Brevet FR2417436A1 — publié le 19790914

Domaine technique. La présente invention concerne une machine b manutentionner et à débarrasser de leurs liens, généralement métalliques, des balles parallélépipèdlques, en particulier des balles de pâtes b papier au moment de leur utilisation dans les papeteries. Problème posé. La pâte à papier fabrlquée dans les pays producteurs de bols, est conditionnée en balles parallélépipèdiques de quelques centaines de kg maintenues par des fils métalliques qui les entourent parallèlement aux arêtes. Dans le cas le plus simple, il existe deux liens perpendiculaires disposés suivant les médianes des grandes faces de la balle. Dans un autre cas, il existe un lien disposé suivant les grandes médianes des grandes faces de la balle et deux -liens disposés perpendiculairement au premier. Dans un troisième cas on dispose quatre liens * raison de deux paires de liens qui se croisent orthogonalement sur les grandes faces de la balle. Ce sont les cas les plus fréquents mais on peut encore multiplier le nombre de liens pour des balles importantes, si nécessaire. Les balles sont manutentionnées à l'usine productrice, à l'embarquement dans les navires, au débarquement et à l'arrivée à la papeterle à l'aide de grues à crochetas, celui-ci s1 engageant dans au moins un lien de la balle. I1 faut donc que le fil métallique constituant ce lien soit suffisam- ment résistant pour supporter le poids de ladite balle. Hormis la grue, les balles sont manutentionnées sur des transporteurs à bandes ou à rouleaux. A la papeterie, Juste avant l'introduction dana le cuvier mélangeur ou toute autre machine avant l'épurateur et la table de fabrication de la machine à papier, il est évident que les fils métalliques doivent être éliminés. Cette élimination est délicate car les fils sont en acier très résistant pour que chaque lien puisse supporter, avec les coefficients de sécurité habituels, le poids de toute la balle, comme on vient de l'expliquer. Etat de la techniQue antérieure et inconvénients. Actuellement, les balles déchargées et amenées sur un transporteur à rouleaux sont débarassées manuellement de leurs liens à l'aide de cisailles. Etant donné la qualité de l'acier des liens, ceux-ci sont très flexibles et élastiques et l'opération est délicate, dangereuse et nécessite une main d'oeuvre abondante puisqu'il faut prévoir du personnel de remplacement si on ne veut pas risquer une rupture de charge dans l'alimentation de la machine à papier. Le prix de l'opération est donc élevé. Une autre solution a été adoptée dans les pays à main d'oeuvre chère. Elle consiste à ne pas débarrasser les balles de leurs liens en comptant sur l'action des agitateurs du cuvier mélangeur pour faire entrer la pâte à papier en délitescence. I1 est évident que les liens métalliques restent intacts et s'emmêlent dans les bras ou hélices des agitateurs qui perdent de leur efficacité. On est donc obligé d'arrêter périodiquement ces machines, de vider le cuvier et de procéder au nettoyage des agitateurs, opération délicate, dangereuse et onéreuse. Si on veut éviter d'arrêter la machine à papier il faut aussi prévoir au moins un cuvier mélangeur supplémentaire, ce qui est une augmentation du prix. Exposé de l'invention. Le but de l'invention est d'éviter les inconvénients précités en proposant une élimination entièrement mécanisée des liens des balles. Suivant l'invention, la machine est caractérisée par la combinaison a) d'un convoyeur d'amenée de la balle sur un plan de travail ajouré d'où ladite balle pourra être ultérieurement évacuée, après enlèvement des liens, b) d'un poste d'enlèvement automatique des liens composé - de moyens d'immobilisation de la balle à l'encontre de tout mouvement horizontal, - de moyens de sectionnement des liens, - de moyens de préhension, d'enlèvement et d'enroulement des liens sectionnés possédant un dispositif d'éjection des liens ainsi enroulés après chaque traitement d'une balle, c) d'un plan de travail ajouré comportant des organes de déplacement horizontal de la balle et de soutien de celle-ci lors de l'opération de sectionnement des liens. Plus précisément, la machine combine a) un plan de travail ajouré prévu, - pour renvoyer la balle dans une direction perpendiculaire à celle du déplacement d'amenée, - pour placer la balle à trois niveaux successifs, - et pour déplacer la balle dans deux directions perpendicu laires, b) et d'un poste d'enlèvement automatique des liens où - l'immobilisation de la balle se fait par deux machoires ou butées en forme de dièdre droit, à arêtes verticales s'appli- quant sur deux arêtes opposées de la balle par un mouvement relatif suivant une diagonale des faces horizontales de ladite balle, l'une des machoires > celle située du côté de l'angle saillant des directions du mouvement de la balle, étant fixe, - le sectionnement des liens se fait suivant la diagonale de la face supérieure de la balle, - l'enlèvement des liens se fait par des mandrins rotatifs horizontaux, parallèles aux deux faces adjacentes des balles qui sont prises par la machoire fixe, lesdits mandrins étant munis - de crochets de préhension des liens, - de moyens d'éjection des liens qui ont été enroulés, - des moyens comnandant diffdrents mouvements propres à ce que les crochets du mandrin s'engagent dans les liens pour les retirer de la balle. On comprend qu'une particularité de l'invention réside dans le fait que l'on cisaille des liens sur une grande face de la balle, c'est-à-dire sur une face où tous les liens passent, ce cisaillement se faisant en diagonale pour être sur de cisailler tous lesdits liens. La machine comporte encore un dispositif de butées se plaçant automatiquement en diagonale, sur deux arêtes opposées de la balle et qui positionnent, simultanément, la cisaille pour que celle-ci agisse sur la diagonale de la-grande face supérieure de la balle-. Pour cela, la machoire ou butée fixe est solidaire d'une colonne verticale autour de laquelle peut osciller librement et se déplacer verticalement, sous l'effet de vérins, un bras horizontal à l'extrémité duquel est supportée la machoire ou butde mobile, actionnée horizontalement par vérins, bras qui supporte une cisaille horizontale dont le plan de coupe est orienté de manière à comprendre les arêtes des deux butées ou machoires. Suivant une forme préférée de réalisation, la cisaille est du type à lame mobile, actionnée par vérin à double effet, et contre lame fixe, lesdites lame et contrelame comportant des dents de scie obliques dont les tranchants ont un angle aigu avec le bord de la lame, lesdites dents étant inclinées 'une vers l'autre sur la lame et la contrelame de façon 8 emprisonner les liens lors du mouvement de coupe. Les mandrins d'enlèvement des liens sont cylindriques. Ils sont entraînés en rotation par motoréducteur et, dans leurs mouvements d'approche de dégagement de la balle, par des vérins. Ils sont munis, sur une gdnératrice, de crochets en forme de L dont une branche est perpendiculaire à l'axe du mandrin et l'autre orientée vers l'extrémité libre de celui-ci. Ils sont munis, en outre, d'une bague ou garde mobile sur leur longueur et qui se déplacent sous l'action d'un vérin agissant sur une fourchette coopérant avec une rainure de ladite garde, ladite bague ou garde étant destinée à éJecter les liens enroulés sur le mandrin et pris dans les crochets en L qui viennent d'être mentionnés. La bague ou garde tourne avec le mandrin et pour cela elle comporte un ergot coopérant avec une rainure du man drin suivant une génératrice de celui-ci. La bague peut donc se déplacer axialement sur le mandrin, une échancrure étant en effet prévue à l'endroit du passage des crochets. Quant au plan de travail, il comprend des barreaux fixes parallèles aux rouleaux du convoyeur d'amenée des balles, barreaux entre lesquels sont disposés a) des rouleaux, également parallèles, constamment rappelés élastiquement vers le haut, le tarage du dispositif élastique étant juste suffisant pour soutenir la balle au-dessus des barreaux, b) des éléments tournants vers la direction d'évacuation de la balle et qui sont montés sur un chassis susceptible de se déplacer verticalement sous l'effet de vérins qui soulèvent la balle par la meme occasion, quand c'est nécessaire, au-dessus du niveau des barreaux et des rouleaux pour évacuer cette balle. Solution aux problèmes et avantages. La machine de l'invention assure donc la manutention de la balle à l'arrivée au poste d'enlèvement des liens et la manutention de ladite balle à la sortie de ce poste. I1 faut remarquer que cette deuxième manutention se fait perpendiculairement à la première, ce qui amène souvent l'avantage quand à l'encombrement de l'installation. Si on veut déplacer la balle dans la meme direction où elle est arrivée il suffit d'utiliser des dispositifs de changements de direction classiques en manutention. En outre, la machine débarrasse automatiquement la balle de ses liens sans nécessiter de main d'oeuvre et c'est là l'avantage essentiel qutil est à comparer avec les inconvénients cités plus haut. Brève description des figures. Les figures 1, 2 et 3 schématisent trois modes de disposition de lien sur une balle. La figure 4 est un schéma en élévation du plan de travail et du poste d'enlèvement automatique sans les mandrins d'enlèvement, pour la clarté du dessin. La figure 5 est une vue en plan du dispositif de la figure 4. La figure 6 est une coupe transversale de la cisaille et des liens, perpendiculairement à l'axe de travail de cette cisaille. La figure 7 est une vue partielle en élévation de cette cisaille. La figure 8 est une vue en élévation du plan de travail lors de l'arrivée de la balle. La figure 9 est une vue en élévation du plan de travail au moment de l'opération de sectionnement des liens. La figure 10 est une vue en élévation du plan de travail au moment de l'évacuation de la balle. La figure 11 est une vue en plan schématique du plan de travail. La figure 12 est une vue en élévation schématique du plan de travail où l'on a ajouté les mandrins d'enlèvement des liens. La figure 13 est une vue en plan du plan de travail recouvert d 'une balle avec les mandrins d'enlèvement des liens. La figure 14 est un schéma en coupe longitudinale, de la bague ou garde avec la fourchette de manoeuvre. La figure w5 est une vue schématique de face de la bague ou garde et de sa fourchette de manoeuvre. Description d'un mode de réalisation. Les balles 1 provenant des usines de pâtes à papier sont emballées soit par deux liens perpendiculaires 2, 3 (figure 1), soit par un lien 4, dans la plus grande dimension de la balle, et par deux liens 5, 6 dans les dimensions plus petites de celle-ci (figure 2), soit encore par deux liens 7, 8, dans la grande dimension de la balle et par deux liens 8, 9 perpendiculaires au premier (figure 3). L'idée de base de l'invention est de sectionner les liens suivant la diagonale de la face supérieure de la balle 1.Dans le cas de la figure 1, on cisaille les liens 2 et 3 au voisinage de leur intersection ; dans le cas de la figure 2, on cisaille le lien 4 au centre de la face et les liens 5 et 6 de part et d'autre du lien 4 ; dans le cas de la figure 3, on cisaille les liens 7 et 10 d'une part et 8 et 9, d'autre part au voisinage de leurs intersections respectives. I1 n'y a plus ensuite qu' procéder à l'extraction des liens 2 à 10 sectionnés. Dans ce qui va suivre on va décrire les organes destiné à effectuer les différentes opérations sur la balle 1 d savoir la manutention de la balle à l'arrivée, - l'immobilisation de la balle sur le plan de travail, - le sectionnement des liens de la-balle, - l'extraction des liens de la balle, - la libération de la balle, - le soulèvement de la balle, - la manutention de la balle au départ de la machine. La manutention à l'arrivée se fait généralement par un convoyeur à rouleaux qui n'est pas représenté nais dont le plan est indiqué par le trait mixte 11 à la figure 4. Ce convoyeur est prolongé par les rouleaux 12 du plan de travail 13, supportés par des colonnettes 14 prenant appui sur un plateau 15, l'ensemble s'appuyant sur des ressorts 16 qui sont tarés pour que, sous le poids de la balle 1, les rouleaux 12 restent au-dessus des barreaux parallèles 17 fixes. Le plan de travail 13 se trouve à la partie inférieure de la machine proprement dite qui se compose essentiellement d'une colonne verticale 18 fixe, encastrée en 19 dans le bâti de la machine > autour de laquelle peut osciller librement et se déplacer verticalement sous l1effet des vérins 20 et 21, un bras horizontal 22 qui supporte à son extrémité la machoire ou butée mobile 23 actionnée horizontalement par le vérin 24. A la figure 5, pour la clartd du dessin, le bras 22 est sym bolisé par le trait mixte 25. Le bras 22 supporte encore la cisaille 26 qui se compose d'une glissière en U 27 dans laquelle coulisse une lame mobile 28, retenue par un guide à queue d'aronde 29, et est fixée une contrelame 30 immobilisée par les vis 31. Le guide 29 est fixé à la glissière 27 par les vis 32. Sur la lame mobile 28 est fixé un coulisseau 33 à l'aide de vis 34. La lame mobile 28 est actionnée alternativement longitudinalement par le vérin 35. Les lames 28 et contrelames 30 présentent des dents 36 et 37 inclinées l'une vers l'autre qui comportent des tranchants faisant un angle aigu avec le bord des lames de manière qu'en se rapprochant elles emprisonnent les liens et puissent les sectionner plus facilement. Les dépouilles des tranchants des dents 36 et 37 ont des angles connus des fabricants d'outils. Le guide à queue d'aronde 29 et le coulisseau 33 permettent le réglage du jeu et de la position de la lame 28 par rapport à la contrelame 30. La colonne 18 présente une butée en forme de dièdre 38 qui fait face à la machoire ou butée mobile 23 qui est également en forme de dièdre. Chacune de ces machoires ou butées mobiles 23 et 38 sont garnies de rouleaux ou galets 39 qui facilitent l'amenée et l'évacuation de la balle * Le bras horizontal 22 est guidé par la bague 40, qui coulisse le long de la colonne 18. Le vérin prend appui entre l'encastrement 19 et la bague 40. Une autre bague d'appui 41 est prévue au sommet de la colonne 18 ; sa position est réglée par des butées 42 et 43 suivant les hauteurs des balles 1.Le vérin 21 prend appui sur la bague 41 et au milieu du bras 22. Le vérin 35, qui actionne la lame mobile 28, -St Z à l'extrémité du bras 22. Le plan de travail 13 comporte encore des courroies transporteuses 44 dont les axes 45 de poulies d'entraînement peuvent se déplacer verticalement grâce à des vérins 46 et 47. Les courroies transporteuses 44 sont normalement à un niveau inférieur à celui des barreaux 17. Elles se soulèvent non seulement au-dessus du niveau des barreaux 17 mais encore au-dessus du niveau des rouleaux 12, quand les vérins 46 et 47 sont en position d'extension. Les courroies 44 sont prolongées par un autre transporteur (non représenté) dont l'axe est perpendiculaire à celui du convoyeur 11. L'extraction des liens 1 à 10 se fait à l'aide de deux mandrins cylindriques 48 et 4y entraînés par des oto- réducteurs 50, 51. Ils sont montés sur des supports susceptibles de se déplacer parallèlement à eux-memes (flèche 52, 53) et, éventuellement, suivant un mouvement d'écartement ou de rapprochement de la balle 1. Sur une génératrice des mandrins 48, 49 sont disposés des crochets 54, 55, 56, 57 en forme de L dont une branche est perpendculaire à l'axe du mandrin et l'autre orientée vers ltextrémité libre de ce mandrin. Les mandrins 48 et 49 possèdent en outre une bague ou garde 58, 59 mobile le long dudit mandrin sous l'action d'un vérin tel que 60 agissant sur une fourchette 61 coopérant avec une rainure 62 de la bague 58 ou 59 à la manière de la commande d'un balladeur de boite de vitesse.Un bouclier hémicylindrique 63, 64 est prévu à une certaine distance de chacun des mandrins 48, 49 pour éviter que les liens extraits ne soient projetés en dehors des limites de la machine et pour assurer leur enroulement sur les mandrins 48 et 49. Les bagues de garde 58, 59 présentent un ergot 65 ou vis qui fait saillie à l'intérieur de l'alésage de la bague pour se placer dans une rainure longitudinale creusée dans lesdits mandrins 48 et 49. De cette façon les bagues ou gardes 58 et 59 tournent avec le mandrin tout en pouvant se déplacer longitudinalement sur celui-ci. Cette particularité est nécessaire ainsi que de prévoir une échancrure 66 pour permettre d'échapper aux crochets 54 à 57. Fonctionnement. On va prendre l'exemple d'une balle 1 emballée dans quatre liens 7, 8, 9, 10 qui arrive par le convoyeur 11 et se place, en roulant sur les rouleaux 12, sur le plan de travail 13 en se calant sur la butée ou machoire fixe-en forme de dièdre 38. Pour cela le bras horizontal aura préalablement été soulevé par les vérins 20 et 21 et la machoire ou butée mobile 23 aura été écartée par le vérin 24. Un mécanisme connu, qui n'a pas été décrit, commande alors simultanément les vérins 20 et 21, puis 23 pour abaisser le bras 22 et appuyer la machoire ou butde mobile en forme de dièdre 23 contre l'arête de la balle 1 opposée à l'arête placée dans la butée ou machoire 38. La poussée verticale 20 et 21 appuie la balle 1 vers le bas et enfonce les rouleaux 12, les colonnettes 14 et le plateau 15 en écrasant les ressorts 16.La cisaille 26 est alors fortement appliquée, suivant une diagonale, sur le dessus de la balle 1 de telle façon que les dents 36 et 37 s'enfoncent dans la pâte à papier et que les lames entre les dents 36 et 37, - s'appliquent sur les liens 7, 8, 9, 10. La commande séquentielle des vérins provoque alors le mouvement du vérin 35 qui a une course supérieure à l'espace entre trois dents de chaque lame. Ceci provoque évidennent le sectionnement des liens 7, 8, 9, 10 sur le dessus de la balle 1. Au moment de l'arrivée de la balle 1 sur le plan de travail 13, les mandrins 48 et 49 sont écartés de ce plan et retirés axialement vers les moteurs 50 et 51. Dès que la balle I est immobilisée par les machoires ou butées 23 et 38 et appliquée vers le bas par la cisaille 26, les mandrins 48 et 49, avec les crochets 54 à 57 orientés vers la balle 1, sont rapprochée de ladite balle puis se déplacent axialement (flèche 52 et 53) de façon que les crochets 53 à 57 s'engagent sous les liens 7, 8, 9, 10.Evidemment il faut que lesdits crochets soient écartés de la mime façon que les liens corres pondants. Lorsque les liens ont été sectionnés sur le dessus de la balle par la cisaille 26, les motoréducteurs 50, 51 sont mis en marche et les liens 7 à 10 sont enroulés sur les mandrins 48, 49, entraînés qu'ils sont par les crochets 54 à 57. Les boucliers 63 et 64 appliquent les spires de liens 7 à 10 contre les mandrins 48 et 49. L'enroulement terminé, les mandrins 48 et 49 sont écartés de la balle 1 et les spires de fils qui y sont enroulées sont éjectées par les bagues ou gardes 58, 59 qui sont déplacées vers l'extrémité libre des mandrins 48, 49 par les fourchettes 61 actionnées par les vérins 60. Si nécessaire, un mouvement d técartement des boucliers 63 et 64 est prévu. Postérieurement ou simultanément, les vérins 24 et 21 se rétractent tandis que le vérin 20 repousse le bras 22 vers le haut de manière à dégager complètement la balle 1. On agit alors sur les vérins 46 et 47 qui poussent les axes 45 vers le haut si bien que les courroies 44 se placent à un niveau supérieur à celui des barreaux et des rouleaux 12 pour soulever la balle 1 et la déplacer latéralement par rapport au convoyeur 11 et la pousser en direction du convoyeur d'évacuation. I1 va s'en dire queles formes, détails, matières premières et dispositions diverses peuvent varier sans sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1-/ Machine à manutentionner et à débarrasser de leurs liens des balles parallélépipèdiques, c a r a c t é r i s é e par la combinaison a) d'un convoyeur d'amenée de la balle sur un plan de travail ajouré d'où ladite balle pourra être ultérieurement évacuée, après enlèvements des liens, b) d'un poste d'enlèvement automatique des liens composé - de moyens d'immobilisation de la balle à l'encontre de tout mouvement horizontal, - de moyens de sectionnement des liens, - de moyens de préhension, d'enlèvement et d'enroulement des liens séctionnés possédant un dispositif d'éjection des liens ainsi enroulés après chaque traitement d'une balle, c) d'un plan de travail ajouré, comportant des organes de déplacement horizontal, de la balle et de soutient de celle-ci lors de l'opération de sectionnement des liens. 2-/ Machine, telle que définie dans la revendication 1, c a r a c t é r i s é e par la combinaison a) d'un plan de travail ajouré prévu pour renvoyer la balle dans une direction perpendiculaire à celle du déplacement d'amenée, - pour placer la balle à trois niveaux successifs, - et pour déplacer la balle dans deux directions perpendicu laires, b) et d'un poste d'enlèvement automatique des liens où - l'immobilisation de la balle se fait par deux machoires ou butées en forme de dièdre droit à arêtes verticales s'appli quant sur deux arêtes opposées de la balle par un mouvement relatif suivant une diagonale des faces horizontales de ladite balle, l'une des machoires, située-du coté de l'angle saillant des directions du mouvement de la balle, étant fixe, - le sectionnement des liens se fait suivant la diagonale de la face supérieure de la balle, - l'enlèvement des liens se fait par des mandrins rotatifs horizontaux, parallèles aux deux faces adjacentes des balles qui sont prises par la machoire fixe, lesdits mandrins étant munis - de crochets de préhension de liens, - de moyens d'éjection des liens qui ont été enroulés, - de moyens commandant différents mouvements propres à ce que les crochets du mandrin s'engagent dans les liens pour les retirer de la balle. )'/ Machine, telle que définie dans la revendication 2 c a r a c t é r i s é e par le fait que les machoires ou liens sont munis de rouleaux à axes verticaux. 4 Machine, telle que définie dans l'une ou l'autre des revendications 2 ou 3, prise isolément, c a r a c t é r i s é e par le fait que la machoire ou butée fixe est solidaire d'une colonne verticale autour de laquelle peut osciller librement et se déplacer verticalementt, sous l'effet de vérins, un bras horizontal à 1 1extrémité duquel est supportée la machoire ou butée mobile, actionnée horizontalement par vérins, bras qui supporte une cisaille horizontale dont le plan de coupe est orienté de manière à comprendre les arêtes de deux butées ou machoires. 5-/ Machine, telle que définie dans la revendication 4, c a r a c t é r i s é e par le fait que la cisaille est du type à lame mobile actionnée par vérin à double effet et contre-lame fixe, lesdites lame et contre-lame comportant des dents de scie obliques dont les tranchants font un angle aigu avec le bord de la lame, lesdites dents étant inclinées l'une vers l'autre sur la lame et la contre-lame de façon i emprisonner les liens lors du mouvement de coupe. 6-/ Machine, telle que définie dans l'une quelconque des revendications précédentes, prise isolément, c a r a c t é r i s é e par le fait que les mandrins d'enlèvement des liens sont cylindriques, - entraînés en rotation par motoréducteur et, dans leur mouve ment d'approche et de dégagement de la balle, par des vérins, - munis, sur une génératrice, de crochets en forme de L dont une branche est perpendiculaire l'axe du mandrin et 1' autre orientée vers l'extrémité libre de celui-ci, - munis, en outre, d'une bague ou garde mobile, le long desdits mandrins sous l'action dun vérin agissant sur une fourchette coopérant avec une rainure de ladite garde, ladite bague ou garde étant destinée à éjecter les liens enroulés sur le mandrin et pris dans les crochets en L. 7./ Machine > telle que définie dans la revendication 6, c a r a c t é r i 8 é e par le fait qu'un bouclier hémicy lindrique est prévu à une certaine distance de chacun-des man drinks. 8'/ Machine > telle que définie dans la revendication 6, c a r a c t é r i s é e par le fait que la bague ou garde comporte un ergot coopérant avec une rainure suivant une génératrice du mandrin de façon à tourner avec le mandrin mais à pouvoir se déplacer axialement sur celui-ci une échancrure étant en effet prévue à l'endroit du passage des crochets. 9'/ Machine, telle que définie dans l'une quelconque des revendications précEdentes, prise isolément, c a r a c t é r i s é e par le fait que le plan de travail comprend des barreaux fixes parallèles aux rouleaux du convoyeur d'amenée des balles entre lesquel sont disposés a) des rouleaux, également parallèles, constamment rappelés élastiquement vers le haut, le tarage du dispositif élastique étant juste suffisant pour soutenir la balle au-dessus des barreaux, b) des éléments tournants vers la direction d'évacuation de la balle et qui sont montés sur un châssis susceptible de se déplacer verticalement sous l'effet de vérins qui soulèvent la balle par la même occasion, quand c'est nécessaire, au-dessus du niveau des barreaux et des rouleaux pour évacuer cette balle. 10-/ Machine, telle que définie dans la revendication 8, c a r a c t é r i s é e par le fait que les éléments tournants sont des courroies transporteuses.