Brevet FR2587016A1 — publié le 19870313

La présente invention se rapporte à des porte- bobines qui assurent la fonction de prendre des bobines de papier, en général sur des moyens de transport,et de les soulever et de les placer dans un poste ou une posi- tion de déroulement ou de travail et, en outre, la fonc- tion inverse consistant à déposer les bobines sur les moyens transporteurs lorsqu'elles sont épuisées ou pour d'autres raisons. Ces porte-bobines comprennent des paires de bras qui sont conçus pour prendre les bobines entre eux, les bras possédant à cet effet, à leurs extrémités, des cônes porteurs qui se placent dans les extrémités d'un arbre support creux sur lequel les bobines sont montées. Dans les porte-bobines déjà connus, chaque pai- re de bras ne peut exécuter que deux mouvements, dont le premier se déroule dans un plan horizontal, pour le rap- prochement ou l'écartement mutuel des bras, afin de met- tre les deux bras en prise ou hors de prise avec l'arbre support de la bobine, et dont l'autre est un mouvement de rotation servant à soulever la bobine, lorsqu'elle a été saisie, pour la placer dans la position de travail ou pour abaisser et déposer la bobine lorsqu'elle a été épuisée ou lorsqu'elle doit être remplacée. Etant donné que les bobines à utiliser peuvent avoir différents diamètres, leurs arbres se trouveront à des hauteurs différentes au-dessus du sol. De ce fait, et étant donné que les bras des porte-bobines déjà con- nus ne décrivent que deux mouvements, le mouvement hori- zontal de rapprochement ou d'écartement mutuel, qui doit se produire lorsque les cônes porteurs sont déjà face à face ou alignés sur.l'arbre creux, et le mouvement de ro- tation, qui doit être un mouvement capable de placer les cônes porteurs dans l'alignement dudit arbre creux, cet alignement n'est pas obtenu dans la majorité des cas par- ce qu'un arc de circonférence qui a toujours le même rayon ne peut pas co!ncider avec toutes les diverses hau- teurs d'arbres. Pour surmonter ce problème, on positionne les cônes porteurs aussi près que possible de l'arbre creux de la bobine et, ensuite, on doit placer cet arbre creux dans l'alignement, ce qui constitue une opération compli- quée, lente et très difficile en raison de ses dimen- sions et de son poids. Ce problème est aggravé par le fait que, en supplément des difficultés résidant dans cette opération, il est impossible d'automatiser entière- ment l'opération de chargement et de déchargement des bo- bines, de sorte que cette phase du travail constitue un obstacle à l'automatisation totale. Le but de la présente invention est de résoudre ou d'atténuer ce problème en agençant les bras de ma- nière que, en supplément, ils puissent se déplacer dans un plan vertical. La combinaison du mouvement vertical et du mou- vement de rotation des bras du porte-bobines permet à leurs cônes porteurs de prendre n'importe quelle posi- tion voulue dans une zone qui est toujours suffisante pour déterminer leur alignement sur l'axe longitudinal de l'arbre creux des bobines. Selon une forme préférée de réalisation, étant donné que l'arbre creux des bobines sera positionne à une hauteur qui peut varier en fonction du diamètre de la bobine mais qui se trouve toujours dans le plan verti- cal, pour saisir une bobine, les bras du porte-bobines décriront un mouvement de rotation descendant jusqu'à ce qu'ils atteignent la position la plus basse possible dans ledit plan vertical, pour saisir ou déposer la bobi- ne possédant le diamètre minimum. Lorsqu'ils sont dans cette position, et sous l'effet du troisième mouvement, qui se déroule dans un plan vertical, lesdits bras s'4lè- veront jusqu'à ce que lesdits c8nes porteurs atteignent l'arbre creux de la bobine et, à ce moment, ils entre- ront en prise avec cet arbre creux et établiront l'accou- plement nécessaire. Les différents mouvements rectilignes des deux paires de bras d'un portebobines dans le plan vertical et dans le plan horizontal sont de préférence obtenus avec un seul moteur. L'invention est illustrée schématiquement, à ti- tre d'exemple, dans les dessins annexes, sur lesquels, la figure 1 est une vue en perspective d'un por- te-bobines; la figure 2 est une vue en élévation de côté d'un portebobines qui montre le mouvement de rotation des bras; la figure 3 est une vue en élévation du porte- bobines, tel que celui de la figure 2 et qui montre le mouvement vertical des bras; la figure 4 est une vue d'un moteur qui entraP- ne le mécanisme d'un porte-bobines et son arbre de dis- tribution de puissance central; la figure 5 représente en profil une coupe par- tielle du porte-bobines montrant un arbre de transmis- sion (7) et son accouplement avec une vis élévatrice (13); la figure 6 représente en profil une coupe par- tielle d'un accouplement entre un arbre de transmission (6) et un entraînement d'ouverture et de fermeture; la figure 7 représente une vis élévatrice (13) par une vue de profil; la figure 8 montre l'entraînement d'ouverture et de fermeture, en vue de profil; la figure 9 est une vue en élévation et en cou- pe d'un mécanisme d'.entraInement de rotation des bras; la figure 10 est un schéma de la chaîne cinéma- tique des mécanismes d'entraInement des bras (1). Un porte-bobines pour bobines de papier est re- présenté sur les dessins. Ainsi qu'on peut le voir sous une forme schématique sur la figure 1, qui montre une paire de bras 1 sur un seul coté du porte-bobines, ces bras 1 qui prennent la bobine sur ses moyens de trans- port, sont montés, par leur partie proximale 22, sur un arbre support principal 2 dont chacune des extrémités est reliée à un carter support 9, chaque carter support pouvant se déplacer dans la direction verticale dans l'une de deux colonnes 3. Selon l'invention, les bras 1 et leurs cônes porteurs 10, qui s'engagent dans l'arbre creux ou la broche des bobines, peuvent décrire les mou- vements suivants; 1. Déplacement vertical des bras 1 dans une di- rection ascendante ou descendante, voir figure 3. 2. Oscillation des bras 1 qui tournent avec le bras support principal 2 en suivant un trajet en arc de' cercle, voir figure 2. 3. Mouvement de rapprochement et d'écartement des bras 1, et mouvement conjoint et synchronisé des bras 1 vers l'un ou l'autre côté, voir figure 1. C'est ainsi que, par exemple, comme on l'a re- présenté sur les figures 2 et 3, pour laisser entrer une nouvelle bobine, les bras 1 peuvent venir prendre une po- sition haute, après quoi les bras 1 et l'arbre principal 2 tournent dans le sens descendant de sorte que les c8- nes porteurs 10 prennent leur position la plus basse sur la ligne verticale qui passe par le centre des moyens qui transportent les bobines. Ceci donne la possibilité de saisir des bobines de petit diamètre. A partir de la position extrême inférieure, la paire de bras 1 se dépla- ce en mouvement ascendant vertical jusqu'à ce que des dé- tecteurs détectent l'arbre creux central de la bobine et, à ce moment, les bras 1 se rapprochent, en déplaçant les cônes 10 vers l'intérieur et en saisissant la bobi- ne, qui est ensuite soulevée à la position de travail par le mouvement de rotation ascendante des bras 1. Parmi tous ces mouvement, les mouvements recti- lignes dans la direction horizontale et dans la direc- tion verticale sont de préférence commandés par un seul et même moteur 4 et par une série de dispositifs mécani- ques qui assurent la synchronisation. Naturellement, le moteur 4 pourrait être remplacé par plusieurs moteurs. Le moteur 4 entraîne, par l'intermédiaire d'une botte de distribution, deux paires d'arbres de transmission 6 et 7 qui déplacent respectivement les paires de bras 1 si- tuées sur les deux côtés de la machine. Dans chaque pai- re d'arbres de transmission 6, 7, l'arbre 6 entratne le mécanisme de rapprochement et d'écartement des bras 1 tandis que l'arbre 7 commande l'élévation et la des- cente. L'arbre de transmission 6 est relié à une botte inverseuse 8 qui, au moyen d'un train d'engrenages, per- met aux deux bras de se déplacer simultanément vers un côté ou vers l'autre, ce qui élargit la zone d'usure des éléments constitutifs de la machine. - Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 4, le mo- teur agit, par l'intermédiaire d'un mécanisme 21 prévu facultativement, pour réaliser des mouvements précis et lents, en entraînant un arbre de distribution central 11 contenu dans la botte 5. Sur les deux côtés du moteur 4, sont prévus des pignons coniques symétriques qui agis- sent sur les deux paires d'arbres 6 et 7, avec des em- brayages 12 interposes entre les engrenages correspon- dants et lesdits arbres, embrayages qui ne sont action- nés par le dispositif automatique correspondant que lors- qu'un mouvement doit être exécuté. Dans chaque colonne 3, voir figure 6, l'arbre transversal 6 agit, par l'intermédiaire d'un mécanisme à pignons coniques, sur un arbre intermédiaire 14 qui est dispose verticalement et porte des cannelures longitudi- nales ou d'autres moyens analogues qui permettent le dé- placement d'un pignon conique, voir figure 8. Ce pignon conique agit à son tour, par l'intermédiaire d'un arbre horizontal muni d'une transmission 15, sur une vis trans- versale munie de manchons à billes 16, pour produire les mouvements correspondants de rapprochement ou d'écarte- ment horizontal des bras 1. D'un autre côté, chaque arbre transversal 7, voir figure 5, agit par l'intermédiaire d'une paire de couples de pignons coniques pour entraîner une paire de vis élévatrices 13 qui, étant placées dans les carters supports d'extrémités 9, font monter et descendre l'en- semble de bras 1. Comme on peut le voir sur la figure 7, chaque vis 13 possède dans sa partie supérieure un frein 17 qui s'oppose à tout mouvement indésirable de l'ensem- ble qui résulterait du poids des bobines lorsque les bras 1 se trouvent dans la position haute. Dans chaque carter support 9, se trouve une cou- ronne dentée 18 qui est d'une seule pièce avec l'arbre support principal 2 des bras 1; cette couronne dentée 18 est en prise avec une crémaillère 19 qui constitue la tige d'un vérin hydraulique à double effet 20. De cette façon, pour faire tourner les bras, il suffit d'envoyer le fluide sous pression à l'une ou l'autre des extrémi- tés du vérin 20, ce qui fait tourner l'ensemble complet des bras 1 et de l'arbre 2. L'ensemble comprenant les mé- canismes décrits peut être étudié sur le schéma de chat- ne cinématique de la figure 10, qui montre uniquement la transmission mécanique du mouvement pour une paire de bras, puisque la transmission correspondante entrainant l'autre paire en est symétrique. Cette chatne cinémati- que représentée sur la figure 10 montre que, au moyen de l'inverseur 8, il est possible d'inverser le sens de ro- tation de l'une des vis 16 prévues pour les déplacements horizontaux et qui sont capables de tourner dans un sens et dans l'autre, de manière que les bras 1 puissent se déplacer conjointement vers l'une ou l'autre des extrémi- tés de la machine, en supplément du mouvement de rappro- chement ou d'écartement l'un de l'autre afin de répartir les temps de travail et l'usure. Les figures 2 et 3 montrent comment, dans un exemple de réalisation de l'installation, les bobines sont amenées au porte-bobines par des chariots transpor- teurs qui roulent sur des rails, sur lesquels il est pos- sible de disposer éventuellement des mécanismes accéléra- teurs rétractables analogues à ceux qui sont représentés au travail sur des bobines de petit diamètre, par con- tact tangentiel avec ces bobines. Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non li- mitatif sans sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C AT IONS 1 - Porte-bobines du type comprenant deux bras (1) capables de décrire un mouvement horizontal de rap- prochement et d'écartement mutuel et un mouvement de pi- votement dans un plan vertical, caractérisé en ce que les bras (1) sont mobiles en translation verticale, la combinaison du mouvement de translation verticale et du mouvement de pivotement permettant aux cônes (10) portés par les bras (1) d'atteindre des positions alignées sur les arbres de bobines de papier de différents diamè- tres. 2 - Porte-bobines selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que les mouvements des bras (1), aussi bien dans la direction horizontale que dans la direction verticale, sont commandés par un moteur unique (4) qui est placé d'un côté de la paire de bras; ledit moteur (4) étant accouplé pour la transmission de la force à un arbre de distribution central (11) d'o des paires d'ar- bres (6, 7) partent horizontalement, dans des positions parallèles et symétriques, chaque paire de ces arbres étant affectée à l'une des paires de bras (1) qui sont situées respectivement sur les deux côtés de la machi- ne; l'arbre (6) de chaque paire transmettant le mouve- ment à des arbres de transmission verticaux (14) qui, à leur tour, commandent le mouvement d'une paire de vis qui produisent les mouvement horizontaux des bras, tan- dis que l'arbre (7) transmet le mouvement à des vis ver- ticales (13) commandant les mouvements verticaux des bras. 3 - Porte-bobines selon la revendication 2, ca- ractérisé par des bottes inverseuses (8) couplées à l'ar- _ _ -- bre de transmission (6) et qui, en supplément du mouve- ment de rapprochement ou d'écartement mutuel des bras (1) permettent en outre un déplacement horizontal con- joint de chaque paire de bras (1) vers l'une ou l'autre des extrémités de la machine.