Brevet FR2421730A1 — publié le 19791102

La présente invention concerne les appareils et procédés pour la fabrication de tubes de diamètre sensiblement uniforme, par enroulement en spirale de matière en feuille à épaisseur variable. Plus particulièrement, elle vise ltobtention de tubes de diamètre sensiblement uniforme par enroulement d'une feuille de papier. Les tubes en papier enroulé en spirale trouvent de nombreuses applications ; on les façonne par un certain nombre de procédés différents. Dans de nombreux cas, leur diamètre peut varier considérablement sans conséquence fâcheuse. Par contre, dans d'autres cas, des variations appréciables du diamètre de tube engendrent de grosses difficultés. Par exemple, il importe de définir rigoureusement le diamètre dTun tube d'en- roulement de store afin de pouvoir assembler, sans modification, les montures des deux extrémités du tube avec le tube d'enroulement de store.Il est aussi essentiel de définir précisément le diamètre des tubes de support de bobines de papier pour calculateurs, afin que le diamètre global de la bobine permette dtin- sérer celle-ci dans ltespace récepteur prévu dans l'unité imprimante. La matière dont on forme les tubes, ltenroulement de stores et autres est de la matière en feuille enroulée en bobine sur un mandrin. Bien entendu, l'acheteur spécifie ltépaisseur de la matière en feuille, mais le fabricant de cette matière ne peut pas toujours maintenir ltépaisseur de la feuille uniforme d'une bobine à l'autre,ni même parfois au sein d'une même bobine. En conséquence, il n'est pas rare de noter des variations d'épaisse seur de la matière en feuille pouvant atteindre 0,15 mm. De ce fait, si lTon enroule deux ébauches de même longueur et de même largeur autour d'un même mandrin d'enroulage pour former deux tubes, et si l'une des ébauches est plus épaisse que l'autre, le tube formé par enroulement de ébauche plus épaisse a un dia mètrisupérieur à celui du tube formé par enroulement de l'autre ébauche. Si lton ne vérifie pas à intervalles fréquenW les diamètres des tubes façonnés successivement, une variation non délée de l'épaisseur de feuille peut obliger à mettre au rebut ou à modifier ensuite un grand nombre de tubes. L'invention a pour objets - un dispositif et un procédé permettant d'obtenir des tubes de diamètre sensiblement uniforme par enroulement de matière en feuille, même si l'épaisseur de cette matière varie ; - un procédé et un dispositif de ce genre, pour la formation en continu de tubes successifs de diamètre sensiblement uniforme par enroulement de matière en feuille d'épaisseur variable, qui permettent dropérer les ajustements nécessaires pour conserver aux tubes un diamètre uniforme sans interrompre le fonctionnement de l'appareil. On va maintenant décrire à titre d'exemple un mode de mise en oeuvre de l'invention en se référant aux dessins annexés, sur lesquels La figure peprésente schématiquement1 en plan de dessus, un dispositif de mise en oeuvre dTun procédé préféré pour ltobtention par enroulement de tubes de diamètre sensiblement uniforme ; La figure 2 représente ce dispositif en coupe de profil ; la figure 3 est une vue de détail de profil avec grossissement d'un dispositif selon l'invention ; la figure 4 est une vue en plan de dessus du dispositif représenté sur la figure 3 ; type la figure 5 est une vue de profil d'un tube/façonné selon l'invention ; la figure 6 est une vue en bout avec grossissement du même tube ; la figure 7 représente schématiquement un montage de commande électrique. On voit en 1 sur les figures 5 et 6 un tube réalisé selon l'invention, constitué par un cylindre creux 2 en matière en feuille, telle que papier, enroulée en spirale. Le papier å enrouler pour former le tube 1 -------------------------------- arrive d'une bobine 3 portée par un mandrin que traverse un arbre 4 dont les extrémités peuvent tourillonner dans les paliers porteurs 5, situés à une extrémité drune débobineuse 6, de structure connue, comportant un b8tS F. La feuille continue 7 de papier dévidée de la bobine 3 contourne une série de rouleaux 8 à 17, puis pénètre entre deux rouleaux entratneurs 18 et 19, qui la déroulent en continu de la bobine 3.Entre les rouleaux ll et 12 est interposé un rouleau humecteur 20 qui tourne dans un bain dèau 21 afin dthumecter une face de la feuille le long dTun bord pour attendrir et ramollir le papier. Entre le bain d'eau 21 et les rouleaux entraineurs 18 et 19 est disposé un bac à colle 22 dans lequel tourne un rouleau 23 qui applique une couche de colle sur la face opposée de la feuille 7. En aval des rouleaux entraeneurs 18 et 19, un couteau 24, oscillant périodiquement, coopère à intervalles avec une arête tranchante 25 pour débiter la feuille continue 7 en ébauches rectangulaires 26 de longueur uniforme. En aval du couteau 24, un support 27 porte un chariot 28 mobile à va-et-vient sur lequel les ébauches 26 arrivent successivement une à une. D'un côté du chariot, un organe de bâti 29 est muni dtune série de doigts 30 en contact avec ébauche 26. En se déplaçant vers la droite sous lteffet de moyens non représentésà partir de sa position représentée sur la figure 1, le chariot 28 amène ébauche dans la position indiquée en traits mixtes sur la figure l et introduit le bord de ébauche situé du côté des doigts 30 dans une fente 31 ménagée dans un mandrin d'enroulage 32, qui tourne autour de son axe sous lteffet de moyens non représentés. Après avoir inséré ledit bord de ltébau- che 26 dans le mandrin d'enroulage 32, le chariot 28 revient dans sa position indiquée en trait plein sur la figure l et le mandrin 32 tourne pour former le tube 1 par enroulement de lté- bauche 26.Le chariot 28 reçoit ensuite une autre ébauche 26, puis se déplace à nouveau vers la droite sur la figure 1. Le chariot 28 porte un doigt éjecteur 33, qui rencontre le tube précédemment enroulé sur le mandrin 32 et le pousse sur un plateau récepteur 34 situé, sur la figure 1, à droite du mandrin 32. La machine décrite jusqu a présent, ainsi que son mode de fonctionnement, sont bien connus et non couverts par l'invention, sous réserve de la manière dont elle coopère avec le dispositif qu'on va maintenant décrire. La bobine 3 de matière en feuille, telle que livrée par le fabricant, a une longueur dTune à plusieurs centaines de mètres et une largeur W spécifiée par l'acheteur. Elle présente aussi ltépaisseur nominale spécifiée par l'acheteur, mais cette épaisseur peut varier d'un dixième de millimètre ou plus sur la longueur de la bande. Si lton enroule successivement des ébauches 26 de largeur W sur le mandrin 32, on conçoit qutun tube formé d'une ébauche 26 plus épaisse que la suivante présente un diamètre supérieur à celui du tube suivant, du fait de la différence d'épaisseur entre les deux ébauches. Le dispositif selon l'invention comporte une refendeuse 35 qui coupe en long la feuille continue 7, à mesure qu elle se déroule de la bobine 3, de sorte que le brin de feuille 7 situé en aval de la refende use 35 a une largeur w inférieure à la largeur W. La refendeuse 35 comprend un couteau rotatif 36 tourillonnant dans une enveloppe 37 autour d'un axe 38. enve- loppe 37 est réglable verticalement dans un support 39 gr ce à une vis 40 agissant, à ltencontre d'un ressort; entre le support et ltenveloppe 37 pour conférer au couteau 36 une position de réglage dans laquelle son arête de coupe porte oontre le rouleau 9 et détache d'un bord de la feuille 7 une bande 41 de largeur préfixée.A la vis de réglage, on peut substituer d'autres dispositifs propres ànaintenir élastiquement le couteau en position de refendage, par exemple un vérin pneumatique classique. Le support est monté sur une glissière à queue-d'aronde 42 fixée sur une partie 43 du bâti F, l'agencement étant tel qu T on peut régler ensemble du support 39 ainsi que celui du couteau 36 en travers de la feuille continue 7 sans que le couteau perde contact avec le rouleau 9. Un mécanisme de manoeuvre pour le réglage du support D9 et du couteau 36, désigné par la référence générale 44, comprend un arbre fileté 45 qui tourillonne, près d'une de ses extrémités, dans un palier 46 fixé au bâti F de la machine et traverse un taraudage complémentaire pratiqué dans le support 39. A arbre 45 est fixé un volant 47 permettant de le faire tourner plus facilement. En faisant sélectivement tourner l'arbre 45 dans llun ou lTautre sens, on ajuste le couteau 36 en travers de la feuille continue 7 de façon à augmenter ou diminuer la largeur de la bande rognée 41, ce qui diminue ou augmente respectivement la largeur w dela feuille continue 7. Dans la fabrication par enroulement de tubes destinés à certains usages, il est souhaitable que Itextrémité arrière de lTébauche en matière en feuille à enrouler s'amincisse progressivement afin de ne pas former un redan abrupt sur la face extérieure du tube. Certes, on peut araser l'extrémité arrière de ébauche après avoir enroulé celle-ci pour former le tube, mais il est préférable dtamincir lTextrémité arrière de l'ébauche avant d T enrouler cette dernière. Selon ltinvention, c'est le bord de la feuille continue 7 sectionné par la refendeuse 35 qui doit former ltextrémité arrière de chaque ébauche 26,et ce bord peut être aminci en biais par un mécanisme de biseautage 48. Dans l'exemple choisi, ce mécanisme 48 comprend une meule de rognage en biais 49 calée sur l-'arbre d'induit 50 d'un moteur électrique 51 fixé sur un chariot 52, mobile à va-et-vient sur des glissières 53 portées par le bâti F. Le bâti porte aussi un palier 54 dans lequel tourillonne une extrémité d'un arbre de manoeuvre 55, présentant un filetage de même pas que celui de l'arbre 45. L'arbre 55 traverse un taraudage complémentaire ménagé dans le chariot 52, de sorte que lorsqu'il tourne dans un sens, le chariot 52 et, ainsi, la meule de rognage en biais 49 > se déplacent en travers de la feuille continue 7. L'axe de rotation de la meule 49 est incliné sur le sens travers de la feuille 7 et le moteur 51 entrasse la meule dans le sens horaire sur la figure 3. La meule 49 doit être placée, par rapport au bord de la feuille 7, de façon à ménager dans ce bord une bande biseautée 56 dont l'épaisseur diminue progressivement vers la tranche de la feuille 7. Le mécanisme de biseautage 48 peut être réglable indépendamment du mécanisme de refendeuse 35, mais il est préférable d'accoupler ensemble ces deux mécanismes de manière qu'ils soient réglables simultanément et dans le même sens trasversalement à la feuille continue 7. A cette fin, un pignon-Galle 57 calé sur l'arbre 45 et un pignon-Galle 58 calé sur l'arbre 55 sont contournés par une channe de transmission 59. Les filetages des arbres 45 et 55 ayant le même pas, lorsqu'on fait tourner l'arbre 45 dans un sens pour régler la refendeuse 35 en travers de la feuille 7, le mécanisme de biseautage 48 subit un réglage correspondant afin de ménager la bande biseautée 56 sur le bord de la feuille 7, quelle que soit la valeur de réglage de la largeur w. Les reglages en travers des mécanismes de refendage 35 et de biseautage 48 peuvent être opérés manuellement, mais il est préférable qu'ils soient effectués automatiquement. On peut obtenir ce résultat au moyen d'un détecteur 61 (figure 4) comportant un galet détecteur ou un palpeur 62 qui porte contre la feuille continue 7 et tourillonne sur une extrémité d'un bras 63, calé par son extrémité opposée sur un arbre 64 pénétrant dans une enveloppe 65 fixée sur le support 39 et contenant un transducteur différentiel 66 à variation linéaire, du type fabriqué par l'Automatic Timing & Controls Company, King of Prussia, Pennsylvanie. Le transducteur 66 comporte une résistance 67 alimentée en courant continu et un bras de contact 68 fixé à l'arbre 64.En tournant dans un sens, l'arbre 64 déplace le bras de contact 68 dans un sens en travers de la résistance 67 et, en tournant dans le sens opposé, il déplace le bras 68 en sens opposé en travers de la résistance. En se déplaçant dans l'un ou l'autre sens, le bras de contact 68 engendre un signal dans un circuit en pont non représenté, incorporé au transducteur 66. Le transducteur 66 fait partie d'un montage électrique de commande tel que représenté à titre d'exemple sur la figure 7. Ce montage comporte des conducteurs d'alimentation L-1 et L-2, sur l'un desquels est interposé un interrupteur principal 70. Entre les conducteurs d'alimentation sont montés en shunts d'une part, un relais R-l et un amplificateur A-l et, d'autre part, un relais R-2 et un amplificateur A-2. Le relais R-l comporte deux contacts normalement ouverts CR-l,et le relais R-2 comporte aussi deux contacts normalement ouverts CR-2. Un contact CR-1 et un contact CR-2 sont montés sur un conducteur 71 qui shunte les conducteurs d'alimentationet les autres contacts CR-1 et CR-2 sont montés sur un conducteur 72 qui shunte aussi les conducteurs d'alimentation. Aux conducteurs 71 et 72 est relié un moteur réversible 73, qui peut être accouplé à l'arbre à pignon-Galle 45. Les amplificateurs A-l et A-2 sont reliés par un conducteur 74, lui-même relié au conducteur de sortie 75 du transducteur 66. La structure et l'agencement du montage de commande sont tels que, tant que l'arbre de détecteur 64 ne tourne pas, le moteur 73 demeure inactif et les mécanismes de refendage 35 et de biseautage 48conservent leurs postions de réglage. Par contre, si l'épaisseur de la feuille continue 7 vient à augmenter, le galet détecteur 62est repoussé vers le haut, ce qui fait tourner l'arbre de détecteur 64 et déplace le bras de contact 68 du transducteur 66. Du fait de ce déplacement, le montage en pont du transducteur, déséquilibré, engendre un signal qui atteint l'amplificateur A-1 pour exciter le relais R-l. En stexcitant, le relais R-l réunit ses deux contacts CR-1, ce qui établit un circuit désservant le moteur 73 de façon que l'arbre 45 tourne dans le sens voulu pour déplacer la refende use 35 dans le sens de réduction de la largeur w de la feuille continue. Le moteur 73 n'est excité que pendant la rotation de l'arbre de détecteur 64. Quand l'épaisseur de la feuille continue 7 diminue, l'arbre de détecteur 64 tourne dans le sens opposé, de sorte que le montage de commande, excité par l'intermédiaire du relais R-2, de l'amplificateur A-2 et des contacts CR-2, entrasse k moteur 73 dans le sens voulu pour ajuster la refendeuse dans le sens d'augmentation de la largeur w de la feuille continue. Au début de ltenroulement sous forme de tube, la feuille continue 7 se dévide de la bobine 3 et contourne les divers rouleaux de la dérouleuse de la manière indiquée sur la figure 2. Initiialement, la refendeuse 35 et le galet détecteur 62 peuvent occuper des positions de réglage dans lesquelles ils ne touchent pas la feuille continue, mais le mécanisme de biseautage 48 doit être en position de réglage voulue pour amincir en biais le bord de la feuille. insulte, on peut mettre la dérouleuse en marche pour obtenir des ébauches successives 26, dont chacune est mise par enroulement sous forme de tube 1. A mesure qu'on obtient des tubes finis 1, on mesure leurs diamètres. Si le dernier tube vérifié est trop gros, on peut ajuster la refendeuse 35 en travers de la feuille continue 7 de façon qu'elle détache de cette feuille une bande 41, ce qui permet d'obtenir des ébauches 26 de longueur unciforme, mais de largeur inférieuré à celle des ébauches précédemment obtenues. On enroule ces ébauches pour former des tubes dont on vérifie à nouveau le diamètre. Le diamètre de ces nouveaux tubes est inférieur à celui des tubes formés précédemment, du fait que la largeur des ébauches a été réduite. On peut continuer à ajuster la refendeuse dans l'un ou l'autre sens en travers de la feuille dans la mesure voulue pour obtenir des tubes de diamètre uniformeret l'on peut opérer cet ajustement sans interrompre le fonctionnement de la dérouleuse ni le façonnage de tubes. Du fait que les mécanismes de réglage de la refende use 35 et du dispositif de biseautage 48 sont accouplés ensemble, tout ajustement de la refende use entraene un ajustement correspondant du dispositif de biseautage enfin que celui-ci agisse bien sur le bord de chaque ébauche 26. Lorsqu on obtient des tubes de diamètre voulu, on peut placer le palpeur du détecteur contre la feuille continue 7 et fermer l'interrupteur 70, auprès quoi les ajustements de larefende use et du mécanisme de biseautage sont opérés automatiquement. Revendications 1. Procédé pour le façonnage par enroulement de tubes de diamètre sensiblement uniforme à partir d'une feuille continue d'épaisseur variable, divisée par sectionnement transversal à intervalles réguliers en ébauches de longueur et de largeur préfixées, chacune de ces ébauches étant ensuite enroulée sur elle-même d'un premier vers un second de ses bords latéraux pour former un tube, caractérisé en ce quton fait varier la largeur d'ébauches successives en fonction inverse des varations subies par l'épaisseur de la feuille continue. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on biseaute ledit second bord latéral de chaque ébauche avant enroulement de celle-ci. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la feuille continue est refendue le long d'un de ses côtés avant d'être découpée transversalement en ébauches. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bande continue avance en continu. 5. Dispositif pour le façonnage de tubes de diamètre sensiblement uniforme à partir d'une feuille continue d'épaisseur variable dérouléeen continu d'une bobine > puis découpée en ébauches successives qu'on enroule sur elles-mêmes pour former les tubes ce dispositif comportant des moyens de coupe pour refendre la feuille continue près d'un de ses bords, des moyens assurant le montage de ces moyens de coupe de façon que ceux-ci puissent se déplacer en travers de la feuille continue, des moyens de manoeuvre pour déplacer lesdits moyens de coupe en travers de la feuille continue en cours de déroulement à partir de ladite bobine et des moyens détecteurs agencés pour déceler des variations de l'épaisseur de la feuille continue, caractérisé par des moyens de commande qui accouplent ensemble lesdits moyens de coupe et lesdits moyens détecteurs et qui, en réponse à la détection par ces derniers d'une variation de l'épaisseur de la feuille continue, déplacent les moyens de coupe en travers de la feuille continue dans le sens voulu pour faire subir à cette feuille des variations de largeur inversement proportionnelles à ses variations d'épaisseur. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de biseautage pour tailler en biais l'un des bords de la feuille continue, des moyens assurant le montageide ces moyens de biseautage de façon que ceux-ci puissent se déplacer en travers de la feuille continue et des moyens de manoeuvre pour déplacer les moyens de biseautage en travers de la feuille continue à mesure que celle-ci se déroule de ladite bobine. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens accouplant ensemble les moyens de manoeuvre des moyens de coupe et les moyens de manoeuvre des moyens de biseautage afin de les faire agir simultanément.