Appareil pour transporter une feuille
La présente invention est relative à un appareil pour conduire une feuille le long d'un chemin sinueux.
Dans de nombreux types d'appareils dans lesquels une courroie transporteuse est utilisée pour déplacer un article, il est utile de transporter l'article suivant un chemin sinueux à travers l'appareil. Par exemple, dans un appareil dans lequel une feuille est déplacée à travers une ou plusieurs stations dans lesquelles différentes opérations sont effectuées, il est généralement désirable de disposer les stations le long d'un chemin sinueux afin d'obtenir un appareil compact.
Par suite de variations de la vitesse superficielle des organes espacés avec lesquels une feuille transportée se trouve en contact à tout moment donné, la feuille peut être chiffonnée entre des organes entre lesquelles elle est serrée. La présente invention a pour but de fournir un appareil qui élimine ou réduit substantiellement le chiffonnage d'une feuille transportée en compensant ces variations de vitesse superficielle.
Conformément à la présente invention, il est prévu un appareil pour transporter une feuille de longueur prédéterminée le long d'un chemin non linéaire en contact avec une courroie transporteuse, comprenant une première surface incurvée contre laquelle la feuille et la courroie passent avec la feuille en contact avec la surface, et une deuxième surface incurvée contre laquelle la feuille et la courroie passent avec la feuille en contact avec la surface, une tangente commune aux deux surfaces incurvées constituant un chemin de déplacement de la feuille et ayant une longueur inférieure à la longueur prédéterminée de la feuille, le rayon de courbure et la longueur d'arc de contact de la première surface incurvée avec une feuille passant en contact avec elle étant choisis de façon telle que la feuille soit sous tension le long du chemin de déplacement.
L'invention va être décrite de façon plus détaillée, à titre d'exemple, en référence aux dessins ci-joints, dans lesquels:
La fig. 1 est une vue en élévation schématique représentant un appareil transporteur typique de l'art connu précédent.
La fig. 2 est une vue en élévation schématique représentant un appareil transporteur incorporant la présente invention.
La présente invention peut être expliquée le mieux en se référant aux dessins, dans lesquels il est montré à titre d'exemple une partie d'un appareil transporteur dans lequel une feuille est transportée dans la direction indiquée par les flèches. Comme le montre la fig. 1, qui représente un transporteur typique connu, une feuille S est initialement introduite dans la pince formée par un rouleau fou 12 et une courroie d'alimentation flexible 14 qui passe entre le rouleau 12 et un rouleau entrainé 16. Les axes respectifs des. rouleaux 12 et 16 sont situés dans un plan qui est substantiellement à angle droit du plan dans lequel se déplace la feuille S. La feuille est amenée par la courroie au point de pincement et partiellement autour d'un rouleau d'entraînement 18 afin de changer la direction du déplacement de la feuille.
Si la feuille est suffisamment longue pour être engagée simultanément par le rouleau 12 ainsi que par le rouleau 18, la feuille tendra à se chiffoner, comme montré en 20, par suite de la différence entre les vitesses superficielles de ces rouleaux respectifs. Si ce chiffonnage est excessif, la partie chiffonnée tendra à pénétrer dans le point de pincement du rouleau 18, comme montré en 21, et la feuille sera plissée par ceci. Ce défaut sera le mieux expliqué en donnant une brève explication de ses causes.
Quoiqu'on puisse supposer que la vitesse de base de la courroie, à l'axe neutre de celle-ci, c'est-à-dire au milieu de son épaisseur, est constante sur toute la longueur de la courroie, les vitesses superficielles respectives de la courroie lorsqu'elle est déplacée autour d'un rouleau ne sont pas égales par suite de l'épaisseur finie de la courroie. La surface de la courroie qui est en contact avec un rouleau lorsque la courroie suit le contour du rouleau sur une partie de la circonférence de celui-ci, par exemple autour du rouleau 16 ou 18 se trouve à l'état comprimé et se déplace à une vitesse qui est inférieure à la vitesse de l'axe neutre de la courroie.
Par conséquent, l'autre surface de la courroie, par exemple celle des surfaces de la courroie qui est espacée du rouleau 16 et qui est en contact avec le rouleau 12, se trouve sous tension et ainsi se déplace à une vitesse qui est plus grande que la vitesse de l'axe neutre. Un rouleau en contact avec l'une des surfaces de la courroie se déplace à la même vitesse que cette surface. Par conséquent, là où une feuille est en train de passer d'un rouleau se déplaçant plus vite à un rouleau se déplaçant plus lentement, il se forme souvent une fronce dans la feuille et la feuille peut être plissée dans le point de pincement du rouleau se déplaçant plus lentement.
A la figure 2, on a représenté un appareil transporteur incorporant l'invention. Un rouleau fou 22 et un rouleau entraîné 24, entre lesquels une feuille S' est portée sur une courroie 26, sont espacés longitudinalement le long de la courroie, avec la distance V entre les axes de rotation des rouleaux respectifs, mesurée perpendiculairement au chemin d'avancement de la feuille entre le rouleau 22 et un rouleau 28, inférieure à la somme des rayons de ces rouleaux.
Cette disposition des organes place une partie arquée de la périphérie du rouleau 22 en contact de frottement avec la courroie. Ainsi, lorsqu'une feuille est introduite entre le rouleau 22 et la courroie 26, la feuille est en contact avec et entraînée par celle des surfaces de la courroie qui se trouve à l'état de compression. Du moment que le degré de compression de la courroie est directement fonction du rayon d'un arc autour duquel la courroie est déplacée, les courbes successives du système peuvent être facilement dimensionnées pour réduire le problème du chiffonnage et du plissage.
En dimensionnant sélectivement le rouleau 22 de manière qu'il ait un rayon plus petit que le rayon du rouleau 28 autour duquel la courroie se déplace afin de changer la direction d'avancement d'une feuille transportée, le bord menant d'un document est déplacé par le rouleau 28 à une vitesse qui est la même ou qui est plus grande, suivant la construction, que la vitesse de la partie arrière de la feuille entraînée entre le rouleau supérieur décalé 22 et la courroie 26. Par conséquent, un document n'est pas chiffonné entre ces points d'entraînement.
Les exemples suivants, qui sont simplement illustratifs, sont donnés pour fournir une comparaison entre la présente invention et l'art précédent. n y a lieu de noter qu'une courroie flexible, telle qu'une courroie de tissu, de cuir ou analogue, ne présente pas les même caractéristiques physiques en tension et en compression, mais afin de simplifier les explications, on supposera dans les exemples qui suivent que l'axe neutre de la courroie reste constamment à mi-chemin de son épaisseur. On supposera également, pour simplifier les explications, que tout glissement dans le système est négligeable, et que l'épaisseur d'une feuille est négligeable comparée à l'épaisseur de la courroie. Par conséquent, une surface de rouleau se déplace à la même vitesse que la courroie avec laquelle elle est en contact.
Exemple 1
Dans cet exemple on suppose que le rouleau fou 12 et le rouleau 16 entre lesquels est déplacée une feuille S, sont alignés verticalement, comme montré à la fig. 1. Le rapport entre la vitesse à l'axe neutre de la courroie et à la surface du rouleau 18 peut être exprimé comme suit:
D = BR/(R+T/2) où D = la vitesse superficielle du rouleau 18;
R = le rayon du rouleau 18;
B = la vitesse de la courroie à l'axe neutre de cellci;
T = l'épaisseur de la courroie.
Semblablement, la vitesse superficielle du rouleau 16, représentée par Q, peut être exprimée par l'équation suivante:
Q = BP/(r+T/2)
Où r = le rayon du rouleau 16.
Les vitesses superficielles du rouleau 18 aussi bien que du rouleau 16 sont inférieures à B par suite du fait que ces deux rouleaux sont en contact avec celle des parties de la courroie qui sont à l'état de compression, et qui se déplace donc à une vitesse plus lente que la vitesse de la courroie à l'axe neutre de celle-ci.
La vitesse superficielle du rouleau 12, représentée par M, peut par conséquent être exprimé par rapport au rouleau 16: M = Q kr+T)k]
En substituant:
M = Br/(r+T/2) (r+T)/r = B (r+T)/(r+T/2)
En attribuant maintenant arbitrairement des valeurs aux coefficients:
R = 0.70;
T = 0.02;
r = 0.38;
et en résolvant:
D = 0.070 B/(0.70 + 0.02/2) = 0. 986 B
M = (01.38 + 0.02) B/(0.38 + 0.02/2)
= 0.40 B/0.39 = 1. 026 B
En utilisant ces relations et les valeurs données, la vitesse d'introduction initiale du document au rouleau 12 est égale à 104 o/o de la vitesse d'avancement autour du rouleau d'entraînement 18;
En pour cent = 1.026 B/0.986 B = 1.04.
Exemple 2
En décalant le rouleau 22 comme décrit ci-dessus, et en supposant que le rayon du rouleau 28 est égal au rayon du rouleau 18, la vitesse superficielle relative du rouleau 22 peut être déterminée de la même manière que celle utilisée dans l'exemple 1 pour exprimer les vitesses superficielles.
Si l'on suppose que le rayon du rouleau 22 est (r), sa vitesse superficielle (W) est égale à la vitesse superficielle (Q) du rouleau 16 parce qu'ils sont tous deux entraînés par des surfaces également comprimées de la courroie:
Par conséquent:
W = Q = Br/(r+T/2) = 0.38 B/(0.38 + 0.02/2) = 0.974 B
Cette vitesse est légèrement inférieure à la vitesse superficielle du rouleau 18 telle qu'elle a été établie dans l'exemple précédent, et mettrait ainsi la feuille sous une légère tension entre les rouleaux 22 et 28.
Quoiqu'on ait attribué des chiffres arbitraires aux fins d'explication, il est facile de voire que de nombreuses combinaisons de valeurs pourraient être utilisées. Par exemple, si l'on suppose que R = r, une feuille avencerait à la même vitesse aux deux rouleaux. On comprendra d'après la description ci-dessus que dans ce nouvel appareil transporteur, par la disposition relative de rouleaux dimensionnés sélectivement, on réalise une amélioration dans l'art de conduire une feuille le long d'un chemin sinueux du fait que le plissage indésirable des feuilles transportées par le transporteur est substantiellement réduit ou éliminé.
Apparatus for transporting a sheet
The present invention relates to an apparatus for driving a sheet along a winding path.
In many types of apparatus in which a conveyor belt is used to move an article, it is useful to transport the article in a meandering path through the apparatus. For example, in an apparatus in which a sheet is moved through one or more stations in which different operations are performed, it is generally desirable to arrange the stations along a winding path in order to obtain a compact apparatus.
As a result of variations in the surface speed of the spaced members with which a conveyed sheet comes in contact at any given time, the sheet may be crumpled between members between which it is clamped. The object of the present invention is to provide an apparatus which eliminates or substantially reduces the crumpling of a transported sheet by compensating for these variations in surface speed.
In accordance with the present invention, there is provided an apparatus for conveying a sheet of predetermined length along a non-linear path in contact with a conveyor belt, comprising a first curved surface against which the sheet and the belt pass with the sheet in. contact with the surface, and a second curved surface against which the sheet and belt pass with the sheet in contact with the surface, a common tangent to the two curved surfaces constituting a path of travel of the sheet and having a length less than the length of the sheet, the radius of curvature and arc length of contact of the first curved surface with a sheet passing in contact with it being chosen such that the sheet is under tension along the path of travel.
The invention will be described in more detail, by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 is a schematic elevational view showing a typical conveyor apparatus of the prior known art.
Fig. 2 is a schematic elevational view showing a conveyor apparatus incorporating the present invention.
The present invention can best be explained by referring to the drawings, in which there is shown by way of example a part of a conveyor apparatus in which a sheet is conveyed in the direction indicated by the arrows. As shown in fig. 1, which shows a typical known conveyor, a sheet S is initially fed into the gripper formed by an idle roller 12 and a flexible feed belt 14 which passes between the roller 12 and a driven roller 16. The respective axes of. rollers 12 and 16 are located in a plane which is substantially at right angles to the plane in which the sheet travels S. The sheet is fed by the belt to the pinch point and partially around a drive roller 18 in order to change the direction of movement of the sheet.
If the sheet is long enough to be simultaneously engaged by roller 12 as well as roller 18, the sheet will tend to wiggle, as shown at 20, due to the difference between the surface speeds of these respective rollers. If this crumpling is excessive, the crumpled portion will tend to enter the pinch point of the roll 18, as shown at 21, and the sheet will be creased thereby. This defect will be best explained by giving a brief explanation of its causes.
Although it may be assumed that the base speed of the belt, at the neutral axis of the latter, that is to say in the middle of its thickness, is constant over the entire length of the belt, the surface speeds of the belt when moved around a roll are not equal due to the finished thickness of the belt. The surface of the belt which contacts a roller when the belt follows the contour of the roller over part of the circumference thereof, for example around roller 16 or 18 is in the compressed state and moves at a speed which is lower than the speed of the neutral axis of the belt.
Consequently, the other surface of the belt, for example that of the surfaces of the belt which is spaced from the roller 16 and which is in contact with the roller 12, is under tension and thus moves at a speed which is greater. than the speed of the neutral axis. A roller in contact with one of the surfaces of the belt moves at the same speed as that surface. Therefore, where a sheet is in the process of shifting from a faster moving roll to a slower moving roll, often a puck will form in the sheet and the sheet may be wrinkled in the pinch point of the roll. moving more slowly.
In Figure 2, there is shown a conveyor apparatus incorporating the invention. An idle roller 22 and a driven roller 24, between which a sheet S 'is carried on a belt 26, are longitudinally spaced along the belt, with the distance V between the axes of rotation of the respective rollers, measured perpendicular to the path d. advancement of the sheet between the roller 22 and a roller 28, less than the sum of the radii of these rollers.
This arrangement of the members places an arcuate part of the periphery of the roller 22 in frictional contact with the belt. Thus, when a sheet is introduced between the roller 22 and the belt 26, the sheet is in contact with and driven by that of the surfaces of the belt which is in the state of compression. As long as the degree of belt compression is a direct function of the radius of an arc around which the belt is moved, the successive curves of the system can be easily sized to reduce the problem of crumpling and puckering.
By selectively dimensioning roll 22 to have a radius smaller than the radius of roll 28 around which the belt moves in order to change the direction of advance of a conveyed sheet, the leading edge of a document is moved by the roller 28 at a speed which is the same or which is greater, depending on the construction, than the speed of the rear part of the sheet driven between the upper offset roller 22 and the belt 26. Therefore, a document no. 'is not crumpled between these training points.
The following examples, which are merely illustrative, are given to provide a comparison between the present invention and the prior art. It should be noted that a flexible belt, such as a belt of fabric, leather or the like, does not have the same physical characteristics in tension and in compression, but in order to simplify the explanations, it will be assumed in the following examples that the neutral axis of the belt remains constantly halfway through its thickness. It will also be assumed, for the sake of explanation, that any slip in the system is negligible, and that the thickness of a sheet is negligible compared to the thickness of the belt. Therefore, a roller surface moves at the same speed as the belt with which it is in contact.
Example 1
In this example it is assumed that the idle roller 12 and the roller 16 between which a sheet S is moved are vertically aligned, as shown in FIG. 1. The ratio between the speed at the neutral axis of the belt and at the surface of the roller 18 can be expressed as follows:
D = BR / (R + T / 2) where D = the surface speed of roller 18;
R = the radius of roller 18;
B = the speed of the belt at the neutral axis of cellci;
T = the thickness of the belt.
Similarly, the surface speed of roller 16, represented by Q, can be expressed by the following equation:
Q = BP / (r + T / 2)
Where r = the radius of the roll 16.
The superficial speeds of roller 18 as well as roller 16 are lower than B due to the fact that these two rollers are in contact with that of the parts of the belt which are in the state of compression, and which therefore move at a higher speed. speed slower than the speed of the belt at the neutral axis of the latter.
The surface speed of roller 12, represented by M, can therefore be expressed relative to roller 16: M = Q kr + T) k]
By substituting:
M = Br / (r + T / 2) (r + T) / r = B (r + T) / (r + T / 2)
By now arbitrarily assigning values to the coefficients:
R = 0.70;
T = 0.02;
r = 0.38;
and by solving:
D = 0.070 B / (0.70 + 0.02 / 2) = 0. 986 B
M = (01.38 + 0.02) B / (0.38 + 0.02 / 2)
= 0.40 B / 0.39 = 1.026 B
Using these relationships and the given values, the initial document feed speed to roll 12 is 104% of the feed speed around drive roll 18;
In percent = 1.026 B / 0.986 B = 1.04.
Example 2
By shifting roller 22 as described above, and assuming the radius of roller 28 is equal to the radius of roller 18, the relative surface speed of roller 22 can be determined in the same manner as used in Example 1 to express the superficial velocities.
Assuming that the radius of roller 22 is (r), its surface speed (W) is equal to the surface speed (Q) of roller 16 because they are both driven by equally compressed surfaces of the belt :
Therefore:
W = Q = Br / (r + T / 2) = 0.38 B / (0.38 + 0.02 / 2) = 0.974 B
This speed is slightly lower than the surface speed of roll 18 as set in the previous example, and thus would put the sheet under slight tension between rollers 22 and 28.
Although arbitrary numbers have been assigned for explanatory purposes, it is easy to see that many combinations of values could be used. For example, if we assume that R = r, a sheet would advance at the same speed at both rollers. It will be understood from the above description that in this new conveyor apparatus, by the relative arrangement of selectively sized rollers, an improvement in the art of driving a sheet along a meandering path is achieved because the pleating unwanted sheets carried by the conveyor is substantially reduced or eliminated.