Brevet FR2028163A1 — publié le 19701009

i 2028163 La présente invention se rapporte à un dispositif de séparation d'au moins une bande partielle d'avec une bande en rouleau large, notamment de papier ou de carton, au moyen d'un couteau faisant partie d'un ensemble de coupe et agissant directement sur le-5 dit rouleau. Le découpage de larges bandes approvisionnées en rouleau s'effectue la plupart du temps par passage de ces bandes du rouleau d'alimentation à un autre et coupe au moyen d'un couteau supérieur et d'un couteau inférieur de la partie de bande courant entre les 10 deux rouleaux. Pour obtenir suivant ce procédé un rouleau de papier de plus faible largeur à partir du rouleau d'alimentation alors que l'on n'utilise pas encore le reste, il faut également faire passer, sur toute sa longueur, du rouleau d'alimentation à un autre la bande de papier à maintenir en réserve. 15 II a déjà été proposé de partager au moyen de couteaux en pointe le rouleau d'alimentation et de ne dévider de celui-ci que la bande découpée, mais la coupe obtenue n'est souvent pas franche,efc il se produit des fronces, des lambeaux et des franges. Aux vitesses de bande relativement élevées qui sont ajijourd'hui usuelles, 20 ce procédé provoque des ruptures, si bien qu'il n'est applicable qu'à de faibles vitesses et n'est par conséquent pas économique. En outre, les rouleaux de matière en bande présentent tous, plus ou moins, des ondulations dues aux variations de tension en cours d'enroulement et d'autant plus marquées que l'on avance dans le dé-25 vidage, c'est-à-dire que l'on se rapproche du coeur du rouleau. Il est à peu près impossible de séparer ces bandes suivant le procédé en question, sinon au prix d'une très grande perte de temps, car les creux d'ondulation non coupés provoquent leur rupture. Enfin, beaucoup de rouleaux présentent un faux-rond d'origine ou parvien-30 nent au poste de découpage avec un faux-rond dû à un stockage ou un transport non rationnels : ils conduisent de même à des ruptures, car les écarts par rapport au cercle risquent aussi d'empêcher la séparation de certaines parties de la bande. L'invention a pour objet un dispositif exempt des inconvé-35 nients précités, c'est-à-dire permettant de séparer parfaitement, et d'une manière simple, des bandes sur le rouleau entraîné à grande vitesse sans que l'on ait à faire passer sur un autre les parties à maintenir en réserve et que des détériorations ou ruptures de bande viennent troubler l'opération. 40 Ce dispositif de séparation d'au moins une bande partielle 70 00792 2 2028163 d'avec une bande, en rouleau large, notamment de papier ou de carton, par un couteau rotatif faisant partie d'un ensemble de coupe et agissant directement sur ledit rouleau est caractérisé par le fait que, l'ensemble de coupe, étant composé d'un bras-support et 5 d'une tête porte-couteau, ladite tête est articulée sur le bras-support et l'arbre entraînant le couteau en rotation dans un plan perpendiculaire à lui forme un angle aigu avec l'axe du rouleau de bande. De cet agencement conforme à l'invention il résulte que les 10 mouvements provoqués éventuellement par la rotation du rouleau sont effectués non pas par le bras-support, mais directement par la tête porte-couteau, c'est-à-dire par un appareil présentant un beaucoup plus faible bras de levier, et que ladite tête peut s'adapter par ce bras de levier plus court aux ondulations ou au faux-15 rond du rouleau sans interrompre la coupe. Il en résulte aussi que, même en cas de forte vitesse de la bande, la tête porte-couteau ne s'écarte pas du rouleau. La bande partielle est donc constamment séparée, si bien qu'il ne se produit plus de ruptures. L'obliquité du couteau diminuant le frottement entre ce dernier et la face 20 frontale du rouleau, l'acier dudit couteau ne se calcine plus et sa capacité de coupe se maintient plus longtemps. Un autre avantage intéresse le produit traité : le couteau ne chauffant lui-même pour ainsi dire plus, il n'est transmis que peu de chaleur au produit à couper et ni la surface frontale subsistant en cas de sé-25 paration d'une bande partielle ni la bande ainsi séparée ne s'échauffent notablement. Aussi ne peut-il se produire aucun effet indésirable tel qu'un collage de bandes de feuille au voisinage de la zone de séparation ou un brûlage de la matière de bandes de papier. Les incidents précités peuvent tous trois provoquer, soit 30 isolément, soit en combinaison, des ruptures de la bande. La suppression de 1'échauffement du couteau élimine donc les ruptures dont il est cause. Du fait que pour éviter l'accumulation de chaleur sur le couteau, l'arbre de celui-ci fait un angle aigu avec l'axe du rouleau 35 de bande, il se forme entre ledit couteau et la surface frontale subsistante du rouleau un angle de dégagement, en sorte qu'il ne se produit plus de frottement engendrant Une chaleur excessive, car le couteau n'est plus en prise avec le rouleau qu'à l'emplacement de séparation, c'est-à-dire essentiellement par un point ou 40 une ligne et non pas une surface. La diminution du frottement n'a 70 00792 3 2028163 pas pour seul effet à'éviter 11éehauffementïelle réduit aussi la charge mécanique de l'outil de coupe ainsi que l'usure du couteau et permet d'entraîner l'arbre de ce dernier avec une moindre puissance. Lorsque l'on coupe du papier ou du carton, l'angle de déga-5 gement réduit fortement la part de poussière résultant de la rupture des fibres, si bien que le produit final est plus propre et que l'impression n'est pas perturbée par une telle poussière de papier qui y provoquerait des défauts. L'angle entre l'arbre du couteau et le rouleau de matière 10 est de préitoupcompris entre 1,5 et 8°. L'angle de dégagement formé â* même fait entre le couteau circulaire ou à quatre pans fixé perpendiculairement audit arbre et la face frontale du rouleau a la même valeur. Ce petit angle de dégagement, de 1,5 à 8°, évite l'augmentation du frottement entre le couteau, de forme générale-15 ment conique, et la partie de bande à séparer sous ce dernier : le couteau peut en conséquence être réalisé dans un matériau plus épais et à l'angle de coupe usuel. On élimine du mêm fait le risque de dégâts mécaniques, par exemple d'ébréchures ou d'éclats, qui est inhérent aux couteaux très minces. 20 Suivant une particularité avantageuse, l'angle entre l'arbre du couteau et le rouleau de bande est réglable. Cela permet de traiter au moyen d*un même dispositif les matières les plus diverses avec un rendement de coupe optimal, la coupe de feuilles métalliques, par exemple dâaluminium, nécessitant en effet un 25 autre réglage que celle de feuilles de matière plastique, par exemple de polyéthylène, ou de papier. Le couteau ou son moyeu peuvent aussi être munis de nervures ou ailettes de refroidissement. À la vitesse de rotation relativement élevée du couteau, elles provoquent un fort déplacement 30 d'air. Cet air dirigé vers le tranchant du couteau de par\ une configuration particulière des nervures ou ailettes assure d'une manière simple un surcroît de refroidissement du couteau, ce qui est particulièrement utile en cas de séparation de feuilles plastiques. 35 Le couteau peut également être soumis à un courant d'air froid. On y trouve grand avantage, notamment lorsqu'il s'agit de découper simultanément plusieurs bandes étroites, les couteaux étant alors très rapprochés et le manque de place ne permettant pas de munir d'ailettes leurs moyeux. 40 La vitesse du couteau est de préférence comprise entre 0,5 70 5 10 15 20 25 30 35 An 00792 4 2028163 et 1,2 fois la vitesse maximale de la band«. La vitesse périphérique du couteau et la vitesse de la bande, c'est-à-dire celle à laquelle la bande partielle séparée se dévide du rouleau, sont dans un rapport déterminé. Si la vitesse de la bande est au contraire constante quelle que soit la vitesse du couteau et si cette dernière est relativement faible, chaque point de la circonférence dudit couteau découpe une beaucoup plus grande partie de la bande. Le couteau s'échauffe donc longtemps au même point, en sorte qu'il atteint une température plus élevée et que son usure mécanique est plus forte. En augmentant la vitesse du couteau, on diminue ces inconvénients jusqu'à line certaine valeur qui dépend de la vitesse de la bande et est atteinte lorsque chaque point de cette dernière entre en contact avec un autre point du couteau : cette valeur est théoriquement la plus favorable. Si l'on augmente davantage la vitesse du couteau, un point déterminé de la bande entre en contact avec un arc plus grand de celui-ci, en sorte qu'elle s'échauffe inutilement en ce même point. Une augmentation importante de la vitesse du couteau provoque par conséquent elle aussi de» perturbations de fonctionnement du dispositif de séparation. Les divers^ matériaux sur lesquels on travaille opposent cependant des résistances variables à la coupe. Suivant leurs dureté, ductilité et élasticité, elles conduisent à s'écarter par excès ou par défaut de la valeur maximale théorique correspondant à l'égalité des vitesses du couteau et de la bande. Il est par conséquent préférable que la vitesse de l'arbre du couteau soit réglable de manière continue. Selon une forme de réalisation préférée, la tête porte-couteau est munie d'organes de réglage de la profondeur de eeupe» Il est souhaitable que cette dernière entraine la séparation seule épaisseur de bande afin de réduire le plus possible le frottement de coupe et 1'échauffement "qu'il provoque sur le couteau ainsi que la dépense d'énergie nécessaire. Les organes de réglage précités permettent d'adapter la profondeur de coupe aux diverses épaisseurs de bande de manière à toujours diminuer le frottement dans une mesure optimale tant pour le couteau que pour la bande. Le réglage de la profondeur de coupe est avantageusement réalisé à l'aide d'un palpeur en appui sur le rouleau de bande. Ce palpeur peut par exemple consister en un galet dont la position par rapport au couteau est réglable au moyen d'une vis en sorte 70 00792 5 2028163 que ledit couteau pénètre plus ou moins profondément dans le rouleau. Ce réglage par palpeur est simple et n'en donne pas moins d'excellents résultats. Le mouvement d'un tel palpeur sur le rouleau de bande peut 5 cependant laisser des empreintes sur des papiers fins de haute qualité, notamment des papiers apprêtés, par exemple enduits ou couchés, tous papiers sensibles à la pression. Il convient de régler en ce cas la profondeur de coupe par des moyens électrooptiques. On utilise un barrage à lumière réfléchie qui réagit à 10 une distance réglable entre la tête porte-couteau et le rouleau. Il est ainsi possible de séparer même des papiers très délicats sans que la bande séparée soit aucunement marquée par des pressions locales. La profondeur de coupe peut aussi être réglée par charge ou 15 décharge de la tête porte-couteau0 On entend par ladite tête la partie de l'ensemble de coupe qui est reliée par une articulation au bras-support. Elle est par exemple constituée par un châssis de base articulé sur ce dernier et supportant le dispositif d*en-traînement du couteau rotatif, ledit couteau pouvant être fixé 20 directement sur l'arbre de ce dispositif ou entraîné par lui, par exemple par l'intermédiaire d'une transmission à courroie. La pression exercée sur le couteau est fonction du bras de levier du châssis de base et du poids total de la tête porte-couteau. Pour permettre d'adapter cette charge uniforme et donnée aux diverses 25 conditions de fonctionnement, la tête porte-couteau renferme avantageusement des organes supplémentaires qui la chargent ou la déchargent, c'est-à-dire augmentent ou réduisent la pression exercée par elle. On peut de la sorte augmenter ou diminuer la profondeur de pénétration, et par conséquent de coupe, du couteau. 30 On peut exercer la charge ou la décharge à l'aide de res sorts qui agissent du bras-support sur la tête porte-couteau par l'intermédiaire d'un levier et dont la tension est avantageusement réglable. Avec des paires de ressorts, il est, de plus, possible de limiter élastiquement le déplacement de la tête porte-couteau 35 par rapport à sa position zéro : si elle est par exemple soulevée par une crête d'ondulation, il lui faut vaincre une résistance croissante la soumettant, sur cette crête, à une charge plus grande et déterminant par conséquent une profondeur de coupe plus forte, qui diminuera de nouveau automatiquement dès que le 40 couteau atteindra le creux de l'ondulation du rouleau. On est de 70 00792 6 2028163 la sorte assuré d'une bonne coupe, même sur des creux d'ondulation très petits et très rapprochés. On peut aussi exercer la charge ou la décharge par simple déplacement d'un poids sur un levier et modifier ainsi très rapi-5 dement la charge de la tête porte-couteau, c'est-à-dire adapter cette dernière en très peu de temps à diverses épaisseurs de bande. La charge ou la décharge peuvent également être le fait d'organes hydrauliques ou pneumatiques. On en retire deux avantages essentiels : d'une part, il est possible de réduire consi-10 dérablement les dimensions des ensembles de coupe, et par conséquent l'encombrement de la machine, du fait que de tels organes transmettent des forces importantes ; d'autre part, et surtout, les éléments à manoeuvrer pour modifier la charge peuvent être montés à n'importe quel emplacement de la machine, ce qui permet 15 de commander la charge à distance et de la modifier en outre pendant la coupe, c'est-à-dire machine en marche. Le dispositif peut également comporter un réglage continu de la charge ou décharge de la tête porte-couteau et fonctionner ainsi constamment au réglage optimal. 20 II est enfin possible de décharger le bras-support du dis positif de coupe, c'est-à-dire de l'équilibrer en sorte que mis en une position quelconque, il s'y maintienne tant que l'on ne le soumet pas à une charge supplémentaire. Ladite charge supplémentaire n'intervient que par liaison à la tête porte-couteau j en-25 core une partie de cette charge peut-elle être supprimée le cas échéant par la décharge du bras-support. La décharge complète du bras-support fait qtfil sert exclusivement d'organe de guidage à la tête porte-couteau. Sa relativement grande longueur, déterminée par le diamètre des rouleaux 30 à traiter, ne contrarie donc pas le mouvement de la tête porte-couteau en cas d'ondulations dans le rouleau de bande. Cet équilibrage très avantageux du bras-support peut être obtenu par exemple par fixation de contrepoids sur un levier relié à ce dernier. Il est cependant préférable de déchargerle 35 bras-support par suspension élastique. On peut par exemple le relier par un câble à un dispositif de rappel à ressorts comme on en utilise pour suspendre des outils à main dans les chaînes de montage. On obtient alors, même en cas de changement de position du bras-support, une décharge mieux uniforme de celui-ci qu'au 40 moyen de poids. 70 00792 7 2028163 On peut également réaliser la décharge du bras—support au moyen d'organes hydrauliques ou pneumatiques : elle est ainsi adaptable de manière simple de l'utilisation d'une certaine tête porte-couteau a une autre. Un deuxième avantage de tels cylindres hydrau-5 liques ou pneumatiques réside dans le fait qu'il est possible de les actionner à partir de n'importe quel point de la machine sans transformations compliquées : en les faisant coopérer avec d'autres groupes de commande, on peut donc successivement séparer plusieurs largeurs de bandes partielles. 10 Le bras-support peut enfin être déplaçable, ce qui dispense de décaler le dispositif relativement encombrant et lourd que constitue le support du rouleau, car il suffit de modifier à. l'intérieur de la machine la, position de l'ensemble de coupe, qui est au contraire relativement léger. Si, pour régler la largeur des 15 bandes partielles à séparer, on déplace le bras-support non pas à la main, mais au moyen d'un groupe d'entraînement, il devient possible de partager automatiquement le rouleau sur toute sa largeur par passes successives. L'invention offre l'avantage particulier de permettre d'en-20 treprendre directement les opérations ou traitements ultérieurs à partir de la bande à la largeur de la machine, si bien que les transformateurs peuvent travailler rationnellement en séparant directement des bandes partielles d'avec des rouleaux de ladite largeur, et les traitant aussitôt, sans avoir à se lancer dans la 25 grande complication de dispositifs de changement de rouleaux qui sont fort coûteux. L'invention présente également un grand intérêt pour les fabricants de matériaux en bandes ne procédant pas eux-mêmes a leur transformation, car ils n'ont plus à diviser en bandes partielles 30 la totalité du rouleau de la largeur de la machine, une seule bande de largeur partielle pouvant être séparée à chaque fois. Lors du partage en bandes partielles de la bande à sa largeur d'origine, ils peuvent ainsi dévider une couche bien déterminée sans qu'il reste de rouleaux de largeurs partielles dont on n'aura pas 35 l'utilisation avant longtemps. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée d'un mode de réalisation pris comme exemple non limitatif et illustré par le dessin annexé. La figure 1 est une vue de face d'un dispositif de sépara-40 tion de bandes partielles d'après laquelle la tête porte-couteau 70 00792 8 2028163 1 a déjà séparé du rouleau 2 plusieurs couches de la bande partielle 3 visible sur les figures 2 et 3. Le palpeur 4 de la tête porte-couteau 1 glisse, par l'effet de la rotation du rouleau 2, sur la partie de rouleau 2a, amincie par le dévidage d'un certain 5 nombre de couches de la bande partielle 3. Le châssis 5 supporte le groupe 6 entraînant par la transmission à courroie 7 l'arbre 8 porteur du couteau 9. Le rouleau 2 est fixé par le manchon conique 10 sur l'arbre de dévidage 11, qui tourne dans les paliers-supports 12 et 13. L'arbre du couteau 8 forme avec l'arbre de dévi- 10 dage 11 un angle aiguo( dont il résulte un angle de dégagement/3, de valeur égale, entre la face frontale du rouleau 2 et le couteau rotatif 9. La figure 2 est une vue latérale du même dispositif. Le châssis 5 est relié au bras-support 15 par l'articulation 14. Ce 15 bras-support 15 étant déchargé par la suspension élastique 16 à laquelle il est relié par le câble 17, seule une partie du poids de la tête porte-couteau 1 agit, par l'intermédiaire du couteau 9, sur le rouleau 2a partiellement dévidé. La bande partielle 3 est entraînée hors du rouleau 2a au fur et à mesure de sa séparation. 20 Le bras-support 15 est porté par une console 18 dans laquelle 11 peut coulisser pour régler mécaniquement la largeur de la bande partielle 3. Il est mis en translation parallèle à l'arbre de dévidage 11, représenté sur la figure 1, par le moteur 19, lequel entraîne par la transmission à courroie 20 une tige filetée non 25 représentée. La figure 3 représente la tête porte-couteau 1 munie d'un levier 21 rigidement lié au châssis 5. cylindre pneumatique 22 relié au levier 21 par la tige de piston 23 est fixé sur le bras-support 15. Les deux chambres du cylindre à double effet 22 sont 30 soumises à une pression réglable à travers une canalisation de commande non représentée. Les ondulations qui se présentent souvent vers le milieu du rouleau 2 provoquent un mouvement de montée et descente de la tête porte—couteau 1. La variation de la pression à l'intérieur du cylindre pneumatique 22 empêche ladite tête de 35 sauter et assure de ce fait iton bonne séparation de la bande partielle 3. 70 00792 9 2028163 REVENDICATIONS 1 - Dispositif de séparation d'au moins une bande partielle d'avec une bande en rouleau large, notamment de papier ou de carton, au moyen d'un couteau faisant partie d'un ensemble de coupe 5 et agissant directement sur ledit rouleau, dispositif caractérisé par le fait que, l'ensemble de coupe étant composé d'un bras-support et d'une tête porte-couteau, ladite tête est articulée sur le bras-support et l'arbre entraînant le couteau en rotation dans un plan perpendiculaire à lui forme un angle aigu, avec l'axe du rou-10 leau de bande. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'angle entre l'arbre du couteau et le rouleau est compris entre 1,5 et 8°. 3 - Dispositif suivant les revendications 1 et 2 caractérisé 15 par le fait que l'angle entre l'arbre du couteau et le rouleau est réglable. 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé par le fait que le couteau est muni de nervures ou ailettes de refroidissement. 20 5 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé par le fait que le couteau est soumis à un courant d'air de refroidissement. 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé par le fait que la vitesse du couteau est comprise 25 entre 0,5 à 1,2 fois la vitesse maximale de la bande. 7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé par le fait que la tête porte-couteau est munie d'organes de réglage de profondeur de coupe. 8 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 30 à 7 caractérisé par le fait que la tête porte-couteau est munie d'un palpeur réglant la profondeur de coupe. 9 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé par le fait que la tête porte-couteau est munie d'organes électro-optiques pour le réglage de précision de la pro-35 fondeur de coupe. 10 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé par le fait que des organes de charge ou décharge sont fixés sur la tête porte-couteau. 11 - Dispositif selon la revendication 10 caractérisé par 40 le fait que les organes de charge ou décharge sont des ressorts. 70 00792 10 2028163 12 - Dispositif selon la revendication 10 caractérisé par le fait que les organes de charge ou décharge sont des poids. 13 - Dispositif selon la revendication 10 caractérisé par le fait que les organes de charge ou décharge sont des groupes 5 hydrauliques ou pneumatiques. 14 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 13 caractérisé par le fait que la charge ou décharge est réglable de manière continue. 15 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 1 à 14 caractérisé par le fait que le bras-support est déchargé. 16 - Dispositif selon la revendication 15 caractérisé par le fait que le bras support est déchargé par suspension élastique,. 17 - Dispositif selon la revendication 15 caractérisé par le fait que le bras-support est déchargé par des organes hydrau- 15 liques ou pneumatiques. 18 - Dispositif selon la revendication 15 caractérisé par le fait que le bras-support est déplaçable, ou réglable.