Brevet FR2632294A1 — publié le 19891208

La présente invention concerne un arbre expansible et rétractable conçu pour assurer à la fois le positionnement, le centrage et le serrage de mandrins sur lesquels sont enroulés des matériaux en bande tels que par exemple des rouleaux de papier destinés à des machines à imprimer, des rouleaux de matière plastique, en particulier pour I'emballage, des bandes tétalliques et tous natériaux êquivalents. D'une manière générale, les arbres expansibles et rétractables actuellepent utilisés en vue de telles applications comprennent une nenbrane ou vessie gonflable & à l'aide d'air comprimé qui est interposée entre un arbre central et des éléments semi-cylindriques constituant des coquilles qui délimitent la surface extérieure de l'arbre expansible engagé dansle mandrin et venant se serrer contre la surface interne de celui-ci, lorsque la vessie alimentée par l'air comprimé déplace radialement lesdites coquilles semicylindriques qui viennent alors s'appliquer contre le mandrin devant etre maintenu sur l'arbre expansible et rétractable.Un exemple de réalisation d'un tel arbre est décrit notamment dans le brevet français numéro ?&commat; 79 19 097 déposé le 22 Juin 1977 par le présent titulaire. On cannait par ailleurs des arbres expansibles et rétractables dits Zmulti-vessie" qui comportent une série de rainures en forme de T nagées sur toute la longueur de l'arbre, chacune de ces rainures recevant une vessie gonflable ainsi qu'une barrette qui lui est associée, cette barrette pouvant ce déplacer radialement sous l'effet de la pression de la vessie dans laquelle est admis de l'air comprimé, afin d'appliquer cette barrette contre le mandrin à serrer. Ces deux types de mandrins rétractables et extensibles donnent généralement satisfaction, toutefois, ils présentent l'inconvénient de ne pas permettre d'assurer le centrage des bobines. La présente invention se propose de réaliser un arbre rétractable et expansible permettant non seulement de maintenir une bobine en poids et en couple mais également d'assurer le centrage d'une telle bobine. L'invention a donc pour objet un arbre expansible caractérise en ce qu'il comprend un arbre cylindrique comportant trois parties - une partie & chaque extrémité pour assurer le serrage du mandrin comportant une membrane ou vessie gonflable alimentée en air comprimé sur laquelle prennent appui des poussoirs loges dans des passages prévus au travers de la surface extérieure dudit arbre, de manière h faire saillie vers l'extérieur lorsque la vessie est alinentée en air comprimé - une partie centrale destinée à réaliser le centrage de la bobine, qui comprend une chambre alimentée en air comprimé, dans laquelle est logée une pièce tronconique sur laquelle prennent appui des tetons de centrage, logés dans des passages prévus au travers de la surface extérieure dudit arbre, afin de pouvoir faire saillie vers l'extérieur, lorsque ladite pièce tronconique est repoussée sous l'effet de la pression de l'air comprimé admis dans ladite chambre. Selon une caractéristique de cette invention, l'arbre est constitué d'un tube cylindrique muni de lumières délimitant les passages pour, d'une part lesdits poussoirs, et pour d'autre part lesdits tétons de centrage, ce tube étant fermé à chacune de ses extrémités par un organe d'obturation formant palier pour ledit arbre, l'un de ces organes d'obturation étant pourvu d'un canal pour l'alimentation en air comprimé et lesdites trois parties sont délimitées dans ledit arbre par deux entretoises séparant trois chambres : une chambre å chaque extrémité dans laquelle est logée une vessie gonflable et une chambre centrale dans laquelle peut se déplacer ladite pièce tronconique actionnant les tétons de centrage, chacune desdites chambres étant alimentée successivement en air comprimé. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-après en référence au dessin annexé dont la figure unique est une vue en coupe axiale verticale d'un exemple de réalisation non limitatif. L'arbre selon la présente invention désigné dans son ensemble par la référence 10, est conçu de manière & pouvoir se centrer et se serrer dans un mandrin B, par exemple le mandrin d'une bobine d'un matériau en bandes, notamment de papier pour machines & imprimer, dont on a représenté une génératrice sur la figure. Cet arbre 10 est constitue d'un tube 12, de préférence métallique, par exemple en alluminium, fermé & chacune de ses extrémités par un organe d'obturation 14, 14' respectivement, ces organes d'obturation étant réalisés de façon & constituer les paliers de l'arbre 10.Comme on le décrira ci-après. le tube cylindrique 12 est pourvu de lumières au travers desquelles peuvent se déplacer d'une part des poussoirs de serrage 90, 30', et d'autre part des tétons de centrage 44. Deux entretoises 16, 18, délimitent dans le tube 12 trois parties ou enceintes séparées 20, 22, 24. Dans la première enceinte 20, est positionnée une vessie ou sesbrane gonflable 26, réalisée par exemple en polyuréthane à haute résistance mécanique qui est maintenue par des bagues entretoises 28, 28' et au travers de laquelle débouche un canal d'alimentation en air comprimé 36 sur lequel est interposé une valve 50. Ainsi qu'pn le voit sur la figure, la vessie gonflable 26 avec ses bagues entretoises 28, 28', délimite une capacité interne 34 dans laquelle est admis l'air comprimé amené par le canal d'aliventation 36.Sur la périphérie extérieure de la vessie 26, sont répartis des poussoirs de serrage tels que 30, qui prennent appui sur la vessie 26 comte représenté sur la figure et qui peuvent se déplacer vers l'extérieur au travers des passages prévus å cet effet dans la paroi cylindrique du tube 12, de façon à faire saillie hors de cette paroi (position représentée sur la figure). On retrouve la meme disposition à l'autre extrémité de l'arbre 10 dans l'enceinte 24 qui est délimitée entre l'entretoise 18 et l'organe d'obturation formant palier 14'. Cette enceinte 24 reçoit donc une membrane ou vessie gonflable 26' similaire à la vessie 26, maintenue par des bagues entretoises 32, 32' et délimitant avec ces dernières une capacité interne 34' qui est alimentée en air comprimé par le canal d'alimentation 36, au travers de l'enceinte 34, par l'intermédiaire de tubes d'alimentation 38 et 40. Des poussoirs 30' similaires aux poussoirs 90 peuvent se déplacer au travers des lumières prévues à cet effet dans la surface du tube 12, lorsque la vessie 26' est gonflée par l'air comprimé admis dans sa capacité interne 34', ce qui amène les poussoirs 30' à faire saillie vers l'extérieur dans la position représentée sur la figure. Dans l'enceinte médiane 22 qui est délimitée entre les entretoises 16 et 18, est logée une pièce tronconique 48 pouvant se déplacer à la manière d'un piston dans une chambre cylindrique 42 qui est alimentee en air comprimé par l'intermédiaire du tube 38. Cette pièce tronconique 48 formant piston est rappelée par un ressort 46 å l'encontre de la pression s'exerçant dans la chambre 42. Sur la portée conique du piston 48, prennent appui des tétons de centrage 44 pouvant faire saillie hors du tube 12, au travers des lumières prévues á cet effet dans la paroi cylindrique de ce dernier (position représentée sur la figure > . Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant : après engagement de l'arbre 10 selon l'invention, dans le mandrin B de la bobine å manipuler, et son positionnement soit au milieu de ce mandrin, soit à l'une de ses extrémités, l'air comprimé est admis par la valve 50 et par l'intermédiaire du canal d'alimentation 36 dans l'enceinte 34 provoquant ainsi le gonflage de la vessie 26 et le placage contre le mandrin B des poussoirs 30 faisant saillie au travers de leurs lumières respectives ménagées dans la paroi cylindrique du tube 12. Ensuite, l'air comprimé est amené dans la chambre 42 par l'intermédiaire du tube 38 et son action a pour effet de repousser la pièce tronconique 48 formant piston à l'encontre de l'action du ressort de rappel 46. Le déplacement du piston tronconique 48 provoque une poussée vers l'extérieur sur les tétons 44 en appui sur la portée conique de cette pièce piston 48, ce qui repousse vers l'extérieur les tétons tels que 44 au travers de leurs lumières respectives, assurant ainsi le centrage de l'arbre expansible 10 dans le mandrin B. L'air comprimé est enfin délivré à l'enceinte 34' au travers du tube 40. La vessie 26' se gonfle en repoussant vers l'extérieur au travers de leurs lumières respectives les poussoirs tels que 30' qui contribuent au serrage du mandrin B en méne temps que les poussoirs 30. De la lecture de la description qui précède, on comprend que l'arbre expansible et rétractable selon la présente invention permet, gracie & la présence des poussoirs 30, 30', de maintenir en couple et en poids le mandrin de la bobine sur laquelle il est mis en place, tout en assurant slmultanément un centrage de l'arbre dans le mandrin, gracie à la présence des tétons tels que 44. I1 demeure bien entendu que la présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit et représenté mais qu'elle en englobe toutes les variantes. REVEDDICiTIOES 1- Arbre expansible et rétractable notanment pour le serrage de mandrins de bobines recevant des matériaux en bande, caracterisé en ce qu'il comprend un arbre cylindrique (10) comportant trois parties - une partie (20, 24) à chaque extrémité pour assurer le serrage du mandrin comportant une membrane - une partie centrale (22) destinée à réaliser le centrage de la bobine, qui comprend une chambre alimentée (42) en air comprimé, dans laquelle est logée une pièce tronconique formant piston (48) sur laquelle prennent appui des tétons de centrage (44), logés dans des passages prévus au travers de la surface extérieure dudit arbre, afin de pouvoir faire saillie vers l'extérieur, lorsque ladite pièce tronconique (48) est repoussée sous l'effet de la pression de l'air comprimé admis dans ladite chambre. 2- Arbre expansible et rétractable selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre est constitué d'un tube cylindrique (12) jauni de lumières délimitant les passages pour, d'une part lesdits poussoirs (30, 30'), et pour d'autre part lesdits tétons de centrage (44), ce tube étant fermé à chacune de ses extrémités par un organe d'obturation formant palier (14, 14') pour ledit arbre, l'un de ces organes d'obturation (14) étant pourvu d'un canal