U occupe normalement la position dans laquelle le dispositif d'aspiration est en avant t du magasin intermédiaire.
Le bras pivotant U comprend deux barres maintenues ensemble par un bloc U1 disposé entre elles et portant un pivot U2 pour le bras U. Le bloc U1 est monté sur un arbre U3 et déplacé d'une position active à l'autre par un bras U5 et un cylindre pneumatique U4. Le bloc U1 porte aussi des butées non représentées pour limiter le mouvement du bras U autour de son pivot U2.
Les deux barres formant le bras U portent à leur extrémité libre un plateau V présentant dans sa partie centrale un orifice dans lequel pivote une tubulure d'aspi- ration V1 qui porte deux cuvettes d'aspiration V2 qui peuvent tre reliées à une source de vide, au moment voulu, par un tuyau d'aspiration V3. La tubulure V1 est maintenue normalement par un ressort V4 dans une position de retrait dans l'orifice du plateau V et elle est avancée pour engager le disque frontal dans le magasin T approprié au moyen d'un cylindre pneumatique V5.
Le magasin T peut tre agencé de diverses manières.
Dans l'exemple représenté, il est constitué par un récipient cylindrique logeant la pile des disques, avec un plongeur T5 permettant d'avancer les disques vers l'embouchure ouverte du magasin. Le plongeur est actionné par un cylindre pneumatique TI et porte des ressorts à lame T7 pour le maintenir en place par frottement quand le cylindre pneumatique n'est pas sous pression. La partie de l'embouchure ouverte du magasin la plus proche du pivot U2 du bras U est couverte par un couvercle T8 dont le bord est découpé pour former une partie centrale rentrante en forme de V. Une pointe aiguë T9 est fixée à la paroi du magasin T de façon à faire saillie sur le bord de l'embouchure au point de celle. ci le plus éloigné du pivot U2 et en avant de la partie rentrante en V.
En fonctionnement, quand le bâti Tt a été actionné selon le diamètre du rouleau pour amener le magasin T voulu en position active adjacente au dispositif d'aspiration sur le bras pivotant U, la fin de l'opération des unités de pliage assure l'excitation du cylindre pneumatique
V5. Ce dernier actionne la tubulure d'aspiration Vt mais fait basculer d'abord le bras U autour de son pivot U2 d'un petit angle à partir de sa position normale et vers le magasin T, et déplace ensuite la tubulure d'aspiration V1 autour de son pivot pour engager les cuvettes d'aspiration V2 avec le disque extrme de la pile contenue dans le magasin T, les deux cuvettes V2 étant alignées avec la pointe T9 et le sommet de la partie rentrante en V.
En mme temps, l'aspiration est appliquée aux deux cuvettes
V2 et le cylindre pneumatique T6 est actionné pour exercer une pression sur la pile des disques vers l'embouchure du magasin. Le magasin T peut tre basculé légèrement pour assurer un engagement correct des deux cuvettes V2 avec le disque extrme. Quand les cuvettes d'aspiration ont adhéré au disque, les cylindres pneumatiques V5 et T6 sont mis au repos, de sorte que la tubulure Vt est ramenée dans sa position initiale par le ressort V4 et que le bras U est également ramené par son ressort en tournant autour de son pivot U2. I1 s'ensuit que le disque extrme de la pile est retiré par aspiration à travers l'embouchure du magasin.
La partie rentrante en V dans le couvercle T8 produit un pli composé en forme de V dans le disque quand il est retiré du magasin, ce qui garantit dans une certaine mesure qu'un seul disque a été retiré. La pointe T9 est destinée à éliminer tout risque de retrait de plus d'un disque. Le disque est appliqué sur la pointe quand il est retiré, de sorte que la petite partie marginale du disque entre la pointe et le bord du disque doit tre déchirée avant le retrait complet du disque. La position de la pointe est choisie de manière que la force nécessaire pour déchirer ladite partie marginale soit supérieure à la force de frottement tendant à maintenir deux disques en contact l'un avec l'autre.
Le disque, une fois retiré, s'appuie contre la face plane du plateau V du dispositif d'aspiration et est fermement maintenu contre cette face par la force d'aspiration pendant le mouvement subséquent du bras U.
Le cylindre pneumatique U4 est actionné maintenant pour faire basculer le bras U autour de l'arbre U3 afin d'amener le dispositif d'aspiration en alignement avec l'axe du rouleau A, la surface adhésive exposée du disque balayant un dispositif d'humidification U6 pendant chaque mouvement du bras U.
A la fin de ce mouvement, du fluide sous pression est admis dans l'alésage s2 de l'arbre S de l'unité de pliage, de sorte que le plongeur S3 se déplace en avant et heurte le dos du plateau V du dispositif d'aspiration pour faire basculer le bras U autour de son pivot U2 et engager à force le disque adhésif humide avec l'extrémité repliée de la matière d'emballage sur le rouleau A, l'aspiration étant relâchée au moment où le disque adhère fermement à la matière d'emballage afin de sceller l'extrémité de l'emballage sur le rouleau.
La pression dans l'alésage de l'arbre S est alors relâchée, de sorte que le bras U est retiré par un ressort, et le cylindre pneumatique U4 est actionné à nouveau pour ramener le bras U dans sa position normale en avant du magasin, le dispositif humidificateur étant temporairement déplacé, par exemple par rotation, pour éviter l'humidification du plateau V pendant ce mouvement de retour. Le scellage est évidemment effectué simultanément aux deux extrémités du rouleau A par deux unités de scellage semblables.
Une fois terminée l'opération de scellage, un volet pivotant J3 constituant la partie inférieure de la paroi intérieure verticale J (fig. 6) est libéré, de sorte que le rouleau A emballé tombe de la position active axiale sur une glissière de décharge H et est déchargé de la machine. Ce mouvement final du rouleau actionne un autre dispositif de déclenchement non représenté qui remet les diverses parties de la machine commandées par le dispositif de commande pneumatique C2 dans leur position normale en vue de l'emballage d'un rouleau suivant, le mouvement final du cycle étant le fonctionne- ment du dispositif de serrage M, Mt pour serrer l'extrémité libre de la bande de matière d'emballage L, suivi par la libération de la pince N2 à la partie supérieure de la tte mobile N.
On a trouvé que dans certains cas la matière d'emballage a une légère tendance à devenir lâche sur la paroi extérieure pendant le mouvement du rouleau de la position de calibrage à la position active périphérique.
La variante du mécanisme de transfert représentée à la fig. 13 a pour but d'éviter cet inconvénient.
Dans cette variante, un certain nombre de courroies (trois par exemple) passent autour des galets G5 du dispositif d'arret sur le bras de transfert G. Ces courroies sont fixées chacune à une extrémité au bord inférieur de la paroi verticale extérieure K et passent autour des galets G5 et autour de galets Wt à la partie supérieure de cette paroi K, l'autre extrémité des courroies étant fixée à des ressorts W2 fixés à des consoles W3 se projetant depuis la face extérieure du fond de la paroi K.
Ces courroies W exercent une pression élastique et serrent la matière d'emballage étroitement sur le rouleau pendant son mouvement vers le bas dans la position active périphérique, et quand le rouleau a atteint cette position, les courroies le poussent contre la paroi intérieure J et serrent ainsi l'emballage sur toute la partie inférieure de la surface du rouleau. Pendant le mouvement qui suit du rouleau dans la position active axiale, les galets G5 roulent le long de la surface inférieure des courroies, et la tendance du rouleau à tourner pendant ce mouvement vers le bas par suite de l'action des courroies présente l'avantage de presser le ruban de scellage plus étroitement contre les extrémités chevauchantes de la matière d'emballage.
Alternativement ou en plus, on peut minimiser la tendance de l'emballage à ne pas s'appliquer correctement autour de la surface périphérique du rouleau par une modification dans la suite des opérations : les doigts de pliage O sont déplacés en avant pour emballer la partie supérieure du rouleau sur la paroi intérieure avant que la bande de matière d'emballage L soit libérée du dispositif de serrage M, M1, mais après que la pince N2 a été appliquée, pour arrter toute alimentation subséquente de la matière d'emballage depuis la bobine LI. Le rouleau est ainsi légèrement soulevé depuis le dispositif d'arrt G, assurant un emballage serré, le dispositif de serrage M, Ml étant libéré juste avant que les doigts de pliage aient achevé le mouvement d'emballage vers l'intérieur,
de sorte que le rouleau revient sur le dispositif d'arrt Go, prt pour son mouvement subséquent vers le bas après que l'emballage périphérique a été scellé.
Les circuits pneumatiques au moyen desquels le dispositif de commande pneumatique c2 commande les diverses parties du mécanisme et la suite des opérations désirée de ces parties ne sont pas représentés sur le dessin, mais il est évident que ces circuits peuvent tre agencés de diverses manières connues pour assurer les opération s recherchées. Il est évident aussi que la commande peut tre effectuée hydrauliquement, électriquement ou mécaniquement plutôt que pneumatiquement.
Il est nécessaire que l'axe du rouleau soit horizontal et que la gravité soit mise à profit pour les mouvements du rouleau entre ses diverses positions actives. L'axe du rouleau pourrait tre vertical, des moyens étant utilisés pour faire avancer le rouleau d'une position à la suivante.
Une telle construction peut tre utile dans certains cas quand le mécanisme de transfert est utilisé pour une autre opération que l'emballage. Ainsi, le mécanisme de transfert peut tre utilisé pour amener tour à tour des boites ou des bouteilles dans la position active périphérique dans laquelle certaines opérations doivent tre effectuées, comme par exemple le nettoyage ou l'impression sur la surface ou encore l'étiquetage, et dans la position active axiale dans laquelle la boîte ou la bouteille est remplie à travers un orifice axial qui est fermé par un bouchon par exemple.
Plus généralement, le mécanisme de transfert peut tre utilisé pour tout type d'articles présentant une surface cylindrique sur une partie au moins de leur longueur et quand on désire effectuer certaines opérations de surface et, avant ou après, certaines autres opérations impliquant un centrage correct de l'axe des articles quand ces derniers présentent un diamètre quelconque dans un domaine déterminé.
Transfer mechanism to place a body in turn in two distinct positions
and use of this mechanism
The present invention relates to a transfer mechanism for placing a body, at least part of the length of which is cylindrical and may have any diameter between two limits, in turn in any order in two distinct positions, namely a position device in which one of the generatrices of the cylindrical surface of the body coincides with a given fixed peripheral reference line, and an axial position, in which the axis of the cylindrical surface comprises a fixed axial reference line parallel to the peripheral leader line.
Although it can be used for various applications, this transfer mechanism is especially intended for use in a packaging machine used to wrap in a packaging material a roll having any diameter in a determined range, the term <(roll being used in its broad sense comprising any object of a generally cylindrical shape and any set of articles (for example a number of discs) collectively having a generally cylindrical shape. The invention also relates to a use of said transfer mechanism in a packing machine.
The transfer mechanism which is the subject of the invention is characterized in that it comprises a calibration device for measuring the diameter of the body, control means responsive to the calibration, a stopping device set up by the control means according to the diameter of the body so that it engages a part of the cylindrical surface of the body and thus places the body in one of said positions, a stop also put in place by the control means according to the diameter of the body, and means of the stop device to allow movement of the body in the other position determined by the stop.
It should be noted that this mechanism is not limited to a particular order of occupation of. two positions indicated and in that the body can occupy either first the first position mentioned and then the second, or vice versa.
The packaging of the cylindrical surface of the roll can be performed in various ways, but preferably as described in patents Nos. 442128 and 415436. The ends of the packaging can also be closed in many ways, but preferably as described. in Patent Nos. 391566 and 406954.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the mechanism which is the subject of the invention and illustrates, also by way of example, a use of this mechanism:
Fig. 1 is a schematic view of this embodiment;
fig. 2 is a view similar to that of FIG. 1 showing another position of certain organs;
fig. 3 is a plan view of a transfer arm shown in FIGS. 1 and 2;
figs. 4 and 5 are respectively a front elevation and a side elevation, on a larger scale, of members shown in FIGS. 1 and 2;
figs. 6, 7 and 8 are schematic views of a packing machine taking said form of precaution;
figs. 9 and 10 are an overview and a detail view of a mechanism that comprises said machine;
figs. 1 1 and 12 are an overview and a detail view of another mechanism that comprises said machine, and
fig. 13 is a view of a variant of the machine shown in FIGS. 6 to 12.
The transfer mechanism is supposed to relate, to simplify the description, to rollers which may have any possible diameter in a determined range (for example from 10 to 25 cm). Obviously, the mechanism could just as easily handle rollers of smaller diameters or even larger diameters.
A roll A to be wrapped, the smallest and largest possible dimensions of which are represented by the dotted lines A1 and A2 respectively, is fed into the mechanism along an inclined ramp formed by two parts B and B1, the lower part B being mobile and the upper part B1 fixed. Roll A is stopped in a calibration position near the lower end of the ramp by a stop lever B2 movable around a fixed pivot B3 under the control of a pneumatic cylinder B4. The engagement of the roller A with the stop lever B actuates a trigger device, not shown, to activate the calibration device.
The latter can be constructed in various ways.
In the simple construction shown, it comprises a detection plate C parallel to the inclined ramp B, Bl and movable under the action of a pneumatic cylinder C1 perpendicular to said ramp, so as to engage the surface of the roller A and to measure thus its diameter. The sizing device operates a pneumatic controller C2 which determines the position of the various parts of the transfer mechanism according to the diameter of the roll. The pneumatic control device can be of any known type capable of providing pneumatic control according to the extent of movement of a control element.
The lower part B of the ramp is movable in a direction parallel to this ramp. A clearance is left between the mobile and fixed parts of the ramp, this clearance being small enough to allow the rollers of the smallest dimension to pass over it without being stopped, which thus shortens the total length of the ramp. In certain cases, the relationship between the smallest and the largest possible diameters for the roller in the determined domain can be such that this clearance can be made large enough to cover the complete movement of the lower part of the ramp, allowing both parts to be in the same plane. Alternatively, the lower part can slide past the upper part. A vertical wall B6 extends downward from the lower edge of part B and moves with it.
This wall B; is normally arranged in a position such that the horizontal distance from a given fixed plane E, passing through a fixed peripheral reference line E1 and a fixed axial reference line E2, is equal to half of the smallest diameter in said domain for the considered mechanism. The movement of the lower part B of the inclined ramp is carried out using an articulated mechanism F1 from a control bar F moved by a pneumatic cylinder F2 controlled by the pneumatic control device C2 so that, in its active position, the vertical wall B6 is horizontally spaced from the given fixed plane E by a distance equal to half the diameter of the real roll A measured by the calibration device.
The control bar F, which operates the mechanism F1 to set up the part B of the inclined ramp, extends horizontally and parallel to the axis of the roller A and is moved by the pneumatic cylinder F "in the horizontal direction transversely to its length, the movement being guided precisely by shafts F3 (fig. 3) fixed to the control bar F and movable in linear ball bearings F4. The control bar F carries two similar cams F which all constitute two of the stop means which will be discussed later.Two blocks F6 are also fixed to the bar F, each of them pivoting at one end of a pneumatic release cylinder F7, at the other end of which projects a rod piston F8.
Each piston rod F3 pivots at its free end on the lower end of the shorter arm G1 of an elbow lever carried by a shaft G2 mounted in bearings G1 and extending parallel to the length of the control bar F. The longer arm G of this lever (transfer arm) comprises two parallel bars rigidly connected by cross members G4 and carrying at their free end a shaft on which are mounted rollers G5 constituting the stopping device of the transfer mechanism.
The short arm G1 likewise comprises (FIGS. 4 and 5) two bars carried by the shaft G "and each comprising an extension G6 at right angles fixed to one of the cross members G4.
The control bar F is normally placed at a horizontal distance from a zero F9 equal to half of the smallest diameter in the domain considered. When a particular A roll has been calibrated by the sizing device C, C1, the pneumatic controller C "operates the pneumatic cylinder F2 to place the control bar F at a distance from zero F9 equal to half of the actual diameter of the cylinder. roller A, which places the cams F in their active position. At this point, the release cylinders F7 are charged with pressurized air, so that there is no relative movement between the piston rod F8 and the cylinder F7 and that the movement of the control bar F is transmitted to the end of the shorter arm G1 of the crank lever.
The transfer arm G is perpendicular to the shorter arm G1 and has an effective length which is twice that of the shorter arm, so that the stopper G4 at the free end of the transfer arm moves in a generally vertical direction twice the distance of the end of the shorter arm.
In this normal position, the stopper G5 is located practically at a vertical distance below the fixed peripheral reference line E1 equal to the smallest diameter in the envisaged range, so that when a particular roll has been calibrated by the sizing device, the stopper is moved downwardly to a position in which it is disposed substantially at a distance equal to the actual diameter of the roll below the peripheral reference line.
When the stop device G, the cams F5 forming stop means, the part B of the ramp and the vertical wall B5 have been put in place according to the real diameter of the roller A, a triggering device (not shown) is actuated to release the roller, so that it can move forward from the calibration position. Roller A falls beyond the lower edge of part B of the ramp and is stopped in its descent by the stop device G5, so that it is brought into its peripheral active position shown in solid line in fig. . 2, in which it is supported by the stop device G5 and the vertical wall B5.
In this position, the stopper engages the cylindrical surface of the roller near the lowest generatrix of that surface, and since the stopper is placed below the peripheral reference line E1 at almost a distance of this equal to the diameter of the roll, and the vertical wall B5 is horizontally spaced from this line by half the diameter of the roll, it is clear that the uppermost generatrix of the cylindrical surface of the roll coincides with the peripheral reference line .
In practice, it is sometimes advantageous to slightly offset the stop device from the vertical plane E passing through the peripheral reference line E1 so that the roller A is slightly biased towards the vertical wall B5 and thus rests on itself. against the wall and against the stop device, the value of the offset being however small enough to have only a negligible effect on the vertical position of the roller.
Alternatively, as will be seen later with regard to FIGS. 6 to 8, a second vertical wall can be used and moved horizontally by the control bar F by means of a parallel articulated device, at the same speed as the horizontal movement of the vertical wall carried by the ramp, but in the direction opposite, so that it is distant from the peripheral reference line E1 by half the diameter of the roller. The two vertical walls are thus spaced from each other by a distance equal to the diameter of the roll and the roll is thus guided vertically on its opposite sides.
Roll A is therefore correctly placed in its peripheral active position, the upper generatrix of its cylindrical surface coinciding with the fixed peripheral reference line E1, and in this position, it can be subjected to various operations such as printing its surface. , the labeling of this surface, or even, as will be seen below, the packaging of its peripheral surface in a packaging material.
When this operation has been carried out, a triggering device, not shown, is actuated to allow the compressed air to escape into the release cylinder F7. The stop device G5 is then no longer supported and it moves downwards under the action of the weight of the roller A. This movement continues t until the rollers G5 of the stop device engage with the two cams F5 forming a stop device. I1 should be mentioned that the transfer arm G has a considerable length, so that, despite its arcuate path around the pivot G2 of the crank lever, the stop device G5 does not deviate significantly from a vertical path.
The vertical height of the pivot G2 of the lever is chosen so that the pivot is located approximately halfway between the upper and lower vertical positions of the stop device.
The shape of the stop cams F5 is such that when they are engaged by the rollers of the stop device, the latter supports the roller A so that its axis coincides with a fixed reference line, namely the axial line Ea ( roller in dotted line in Fig. 2). It has been found that when the various parts are arranged in the manner described, the cams are formed by a flat surface inclined 33 degrees from the vertical.
It can be seen that by emptying the release cylinders F7, the stop device G5 has been released while leaving the stop cams F5 and the wall or vertical walls still in the position given in accordance with the real diameter of the roller. .
The roller A is now correctly positioned in its axial active position in which its axis coincides with the axial line E2 whatever the diameter of the roller, and in this position, the roller can be subjected to any operation requiring this axial position, for example , filling the interior of the roll, if the latter is hollow, with any material through an end axial hole, or any operation on the end surfaces of the roll or through these surfaces, for example fitting the roll with a correctly centered axial shaft or, as will be seen later, the completion of the wrapping of the ends of the roll already wrapped at its peripheral surface in the peripheral active position.
When such an operation is completed, a triggering device (not shown) can be actuated to release the roller and unload it from the mechanism. This can be done, for example, by releasing a hinged part BG of the vertical wall B5 to allow the roller A to fall from the axial active position onto a discharge ramp H. This same trigger device or another similar device can be actuated when the roller descends along the ramp H to return the various parts of the mechanism to their normal positions in order to receive a new roller which may have a diameter different from the previous one in the chosen range of diameters.
As mentioned above, the particular construction of the mechanism described allows it to be incorporated into a packaging machine intended to package a roll, of any diameter included in said field, in a packaging material. The various parts of such a machine will now be described (fig. 6 to 13).
In this machine, the inclined ramp B, B1, the calibration device C, C1, the pneumatic control device C2 and the control bar F of the transfer mechanism are arranged in the manner described with reference to FIGS. 1 and 2, similar elements bearing the same reference signs.
The vertical wall B5 extending directly downward from the lower edge of the lower part B of the ramp is however replaced by a separate vertical wall J, called the inner wall, the upper edge of which is disposed below and at a distance from the lower edge of part B of the ramp, wall J being t fixed to said part B by a box-shaped console J1 which slides on guide rails J2 parallel to the inclined ramp B, B1 and which contains certain parts of the packing machine which will be described later. In addition, the machine comprises a vertical wall K, called the outer wall, parallel to the inner vertical wall J and at the same distance as the latter from the given vertical plane E, but on the opposite side.
The outer wall K is guided by linear ball bearings K1 allowing it to move horizontally, this movement being effected by the pneumatic cylinder F2 via a connecting rod K2, so that the two walls J and K are spaced each of the plane E with a half-diameter of the roll A and thus together form a vertical well to guide the roll in its peripheral and axial positions.
Wrapping material L, for example paper, is fed from a supply reel L1, the width of the material web coming from the reel being somewhat greater than the axial length of the roll A to be wrapped, so that when the cylindrical surface of the roll has been wrapped, the tube of packaging material thus formed projects beyond the ends of the roll. The length of this projection is not critical and can vary within wide limits, so that a given web width can serve advantageously for rolls of different lengths in a wide range, as well as for different rolls in a wide range. an equally wide area.
The machine can be designed so as to operate with strips of packaging material of two or more standard widths, for example, so as to be able to process rolls in a wider range of different lengths if desired.
To order the advancement of packaging material
L, the machine comprises a clamping device M, M1 which takes the free end of the strip, and a head N capable of a withdrawal movement which controls the feeding of the strip into the machine.
The clamping device M, M1 is placed just below the lower end of the inclined ramp B,
B1 and carried by the mobile lower part B of this ramp. This device comprises a clamping face M inclined more strongly to the horizontal than the ramp itself, and a movable part in the form of a pivoting arm M1, the end of which engages with the clamping face by exerting an action to clamp the free end of the packing material strip L. The clamp arm M1 is actuated by a pneumatic cylinder M2 mounted below the ramp. The head N normally occupies a position adjacent to the lower edge of the ramp B, Bi and its front wall constitutes a stop to maintain the roller A in its calibration position.
The head N is movable horizontally at a distance from the ramp B, B1 under the control of a pneumatic cylinder N1, to release the roller A from this calibration position. The base of the head N is located slightly above the fixed peripheral reference line Et.
The strip of packaging material L passes from the clamp M, M1 between the lower edge of the part B of the ramp and the front wall of the head N, and then, over the upper part of the head and over guide rollers L2, L3, L4, then around a compensating roller L5 to the supply reel L1, from which the web is unwound. Compensating roller L6 is suspended in a loop of the web and serves to take up slack in the web when head N is removed. For this purpose, the weight of the roll L5 is used, but it is advantageous to keep this weight as low as possible so as not to interfere with the proper action of the roll A to be wrapped.
Furthermore, a somewhat heavier compensation roll may sometimes be necessary when a fresh strip of packaging material has to be drawn from the supply reel. This difficulty can be overcome by using a light roller L5 and by applying an additional force directed downwards, for example by pneumatic means, at the moment when the packaging material is to be drawn from the reel Lt.
The trigger device, activated when the various parts of the machine have been positioned according to the diameter of the roller, ensures the movement of head N. This is then withdrawn at a distance from the ramp.
B, Bl to allow roll A to move forward from the calibration position to the peripheral active position. As head N moves away from the ramp, packaging material L is pulled across the path of roll A so that roll A falls against the web of material and carries it with it in its downward movement. low.
Another trigger device K3, carried by the outer wall K so that its position is also established by the pneumatic control device C2 according to the diameter of the roller, comes into action to stop and reverse the movement of the head N when the face front of the latter has reached in its withdrawal movement a position in which it is at a horizontal distance from the peripheral reference line E1 equal to half the diameter of the roll, thus freeing the roll A which falls into its active position peripheral, its upper generator being located on the peripheral reference line E1.
In this position (fig. 7), the strip of packing material L extends downward from the clamp M, M1, along the inner wall J and, from there, around the lower half of the periphery of the roll and up the outer wall K and on the front face of the head N, thus completing the wrapping of the lower half of the periphery of the roll A.
The trigger device K3, which stops and reverses the movement of the movable head N, also acts on the pneumatic cylinder M2, controlling the clamping device M, M1, in order to release the clamping. At the same time, it actuates another pneumatic cylinder 01 to produce the longitudinal movement of the folding fingers O so that these fingers move through the clearance at the upper part of the inner wall J and engage the released end of the strip of packaging material L in order to wrap it around a part of the upper half of the periphery of the roll A. The two folding fingers O can be connected together by a folding bar engaging the packaging material over the entire length. width of the band.
Each folding finger O carries one end of an elastic tape 02, the other end of which is wound in the form of a spiral spring Os carried by the inner wall J, the tape passing from the folding finger over the upper part of the inside wall and down the face of that wall, and then through a hole drilled in the wall to finally form the spring 01. The elastic bands 02 facilitate the tight folding of the packaging material against the surface of the roll and Also decreases the risk of the packaging material being torn off the surface of the roll when the folding fingers are removed.
It is important to ensure that the free edge of the packaging material is placed on or near the peripheral guide line E1, so that the active position of the clamp M, M1 at the time of release either at a vertical distance approximately equal to aR / 2 above the horizontal plane passing through the axis of the roller, R being the radius of the latter, that is to say at a distance equal to (vxl21) R at -above the horizontal plane passing through the peripheral reference line E1, for any diameter of the roller.
This is achieved if the plane of the inclined ramp B, Bt (which passes very close to the clamping device) passes approximately through the peripheral reference line E1, and if, when the clamping device moves in the direction of this plane, l The necessary inclination of the ramp B, B1 on the horizontal is approximately equal to the angle whose tangent is equal to (r / 2 - 1), this angle being in fact very slightly less than 300.
While the folding fingers O wound the free end of the web of packing material L on the roll A, the head N was moved to its normal position and, by this movement, surrounded the web of material d. 'wrapping L over the remainder of the top of the periphery of the roll, so that finally the strip covers the free edge of the wrapping material
and grips this edge strongly against the surface of the roll
(fig. 8).
When the head N has completed its return movement, the folding fingers O are withdrawn by the pneumatic cylinder 01, and a cutting device and a device
Sealing agent, housed within the interior of the N head, are actuated to separate the strip of packaging material and apply adhesive tape along the overlapping edges to seal the packaging material to it. Mrs. The adhesive of the tape may be of the moistening type or of the pressure-sensitive self-adhesive type. If the packaging material is a thermoplastic material, it is sometimes preferable to seal by applying heat along the overlapping edges instead of using adhesive tape.
The sealing can also be carried out by applying an adhesive to the free edge of the strip of packaging material after it has been placed by the folding fingers around the surface of the roll and before the return movement of the head so that this return movement itself completes the seal by pressing the packaging material tightly against the adhesive, after which cutting can take place.
The cutting device comprises a guillotine blade P actuated by a pneumatic cylinder Pt, mounted in the movable head N. The sealing device comprises a reel P2 of adhesive tape, of the same width as the strip of packaging material L, a wedge P3 forming a core and actuated by a pneumatic cylinder P4 to advance a short determined length of the tape I from the reel P2 and keep it tight during this advance, and a pivoting control plate P5 which also extends over the entire width of the strip of packing material L.
This plate P5 is moved forward, as soon as the head N has completed its return movement towards its advanced position, by a pneumatic cylinder PG, and it is meanwhile held in place on the piston rod of this cylinder by a small pneumatic cylinder auxiliary P7, pivoting on said piston rod.
During this movement, the control plate P5 cuts the adhesive tape against a reaction plate P8, the cut part of the tape being held against the plate P5 by a pneumatic suction device comprising a pipe P9.
The forward movement of the control plate P5 continues until the roll A is engaged, the pneumatic force acting on the plate serving to hold the web of packaging material L tightly against the roll. At this point, the blade P is advanced to cut the strip of packing material L and withdrawn again, after which the auxiliary pneumatic cylinder P7 is actuated to swing the plate ps around its pivot and thus press the adhesive tape firmly. against the overlapping edges of the wrapping material web L around Idu roll A, the ace whose axes are mounted in the machine in alignment with the axial guide line and therefore with the axis of the roll which is placed now in the axial active position.
The two folding units can be adjusted in the axial direction to take account of the different lengths of the rollers. In some cases the adjustment may allow the use of only two standard lengths of rollers, for example 60 and 75 cm, with the unit frames being precisely bolted in the adjustment position, while in other cases the adjustment can be continuous to enable rolls of any length to be treated in a determined range.
When the axial adjustment has been made, both bending units are put into action.
One of these units is shown in Figs. 9 and 10.
It comprises a main shaft Q mounted coaxially with the axial reference line E2 in bearings Q1 and comprising near its front end a polygonal boss Q2 (seen in section in FIG. 10). A channel-shaped part Q3 is mounted on each of the flat faces of the boss Q and carries a pivot Q4 on which pivots an arm Q5 disposed between the side legs of the part Q3.
These QS arms, eight in number, are disposed normally radially outward from the main shaft Q, in the position shown in dotted lines in FIG. 9, at equal angular intervals around the shaft. A folding plate Q6 pivots at the outer end of each arm Q5 and has an active face in the form of a sector, a pivot Q7 for this plate being disposed near the narrow end of this face, and a spring Qs urging the plate QG around its pivot away from the end of the arm Q5 and towards the position shown in dotted lines in fig. 9.
A collar R is keyed on the shaft Q and can slide axially along this shaft, this collar bearing pivots for eight connecting rods R1, the other ends of which pivot respectively on the eight arms Q5. The collar R has a circumferential groove R2 in which engage, in opposite positions, two pins of the forked end of a pivoting lever R8 which can swing around its pivot to move the collar along the shaft under the action of a pneumatic cylinder
R4. Another pneumatic cylinder R5, when in operation, actuates an RG arm extending from the shaft Q to rotate the latter by an angle equal to, for example, one and a half times the angular spacing between the arms.
Q5, or about 670 when the unit has eight Q arms.
The shaft Q is hollow and constitutes an air cylinder for actuating a piston S normally pressed by a spring SI against a shoulder of the bore s2 of the shaft and connected to a plunger S3, so that when a pressurized fluid is allowed in bore sa, the plunger SS is forced out from the forward end of the shaft. This plunger has the role, together with a similar plunger of the folding unit at the other end of the roll A, to correctly center the roll between the two units before folding, and it is also used in the subsequent operation of end sealing, as will be seen later.
So. when the roll A, already wrapped at its peripheral surface in a tube of packaging material, the ends of which project beyond the ends of the roll, moves under the control of the transfer mechanism into the axial active position, the plungers SS of the two extreme folding units are pneumatically actuated to effect the centering of the roll between these two units, and are withdrawn again in their normal position. The pneumatic cylinders R4 of the two units are then actuated to slide the collar R along the shaft Q and tilt the arms Q5 inward.
The dimensions of the various parts are such that, during this inward movement, the wider ends of the faces of the QG folding trays engage the packaging material around the end edge of the roll, so that during the subsequent movement towards Inside, the folding trays rotate on their pivots and tightly fold the protruding ends of the tube of packaging material against the ends of the roll itself. Thus, at the end of the inward movement, a number of sectors of the packaging material are tightly pressed against the end face of the roll, while between these sectors are included free standing folds of the packing material. packaging.
The pneumatic cylinders R5 of the two folding units are now actuated to rotate the shaft Q and thereby cause the folding plates to produce a sweep and to flatten the upright free folds of the packaging material into flat folds. This operation completes the folding and the pneumatic cylinders are then actuated at each end to remove the collar.
R and to rotate the shaft to return the folding units to their normal position, ready for extreme sealing by applying adhesive discs to the folded ends of the packaging material.
The sealing is preferably effected at each end by means of an extreme sealing unit of the type described in Patent No. 406954. This unit is shown in Figs. 11 and 12.
The sealing unit includes a suction device mounted on the end of a swivel arm and for removing an adhesive disc from a magazine and transferring it past a humidifying device and into a position where it can be removed. be applied to the folded end of the packaging material on the roll. To take into account the range of different diameters for the roll, three different sizes of adhesive discs are used, respectively stacked in three magazines T which are aligned with each other in a frame T1 movable along rails T2 to bring the magazine appropriate in the active position, according to the actual diameter of the roll measured by the sizing device and determining the particular diameter of the disc.
The movement of the frame is controlled by two pneumatic cylinders T3 and T4, one being carried by the frame and the other being fixed. The active position corresponds to that occupied, in the drawing, by the intermediate magazine, the fixed cylinder T3 being actuated when necessary to bring the smaller magazine into the active position, while the cylinder
T4 is actuated to bring the larger magazine to this position. A pivoting arm U normally occupies the position in which the suction device is in front of the intermediate store.
The pivoting arm U comprises two bars held together by a block U1 arranged between them and carrying a pivot U2 for the arm U. The block U1 is mounted on a shaft U3 and moved from one active position to the other by an arm U5 and a pneumatic cylinder U4. The block U1 also carries stops, not shown, to limit the movement of the arm U around its pivot U2.
The two bars forming the arm U carry at their free end a plate V having in its central part an orifice in which a suction tube V1 pivots which carries two suction cups V2 which can be connected to a vacuum source. , when desired, by a V3 suction pipe. The tubing V1 is normally held by a spring V4 in a retracted position in the orifice of the plate V and it is advanced to engage the front disc in the appropriate magazine T by means of a pneumatic cylinder V5.
The store T can be arranged in various ways.
In the example shown, it consists of a cylindrical container housing the stack of disks, with a plunger T5 allowing the disks to advance towards the open mouth of the store. The plunger is actuated by a TI air cylinder and carries T7 leaf springs to hold it in place by friction when the air cylinder is not pressurized. The part of the open mouth of the magazine closest to the pivot U2 of the arm U is covered by a cover T8, the edge of which is cut to form a central re-entrant part in the form of V. A sharp point T9 is attached to the wall of the store T so as to protrude over the edge of the mouthpiece at the point of that. ci furthest from pivot U2 and in front of the reentrant part in V.
In operation, when the frame Tt has been actuated according to the diameter of the roll to bring the desired magazine T into the active position adjacent to the suction device on the swivel arm U, the end of the operation of the folding units ensures the excitation of the pneumatic cylinder
V5. The latter actuates the suction tube Vt but first swings the arm U around its pivot U2 at a small angle from its normal position and towards the store T, and then moves the suction tube V1 around of its pivot to engage the suction cups V2 with the end disk of the stack contained in the magazine T, the two cups V2 being aligned with the tip T9 and the top of the re-entrant part in V.
At the same time, suction is applied to both cuvettes
V2 and the pneumatic cylinder T6 is actuated to exert pressure on the stack of discs towards the mouth of the magazine. Magazine T can be tilted slightly to ensure correct engagement of the two cups V2 with the end disc. When the suction cups have adhered to the disc, the pneumatic cylinders V5 and T6 are put to rest, so that the tubing Vt is returned to its initial position by the spring V4 and the arm U is also returned by its spring in rotating around its pivot U2. It follows that the end disc of the stack is sucked out through the mouth of the magazine.
The V-tucked portion in the T8 cover produces a V-shaped compound fold in the disc when it is removed from the magazine, which to some extent ensures that only one disc has been removed. The T9 tip is intended to eliminate any risk of removing more than one disc. The disc is applied to the point when it is withdrawn, so that the small marginal part of the disc between the point and the edge of the disc must be torn before the complete removal of the disc. The position of the point is chosen so that the force necessary to tear said marginal part is greater than the frictional force tending to maintain two discs in contact with one another.
The disc, once removed, rests against the flat face of the plate V of the suction device and is firmly held against this face by the suction force during the subsequent movement of the arm U.
The pneumatic cylinder U4 is now actuated to swing the arm U around the shaft U3 to bring the suction device into alignment with the axis of the roller A, the exposed adhesive surface of the disc sweeping a wetting device U6 during each movement of the U arm.
At the end of this movement, pressurized fluid is admitted into the bore s2 of the shaft S of the folding unit, so that the plunger S3 moves forward and strikes the back of the plate V of the device d suction to swing the arm U around its pivot U2 and force-engage the wet adhesive disc with the folded end of the wrapping material on the roll A, the suction being released as the disc firmly adheres to the wrapping material to seal the end of the wrapper to the roll.
The pressure in the bore of the shaft S is then released, so that the arm U is withdrawn by a spring, and the pneumatic cylinder U4 is actuated again to return the arm U to its normal position in front of the magazine, the humidifier device being temporarily moved, for example by rotation, to prevent humidification of the plate V during this return movement. The sealing is obviously carried out simultaneously at the two ends of the roll A by two similar sealing units.
Once the sealing operation is completed, a pivoting shutter J3 constituting the lower part of the vertical inner wall J (fig. 6) is released, so that the wrapped roll A falls from the axial active position onto a discharge slide H and is unloaded from the machine. This final movement of the roll activates another triggering device, not shown, which returns the various parts of the machine controlled by the pneumatic control device C2 to their normal position with a view to wrapping a next roll, the final movement of the cycle. being the operation of the clamp M, Mt to clamp the free end of the strip of packaging material L, followed by the release of the clamp N2 at the top of the movable head N.
It has been found that in some cases the packaging material has a slight tendency to become loose on the outer wall during movement of the roll from the sizing position to the peripheral active position.
The variant of the transfer mechanism shown in FIG. 13 aims to avoid this drawback.
In this variant, a certain number of belts (three for example) pass around the rollers G5 of the stop device on the transfer arm G. These belts are each fixed at one end to the lower edge of the outer vertical wall K and pass around rollers G5 and around rollers Wt at the top of this wall K, the other end of the belts being fixed to springs W2 fixed to brackets W3 projecting from the outer face of the bottom of wall K.
These W-belts exert elastic pressure and clamp the packaging material tightly to the roll during its downward movement into the peripheral active position, and when the roll has reached this position the belts push it against the inner wall J and clamp. thus wrapping over the entire lower part of the roll surface. During the subsequent movement of the roller into the axial active position, the G5 rollers roll along the lower surface of the belts, and the tendency of the roller to rotate during this downward movement as a result of the action of the belts presents the advantage of pressing the sealing tape more closely against the overlapping ends of the packaging material.
Alternatively or in addition, we can minimize the tendency of the packaging not to apply correctly around the peripheral surface of the roll by a modification in the following operations: the folding fingers O are moved forward to wrap the part. top of the roll on the inner wall before the strip of packaging material L is released from the clamp M, M1, but after the clamp N2 has been applied, to stop any subsequent feeding of the packaging material from the LI coil. The roll is thus slightly lifted from the stopper G, ensuring tight wrapping, the clamping device M, Ml being released just before the folding fingers have completed the inward wrapping movement,
so that the roll returns to the Go stopper, ready for its subsequent downward movement after the peripheral package has been sealed.
The pneumatic circuits by means of which the pneumatic control device c2 controls the various parts of the mechanism and the desired sequence of operations for these parts are not shown in the drawing, but it is obvious that these circuits can be arranged in various known ways for ensure the desired operations. It is also evident that the control can be effected hydraulically, electrically or mechanically rather than pneumatically.
It is necessary that the axis of the roller be horizontal and that gravity be exploited for the movements of the roller between its various active positions. The axis of the roller could be vertical, means being used to advance the roller from one position to the next.
Such a construction can be useful in certain cases when the transfer mechanism is used for an operation other than packaging. Thus, the transfer mechanism can be used to bring boxes or bottles in turn into the peripheral active position in which certain operations must be carried out, such as for example cleaning or printing on the surface or even labeling, and in the axial active position in which the box or the bottle is filled through an axial orifice which is closed by a stopper for example.
More generally, the transfer mechanism can be used for any type of article having a cylindrical surface over at least part of their length and when it is desired to perform certain surface operations and, before or after, certain other operations involving correct centering. of the axis of the articles when they have any diameter in a given area.