Brevet FR2696164A1 — publié le 19940401

L'invention concerne un treuil pour enrouler une bande de tôle, composé d'un mandrin de treuil, équipé de segments réglables radialement, dont deux segments, se suivant direc- tement, forment entre eux un décrochement destiné à recevoir une amorce de bande. Si les segments d'un mandrin de treuil forment en posi- tion écartée un cylindre à section circulaire, l'amorce de bande des spires de bande venant ensuite produit une augmen- tation, d'abord par saut, de la vitesse périphérique, ce qui, ensuite, peut mener à des fluctuations de traction no- tables et à une dégradation sensible de la qualité de la bande C'est pourquoi, pour assurer une transition progres- sive entre les spires de bande, il est prévu entre deux seg- ments se suivant directement, un décrochement correspondant à l'épaisseur de la bande, décrochement qui reçoit l'amorce de bande, de sorte que les spires de bande venant ensuite peuvent être enroulées sans saut sur l'amorce de bande Du fait que, cependant, le segment qui est situé directement avant le décrochement, dans le sens de rotation de l'enrou- lement, amène la bande au rayon du cylindre d'enveloppement, du fait de l'augmentation progressive du rayon, dans la di- rection périphérique, il n'y a seulement qu'une distribution des fluctuations de traction sur une plus grande section de périphérie, déterminée par le segment de transition, de sorte que l'influence désavantageuse des fluctuations de traction n'est que diminuée, mais qu'elle n'est pas évitée. L'invention a pour but d'améliorer un treuil destiné à l'enroulement d'une bande de tôle, du type évoqué au début, de telle façon que les fluctuations de traction puissent être diminuées, pour atteindre au moins une valeur insigni- fiante dans la pratique. L'invention résout le problème par le fait que, dans la position écartée du mandrin de treuil, les segments, situés entre les deux segments formant le décrochement, sont chaque fois décalés radialement, par rapport aux segments directe- ment voisins, selon des étagements égaux, constituant par leur somme la hauteur de décrochement, et sont inclinés, au- tour d'un axe parallèle au mandrin, dans le sens de rotation d'enroulement du mandrin de treuil, pour assurer la compen- sation du saut d'étagement radial, entre les bords axiaux, tournés les uns vers les autres, de segments se succédant les uns les autres. L'invention part de la connaissance que seul un mandrin de treuil ayant la forme d'une spirale d'Archimède, avec une pente déterminée par l'épaisseur de la bande, est en mesure d'exclure toute fluctuation en traction, parce que justement le rayon d'enroulement augmente sur la totalité de la péri- phérie et que cette augmentation se poursuit de façon conti- nue dans la zone des enroulements de la bande Du fait que, cependant, dans les mandrins à écartement, on peut dans la pratique à peine réaliser une spirale d'Archimède, on est parti, selon l'invention, de segments cylindriques circu- laires, décalés radialement les uns par rapport aux autres, de la valeur d'étagements de dimensions égales, et en même temps inclinés dans le sens de rotation du mandrin de treuil lorsqu'il est en mode d'enroulement, de façon que les sauts de rayon radiaux entre les bords, tournés les uns vers les autres, de segments se suivant puissent être sur la même courbe Avec un tel treuil, on peut à peu près exploiter les conditions avantageuses d'enroulement offertes par une spi- rale d'Archimède, sans devoir prendre en compte la com- plexité de la construction d'un mandrin à écartement ayant un profil dont la forme est exactement celle d'une spirale d'Archimède. Le réglage radial des segments du mandrin à écartement peut s'effectuer de la façon classique, par l'intermédiaire de bras articulés ou de transmissions à coins Si l'on uti- lise des transmissions à coin, dont les coins d'entraînement appartiennent à l'arbre de mandrin et dont les contre-coins appartiennent aux segments, l'adaptation du mandrin de treuil aux différentes épaisseurs est particulièrement simple à effectuer A cette fin, il faut seulement monter les coins d'entraînement groupés en un ensemble de réglage de façon à pouvoir être réglable axialement sur l'arbre de mandrin Le réglage axial des coins d'entraînement de l'une des transmission à coins, par rapport à l'arbre de mandrin, entraîne un déplacement de réglage radial correspondant du segment correspondant par rapport aux autres segments, de sorte que le décalage radial mutuel des segments, qui dépend de l'épaisseur de bande, peut être réglé sans difficulté Le décalage radial commun des segments, par l'intermédiaire d'un déplacement axial de l'arbre de mandrin, n'exerce au- cune influence sur le décalage radial mutuel des segments. Le mandrin de treuil, qui a été réglé une première fois pour une épaisseur de bande déterminée, peut de ce fait être contracté et écarté à volonté, sans modifier le décalage ra- dial réglé des segments ou leur inclinaison. Si le mandrin de treuil doit être conçu pour des bandes dont la plage d'épaisseur est plus large, il faut permettre une adaptation correspondante de l'inclinaison des segments. Le montage des segments s'effectue alors, de manière appro- priée, sur les contre-coins des transmissions à coin corres- pondantes, un pivotement du segment autour d'un axe de rota- tion parallèle au mandrin devant être assuré, ce qui peut être obtenu sans problème, par exemple par l'intermédiaire d'un guidage à arc de cercle correspondant Une fois le ré- glage d'inclinaison des segments effectué, leur position d'inclinaison doit être fixé pour le fonctionnement du man- drin Ceci peut être obtenu, de manière simple, par le fait que les entraînements de pivotement destinés au segments sont composés de coins de réglage, disposés dans la zone des bords axiaux, placés en regard les uns des autres, de chaque segment, déplaçables axialement, agissant en sens opposé. L'action en sens opposé des contre-coins entraîne un appui autobloquant des segments des deux côtés de pivotement, parce qu'à un soulèvement d'un segment d'un côté est lié un abaissement de l'autre côté. Si les coins de réglage de l'entraînement de pivotement sont montés sur les contre-coins de la transmission à coin correspondante, les segments individuels peuvent prendre ap- pui, bloqués en rotation, sur les contre-coins, par l'inter- médiaire des coins de réglage de l'entraînement de pivote- ment C'est pourquoi un déplacement de réglage radial des contre-coins par l'intermédiaire des coins d'entraînement ne peut avoir aucune influence sur la position d'inclinaison choisie des segments La possibilité de réglage des coins de réglage permet d'avoir un actionnement simple des entraîne- ment de pivotement dans la direction axiale, en particulier lorsque des transmissions à broche axiales sont prévues à cette fin. Un actionnement séparé des entraînements de pivotement, pour les segments, peut être supprimé lorsque, selon un autre mode de réalisation de l'invention, les coins de ré- glage destinés à un entraînement de pivotement respectif sont groupés avec les coins d'entraînement de la transmis- sion à coin correspondante, pour former l'ensemble de ré- glage, et présentent un angle de coin différent de celui des coins d'entraînement Par conséquent, un déplacement axial de cet ensemble de réglage entraîne non seulement un réglage radial du segment correspondant, mais en même temps égale- ment son pivotement Ce pivotement forcé peut être exploité, pour une plage d'épaisseur prédéterminée des bandes à enrou- ler, pour obtenir l'adaptation nécessaire à l'épaisseur de bande respective, au moyen d'un déplacement axial correspon- dant de l'ensemble de réglage. A un calage d'inclinaison des segment est obligatoire- ment lié un pivotement des faces de coin des coins de ré- glage, par rapport à celles des faces conjuguées, apparte- nant aux segments Pour pouvoir compenser ce pivotement, on peut associer aux coins de réglage destinés aux entraîne- ments de pivotement des pièces de transmission de pression à montage sur rotule, qui s'adaptent automatiquement à la po- sition de pivotement respective des segments. Les ensembles de réglage constitués par le groupement des coins de travail des transmissions à coin peuvent être réglés axialement à l'aide de transmissions à broche, fixant la position axiale réglée de ces ensembles de réglage par rapport à l'arbre de mandrin Les ensembles de réglage de toutes les transmissions à coins peuvent cependant être réglé tous ensemble, lorsque le décalage radial mutuel des différents segments est assuré par un choix correspondant de l'angle de coin respectif A cette fin, les ensembles de ré- glage constitués par le groupement des coins de travail des transmissions à coin peuvent être maintenus, réglables par vis, par rapport à une douille taraudée, coaxiale par rap- port à l'arbre de mandrin, indéplaçable axialement sur l'arbre de mandrin, mais susceptible de tourner En opérant une rotation de la douille taraudée par rapport à l'arbre de mandrin, on déplace axialement les ensembles de réglage des transmissions à coin, de manière correspondant au pas du fi- letage Dans ce cas, on peut adapter de manière simple le mandrin de treuil à l'épaisseur de bande respective, par l'intermédiaire de l'angle de rotation de la douille tarau- dée, en particulier lorsque les coins de réglage destinés à l'entraînement de pivotement sont associés à l'ensemble de réglage formé par les coins d'entraînement de la transmis- sion à coins. On pourrait également obtenir un déplacement axial dif- férent des différents ensembles de réglage, au moyen de sec- tions filetées, associées à chaque segment, de la douille taraudée, lorsque ces sections filetées présentent des pas différents Dans un tel cas, l'angle de coin des transmis- sions à coins pourrait être le même. Pour pouvoir faire tourner la douille taraudée par rap- port à l'arbre de mandrin et obtenir un blocage dans la po- sition en rotation respective, il est recommandé d'avoir un arbre de vis, tourillonnant sur l'arbre de mandrin, s'éten- dant tangentiellement par rapport à la douille taraudée et s'engageant dans une couronne dentée à vis correspondante, montée sur la douille taraudée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui représentent, schématiquement et simple- ment à titre d'exemple, un mode de réalisation préféré du treuil pour enrouler une bande en tôle. Sur ces dessins: La figure 1 la figure 2 la figure 3 la figure 4 la figure 5 représente un treuil selon l'invention, en coupe axiale schématique, représente à plus grande échelle, une coupe transversale schématique du mandrin du treuil de la figure 1, représente, à échelle encore plus grande, une coupe axiale d'un entraînement de pivotement pour les segments du mandrin de treuil, représente une partie d'une variante de réali- sation d'un mandrin de treuil, en coupe axiale et à plus grande échelle et représente à plus grande échelle une coupe transversale schématique du mandrin de treuil de l'exemple de réalisation de la figure 4. Le treuil selon l'exemple de réalisation des figures 1 à 3 présente un mandrin de treuil 1 avec un arbre de treuil 2 et des segments 3, montés déplaçables radialement dans la bride 4 d'un arbre d'entraînement 5 creux et pouvant être déplacés radialement par l'intermédiaire d'une transmission 6 à coins Les coins d'entraînement 7 de la transmission 6 à coins sont déplacés axialement par rapport aux contre-coins 8 associés aux segments, conjointement avec l'arbre de mandrin 2 déplaçable axialement dans l'arbre d'entraînement mais assujetti en rotation et entraînent un déplacement de réglage radial des segments 3, du fait de la face de coin. L'entraînement en translation de l'arbre de mandrin 2 est composé d'une transmission à piston et cylindre 9 L'arbre d'entraînement 5 creux porte pour l'entraînement en rotation du mandrin de treuil 1 une roue dentée 10, engrenant avec un pignon d'entraînement, non représenté. Au contraire des treuils classiques de ce type, les coins de travail 7 des transmissions à coins 6 ne sont pas bloqués en translation sur l'arbre 2, mais peuvent être tous groupés pour constituer un ensemble de réglage 11, suscep- tible d'être déplacé axialement par rapport à l'arbre de mandrin 2, par exemple sous la forme d'une bande à coins, pouvant être réglée par l'intermédiaire d'une transmission à broche 12 axiale Ainsi, il est possible d'avoir un décalage radial mutuel des segments 3, par le fait que les transmis- sions à coins 6 appartenant aux segments 3 individuels sont réglées de manière correspondante par l'intermédiaire de leur transmission à broche 12 Ce décalage commun mutuel de tous les segments 3 est obtenu au moyen d'un actionnement axial de l'arbre de mandrin 2 Du fait de cette disposition, il est possible de compenser le décrochement 13, résultant entre deux segments 3 a et 3 b se suivant directement, pour recevoir une amorce de bande, ceci au moyen d'un décalage étagé de façon régulière entre les segments venant à la suite de ces deux segments 3 a et 3 b, comme ceci est repré- senté de façon fortement accentuée, dans un but d'illustra- tion, sur la figure 2 Afin que le saut étagé, résultant par ailleurs entre les différents segments 3, soit compensé, les segments sont en plus inclinés autour d'un axe parallèle au mandrin, dans le sens de rotation 14 du mandrin de treuil 1 lorsqu'il est en mode d'enroulement, de sorte que les seg- ments cylindriques circulaires, en commençant par le segment 3 a jusqu'au segment 3 b, s'approchent avec une bonne approxi- mation d'une spirale d'Archimède, montant dans le sens in- verse du sens de rotation Cette approche d'une spirale d'Archimède de la surface d'enveloppe du mandrin de treuil lorsqu'il est à l'état écarté, constitue une condition déci- sive pour éviter les fluctuations de traction, qui exercent un effet nuisible sur la qualité du produit. Pour pouvoir modifier l'inclinaison des segments en vue d'une adaptation à des épaisseurs de bande différentes, les segments 3 a, 3 et 3 b sont montés pivotants autour d'axes pa- rallèles au mandrin Ces axes de pivotement sont formés, se- lon la figure 1, au moyen de tiges de palier 15, déplaçables radialement dans la bride 4 de l'arbre d'entraînement 5, les contre-coins 8 des transmissions à coin 6 correspondantes formant pour la tige de palier 15 respective des guidages en arc de cercle 16 coaxiaux pour les corps de palier 17 reliés aux segments Pour assurer le pivotement des segments sont utilisés des entraînements de pivotement 17, composés de coins de réglage 19, disposés dans la zone des bords axiaux, placés en regard les uns des autres, de chaque segment, dé- plaçables axialement, agissant en sens opposé et pouvant être chacun entraînés par l'intermédiaire d'une transmission à broche 20 Du fait du déplacement de réglage axial des coins de réglage 19, montés dans une rainure orientée axia- lement, à section transversale en forme d'arc de cercle, et destinés à compenser les variations d'inclinaison, survenant lors du pivotement du segment, de la face conjuguée 21 du segment 3, le segment concerné est levé d'un côté et abaissé de l'autre côté, ce qui entraîne un effet en sens inverse des coins de réglage 19 sur les deux côtés de segment Ceci peut être provoqué au moyen d'une répartition en sens in- verse ou par une adaptation correspondante de l'inclinaison des coins de réglage. En prévoyant un coin de réglage 19 des deux côtés de chaque segment, on obtient un appui sûr des différents seg- ments Pour éviter de trop fortes frictions de glissement, la transmission de pression entre les faces de coin peut s'effectuer au moyen de rouleaux de pression 23 Il n'est pas nécessaire d'indiquer plus en détail qu'il est indifférent, pour le fonctionnement des coins, que la face conjuguée 21 forme avec le rouleau 23 une face de coin agissant par coopération ou que le coin de réglage 19 forme cette surface de coin Afin que la position de pivotement réglée des segment reste conservée, indépendamment d'un actionnement axial de l'arbre de mandrin 2, les entraînement de pivotement 18 sont associés aux contre- coins 8 de la transmission à coins 7, dont la position ne varie pas par rapport aux segments correspondants, notamment en cas de réglage radial des segment. La configuration du mandrin de treuil des figures 4 et 5 se distingue de celle des figures 1 à 3 surtout par le fait que les coins de réglage 19 destinés aux entraînements de pivotement 18 sont associés aux ensembles de réglage 11, constitués par les coins de travail 7 des transmissions 6 à coins Ces coins de réglage 19 présentent au moins en coupe longitudinale un angle de coin différent de l'angle de coin des coins de travail 7, de sorte qu'en cas de déplacement axial de l'ensemble de réglage il, le segment correspondant 3 n'est pas que déplacé radialement, il est en plus soumis à un pivotement Du fait de l'action en sens inverse, néces- saire, des coins de réglage 19 sur les côtés opposés d'un segment, le fait qu'un angle de coin soit plus grand, d'un côté du segment, pour le coin de réglage, entraîne qu'un angle de coin, correspondant, du coin de réglage du côté de segment opposé, soit plus petit que l'angle de coin des coins de travail 7 Afin que le pivotement conjoint de la face conjuguée 21 pour les coins de réglage 19 puisse être pris suffisamment en considération, des pièces de transmis- sion de pression 24, montées sur rotule, sont associées aux coins de réglage 19 Afin que le réglage d'inclinaison des segments 3 puisse agir, après une course de réglage prédé- terminée de l'ensemble de réglage 11, les coins de réglage 19 présentent une section dont l'angle de coin correspond à celui des coins de travail 7 La transmission des efforts s'effectue dans cette section de nouveau par l'intermédiaire d'un rouleau 23, du fait qu'il n'y a aucun pivotement des segments Un espace de logement 26 destiné au rouleau 23 doit cependant être prévu, entre la face conjuguée 25 de cette section et la face conjuguée 21, afin que le rouleau 23 ne puisse entraver le réglage d'inclinaison du segment. Comme indiqué ci-dessus, par l'association entre les coins de réglage 19 destinés à l'entraînement de pivotement 18 et l'ensemble de réglage 11, on évite d'avoir une adapta- tion séparée de linclinaison des segments 3, parce qu'avec le réglage axial des ensembles de réglage 11, les segments sont déplacés radialement et inclinés de manière correspon- dante Cet état de fait peut être exploité pour obtenir un commande simple, lorsque les ensembles de réglage 11 de tous les segments 3 peuvent être réglés par l'intermédiaire d'une douille taraudée 27 commune Cette douille taraudée 27, mon- tée coaxialement sur l'arbre de mandrin 2, peut être entraî- née par l'intermédiaire d'un arbre de vis 28 s'étendant tan- gentiellement par rapport à la douille taraudée 27, en tou- rillonnant sur l'arbre de mandrin 2 et en engrenant dans une couronne dentée à vis 29 de la douille taraudée 27 Du fait que les différents ensembles de réglage s'engagent par un appendice fileté 30 correspondant dans le taraudage de la douille taraudée 27, bloquée axialement, les ensembles de réglage 11 sont déplacés axialement de façon correspondante, en cas de rotation de la douille taraudée L'entraînement de l'arbre à vis 28 peut s'effectuer par l'intermédiaire d'un moteur 31, comme indiqué sur la figure 5. il REVENDICATIONS 1 Treuil pour enrouler une bande de tôle, composé d'un mandrin de treuil, équipé de segments réglables radia- lement, dont deux segments, se suivant directement, forment entre eux un décrochement destiné à recevoir une amorce de bande, caractérisé en ce que, dans la position écartée du mandrin ( 1) de treuil, les segments ( 3), situés entre les deux segments ( 3 a, 3 b) formant le décrochement ( 13), sont chaque fois décalés radialement, par rapport aux segments ( 3, 3 a, 3 b) directement voisins, selon des étagements égaux, constituant par leur somme la hauteur de décrochement, et sont inclinés, autour d'un axe parallèle au mandrin, dans le sens de rotation d'enroulement ( 14) du mandrin ( 1) de treuil, pour assurer la compensation du saut d'étagement ra- dial, entre les bords axiaux, tournés les uns vers les autres, de segments ( 3, 3 a, 3 b) se succédant les uns les autres. 2 Treuil selon la revendication 1, avec un arbre de mandrin, réglable axialement par rapport aux segments dépla- çables radialement et avec des transmissions à coin, asso- ciées aux segments individuels, dont les coins d'entraîne- ment appartiennent à l'arbre de mandrin et dont les contre- coins appartiennent aux segments, caractérisé en ce que les coins d'entraînement ( 7), groupés en formant une unité de réglage ( 11), tourillonnent sur l'arbre ( 2) de mandrin, de façon permettant un réglage axial. 3 Treuil selon la revendication 2, caractérisé en ce que les segments ( 3, 3 a, 3 b) sont susceptibles de pivoter sur les contre-coins ( 8) des transmissions ( 6) à coin cor- respondantes, autour d'un axe de rotation parallèle au man- drin, au moyen d'un entraînement de pivotement ( 18). 4 Treuil selon la revendication 3, caractérisé en ce que les entraînements de pivotement ( 18) sont composés de coins de réglage ( 19), disposés dans la zone des bords axiaux, placés en regard les uns des autres, de chaque seg- ment ( 3, 3 a, 3 b), déplaçables axialement, agissant en sens opposé. Treuil selon la revendication 4, caractérisé en ce que les coins de réglage ( 19) des entraînements de pivote- ment ( 18) sont montés sur les contre-coins ( 8) de la trans- mission ( 6) à coins correspondante, de façon à pouvoir se déplacer axialement. 6 Treuil selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que les coins de réglage ( 19) des entraînements de pi- votement ( 18) sont réglables par l'intermédiaire de transmissions ( 20) à broche axiales. 7 Treuil selon l'une des revendications 2 à 4, ca- ractérisé en ce que les coins de réglage ( 19) destinés à un entraînement de pivotement ( 18) respectif sont groupés avec les coins d'entraînement ( 7) de la transmission à coin ( 6) correspondante, pour former l'ensemble de réglage ( 11), et présentent un angle de coin différent de celui des coins d'entraînement ( 7). 8 Treuil selon l'une des revendications 4 à 7, ca- ractérisé en ce que des pièces de transmission de pression ( 24) à montage sur rotule sont associées aux coins de ré- glage ( 19) destinés aux entraînements de pivotement ( 18). 9 Treuil selon l'une des revendications 1 à 8, ca- ractérisé en ce que les ensembles de réglage ( 11) constitués par le groupement des coins de travail ( 7) des transmissions ( 6) à coins sont réglables axialement à l'aide de transmis- sions à broche ( 12). Treuil selon l'une des revendications 1 à 8, ca- ractérisé en ce que les ensembles de réglage ( 11) constitués par le groupement des coins de travail ( 7) des transmissions ( 6) à coins sont maintenus, réglables par vis, par rapport à une douille taraudée ( 27), coaxiale par rapport à l'arbre ( 2) de mandrin, indéplaçable axialement sur l'arbre ( 2) de mandrin, mais susceptible de tourner. 11 Treuil selon la revendication 10, caractérisé en ce que la douille taraudée ( 27) peut être entraînée par l'intermédiaire d'un arbre ( 28) de vis tourillonnant sur l'arbre ( 2) de mandrin.