Brevet FR2473483A1 — publié le 19810717

La présente invention a pour objet un dispositif pour la préhension et pour la mise en place sur une machine d'un rouleau composé d'une bobine autour de laquelle est enroulée une bande d'un matériau souple et pour le déroulement contrôlé de celle-ci. Le secteur technique de l'invention est celui des appareillages de manutention et de transfert. La mise en place d'un rouleau de papier ou de matière plastique ou de feuille d'aluminium ou encore de tout autre matériau similaire, sur une machine pour réaliser des objets à partir de tels matériaux, par exemple des emballages, est réalisée soit manuellement, soit en utilisant des palans. La manutention manuelle d'un rouleau dont le poids peut être supérieur à cent kilogrammes est difficultueuse lorsqu'il s'agit notamment d'élever le rouleau à une hauteur de l'ordre du mètre pour effectuer sa mise en place sur la machine. L'usage de palans nécessite l'emploi d'un arbre que l'on passe à l'intérieur de la bobine du rouleau et un ou deux palans sont utilisés pour manutentionner le rouleau. Dans un atelier comportant plusieurs machines, un chemin de fer peut être prévu pour permettre de manutentionner les rouleaux avec un nombre réduit de palans. Dans la fabrication d'objets à partir de bandes souples, la bande est déroulée par à-coups du fait qu'une certaine longueur de matière est nécessaire pour la réalisation d'un objet, par exemple un sachet. I1 est donc nécessaire de contrôler la rotation libre du rouleau en le freinant. Sur les machines connues, ce freinage est obtenu en mettant au contact de la bande enroulée, un patin généralement en feutre, lequel est fixé au-dessus du rouleau à la structure de la machine au moyen d'une cordelette et auquel feutre on suspend un poids. La présente invention vise à apporter une amélioration des conditions de travail des personnes employées dans la fabrication d'objets à partir de bandes souples, livrées en rouleaux et également vise à apporter des perfectionnements aux machines connues pour la réalisation de tels objets. L'objectif de la présente invention est de réaliser la mise en place d'un rouleau sur une machine sans aucune intervention manuelle de l'opérateur ou de tout autre personnel d'atelier et également de contrôler la rotation du rouleau pendant la fabrication desdits objets. Cet objectif est atteint par le dispositf pour la préhension et la mise en place sur une machine d'un rouleau composé d'une bobine autour de laquelle est enroulée une bande d'un matériau souple et pour le déroulement con trôlé de celle-ci, lequel se caractérise par le fait qu'il comporte deux bras parallèles entre eux et montés pivotants sur la machine autour d'un axe horizontal pour se déplacer ensemble, lesquels bras comportent à leur extrémité libre, des moyens de centrage perpendiculaires aux bras pour pénétrer dans les extrémités de la bobine du rouleau, des moyens disposés dans l'axe du rouleau pour freiner son déroulement et des moyens pour faire pivoter les bras de manière à amener le rouleau pris au niveau du sol jusqu'à la position de travail de la machine. Les bras comportent à leur extrémité libre des embouts d'une forme générale conique/ogivale-dont l'un est monté tournant sur la tige mobile d'un vérin fixé à l'un desdits bras et dont l'autre est monté tournant sur l'autre bras et est soumis à un organe de freinage. Les deux bras sont montés sur un arbre comportant des moyens pour les entraîner ensemble en pivotement, tout en autorisant le déplacement d'au moins un des bras sur la longueur de l'arbre de manière à le rapprocher ou à l'éloigner de l'autre bras. Le vérin est fixé au bras par l'intermédiaire d'une entretoise alésée pour permettre le juste coulissement de la tige mobile du vérin, laquelle entretoise constitue une zone d'ancrage de ladite tige. L'embout qui est soumis à des moyens de freinage est porté par un arbre en porte à faux fixé au bras et l'embout comporte à sa base un disque qui lui est solidaire, lequel est évidé en son centre pour permettre le passage de l'arbre et est mis au contact d'une garniture de frein annulaire qui est insérée entre ledit premier disque et un autre disque soumis à l'action d'un vérin. Ce second disque est fixé à un étrier qui encadre le bras, lequel est au contact de la tige mobile du vérin. L'étrier adopte la forme d'un pont comportant deux piètement latéraux réunis par une traverse, lesquels pietements sont fixEs audit second disque et sont disposés à proximité des bords latéraux du bras. L'embout qui est soumis auxdits moyens de freinage comporte des cannelures longitudinales réparties à sa périphérie et s'étendant de la base de l'embout vers son extrémité libre. Le résultat de l'invention est un dispositif permettant mécaniquement la préhension et la mise en place d'un rouleau d'un matériau souple sur une machine et le déroulement contrôlé de la bande composant ce rouleau. Les avantages de l'invention se situent principalement au niveau de l'amélioration des conditions de travail des opérateurs qui conduisent des machines pour fabriquer des objets à partir de bandes de matériaux souples tel que notamment des bandes de papier, de matière plastique, d'aluminium ... D'autres avantages et les particularités de l'invention seront mieux perçus à la lecture de la description suivante uniquement donnée à titre d'exemple non limitatif en référence au dessin annexé sur lequel - la figure I est une vue en perspective d'un dispositif selon l'invention monté sur une machine pour confectionner des emballages réalisés a partir de bandes de matière plastique souple, - la figure 2 est une vue schématique suivant la flèche F de la figure 1, du dispositif selon l'invention représenté en position basse lors de la préhension d'un rouleau, - la figure 3 est une vue schématique suivant la flèche F de la figute I du dispositif selon l'invention représenté à la position de travail de la machine, - la figure 4 est une vue en élévation/vue en coupe partielle d'un vérin et de l'embout destiné à pénétrer dans la bobine du rouleau, - la figure 5 est une vue en élévation/vue en coupe partielle du dispositif de freinage pour contrôler la rotation du rouleau, - la figure 6 est une vue suivant Vl VI du dispositif de la figure 5. Un mode de réalisation du dispositif selon l'invention est illustré aux figures 1 à 6 du dessin, dans son application à une machine I pour fabriquer des emballages en matière plastique obtenus à partir d'un film plastique. Le dispositif selon l'invention se compose de deux bras réalisés en mécano-soudure 2/3, lesquels sont montés à pivotement sur la machine 1, sur un arbre 4. Celui-ci est porté par ses extrémités au moyen de deux paliers 5/6, par des paliers lisses, lesquels sont fixés aux parois latérales la/lb de la machine 1. Chacun des bras 2/3 est perpendiculaire à l'arbre 4 et se compose d'une âme plane 2a/3a, parallèle au plan de pivotement des bras, laquelle est raidie par une aile médiane 2b/3b fixée par soudure et s'étendant sur la quasi longueur de l'âme, de telle sorte que les bras 2/3 sont d'une section droite en T. Chacun des bras comporte à une de ses extrémités, un bossage alésé 2c/3c perpendiculaire à l'amie 2a/3a et s'étendant du côté de l'aile 2b/3b à laquelle il est également solidarisé. L'arbre 4 comporte une clavette 7 d'une section droite rectangulaire s'étendant sur la quasi totalité de sa longueur entre les deux paliers 5/6, laquelle clavette est fixée par tous moyens connus par exemple au moyen de vis, dans une rainure d'une section droite rectangulaire. Les bossages 2c/3c comportent sur la longueur de l'alésage une rainure d'un profil rectangulaire pour coopérer avec la clavette 7. L'alésage des bossages 2c/3c est d'un diamètre légèrement supérieur à celui de l'arbre 4 pour permettre le coulissement des bras 2/3 sur celui-ci. L'un des deux bras peut être immobilisé en position sur l'arbre par exemple au moyen de vis de pression, de vis à pointeau ou d'ergots actionnés par ressorts. Les bras 2/3 sont disposés en opposition de telle sorte que les bossages 2c/3c se situent du côté des paliers 5/6. Ils s'étendent perpendiculairement à l'arbre 4 et sont ainsi parallèles entre eux. Ils sont entraînés ensemble en pivotant du fait de leur liaison réalisée par le clavetage coulissant précédemment cité. Tel que cela est représente sur le dessin aux figures 1 à 3, ils sont disposés en vis à vis dans un même plan pour pivoter ensemble. Leur pivotement est obtenu au moyen d'un vérin à double effet 8, par exemple fonctionnant à l'air comprimé. Celui-ci est disposé perpendiculairement à l'arbre 4 dans le sens longitudinal de la machine et est articulé autour de deux axes 8a montés sur la structure de la machine 1. Sa tige mobile 8b compor te, à son extrémité, une chape 8c dans laquelle est engagée 11 extrémité libre d'un levier 9 fixé à l'arbre 4. La liaison de la chape 8c et du levier 9 est réalisée au moyen d'un axe 10 immobilise en translation par tout moyen connu par exemple au moyen de goupilles. Le levier 9 est réalisé par exemple à partir d'un fer plat et comporte à son extrémité opposée à celle qui coopère avec la chape 8c, un bossage alésé 8a qui s'etend sur un des côtés du levier. L'alésage du bossage 9a est d'un diamètre légèrement supérieur à celui de l'arbre 4 comme les bras 2/3, le levier 9 comporte une rainure pratiquée dans le sens des génératrices de l'alésage de manière à assurer la liaison rigide du levier et de l'arbre. L'immobilisation du levier sur l'arbre- dans le sens latéral est réalisée par exemple au moyen drunevis de pression. Les bras 2/3 portent à leur extrémité libre les moyens de préhension du rouleau et du contrôle du déroulement-de la bande enroulée autour de celu-ci. Le-bras 2 comporte à son extrémité, un vérin à double effet li s'étendant perpendiculairement au bras et parallèlement à l'arbre 4. Le corps lia du vérin Il est disposé en porte-à-faux du côté extérieur de la machine. La fixation du vérin au bras 2 est réalisée au moyen de quatre tiges filetées iib et de deux brides llc/îid. La figure 4 illustre le montage du vérin il sur le bras 2. Le corps du vérin lia est en appui sur le bras 2 par l'intermédiaire d'une entretoise cylindrique 12, laquelle est alésée en son centre pour laisser le passage de la tige mobile lie du vérin. Cette entretoise 12 peut, tel que représenté sur le dessin, comporter une bague en bronze 12a pour favoriser le coulissement de la tige île. L'entretoise 12 est en appui d'une part sur le corps lia du vérin et d'autre part sur le bras 2. Elle comporte du côté du bras 2 un épaulement 12b et son extrémité rétreinte 12c, qui est cylindrique, est engagée dans un orifice 2d réservé dans le bras 2.Le corps du vérin lia comporte,à son extrémité arrière, un tourillon 11f concentrique à la tige île, lequel tourillon 11f est engagé dans un trou circulaire lîg réservé au centre de la bride lic. La bride lld comporte en son centre un trou circulaire 11h dans lequel est engagée l'extrémité rétreinte 12cde l'entretoise 12. Les brides llc/lld comportent quatre trous équidistants du centre de chaque bride et du côté de leur périphérie, sur deux lignes orthogonales. Dans ces trous sont passées les tiges filetées 11b aux extrémités desquelles coopèrent des écrous llj, qui assurent par serrage la fixation du vérin 11 sur le bras 2. Selon un montage traditionnel, des rondelles sont insérées entre les écrous îlj et les brides llc/lld. Un graisseur 13 est prévu sur l'entretoise 12 pour lubrifier la tige lie du vérin. Celle-ci comporte à son extrémité un embout 14, monté à rotation libre sur des roulements à billes ou à rouleaux. La tige île comporte trois rétreints cylindriques concentriques Ilk/llm/lln. Le rétreint lin est fileté pour recevoir un écrou de blocage 15. Un premier roulement de plus grand diamètre 16 est porté par la partie 11k de la tige île et est en appui sur l'épaulement llp de celle-ci. Un deuxième roulement, de plus petit diamètre 17, est porté par la partie lîm de la tige île et est en appui sur ltépaulement Ilq de la tige île. Une entretoise tubulaire 18 peut être disposée entre les deux roulements 16/17 pour assurer le maintien en position du roulement 16 lors du montage. L'ensemble est bloqué au moyen de l'écrou 15, lequel s'appuie sur une rondelle de serrage 19. L'embout 14 comporte une partie conique 14a et une partie ogivale 14b qui constitue son extrémité libre. Il est ouvert du côté de l'extrémité de la partie conique 14a et comporte à sa partie centrale trois chambres concentriques de sectionsdroites cylindriques décroissantes 14c/14d/14e qui définissent deux épaulements 14f/14g. L'embout 14 coiffe l'extrémité de la tige du vérin précédemment décrite de telle sorte que le roulement 16 occupe en partie la chambre 14c et vient en appui sur l'épaulement 14f, le roulement 17 est dans la chambre 14d et est en appui sur l'épaulement 14g. La chambre 14e est occupée par l'extrémité filetée lln sur laquelle est vissé l'écrou de blocage 15. Le montage de l'embout 14 sur la tige île peut être réalisé par emmanchement forcé sur les roulements 16/17, ou encore comme cela est représenté sur la figure 4, l'embout peut être ajusté autour desdits roulements et être immobilisé dans le sens latéral au moyen d'un circlip 20, engagé dans une gorge réservée dans la chambre 14c, à proximité de l'emplacement du roulement 16. La position relative de l'embout 14 par rapport au bras 2 est ainsi réglée pneumatiquement par le vérin 11. Le bras 3 porte à son extrémité libre et en regard de l'embout 14 du bras 2, un autre embout 21, lequel est monté à rotation libre sur deux roulements à billes ou à rouleaux dans un montage sensiblement identique à celui précédemment décrit à l'appui de la figure 4, lequel embout 21 est porté par un arbre 22 fixé au bras 3 et s'étendant en porte à faux du côté du bras 2. Les embouts 14 et 21 sont ainsi sur un même axe parallèle à l'arbre 4. L'arbre 22 comporte à son extrémité destinée à être fixée au bras 3, un axe fileté 22a, de plus petit diamètre, concentrique et sur lequel se visse un écrou de blocage 23. Une rondelle 24 est insérée entre l'écrou 23 et le bras 3. La configuration de l'arbre 22, de i'embout 21 et leur montage sont sensiblement les mornes que ceux de l'extrémité de la tige 11e du vérin 11 et de l'embout 14 et ne seront pas décrits ici afin d'éviter des longueurs de description. Toutefois, l'embout 21 comporte à sa base 21a,un disque 25 solidarisé à l'embout 21 pour tourner avec lui au moyen de plusieurs vis à tête fraisée 26, par exemple au nombre de quatre. Le disque 25 est percé en son centre 25a pour l'autoriser à être passé autour de l'arbre 22 et comporte ainsi quatre trous équidistants situés sur deux lignes orthogonales et comportant des fraisages coniques pour permettre de loger les têtes des vis 26. Ces trous correspondent à des taraudages réservés dans ltembout 21 pour recevoir les vis 26a. Le disque 25 assure également l'immobilisation dans le sens latéral de l'embout 21 en venant en appui sur le roulement de plus grand diamètre 26. Le freinage de l'embout 21 est obtenu au moyen d'un vérin 27 agissant sur une garniture 28 mise au contact du disque 25 solidaire de l'embout. Cette garniture 28 est insérée entre le disque 25 et un deuxième disque 29 soumis à la sollicitation du vérin 27 par l'intermédiaire d'un étrier 30. Elle peut ê- tre solidarisée au disque 29 par tous moyens connus. Le vérin 27 est situé sur l'axe des embouts 14/21 et donc sur l'axe du vérin 11 et comme celui-ci, il s'étend en porte-à-faux à l'extérieur de la machine et du côté du palier 6 qui porte l'arbre 4. Comme le vérin 11, le corps de vérin 27a est inséré entre deux brides 27b/27c, reliées l'une à l'autre par des tiges filetées 27d. La fixation du vérin 27 sur le bras 3 est réalisée par vissage, au moyen de deux vis 31 qui traversent la bride 27b et qui coopèrent avec un taraudage 32a pratiqué dans deux bossages 32 fixés par soudure au bras 3, lesquels sont disposés de part et d'autre de l'étrier 30 tel que l'illustre la figure 6. L'étrier 30 adopte la forme d'un pont et est solidarisé au disque 29. Il compotte deux piètements30a qui encadrent le bras 3, lesquels sont reliés par une traverse 30b. L'assemblage des piètements 30a sur le dique 29 et de la traverse 30b sur les piètements est réalisée au moyen de vis sans tête à six pans creux 33. Les deux piètements adoptent la forme de parallélépipèdes rectangles, sont parallèles entre eux et longent les bords latéraux du bras 3. La traverse 30b est disposée au-dessus et perpendiculairement auxdits piètements, de telle sorte que l'étrier, tel que l'on peut le voir sur la figure 6, adopte la forme d'un H. La traverse 30b peut comporter,en son milieu, une concavité 30c pour éviter qu'elle ne vienne au contact de l'écrou 23. Le vérin 27 est du type à simple effet et sa tige mobile 27e est mise au contact de la traverse 30b de l'étrier 30. L'extrémité de la tige 27e est de préférence sphérique. L'embout 21 qui comme l'embout 14 est conique/ogival, comporte à sa périphérie des cannelures longitudinales 21b s'étendant de la base 21a à l'ex- trémité ogivale 21c, lesquelles cannelures sont par exemple d'une section droite demi-circulaire ou encore triangulaire. Ces cannelures ont pour objet d'assurer une bonne adhérence de ltem- bout dans la bobine du rouleau afin qu'aucun glissement ne puisse se produire pendant le freinage au cours du déroulement de la bande. L'embout 14 est lisse à sa périphérie. Le freinage de l'embout cannelé 21 est obtenu sous l'effet du vérin 27 dont la tige 27e, mise au contact de l'étrier 30, comprime la garniture 28 entre les deux disques 25/29. La machine comporte un circuit d'air classique. La commande des vérins 8/11/27, est réalisée au moyen de distributeurs 34/35 traditionnels. Le fonctionnement du dispositif selon l'invention est le suivant Les bras 2/3 sont manoeuvrés pour pivoter autour de leur arbre commun 4 par la sollicitation du vérin pneumatique à double effet 8. Pour la préhension d'un rouleau 36 (figures 2 et 3) celui-ci est d'abord roulé au sol jusqu'à ce qu'il soit mis en attente devant et parallèlement à l'axe 4 de la machine 1. Les bras 2/3 sont mis à l'écartement convenable, supérieur à la longueur d'un rouleau, par le déplacement sur l'arbre 4 d'un des bras, celui repéré 3 par exemple. Les bras, sous l'effet du vérin 8, sont pivotés vers le bas jusqu'à ce que les embouts 14/21 se situent approximativement dans l'axe du rouleau 36 (figure 3). Par action sur le distributeur 34, on manoeuvre le vérin pneumatique à double effet 11, dont la tige mobile, porteuse de l'embout 14, est dirigée du côté de la bobine du rouleau dans laquelle il pénètre partiellement compte tenu de la conicité de l'embout 14. Sous l'effet dudit vérin, le rouleau est mis en appui sur le deuxième embout cannelé 21, celui-ci pénétrant en partie dans l'autre extrémité de la bobine du rouleau du fait de la conicité de l'embout 21. Le vérin 11 est maintenu en pression, les bras 2/3 se calent sur l'arbre 4 par arcboutement compte tenu de l'effort exercé à leur extrémité libre. On manoeuvre de nouveau le vérin 8 pour faire pivoter de bas en haut l'ensemble des bras 2/3 porteurs de la bobine 36 et on arrête le pivotement desdits bras lorsque la bobine est à la hauteur convenable de travail. La bande enroulée autour de la bobine est déroulée manuellement pour être mise en prise par la machine 1. On manoeuvre alors le vérin 27 du dispositif de freinage en actionnant le distributeur 35 pour freiner modérément la rotation libre du rouleau porté par les axes lle/22. On met en route la machine 1 et on fait le règlage fin du freinage que l'on modifie en agissant sur le distributeur 35 au fur et à mesure que le diamètre du rouleau s' amenuise. Lorsque celui-ci est complètement déroulé, on actionne de nouveau le vérin il pour rétracter l'embout 14 et permettre l'enlèvement de la bobine dévidée et l'opération ci-avant décrite peut être renouvelée Bien entendu, sans sortir du cadre de 11 invention, les parties du dispositif qui viennent d'être décrites à titre d'exemple pourront être remplacées par des parties équivalentes remplissant la même fonction, par exemple le circuit pneumatique décrit dans l'exemple ci-avant peut être remplacé par un circuit hydraulique ou encore électrique. REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour la préhension et la mise en place sur une machine d'uns rouleau composé d'une bobine autour de laquelle est enroulée une bande d'un matériau souple et pour le déroulement contrôlé de celle-ci, carflcte- risé en ce qu'il comporte deux bras parallèles entre eux et montés pivo tants sur la machine autour d'un axe horizontal pour se déplacer ensemble, lesquels bras comportent, à leur extrémité libre, des moyens de centrage perpendiculaires aux bras pour pénétrer dans les extrémités de la bobine du rouleau, des moyens disposés dans l'axe du rouleau pour freiner son dé roulement et des moyens pour faire pivoter les bras de manière à amener le rouleau pris au niveau du sol jusqu'à la position de travail de la ma chine. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bras com portent à leur extrémité libre des embouts d'une forme générale conique/ ogivale dont l'un est monté tournant sur la tige mobile d'un vérin fixé à l'un desdits bras et dont l'autre est monté tournant sur l'autre bras et est soumis à dn organe de freinage. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux bras sont montés sur un arbre comportant des moyens pour les entraîner ensemble en pivotement, tout en autorisant le déplacement d'au moins un des bras sur la longueur de l'arbre de manière à le rapprocher ou à l'éloigner de l'autre bras. 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisé en ce que le vérin est fixé au bras par l'intermédiaire d'une entretoise alé sée pour permettre le juste coulissement de la tige mobile du vérin, la quelle entretoise constitue une zone d'ancrage de ladite tige. 5 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dont l'embout qui est soumis à des moyens de freinage est porté par un arbre en porte-à faux fixé au bras, caractérisé en ce que l'embout comporte à sa base un disque qui lui est solidaire, lequel est évidé en son centre pour permet tre le passage de l'arbre et est mis au contact d'une garniture de frein annulaire qui est insérée entre ledit premier disque et un autre disque soumis à l'action d'un vérin. 6 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le second dis que soumis à l'action du vérin est fixé a un étrier qui encadre le bras, lequel est au contact de la tige mobile du vérin. 7 - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'étrier adopte la forme d'un pont comportant deux piètements latéraux réunis par une traverse, lesquels piètements sont fixés audit second disque et sont dis posés à proximité des bords latéraux du bras. 8 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'embout qui est soumis auxdits moyens de freinage comporte des cannelures longitudi nales réparties à sa périphérie et s'étendant de la base de l'embout vers son extrémité libre.