Brevet FR2344763A1 — publié le 19771014

L'invention se rapporte à un mécanisme pour l'entrainement à vitesse variable d'organes rotatifs et,notamment,des organes de prélèvement d'nne machine d'étiquetage. En général,une machine d-'étiquetage est constituée par un support tournant comportant au moins un organe de prélèvement d'étiquette,animé d'un mouvement de rotation sur lui-mme,alter- natif ou continu,et coopérant avec un rouleau d'encollage,un magasin d'étiquettes et un tambour de reprise transférant l'éti- quette encollée sur le récipient ou l'objet à étiqueter L'invention se rapporte plus particulièrement, quoique non exclusivement,aux machines d'étiquetage mettant en oeuvre au moins un organe de prélèvement qui,présentant une surface d'adhérence courbe,à rayon constant ou variable,est calé sur un arbre monté libre en rotation dans le support tournant et est relié â mécanisme d'entrainement lui communiquant un mouvement de rotation de vitesse variable,afin que la face d'adhérence précitée roule sans glisser sur le rouleau d'encollage et sur la première étiquette du magasin et que l'étiquette encollée se déroule sans glissement sur le tambour de reprise. Pour parvenir à cette variation de vitesse instantanée de l'organe de prélèvement,la plupart des mécanismes d'entrainement actuels comportent des moyens principaux communiquant à l'organe de prélèvement un mouvement de rotation sur lui-meme et des moyens complémentaires accélérant ou retardant ce mouvement. L'utilisation de moyens différents pour obtenir les vitesses instantanées recherchées conduit à réaliser des mécanismes com plexes,onéreuxZmettant en oeuvre de nombreux éléments,rotatifs ou non, et dont l'encombrement est important*De plus,l'addition des jeux fonctionnels des divers éléments conduit à un jeu global important qui,compte tenu des vitesses de rotation élevées, perturbe de manière sensible le fonctionnement du mécanisme en empêchant que l'organe de prélèvement occupe la position théorique qui lui est assignée à un instant précis. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant un mécanisme d'entraknement comportant peu de pièces en mouvementsdonc conduisant à un jeu global très réduit,supprimant tout système complémentaire de compensation,accélérant ou retardant le mouvement de rotation de 1' organe de prélèvement,et dont la construction compacte permet de réduire les dimensions générales de la machine Selon l'invention,ce mécanisme comprend,d'une part,pour chaque organe de prélèvement,une pièce d'entrainement qui,liée en rotation face dernier,est montée libre en rotation par rapport au support tournant qui la porte et comporte plusieurs séries, décalées angulairement par rapport à son axe de rotation,de moyens de contact avec des cames et,d'autre part,en meme nombre que celui des séries précitées,des cames superposées,continues et fixes,dont les profils différents sont déterminés de manière qu'en permanence,chacune d'elles soit en contact avec au moins l'un des moyens de contact de chacune des séries de moyens de chacune des pièces d'entrainement. En d'autres termes,les moyens de contact portés par chacune des pièces d'entrainement forment une sorte de denture régulière qui engrène avec une sorte de denture formée par la superposition des cames de profils différents,cette dernière denture ayant un module et un diamètre de base qui varient en fonction des vitesse ses instantanées désirées de l'organe rotatif entraîné et,en particulier,de l'organe de prélèvement. Dans une forme de réalisation de l'invention,les moyens de contact de la pièce d'entraînement sont constitués par au moins deux séries de galets montés libres en rotation sur des pivots solidaires de cette pièce et dont les axes longitudinaux sont répartis régulièrement et parallèlement à l'axe longitudinal de celle-civmais sont décalés angulairement d'une série à l'autre0 1e mécanisme d'entrainement ne comporte ainsi, a' l'exception des cames qui sont fixes,que des pièces de révolution qui tournent autour de leur axe de symétrie et,en conséquence,présente un fonctionnement doux et régulier qui garantit sa fiabilité dans le temps et,surtout,la constance des vitesses instantanées communiquées à chaque organe de prélèvement. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention,la pièce d'antrainement porte deux séries de galets montés libres en rotation sur des pivots saillant de ses deux faces en bout avec un décalage angulaire d'une série à l'autre,tandis que deux cames, destinées chacune à coopérer avec les galets de l'une des séries, sont calées sur un support fixe,l'une au-dessus et l'autre audessous de cette pièce. Du fait de cette construction, le mécanisme est très compact, ce qui permet de réduire la dimension diamétrale du support tournant,donc l'encombrement général de la machine. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant,à titre d'exemple non limitatif,une forme d'exécution de ce mécanisme d'entraînement dans le cas de son application à une machine à étiqueter. Figure 1 est une vue en plan par-dessus d'une forme d'exécution du mécanisme lorsqu'il est monté sur une machine à étiqueter dans laquelle le tambour de reprise tourne dans le même sens que le rouleau encolleur et le support tournant, Figure 2 est une vue en perspective montrant les éléments essentiels de ce mécanisme d'entraînement;; Figure 3 est une vue partielle de côté en coupe montrant,à échelle agrandie,une forme d'exécution de ce mécanisme d'entrainement dans le cas de son application à la machine de figure 1 Figure 4 est une vue schématique de ceté de la chaine cinématique de la machine représentée aux figures 1 à 3, Figure 5 est une vue en plan par-dessus mettant en évidence l'interaction des galets et des cames pour plusieurs positions de l'organe de prélèvement,plus particulièrement lorsque le mécanisme est monté dans une machine d'étiquetage dont le tambour de reprise tourne en sens inverse du support tournant et du rouleau encolleur, Figure 6 est une vue en coupe d'une autre forme de réalisation du mécanisme d'entraînement0 De façon connue,cette machine comprend un support rotatif A autour duquel sont disposés un rouleau encolleur B,un magasin d'étiquettes C et un tambour de reprise D. Le support tournant A porte des organes de prélèvement E,calés sur un arbre 2 monté libre en rotation dans ce support.Chaque support tournant présente- une face d'adhérence 3 qui,dans cette forme de réalisation,a une courbure de rayon constant,mais qui peut également avoir une courbure de rayon variable . Le tambour de reprise D est disposé contre un carrousel de transfert F lui amenant un à un les récipients à étiqueter. Ce dispositif est du type de deux dans lesquels les organes de prélèvement E tournent sur eux-mêmes dans le sens de la flèche 4,alors que tous les autres éléments rotatifs tournent en sens inverse,à savoir:le support tournant A dans le sens de la flèche 61le rouleau d'encollage B dans le sens de la flèche 2 et le tambour de reprise D d-ans le sens de la flèche 80 Durant sa rotation autour de l'axe longitudinal du support tournant,chaque organe de prélèvement E passe successivement devant le rouleau d'encollage B qui dépose sur lui une couche de colle,devant le magasin C où il prélève une étiquette 10 et devant le tambour de reprise D sur lequel il transfère l'étiquette. Durant son passage devant ces différents éléments,chaque organe de prélèvement E doit être animé d'une vitesse instantanée déterminée afin qu'il roule sans glisser,respectivement contre le rouleau d'encollage B,sur la première étiquette 10 du magasin C et qu'il assure le déroulement de l'étiquette 10 à la même vitesse que celle circonférentielle du tambour de reprise D. A cette fin,chaque organe de prélèvement E est relié à un mécanisme d'entrainement qui va maintenant être décrit en référence aux figures 2 à 4. Ce mécanisme d'entrainement est disposé dans la partie inférieure du support tournant qui,de façon connue,est constitué par un boftier 12 comportant,comme montré à la figure 4,des paliers JI pour l'arbre 14 du rouleau d'encollage B,des paliers 15 pour un arbre intermédiaire 16,des paliers 17 pour l'arbre 18 du tambour de reprise D et des paliers 7 pour l'arbre moteur 20.Ce bottier 12 est également solidaire d'un arbre fixe 22 constituant le pivot du support tournant A. Ce support est constitué,comme montré figure 4,par un plateau inférieur J2 et par un plateau supérieur 24 reliés par une tige centrale 25 ou par des entretoises. Comme montré à la figure 3,le plateau J2 est monté libre en rotation par rapport à l'arbre 22 précité,au même titre qu'un engrenage 26.La partie inférieure 2a de l'arbre 2 de chacun des organes de prélèvement E est montée libre en rotation la fois dans le plateau 23 et dans l'engrenage 26.Le mécanisme d'entrainement de cet arbre 2a est constitué,d'une part,par un pignon 22,calé sur lui et,d'autre part,par un pignon intermédiaire 28,monté libre en rotation sur un arbre 2q fixé dans le plateau 23 et dans l'engrenage 26o Selon l'invention,chacun des pignons 28 associé à l'un des organes de prélèvement E porte une série de galets,respectivement 32 et 33 montés libres en rotation sur des pivots dont l'axe longitudinal est parallèle à celui de ce pignon.Dans la forme d'exécution représentée,chaque série de galets 32 et 33 ne com porte que deux galets,et l'une des séries est montée sur des pivots j4 saillant de la face en bout inférieure du pignon 28, tandis que l'autre série est montée sur des pivots saillant de la face en bout supérieure de ce mbeme pignon.De plus,comme montré plus particulièrement à la figure 5,les galets de chaque série sont disposés de manière que leur axe de rotation soit dans l'un des plans diamétraux du pighon 28,et que le plan diamétral contenant les axes de rotation de l'une des séries de galets soit décalé angulairement par rapport au plan diamétral contenant les axes de l'autre série de galets,ce décalage étant,dans le cas présent,de 900. Enfin,les axes de rotation des galets de chacune des séries sont répartis sur des cercles coaxiaux à l'axe de rotation du pignon 28,cercles qui,dans cette forme de réalisation, ont le mtme rayon. il ressort déjà de ce qui précède que le pignon 28 et les galets 32 et Q forment un ensemble équilibré et compact qui peut tourner à très grande vitesse sans autre affecté par des forces dynamiques résultant de la présence de balourds. Comme montré à la figure 3,chacun des pignons 28 est disposé entre deux cames superposées 36 et 22 qui,dans cette forme de réalisation,sont chacune solidaires d'un moyeu,respectivement 38 et 39,calé en rotation par une clavette 40 sur l'arbre fixe 22. Les profils des deux cames,qui sont différents,sont déterminés afin,qutà tout moment,au moins l'un des galets 32 soit en contact avec la came 36,tandis qu'au moins l'un des galets 33 est en contact avec la came 37,comme le montre la figure 5,pour des cames 50 et 52 de profils différents de celui des cames précitées. Comme illustré plus particulièrement sur les figures 1 et 5, les galets 32 et 33 de chaque pignon 28 forment une sorte de denture à module constant qui s'engrène avec une sorte de denture à module et diamètre de base variablqbSormée elle-meme par la superposition des cames . Grâce à cet agencement, lorsque le support tournant A pivote dans le sens de la flèche 6 de figure 1 et entraine ainsi les arbres 29 autour desquels sont montés libres en rotation les pignons 28,les galets 32 et 33 qui sont en contact avec les cames 36 et 37,communiquent aux pignons qui les portent un mouvement de rotation dans le sens de la flèche 42 de figure 1,mouvement dont la vitesse instantanée dépend du profil des cames 36 et 37.Ce mouvement est transmis à l'organe de prélèvement E correspondant par engrènement du pignon 28 avec le pignon 27 calé sur l'arbre 2a de l'organe. Ainsi,chaque organe de prélèvement j est animé,dans chacune de ses positions angulaires autour de l'axe de rotation du support tournant,d'une vitesse instantanée et contrlée,parfaitement adaptée à la fonction qu'il doit remplir,et cela sans que le mécanisme comporte de moyens complémentaires,complexes et mettant en oeuvre de nombreuses pièces,pour assurer l'ajustement de cette vitesse . il ressort de ce qui précède que ce mécanisme,ne faisant appel qu'à un nombre réduit de pièces tournant toutes autour de leur axe de symétrie,est très compact et très sûr dans le temps et,surtout,conduit à des jeux de fonctionnement peu importants qui,meme lorsqu'ils sont additionnés,n'interviennent pas,de manière sensible,dans le mouvement de l'organe de prélèvement,ce qui garantit la constance du bon fonctionnement de la machine à étiqueter. Par ailleurs,grce à l'utilisation de deux cames superposées dont les profils déterminés interviennent conjointement sur les moyens de contact de chacun des pignons 28 commandant la rotation des organes de prélèvement E,il est possible d'interrompre momentanément la rotation de chaque organe de prélèvement E autour de son axe de rotation.Cette particularité qui est obtenue par l'utilisation de cames 50 et 52,du type représenté à la figure 5,permet ,lorsque le tambour de reprise D tourne dans le sens de la flèche 53,c'est-à-dire en sens inverse des sens de rotation du support tournant A et du rouleau encolleur B,de multiplier dans des proportions considérables,de l'ordre de 10,le temps disponible pour assurer la reprise de l'étiquette par les moyens de préhension et,notamment,les pinces du tambour de reprise D.Cette augmentation du temps de reprise est excessivement importante,puisqu'elle garantit la réussite de cette opération et supprime tout risque d'interruption de l'étiquetage des récipients se déplaçant sur le carrousel F. Il est à noter que l'entrainement en rotation du tambour de reprise D dans le sens de la flèche 53 entraine une simplification du mécanisme général de la machine,puisqu il suffit de supprimer les pignons intermédiaires 62 et 63 entre celui 60 calé sur l'arbre 18 de figure 4 et celui 26 du support tournant.t'ar- bre moteur est alors constitué par l'arbre 16 qui porte des pignons intermédiaires 64 et 65 entre l'engrenage 26 précité et un pignon 66 calé sur l'arbre 14 du rouleau d'encollage B. L'analyse détaillée de la chaine cinématique représentée à la figure 4 est uniquement donnée pour mettre en évidence le fait que,grtce à la simplicité du mécanisme d'entrainement,les différents éléments rotatifs de la machine à étiqueter sont en trainés par un seul arbre moteur et uniquement par des trains d'engrenage,donc par des moyens de construction simples et de fonctionnement str. La machine à étiqueter ainsi réalisée est donc beaucoup plus facile à réaliser que celles-actuelles,tout en permettant d-'at- teindre des cadences de fonctionnement très importantes. les cames qui,dans la forme d'exécution représentée à la figure 3,sont solidaires chacune d'un moyeu peuvent,dans des variantes de réalisationsêtre rapportées sur des moyeux calés en rotation sur l'arbre 22. En outre,selon la conception du mécanisme,elles Beuvent autre disposées de part et d'autre du pignon 28,mais aussi nitre disposées que d'un seul côté de ce pignon. Dans ce cas,les deux séries de galets sont disposées sur des pivots saillant de l'une seule des faces en bout du pignon1 ayant des hauteurs différentes et répartis sur des cercles coaxiaux de rayon différent.I)e mme,chaque série de galets qui,dans cette forme de réalisation,ne comporte que deux galets,peut en comporter davantage. Dans les formes d'exécution qui précèdent,les cames,36 et 23 ou 50 et 52,sont disposées à l'intérieur du cercle décrit par la trajectoire des axes de rotation des arbres 2,portant les organes de prélèvement ,mais comme montré en 70 et 72 à la figure 6,elles peuvent autre disposées à l'extérieur de ce cercle.Par ailleurs, l'organe portant les galets,c'est-à-dire les moyens de contact avec les cames fixes qui,aux figures 1 à 5,est constitué par un pignon 28 lié en rotation par une transmission mécanique positive à l'arbre 2a,lui-mme lié en rotation à l'arbre 2 peut,dans une variante ,et comme montré figure 6,être constitué par une pièce d'entraînement 73 calée directement sur l'arbre 2a et portant elle-meme deux séries de galets 2! et 75 ,coopérant soit avec les intérieures cames extérleures 70 et 72 de figure 6,soit avec des cames/du type de celles 36-37,ou 50-52 des figures 1 à 5,selon les sens de rotation et les vitesses instantanées recherchés Enfin,il est évident que l'application du mécanisme d'entrainement selon l'invention n'est pas limitehd'une part,aux machines à étiqueter,comme décrit ci-dessus à titre d'exemple et,d'autre part,dans le cas de cette application ,peut autre utilise pour des machines comportant un nombre d'organes de prélèvement supérieur ou inférieur à deux. -REVENDICATIONS- 1-Mécanisme pour l'entraînement à vitesse variable d'organes rotatifs,tels que les organes de prélèvement d'une machine d'é tiquetage dans laquelle chacun de ces organes est calé sur un arbre monté libre en rotation dans un support tournant l'amenant successivement devant divers postes de travail,tels que rouleau d'encollage,magasin d'étiquettes et tambour de reprise des étiquettes,caractérisé en ce qu'il comprend,d'une part,pour chaque organe de prélèvement,une pièce d'entraînement qui,liée en rotation à ce dernier,est montée libre en rotation par rapport au support tournant qui la porte,comporte plusieurs séries,décalées angulairement par rapport à son axe de rotation,de moyens de contact avec des cames et,d'autre part,en même nombre que celui des séries précitées,des cames superposées,continues et fixes, dont les profils différents sont déterminés de manière ,qu' en permanence,chacune d'elles soit en contact avec au moins l'un des moyens de contact de chacune des séries de moyens de chacune des pièces d'entrainement,permettant ainsi,sans mécanisme complémentaire de compensation,d'obtenir des accélérations,ralentissements et arrtts de la rotation sur lui-même de l'organe de prélèvement ,avec possibilité ,de ce fait,de faire tourner le tambour de reprise des étiquettes dans le meme sens ou en sens inverse de celui du support tournant. 2-kécanisme selon la revendication 1caractérisé en ce que les moyens de contact de la pièce d'entraînement sont constitués par au moins deux séries de galets montés libres en rotation sur des pivots solidaires de cette pièce et dont les axes longitudinaux sont répartis régulièrement et parallèlement à l'axe longitudinal de cette pièce,mais sont décalés angulairement d'une série à l'autre. 3-Mécanisme selon l'ensemble des revendications 1 et 2,caractérisé en ce que la pièce d'entraînement porte deux séries de galets montés libres en rotation sur des pivots saillant de ses faces en bout avec un décalage angulaire d'une série à l'autre, tandis que deux cames,destinées chacune à coopérer avec les galets de l'une des séries,sont calées sur un support fixe,l'une au-dessus et l'autre au-dessous de cette pièce. 4-Kécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les cames superposées sont disposées à l'intérieur de la trajectoire circulaire décrite par l'axe de rotation de l'un des organes de prélèvement. 5-Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les cames superposées sont disposées à l'extérieur de la trajectoire circulaire décrite par l'axe de rotation de l'un des organes de prélèvement. 6-Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les deux cames sont calées sur un moyeu fixe disposé au centre du support tournant. 7-Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, carautérisé en ce que chacune des cames est solidaire d'un moyeu calé sur un arbre fixe autour duquel le support tournant est monté libre en rotation. 8-Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la pièce d'entraînement est calée sur un arbre ,monté libre en rotation dans le support tournant et solidaire en rotation de l'arbre de l'organe de prélèvement. 9-Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la pièce d'entraînement est reliée par une transmission mécanique positive à l'arbre de l'organe de prélè vexent. 10-Mécanisme selon la revendication 9,caractérisé en ce que la pièce d'entrainement comporte une denture périphérique entrainant un pignon calé sur l'arbre de l'organe de prélèvement.