Brevet FR2534563A1 — publié le 19840420

L'invention concerne un dispositif d'alimentation à friction destiné à faire avancer des feuilles de papier à partir d'une pile. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif d'alimentation caractérisé par une courroie flexible sans fin de friction dont une extrémité repose ou "flotte" sur la pile de papier, sous l'effet de son propre poids, et fait avancer les feuilles une à une à partir de la pile. La disposition géométrique et les forces normales s'exerçant entre la courroie d'alimentation et le sommet de la pile de papier sont primordiales pour l'obten- tion d'une bonne alimentation, Bien que des dispositifs d'alimentation antérieurs tels que ceux décrits dans les brevets indiqués ci-après aient donné relativement satisfaction et trouvé des applications en association avec les machines de copie à grande vitesse actuelles, leur efficacité est limitée par la mécanique sur laquelle ils sont basés.Bien que dans certains cas des mécanismes élaborés soient utilisés pour solliciter et maintenir la courroie d'alimentation en contact avec la pile de papier, ces mécanismes limitent souvent le degré de liberté avec lequel la courroie peut se déplacer et, par suite, limitent l'aptitude de la courroie à s'ajuster et se confor- mer aux changements de l'état du papier et de la pile. Par exemple, le simple fait que la courroie soit montée de façon à tourner sur deux poulies limite lui-même la liberté de mouvement de la courroie à un axe. En outre, le contact entre la courroie et la pile est réglé et souvent limité volontairement à une petite surface sur la pile, dans des dispositifs d'alimentation de l'art antérieur, du fait de l'orientation de la courroie d'alimentation et des poulies et de leur position par rapport à la pile. Lorsque son mouvement est limité à un axe, la cour roie est incapable de suivre l'état de la pile et du papier et elle est trop sensible aux variations de hauteur de la pile. Par conséquent, il apparat trop souvent des défauts indésirables d'alimentation. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 3 768 803 décrit un exemple d'un tel dispositif d'alimentation. Ce dispositif est conçu de manière que la courroie d'alimentation enlève la feuille de papier la plus haute de la pile et (en coopération avec un élément de retenue sur lequel il passe) la courroie forme une gorge de mise en file où les feuilles sont séparées et alignées. Dans le brevet précité, le contact entre la courroie d'alimentation et la pile est limité à un point situé sur le bord de la pile pour minimiser les liaisons entre feuilles et pour que la courroie agisse sur la feuille sur la plus grande longueur. Etant donné que ce dispositif repose sur ce contact minimal entre la pile et la feuille et étant donné que le manxsent de la courroie d'alimentation, lui-meme, est limité au trajet passant sur les poulies portant la courroie, le dispositif décrit dans le brevet N" 3 768 803 précité est relativement sensible aux variations de nature et de qualité du papier ainsi qu'aux variations de hauteur de la pile. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 3 941 373 décrit un dispositif analogue. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 3 485 489 décrit également un dispositif d'alimentation à courroie dans lequel la courroie est positionnée sur deux poulies pour former un mécanisme appelé "tracteur" qui est disposé de manière à retirer une feuille de papier de la pile en la déplaçant vers une surface horizontale adjacente. Dans cette forme de réalisation, le tracteur peut pivoter à partir d'une position de contact avec la pile vers une position de dégagement, mais la liberté de mouvement de la courroie et son contact avec le pile sont limités. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N" 3 734 490 décrit un mécanisme d'alimentation dans lequel la courroie est montée sur deux poulies et passe sur une roue folle disposée entre les poulies, à l intérieur du trajet de la courroie. Les poulies sur lesquelles la courroie est montée sont espacées de la pile, mais la roue folle peut monter et descendre pour appliquer à force la courroie contre le document le plus haut de la pile. Les dispositifs décrits dans les brevets NO 3 485 489 et NO 3 734 490 précités présentent un autre inconvénient des dispositifs d'alimentation antérieurs à courroie de friction.L'inconvénient est que la courroie est souvent sollicitée contre le papier au moyen de mécanismes élaborés qui, non seulement, sont coûteux, mais, également, sont sujets à des défaillances mécaniques qui leur sont propres. Des dispositifs d'alimentation par le bas, c'est-à-dire des dispositifs d'alimentation conçus pour retirer une feuille du bas d'une pile, tirent parfois un plus grand avantage de la flexibilité de la courroie et de son aptitude à s'adapter à l'état du papier. Les brevets des Etats-Unis d'Amérique NO 3 934 869 et NO 3 988 017 décrivent des exemples de tels dispositifs. Cependant, ces dispositifs présentent leurs propres inconvénients, en particulier, lorsque la quantité de papier formant la pile diminue, la force normale exercée entre la pile et la courroie change. Par conséquent, bien que des courroies d'alimentation à friction aient été largement utilises dans des dispositifs d-'alimentation en papier, il subsiste un besoin important en perfectionnements. En particulier, il existe un besoin en un dispositif d'alimentation qui soit moins sensible, mais qui réagisse davantage aux variations de hauteur de la pile et de l'état du papier. L'invention a pour objet principal un dispositif d'alimentation å courroie de friction dans lequel la courroie se règle aisément en fonction des variations de hauteur de la pile et s'adapte à l'état de surface du papier. L'invention a pour autre objet un dispositif d'alimentation à courroie de friction dans lequel la force normale est répartie uniformément sur la surface de la courroie, et dans lequel également l'application d'une charge en un point de pression élevée est évitée et les liaisons entre feuilles sont minimisées. Ces objets sont réalisés, conformément à l'invention, par un dispositif d'alimentation en feuilles caractérisé par une courroie sans fin d'alimentation en porte-à-faux présentant une surface de friction et maintenue à une première extrémité, par un élément de maintien entourant une poulie d'entrainement qui fait tourner la courroie, tandis que l'autre extrémité de cette courroie flotte librement sous l'effet de son propre poids, sur la pile de feuilles ou de documents à faire avancer, et frotte contre la feuille la plus haute de la pile. Des moyens de positionnement supportent l'extrémité flottante de la courroie à l'écart de la pile lorsqu'aucune feuille ne doit être avancée et permettent à la courroie de flotter sur la pile pendant l'alimentation. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, le dispositif d'alimentation en feuilles utilise également un élément de retenue sur lequel la courroie flotte aussi et qui empêche la courroie de faire avancer plus d'une feuille à la fois en s'opposant à l'avance d'une seconde feuille pouvant parfois rester attachée à la feuille la plus haute de la pile pendant l'alimentation. Les surfaces de frottement de la courroie et de l'élément de retenue sont de préférence telles que la courroie présente un coefficient de frottement supérieur, contre le papier, à celui de l'élément de retenue. Etant donné que la courroie d'alimentation selon l'invention flotte librement sur la pile de papier, elle réagit aisément, et est pratiquement insensible aux variations de l'état du papier ou de la hauteur de la pile. Par conséquent, lorsque, pendant une opération d'alimentation, la hauteur de la courroie varie du fait que cette courroie repose sous l'effet de son propre poids sur la pile, elle se déplace automatiquement avec la pile et réalise une alimentation continue et fiable. En outre, conformément à l'invention, la courroie n'est pas sollicitée de façon positive contre la pile par des moyens extérieurs d'actionnement. Par conséquent, la force normale est répartie uniformément sur la surface de la courroie et des points de charge à pression élevée n'apparaissent pas entre la pile et la courroie faisant avancer le papier.Ceci minimise les liaisons entre feuilles, car les forces dirigées vers le bas sur la pile ne sont pas assez importantes pour que les feuilles se lient souvent mécaniquement entre elles. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel : - les figures 1 et 2 sont des élévations sché matiques, avec coupe partielle, d'une forme de réalisation de l'appareil selon l'invention, ces figures montrant respectivement la courroie en position de non-alimentation et en position d'alimentation. Le dispositif selon l'invention est représenté globalement par la référence numérique 10 sur les figures 1 et 2. Ce dispositif est caractérisé par une courroie d'alimentation 12 en porte-à-faux dont l'extrémité non supportée flotte librement sur une pile de documents ou de feuilles 14 de papier lorsqu'elle est en position d'alimentation (figure 2). La courroie 12 d'alimentation est montée sur une poulie 16 d'entrainement qui, dans les formes de réalisation montrées sur les figures 1 et 2, est espacée de la pile 14. Un élément 18 de retenue est disposé entre cette poulie et la pile 14. Dans la position d'alimentation, la partie non supportée de la courroie 12 flotte également librement sur l'élément 18 de retenue. Sur les figures, la courroie 12 d'alimentation est appliquée autour de la poulie 16 d'entraînement par une seconde courroie 20 montée sur un système de trois poulies 22, 24 et 26 disposé, par rapport à la poulie 16 d'entraînementg de manière que la courroie 12 soit entraînée par cette poulie 16. D'autres moyens d'enroulement ou de contact peuvent également convenir. Par exemple, la courroie 12 peut être sollicitée contre la poulie 16 d'entraRnement par un ou plusieurs rouleaux dgappui. La courroie 12 d'alimentation est déplacée entre des positions de non-alimentation (figure 1) et d'alimentation (figure 2) par des moyens de positionnement qui, dans la forme de réalisation montrée sur les figures 1 et 2, comprennent une roue folle 28. Dans la position de non-alimentation montrée sur la figure 1, la roue folle 28 supporte la courroie 12 d'alimentation à l'écart de la pile 14 de papier. De préférence, dans cette position, la courroie est également écartée de l'élément 18 de retenue pour prévenir l'usure. A partir de la position montrée sur la figure 1, la roue folle 28 pivote ou se déplace vers une position dans laquelle elle ne supporte pas la courroie 12 et cette dernière flotte alors librement sur la pile 14 de papier, comme montré sur la figure 2. La courroie 12 est suffisamment rigide pour conserver la forme générale illustrée sur la figure 2, mais elle est assez molle pour tomber sur la pile 14 de papier, comme représenté, et pour s'ajuster ainsi sur les variations de hauteur de la pile. il convient de noter que la roue folle 28 peut être remplacée par d'autres moyens équiva- lents de positionnement. Dans la position d'alimentation, l'extréinité non supportée de la courroie 12 repose sur la pile 14 de papier. Lorsque la roue 16 d'entraînement fait tourner la courroie, elle tire une feuille de papier de la pile 14 et la fait avancer sur l'élément 18 de retenue vers un guide 30 de sortie. Alors qu'elle est encore en contact avec la courroie 12, la feuille de papier est guidée par ce guide 30 vers la zone de serrage 32 formée entre deux rouleaux presseurs 34 et 36. Ces rouleaux presseurs 34 et 36 dirigent la feuille retirée de la pile 14 vers le système de traitement utilisé avec le dispositif d'alimentation. Comme décrit plus en détail ci-après, la courroie doit etre de dimension, de poids et de raideur suffisants pour produire la force de frottement nécessaire à l'avance du papier à partir de la pile, sans déformation ni perte de son alignement. Comme indiqué précédemment,la courroie 12 d'alimentation, dans la position d'alimentation, flotte sur l'élément 18 de retenue. Ce dernier peut prendre de nombreuses formes, dimensions et configurations, mais il comprend de préférence un patin élastique 40 présentant un bord avant courbe. L'élément 18 de retenue fonctionne d'une manière décrite ci-après pour empêcher l'avance de plus d'une feuille de papier à la fois vers le système de traitement. il est apparu que la courroie 12 d'alimentation seule fait avancer aisément des feuilles de papier empilées de façon libre, aucun élément de retenue n'étant alors nécessaire.Dans le cas où les feuilles sont liées entre elles par friction, elles sont séparées les unes des autres par la coopération de la courroie d'alimentation et de l'élément de retenue, Outre la forme d'un patin fixe, l'élément de retenue peut prendre d'autres formes telles que celles d'un rouleau, d'une semelle, d'une courroie sans fin, etc. Une matière élastique préférée pour l'élément de retenue est un caoutchouc mou ayant une dureté d'environ 40, mesurée au duromètre. Les élastomères convenables comprennent des polyuréthannes, du polytchlorure de vinyle), du caoutchouc naturel, du caoutchouc styrène-butadiène, du nitrilecaoutchouc, du butyle-caoutchouc, etc. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 4 192 497 décrit un élastombre microcellulaire ayant une dureté d'au moins 25, mesurée au duromètre, qui convient également au dispositif selon l'invention. ; La courroie 12 d'alimentation doit pouvoir produire la force de frottement nécessaire à l'avance du papier à partir de la pile, sans perte de son alignement. Ceci signifie que la courroie doit avoir un poids minimal et une raideur minimale qui dépendent de la dimension et du poids du papier ou du document à faire avancer. La courroie associe de préférence une matière élastique moulée sur sa surface à un support tissé non élastique. Diverses matières peuvent être utilisées. Du "Dacron" et de la corde de rayonne constituent des supports convenables. La matière élastique moulée peut être une composition de caoutchouc classique telle que du caoutchouc naturel, du "Néoprène", du caoutchouc styrène-butadiène, un polyacrylonitrile et de l'isoprène. Une matière élastique préférée pour la courroie est la composition de caoutchouc isoprène décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 3 931 090, qui contient du polyisoprène, un oxyde métallique et un acide gras, entre autres ingrédients. La courroie doit être résistante à l'usure et doit avoir les propriétés de frottement décrites ci-après. L'anneau formé par la courroie 12 présente une longueur suffisante pour porter des feuilles de la pile 14 vers les moyens de transport de feuilles, en passant-par l'élément 18 de retenue. De plus, dans la mesure ou la longueur de la courroie affecte le poids de la partie non supportée, la longueur de la courroie peut être un facteur réglé pour établir la force de frottement nécessaire. Autrement dit, la force de frottement agissant sur la feuille est proportionnelle à la force normale 44 appliquée par la courroie à la feuille. Cette force normale est égale au poids de la-partie non supportée de la courroie. Ainsi, la partie de la courroie 12 qui repose sur la pile 14 doit être suffisante, pour le type de courroie utilisé, pour produire la force de frottement nécessaire à l'entraînement du papier.Dans le cas d'une courroie ayant la composition préférée indiquée ci-dessus, les dimensions suivantes se sont avérées satisfaisantes longueur de l'anneau : 22,35 cm épaisseur : 3,18 mm largeur : 25,4 mm En général, le coefficient de frottement, contre la papier, d'une courroie constituée dDune telle matière est de l'ordre d'environ 1,7. Contrairement aux dispositifs antérieurs, le dispositif selon l'invention n'utilise pas un battage ou une "aération" provoqué pour séparer, mettre en file et faire ensuite avancer les feuilles une à une. Des alimentations en feuilles simples sont obtenues par le fait que la courroie flottante applique la force normale 44 uniformément sur une grande surface de la pile 14. Ceci empêche la transmission vers le bas d'une charge ponctuelle de pression élevée à travers les feuilles les plus hautes de la pile et réduit la liaison mécanique entre les feuilles provoquant g.énéralement des alimentations doubles et multi- ples. Cependant, si une seconde feuille sous-jacente est également avancée, l'élément 18 de retenue exerce une force séparatrice de frottement.L'élément 18 de retenue se comporte comme un frotteur ayant une forme géométrique appropriée pour établir un contact minimal avec le bord avant de la feuille avancée. Pour fonctionner de cette manière, le coefficient de frottement, contre le papier, de la surface de l'élément de retenue doit être supérieur au coefficient de frottement existant entre les feuilles de papier, mais inférieur au coefficient de frottement de la courroie 12 contre le papier. Normalement, le magasin de papier utilisé avec le dispositif selon 1g-invention est équipé d'un dispositif élévateur qui réagit aux variations de hauteur de la pile ou du poids de papier dans le magasin. Une commande d'élévation typique peut comprendre un capteur 51 de hauteur de pile, une commande 52 de vitesse, un moteur 53 et un ensemble à câble 54, comme montré schématiquement sur la figure 1. Si la commande de l'élévateur est bonne, les variations de hauteur de la pile par rapport à la courroie ne sont pas importantes, mais certaines variations apparaissent toujours. La courroie selon l'invention, du fait qu'elle flotte librement sur la surface de la pile, suit aisément de telles variations de hauteur de la pile. Le dispositif selon l'invention peut être utilisé pour l'alimentation de divers papiers, y compris des papiers très fins dont la force est comprise entre moins de 34 et environ 57 g/m2, jusqu'S des papiers très épais dont la force dépasse 120 g/m2. Dans le cas où la feuille ou le document présente une surface inhabituellement grande, il est possible d'utiliser deux courroies ou plus en porte-à-faux. il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention, REVENDICATIONS 1. Dispositif (10) d'alimentation feuille à feuille à partir d'une pile (14), comprenant une courroie sans fin (12) d'alimentation en feuilles présentant une surface de friction, caractérisé en ce que la courroie (12) est montée en porte-à-faux autour d'une poulie (16) d'entraînement qui la fait tourner sur un trajet sans fin, le dispositif comportant un élément (20) de maintien de la courroie (12) en contact d'entraînement avec la poulie (16) d'entraînement, des moyens mobiles (28) destinés à positionner la courroie dans une première position dans laquelle la partie non supportée de la courroie (12) en porte-à-faux flotte librement en contact avec-la pile de feuilles (14) et frotte contre la feuille la plus haute de ladite pile pour la faire avancer dans le sens de la courroie, et une seconde position dans laquelle ladite courroie (12) est supportée par les moyens (28) de positionnement à l'écart de la pile (14). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un élément (18) de retenue placé à proximité immédiate de la pile, en contact avec la courroie d'alimentation en feuilles dans ladite première position, afin de séparer la feuille la plus haute des autres feúilles entraînées avec elle. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre deux rouleaux presseurs (34, 36) et en ce que la courroie fait avancer la feuille la plus haute de la pie en la faisant passer sur la surface (42) de l'élément de retenue vers les rouleaux presseurs (34, 36). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la courroie (12) et l'élément (18) de retenue sont réalisés dans des matières élastiques qui confèrent à la courroie un coefficient de frottement, contre le papier, supérieur au coefficient de frottement de la surface de retenue contre le papier. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce aue les moyens (28) de positionnement comprennent une roue folle. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de maintien de la courroie comprend une seconde courroie (20) montée sur plusieurs poulies (22, 24, 26) disposées par rapport à la poulie (16) d'entraînement de manière que la seconde courroie (20) plaque la courroie (12) d'alimentation autour d'une partie substantielle de la poulie (16) d'entraînement. 7. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens destinés à élever la pile de feuilles. 8. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément (18) de retenue comprend un patin (40) qui présente un bord avant courbe (42). 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la courroie (12) d'alimentation s'étend de la poulie (16) d'entraînement jusqu'au moins au milieu de ladite pile de feuilles (14). I U . i > ispositir selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les moyens (28) de positionnement sont placés à l'intérieur dudit trajet sans fin. 11. Dispositif (10) d'alimentation feuille à feuille à partir d'une pile, comprenant une courroie sans fin (12) d'alimentation en feuilles qui présente une surface de friction, un élément (18) de retenue placé à proximité immédiate de la pile (14) et en contact avec la courroie (12) et des moyens (54) d'élévation destinés à régler la hauteur de la pile pour maintenir son sommet en contact avec la courroie pendant l'alimentation en feuilles à partir de cette pile, le dispositif étant caractérisé en ce que la courroie (12) est montée en porte-à-faux autour d'une poulie (16) d'entraînement qui la fait tourner sur un trajet sans fin afin que ladite courroie (12) flotte sur ladite pile et en fasse avancer des feuilles, la courroie (12) étant maintenue en contact d'entraînement avec la poulie (16) au moyen d'un élément (20) de maintien de la courroie. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens mobiles (28) de positionnement placés à l-'intérieur de la courroie d'alimentation en feuilles, pour soulever cette courroie (12) à l'écart de la pile (14) et de l'élément (18) de retenue. 13. Dispositif selon l'une des revendications 11 et 12, caractérisé en ce que l'élément de maintien comprend une seconde courroie (20) montée sur une série de poulies (22, 24, 26) disposées par rapport à la poulie (16) d'entraînement, de manière que la seconde courroie (20) plaque la courroie (12) d'alimentation en feuilles autour d'une partie substantielle de la poulie (16) d'entraSnement.