Dispositif destiné à être interposé entre un organe d'amenée d'une bande ou d'un fil
souple et un organe d'utilisation de cette bande.
La présente invention a pour objet un dispositif destiné à être interposé entre un organe d'amenée d'une bande ou d'un fil souple et un organe d'utilisation de cette bande, dont l'un est à vitesse constante et l'antre à vitesse variable en vue de maintenir la bande constamment tendue. (On omet, pour la brièveté, de répéter chaque fois ou fil souple ).
Selon l'invention, ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte un cy- lindre tournant sur lequel passe la bande à vitesse constante d'un des organes, un deu xième cylindre tournant sur lequel passe la bande à vitesse variable de l'autre organe et, entre ces deux cylindres, un train balladeur "sur lequel passe la boucle de longueur va riabl. que présente la bande entre les deux cylindres par suite de la différence de vitesse de ceux-ci ; ce train balladeur étant entraîné dans un sens ou dans l'autre en fone- tion de la différence algébrique existant à chaque instant entre les vitesses instantanées de rotation des deux cylindres, de manière à maintenir cette bande constamment tendue.
Généralement, le train balladeur comportera un secteur cylindrique oscillant autour de l'axe du deuxième cylindre et portant un galet de renvoi de la bande vers ce deuxième cylindre.
Ce galet de renvoi peut être lui-même entraîné positivement ou tourne simplement par adhérence avec la bande.
On comprendra mieux l'invention par la description suivante, correspondant au dessin annexé sur lequel :
La fig. 1 représente schématiquement en
élévation une première réalisation de l'in- vention.
La fig. 2 représente une vue analogue
d'une autre réalisation dans un cas plus particulier.
La fig. 3 représente une coupe suivant la ligne III-III de la fig. 2.
Le dispositif représenté schématiquement 'sur la fig. 1 comprend essentiellement un cy- lindre 1, tournant autour d'un axe 1'et sur lequel s'enroule le brin d'arrivée de la bande
Ai et un cylindre 2 tournant autour d'un axe 2'et sur lequel s'enroule le brin A relié
à la machine d'utilisation.
Les deux cylindres tournent respectivement à des vitesses angulaires o i et eus proportionnelles à chaque instant aux vitesses linéaires d'avancement Vg
et V2 de manière que si l'on appelle Rj et
Bg les rayons des deux cylindres 1 et 2 :
VicoiRi
V2 = C 2 R2
On conçoit que si les vitesses V, et V2 sont différentes, la bande formera entre le
cylindre 1 et le cylindre 2 une boucle A3 de longueur variable.
Conformément à l'invention, cette boucle
A3 passe sur un secteur cylindrique 3 tour nant librement autour de l'axe 2'et portant un galet de renvoi 4 tournant lui-même librement autour d'un axe 4'susceptible d'ailleurs de se déplacer dans une rainure radiale 5. Les oscillations du secteur 3 autour de l'axe 2'dépendent de la longueur de la boucle Ag de manière que celle-ci reste constamment tendue sur ce secteur 3 et sur le galet 4.
Le mécanisme prévu à cet effet est constitué de la façon suivante. Sur l'axe 2'est monté le pignon planétaire 6, solidaire du cylindre 2, en prise avec un pignon 7 monté fou sur un axe 8 solidaire du berceau 3, et, à son tour, on puise avec le pignon plané taire à denture intérieure 9. Ce pignon 9 est entraîné par le cylindre 1 au moyen d'une transmission de type quelconque, telle que :
On a schématisé an dessin cette transmission par une chaîne 10 passant autour d'un pignon 11 solidaire du cylindre 1 et d'un pignon 12 solidaire du pignon 9.
On va examiner ei-dessous les conditions auxquelles devront satisfaire les rayons des divers cylindres et engrenages du mécanisme ci-dessus, pour que, à chaque instant, l'al- longement du brin intermédiaire 13 ayant lieu dans un petit intervalle de temps At soit égal à la différence de longueur dé- roulée respectivement des cylindres 1 et 3,
EMI2.1
Pour que cette égalité soit vérifiée (c'està-dire pour que le mécanisme fonctionne) quelles que soient les valeurs de wi et de (Ç) 2, il faut que cette égalité devienne une identité.
On constate mathématiquement que cette condition sera remplie si les diverses constantes du mécanisme satisfont au groupe de conditions suivantes :
a) R2 = R6 b) K= R1
R3 R9 R3 pendant cet intervalle de temps, c'est-à-dire soit égal en valeur algébrique à : (#1 R1-#2R2).#t et cela quelles que soient les valeurs de o i et de 0) 2.
On désignera par :
RQ le rayon de l'engrenage 6
le rayon de l'engrenage')
R3 le rayon de secteur cylindrique 3
o, 9 la vitesse angulaire de l'engrenage 9
oO3 la vitesse angulaire du train balladeur oscillant constitué par le secteur cylindrique 3, le pignon satellite 7 et le galet 4.
L'allongement du brin intermédiaire 213 mesuré par les oscillations du berceau oscil- lant est égal à : wsBs+Rs)-'
Il faut donc que : #1R1-#2R2=#3(R3 + R2) (2)
Enfin, la formule de avilis appliquée au train différentiel constitué par les engrenages 6, 7, 9, donne: -#2-#2 R9
= (3)
Wa-msB si on tient compte du fait que le sens positif de Ma est contraire au sens positif de #3 et wu (voir fig. 1).
La combinaison des équations 1, 2 et 3 conduit à la condition :
Le groupe de conditions mathématiques ei-dessus se traduit par les conditions construetives suivantes :
a) Les rayons du cylindre de sortie 2 et du secteur cylindrique 3 sont proportionnels entre eux, dans le même rapport que les rayons des deux pignons 6 et 9 commandent le train balladeur.
b) Le rapport li doit être choisi égal au rapport des rayons du cylindre d'entrée 1 et du secteur cylindrique 3 ;
par conséquent
R1 #9 R11
= K = =
Ra W Riz
Dans la pratique, le fonctionnement du mécanisme est limité par le fait que les dé- placements du train balladeur oscillant dans un sens ou dans l'autre ne devront pas s'écarter trop d'une position moyenne.
On voit en effet immédiatement sur le dessin que le déplacement est limité dans le sens fa par la rencontre de l'arête 3a du secteur 3 avec la bande de sortie A,) et dans le sens fb par la rencontre de l'arête 3b avec cette même bande A2. L'angle d'ouverture a du secteur 3 doit, d'autre part, être assez grand pour que la bande sortant du cylindre 1 vienne s'appliquer tangentiellement sur ledit secteur 3. Dans la pratique, il faudra en général prévoir un secteur d'ouverture a = 90 envi ron, les déplacements maxima de chaque côté de la position moyenne ne dépassant pas non plus 90 environ.
Pratiquement donc pour que le dispositif fonctionne, il faut que les vitesses moyennes d'arrivée et d'utilisation s'égalisent périodiquement au bout d'un certain temps que l'on peut appeler le cycle du mécanisme et que les vitesses instantanées ne diffèrent pas entre elles pendant la durée de ce cycle, de façon telle que le train balladeur oscillant dé- passe les positions extrêmes définies ci-dessus.
On remarquera que l'on peut, sans troubler le fonctionnement, modifier le diamètre des cylindres d'entrée et de sortie, sous réserve de conserver la proportionnalité entre les rayons R2 et R6 d'une part, et R3 et d'autre part, c'est-A-dire que, dans tous les cas il faut que :
¯ R3
BQ BQ ee qui dérive simultanément de
"2¯-6
R3 R9
Le mécanisme est applicable en particulier à la coupe d'une bande continue se dé- plaçant à une vitesse uniforme, en tronçons d'égale longueur, l'appareil d'utilisation entraînant le cylindre 2 étant constitué par un mécanisme de coupe fonctionnant par intermittence.
La condition définie ci-dessus a, dans ce cas, pour conséquence que pour chaque changement de format de tronçons découpés, il suffira de changer les cylindres 1 et 2 et les pignons 11 et 6 solidaires respectivement de ces cylindres 1 et 2. C'est d'ailleurs dans cette éventualité qu'on a représenté sur la fig. 1 le galet de renvoi 4 tournant autour d'un axe 4'susceptible de coulisser dans une rainure longitudinale 5, de manière que la position de ce galet s'adapte d'elle-même à la dimension du cylindre 2.
On observera cependant que dans la réalisation qui vient d'être décrite, le galet 4 est fou, c'est-à-dire est entraîné par la bande
A elle-même. Lors des changements de sens de déplacement du train balladeur et, par suite des changements correspondants du sens de rotation du galet, l'inertie de celui-ci peut provoquer des glissements qui apportent des perturbations au fonctionnement correct du mécanisme.
Les fig. 2 et 3 montrent une réalisation mécanique conforme au groupe de conditions ci-dessus, dans le cas particulier où
Rs = R6 et
R3 = R9 c'est-à-dire que les rayons des couronnes pla nétaires 6 et 9 de l'engrenage planétaire sont égaux respectivement aux rayons du cylindre d'utilisation 2 et du secteur oscillant 3 et, par suite, que l'axe du galet de renvoi 4 reste obligatoirement toujours à la même distance de l'axe 2'que ne 1'est l'axe du satellite 7. Pratiquement, comme on le verra au dessin, le galet 4 et le satellite 7 seront montés solidairement sur le même axe.
La condition :
K R
R3 dans laquelle, comme indiqué plus haut,'K désigne le rapport des vitesses angulaires du planétaire 9 et du cylindre 1, a en outre pour conséquence que le rapport des vitesses est le même que celui des rayons du cylindre d amenée 1 et du secteur oscillant 3, luimême confondu, comme indiqué ci-dessus, arec le rayonduplanétaire 9.
On aura donc dans la pratique intérêt à entraîner le planétaire 9 par deux pignons 12 et. 11 en prise, dont l'un, 12, a le même diamètre primitif que cette couronne (mais bien entendu avee denture extérieure) et dont l'autre, 11, a un cercle primitif de même diamètre que le cylindre 1.
On observera que cette réalisation des fig. 2 et 3 ne permet pas, comme celle de la fig. 1, la substitution d'autres cylindres 1 et 2. Par contre, elle présente l'avantage que le galet 4 pouvant être claveté sur l'axe du satellite 7, sera entraîné positivement, ce qui évite tout risque de glissement de la bande.
On notera que, quelle que soit la réali- sation adoptée (fig. 1 ou fig. 2 et 3), l'appli- cation à un appareil d'utilisation constitué par un appareil de coupe de la bande de sortie permet de séparer les feuilles coupées et de les grouper en plusieurs séries séparées par un plus long intervalle.
Le mouvement du cylindre 2, lié à eelui de la bande,-12 est alors discontinu. L'arrêt de ce cylindre déclenche les mouvements d'un couteau qui descend et débite une longueur de feuille déterminée. Chaque feuille débitée pourra être déposée sur un tapis sans fin avançant à une vitesse constante quelconque, et du fait de cet avancement constant, les feuilles seront reçues sur ce tapis, étagées, c'est-à-dire avec un léger décalage entre chaque feuille.
On peut séparer des séries d'un nombre de feuilles déterminé en adjoignant au méeanisme un compteur qui, tous les N arrêts du cylindre 2, c'est-à-dire toutes les N feuilles, retient pendant un certain temps, égal par exemple à l'intervalle entre deux coupes, l'avancement du papier créant ainsi une nette séparation sur le tapis central.
Ces arrêts ne modifient pas le fonctionnement du dispositif. En effet, un arrêt mo mentané n'est qu'une forme de discontinuité de la marche du cylindre 2 qui aura pour effet de déterminer un décalage plus grand du berceau 9. La durée de cet arrêt devra évidemment être déterminée en fonction de la position de décalage maximum du galet 4 pour laquelle l'extrémité du secteur 3 quitte le cylindre 1. Néanmoins, on pourrait aug menter la durée de cet arrêt en modifiant la loi de variation de m', sous réserve des conditions mathématiques définies plus haut.
Il est possible également de limiter précisément les déplacements du train balladeur au moyen de deux butées situées aux emplacements que l'on juge ne pas pouvoir être dépassés par ce train balladeur et sur lesquelles il vient appuyer dans ses positions extrêmes, enclenchant une commande à différentiel par exemple qui, agissant sur l'en- grenage 9 ou sur l'engrenage 6, aura pour effet de ralentir ou d'accélérer leur vitesse de rotation, et, par conséquent, de provoquer un déplacement du train balladeur, le ramenant dans une position moyenne. Ce dé- placement aura pour effet, naturellement, une augmentation de vitesse ou un ralentissement de la bande soit à l'entrée, soit à la sortie du dispositif ; selon que l'action du différentiel agit sur l'un ou l'autre des engrenages.
En utilisant deux dispositifs analogues placés l'un après l'autre sur le circuit de la bande, on peut provoquer une zone de déroulement à vitesse irrégulière entre deux zones extrêmes de déroulement constant.
Device intended to be interposed between a member for feeding a strip or a wire
flexible and a member for using this band.
The present invention relates to a device intended to be interposed between a member for feeding a strip or a flexible wire and a member for using this strip, one of which is at constant speed and the other. at variable speed in order to keep the belt constantly tensioned. (We omit, for brevity, to repeat each time or flexible thread).
According to the invention, this device is characterized in that it comprises a rotating cylinder over which the belt passes at constant speed from one of the members, a second rotating cylinder over which the belt passes at variable speed from the device. another member and, between these two cylinders, a slider train "over which passes the loop of variable length. that the band presents between the two cylinders as a result of the difference in speed of the latter; this slider train being driven in a direction or the other according to the algebraic difference existing at each instant between the instantaneous speeds of rotation of the two cylinders, so as to keep this strip constantly stretched.
Generally, the slipping train will include a cylindrical sector oscillating around the axis of the second cylinder and carrying a roller for returning the strip to this second cylinder.
This deflection roller can itself be positively driven or simply rotates by adhesion with the belt.
The invention will be better understood from the following description, corresponding to the appended drawing in which:
Fig. 1 schematically represents in
elevation a first embodiment of the invention.
Fig. 2 represents a similar view
of another embodiment in a more particular case.
Fig. 3 shows a section along line III-III of FIG. 2.
The device shown schematically in FIG. 1 essentially comprises a cylinder 1, rotating about an axis 1 and on which is wound the end of the strip.
Ai and a cylinder 2 rotating around an axis 2 'and on which the connected strand A is wound
to the machine of use.
The two cylinders rotate respectively at angular speeds o i and eus proportional at each instant to the linear speeds of advance Vg
and V2 so that if we call Rj and
Bg the radii of the two cylinders 1 and 2:
VicoiRi
V2 = C 2 R2
We can see that if the speeds V, and V2 are different, the band will form between the
cylinder 1 and cylinder 2 an A3 loop of variable length.
In accordance with the invention, this loop
A3 passes over a cylindrical sector 3 turning freely around axis 2 ′ and carrying a return roller 4 itself rotating freely around an axis 4 ′, moreover liable to move in a radial groove 5. The oscillations of the sector 3 around the axis 2 'depend on the length of the loop Ag so that the latter remains constantly stretched over this sector 3 and over the roller 4.
The mechanism provided for this purpose is constituted as follows. On the axis 2 is mounted the planetary pinion 6, integral with the cylinder 2, engaged with a pinion 7 mounted idly on an axis 8 integral with the cradle 3, and, in turn, we draw with the planetary gear toothed internal 9. This pinion 9 is driven by cylinder 1 by means of any type of transmission, such as:
This transmission is shown diagrammatically in the drawing by a chain 10 passing around a pinion 11 integral with cylinder 1 and a pinion 12 integral with pinion 9.
We will examine below the conditions which will have to satisfy the radii of the various cylinders and gears of the above mechanism, so that, at any moment, the lengthening of the intermediate strand 13 taking place in a small time interval At is equal to the difference in the unwound length of cylinders 1 and 3 respectively,
EMI2.1
For this equality to be verified (that is to say for the mechanism to work) whatever the values of wi and of (Ç) 2, this equality must become an identity.
We mathematically note that this condition will be fulfilled if the various constants of the mechanism satisfy the following group of conditions:
a) R2 = R6 b) K = R1
R3 R9 R3 during this time interval, i.e. is equal in algebraic value to: (# 1 R1- # 2R2). # T and that whatever the values of o i and of 0) 2.
We will denote by:
RQ the radius of the gear 6
the radius of the gear ')
R3 the radius of cylindrical sector 3
o, 9 the angular speed of the gear 9
oO3 the angular speed of the oscillating crawler train formed by the cylindrical sector 3, the planet gear 7 and the roller 4.
The elongation of the intermediate strand 213 measured by the oscillations of the oscillating cradle is equal to: wsBs + Rs) - '
Therefore: # 1R1- # 2R2 = # 3 (R3 + R2) (2)
Finally, the formula of avilis applied to the differential train constituted by the gears 6, 7, 9, gives: - # 2- # 2 R9
= (3)
Wa-msB if we take into account that the positive direction of Ma is contrary to the positive direction of # 3 and wu (see fig. 1).
The combination of equations 1, 2 and 3 leads to the condition:
The above group of mathematical conditions results in the following constructive conditions:
a) The radii of the output cylinder 2 and of the cylindrical sector 3 are proportional to each other, in the same ratio as the radii of the two pinions 6 and 9 control the sliding gear.
b) The ratio li must be chosen equal to the ratio of the radii of the input cylinder 1 and of the cylindrical sector 3;
Therefore
R1 # 9 R11
= K = =
Ra W Rice
In practice, the operation of the mechanism is limited by the fact that the movements of the swinging train oscillating in one direction or the other must not deviate too much from an average position.
We see in fact immediately in the drawing that the displacement is limited in the direction fa by the meeting of the edge 3a of the sector 3 with the exit strip A,) and in the direction fb by the meeting of the edge 3b with this same band A2. The opening angle a of sector 3 must, on the other hand, be large enough for the strip exiting from cylinder 1 to apply tangentially to said sector 3. In practice, it will generally be necessary to provide a sector d. The opening a = 90 approximately, the maximum displacements on each side of the average position not exceeding either approximately 90.
In practice, therefore, for the device to work, the average arrival and use speeds must periodically equalize after a certain time which can be called the cycle of the mechanism and that the instantaneous speeds do not differ. between them during the duration of this cycle, in such a way that the oscillating sliding train exceeds the extreme positions defined above.
It will be noted that one can, without disturbing the operation, modify the diameter of the input and output cylinders, subject to maintaining the proportionality between the spokes R2 and R6 on the one hand, and R3 and on the other hand, that is to say that, in all cases, it is necessary that:
¯ R3
BQ BQ ee which simultaneously derives from
"2¯-6
R3 R9
The mechanism is applicable in particular to the cutting of a continuous strip moving at a uniform speed, in sections of equal length, the operating apparatus driving the cylinder 2 being constituted by a cutting mechanism operating intermittently. .
The condition defined above has, in this case, the consequence that for each change of format of cut sections, it will suffice to change the cylinders 1 and 2 and the pinions 11 and 6 secured respectively to these cylinders 1 and 2. C ' is moreover in this eventuality which one represented in FIG. 1, the return roller 4 rotating around an axis 4 'capable of sliding in a longitudinal groove 5, so that the position of this roller adapts itself to the size of the cylinder 2.
However, it will be observed that in the embodiment which has just been described, the roller 4 is idle, that is to say is driven by the belt
To herself. During changes in the direction of movement of the sliding gear and, as a result of the corresponding changes in the direction of rotation of the roller, the inertia of the latter can cause slippage which disturbs the correct functioning of the mechanism.
Figs. 2 and 3 show a mechanical realization in accordance with the above group of conditions, in the particular case where
Rs = R6 and
R3 = R9 that is to say that the radii of the planetary rings 6 and 9 of the planetary gear are equal respectively to the radii of the use cylinder 2 and of the oscillating sector 3 and, therefore, that the axis of the return roller 4 always remains at the same distance from the axis 2 'as the axis of the satellite 7. Practically, as will be seen in the drawing, the roller 4 and the satellite 7 will be mounted integrally on the same axis.
The condition :
K R
R3 in which, as indicated above, 'K denotes the ratio of the angular speeds of the sun gear 9 and of the cylinder 1, further results in that the speed ratio is the same as that of the radii of the feed cylinder 1 and of the sector oscillating 3, itself confused, as indicated above, with the planetary ray 9.
It will therefore in practice be advantageous to drive the sun gear 9 by two pinions 12 and. 11 in engagement, one of which, 12, has the same pitch diameter as this ring gear (but of course with external teeth) and the other, 11, has a pitch circle of the same diameter as cylinder 1.
It will be observed that this embodiment of FIGS. 2 and 3 does not allow, like that of FIG. 1, the substitution of other cylinders 1 and 2. On the other hand, it has the advantage that the roller 4, which can be keyed on the axis of the satellite 7, will be driven positively, which avoids any risk of the band slipping.
It will be noted that, whatever the embodiment adopted (fig. 1 or fig. 2 and 3), the application to a user apparatus constituted by an apparatus for cutting the output strip makes it possible to separate the cut leaves and group them into several series separated by a longer interval.
The movement of cylinder 2, linked to eelui of the strip, -12 is then discontinuous. Stopping this cylinder triggers the movements of a knife which descends and debits a determined length of sheet. Each sheet fed can be placed on an endless belt advancing at any constant speed, and because of this constant advancement, the sheets will be received on this belt, stepped, that is to say with a slight offset between each sheet .
It is possible to separate series of a determined number of sheets by adding to the mechanism a counter which, every N stops of cylinder 2, that is to say all N sheets, holds for a certain time, equal for example to the interval between two cuts, the advancement of the paper thus creating a clear separation on the central belt.
These stops do not modify the operation of the device. Indeed, a momentary stop is only one form of discontinuity in the operation of cylinder 2 which will have the effect of determining a greater offset of the cradle 9. The duration of this stop must obviously be determined as a function of the position. maximum offset of roller 4 for which the end of sector 3 leaves cylinder 1. Nevertheless, the duration of this stop could be increased by modifying the law of variation of m ', subject to the mathematical conditions defined above.
It is also possible to precisely limit the movements of the crawler gear by means of two stops located at locations that it is considered that this crawler gear cannot be passed and on which it comes to press in its extreme positions, engaging a differential control. for example which, acting on the gear 9 or on the gear 6, will have the effect of slowing down or accelerating their speed of rotation, and, consequently, of causing a displacement of the slack train, bringing it back into a middle position. This displacement will naturally have the effect of increasing the speed or slowing down of the strip either at the input or at the output of the device; depending on whether the action of the differential acts on one or the other of the gears.
By using two similar devices placed one after the other on the belt circuit, it is possible to cause a zone of unwinding at irregular speed between two end zones of constant unwinding.