Brevet FR2276150A1 — publié le 19760123

Bes découpeuses à couteaux rotatifs fcrt l'objet de nom- breuses applications et sont -utilisées couramment pour decouper des bandes de matière en feuilles individuelles.Ainsi, oll uti- lise généralement ce type de découpeuse pour 11 emballage de gants chirurgicaux dans des feuilles qui sont découpées dans une bande continue de papier ou de matière analogue. Zanis les doccu- peuses classiques, la bande est sectionnée transversalement par un dispositif de "coupe-écrasement" qui pInce le papier entre une enclume rotative et un couteau également rotatif. le tranchant du couteau vient périodiquement en contact awiec t e géné- ratrice de l'enclume en exerçant une pression considérable, de manière à écraser le papier le long de cette génératrice.Dans un tel dispositif classique, chaque fois que le couteau vient en contact avec l'enclume, il produit un choc violent qui engendre des vibrations gênantes. Ces vibrations tendent à désaligner les organes coupants et provoquent une usure rapide du tranchant du couteau et de la surface de l'enclume. Par ailleurs, ces vibrations ont souvent pour effet de décaler les feuilles précédemment découpées, ce qui altère le fonctionnement général de la machine d'emballage. Enfin, les feuilles découpées de cette manière ont des bords sectionnés relativement irréguliers. la présente invention concerne une découpeuse ou cisaille à couteaux rotatifs dans laquelle la pression de coupe est très faible, ce qui a pour effet de réduire les vibrations ainsi l'un contre l'autre et la coupe s'effectue par cisaillage et non par écrasement. La cisaille rotative de l'invention comprend deux organes coupants qui tournent en synchronisme autour d'axes séparés et qui viennent périodiquement en contact mutuel. Ces organes coupants sont montés d'une marnière telle que la distance séparant le tranchant du premier organe coupant de son axe de rotation est plus grande que la distance séparant le tranchant du second organe coupant de son axe de rotation propre, de manière que les tranchant s des deux organes coupants ee déplacent à des vitesses linéaires différentes. le calage angulaire relatif des deux organes coupants est tel que leurs tranchants respectifs viennent en contact mutuel chaque fois qu'ils effectuent ensemble un tour complet.Le tranchant du premier organe coupant, c'est-à-dire celui qui est le plus éloigné de l'axe de rotation, est incliné par rapport au tranchant de l'autre organe de manière qu'une de ses extrémités constitue un bord d'attaque qui vient d'abord en contact avec l'autre tranchant. En outre, ce même tranchant incliné par rapport à l'autre tranchant est également incliné par rapport à son propre axe de rotation d1une manière telle que son extrémité constituant le bord d'attaque est plus éloignée de son axe de rotation que son autre extrémité. L'invention sera décrite en détail ci-après en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels, la figure 1 est une vue partielle en perspective illustrant une forme de réalisation de l'invention, la figure 2 est une coupe longitudinale verticale de l'appareil représenté sur la figure 1, la figure 3 est une vue en plan selon la ligne 3-3 de la figure 2 illustrant le mode de fixation et de réglage d'un des couteaux, la figure 4 est une coupe partielle selon la ligne 4-4 de la figure i montrant la manière dont les deux tranchants viennent en contact mutuel, la figure 5 est une vue de gauche partielle selon la figure 3, la figure 6 est une vue schématique illustrant les trajectoires suivies par les tranchants des deux couteaux dans le secteur de contact, la figure 7 est une série de vues schématiques correspondant à la figure 6 et illustrant le déplacement transversal du point de contact des deux tranchants en fonction de leurs positions angulaires, et la figure 8 est une série de vues de droite selon la figure 6 illustrant le déplacement du point de contact des tranchants dans le sens radial. Dans 11 exemple représenté sur les figures 1 et 2, la cisaille de l'invention est associée à une machine automatique destinée à l'emballage de gants chirurgicaux. Elle comprend un convoyeur sans fin 10 composé de barrettes parallèles 12 reliées les unes aux autres par des maillons latéraux articulés 14. Le convoyeur 10 circule sur toute la longueur de la machine d'emballage, mais seule sa partie qui coopère avec la cisaille est représentée sur ces deux figures. Sur la figure 1, le convoyeur 10 se déplace de bas en haut et sur la figure 2, il se déplace de droite à gauche. ta bande continue, par exemple en papier à découpererepose sur la face supérieure des barrettes 12 du convoyeur 10.A intervalles réguliers, des barrettes individuelles 16 12 sont démontées pour créer des lumières transversales/espacées longitudinalement et qui autorisent le passage simultané des couteaux qui sectionnent transversalement la bande. Ces lumières 16, dont l'une est représentée sur les figures 1 et 2, sont uniformément espacées et coSncident avec les zones de la bande qui doivent dtre sectionnées. La cisaille est synchronisée avec le convoyeur 10 d'une manière telle que les tranchants des couteaux passent ensemble dans les lumières 16 de la manière représentée sur la figure 2. Dans cette forme de réalisation de l'invention, la cisaille rotative comprend un arbre supérieur 18 et un arbre inférieur 20 qui tournent dans des paliers correspondants non représentés, autour d'axes espacés et parallèles. Un bras allongé 22 est fixé sur l'arbre 18 et de même un bras allongé 24 est fixé sur l!arbre 20. Deux couteaux 25 et 28 constitués chacun par une lame rectangulaire sont fixés sur les extrémités extérieures des bras correspondants 22 et 24 et ils viennent en contact l'lm avec l'autre craque fois que les deux bras 22 et 24 effectuent un tour complet. Les arbres 18 et 20 et donc les bras 22 et 24 tournent en synchrcniame à la mweme vitesse angulaire. A cet effet, ils sont accouplés rar deux pignons engrenés 70 et 32 (figure 1) dont les cercles primitifs 34 et 6 sont tangents. tes deux pignons 30 et 72 son-c entraînés en synchronisme avec le convoyeur 10 par un mécanisme de transmission non représenté. te calage des différents éléments de l'appareil est tel que les deux couteaux 26 et 28 viennent en contact mutuel dans chacune des lumières 16 du convoyeur 10. Autrement dit, les deux arbres 18 et 20 tournent dans un rapport 1 à 1 pour que les couteaux viennent en contact chaque fois qu'ils passent dans une position angulaire donnée. Conformément à l'invention, la distance séparant le tranchant d'un des couteaux 26 ou 28 de son axe de rotation est plus grande que la distance séparant le tranchant de l'autre couteau de son aze de rotation propre, de manière que, mAeme lorsque les deux tranchants sont en contact, un de ceux-ci ait une vitesse circonférentielle plus grande que celle de l'autre tranchant. tes deux tranchants sont inclinés l'un par rapport à l'autre afin que le tranchant du couteau, qui se déplace le plus vite, fro-tte le long du tranchant de l'autre couteau avec un effet de cisaillage. Comme on le voit sur la figure 2, les deux cercles primitifs 34 et 36 des pignons sont égaux. tes tranchants des deux couteaux 26 et 28 se rencontrent à l'intérieur du pourtour du cercle primitif inférieur 36 et donc à l'extérieur du pourtour du cercle supérieur 34. Autrement dit, la distance séparant le tranchant du couteau supérieur 26 et l'axe de son arbre 18 est plus grande que a distance séparant le tranchant du couteau inférieur 28 de l'axe de son arbre 20.De ce fait, bien que les deux couteaux tournent à la même vitesse angulaire, la vitesse linéaire ou périphérique du tranchant du couteau supérieur 26 est plus grande que la vitesse périphérique du tranchant du cou teau inférieur 28. Dans la cisaille représentée sur les figures 1 et 2, la vitesse périphéricue du tranchant du couteau supérieur correspond à la vitesse linéaire du convoyeur 10. tes positions relatives des deux couteaux 26 et 28 l'une par rapport à l'autre et également par rapport à leur axe propre de rotation sofft réglab2 es. Comme on le voit sur la figure 1, le cobÉe9)J intérieur 28 est une lame rectangulaire qui comporte plusieurs lumières transversales 38. Des vis de blocage 40 qui passent dans les lumières 38 brident le couteau 28 sur le bras rotatif 24. Comme on le voit sur la figure 4, le couteau 28 est monté dans un logement 42 usiné dans la surface de 1' extrémité libre du bras 24. te fond du logement 42 comporte plusieurs trous taraudés espacés qui reçoivent les vis correspondantes 40 qui brident le couteau 28 dans son logement.Plusieurs vis de réglage 44 engagées dans des trous taraudés percés dans le bras 24, près de la paroi latérale du logement 42 s'appliquent contre le bord arrière du couteau 28 et permettent de modifier sa position. Chaque vis de réglage 44 est bloquée par un contre-écrou 46. La surface du fond du logement 42 fait avec les faces radiales du bras 24 un angle tel que le bord arrière du couteau 28 est incliné de la manière représentée sur la figure 4. Dans cet exemple, les parois du logement 42 sont orientées d'une manière telle que le tranchant du couteau 28 est parallèle à son axe de rotation, c'est-à-dire à l'axe de l'arbre inférieur 20. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, les deux tranchants doivent etre inclinés l'un par rapport à l'autre, mais celui qui est incliné par rapport à son axe de rotation peut setre indifféremment le tranchant inférieur ou le tranchant supérieur. Dans cet exemple, le tranchant du couteau inférieur 28 est maintenu parallèle à l'axe de son arbre 20, tandis que le tranchant du couteau supérieur 26 est incliné d'un angle prédéterminé par rapport à son propre axe de rotation pour assurer ce décalage angulaire des deux couteaux. te couteau supérieur 26 est représenté en plan sur la figure 5 à échelle réduite et il est représenté en plan et en élévation sur les figures à grande échelle 3 et 4. Comme on le voit sur la figure 4, le bras supérieur 22 comporte un logement 48 qui loge le couteau correspondant 26. te couteau 26 est également une lame rectangulaire qui comporte plusieurs lumières transversales 50 pour le passage des vis 52 qui brident le couteau 26 dans son logement 48. te fond du logement 48 comporte des trous taraudés qui reçoivent les vis 52 et sa paroi arrière comporte des trous taraudés qui reçoivent des vis de réglage 54 munies chacune d'un contre-écrou 56. Comme on le voit sur la figure 3, la surface du fond du logement 48 est légèrement inclinée par rapport à l'axe de l'arbre 18, comme l'indique la distance 58.Ainsi, le-tranchant du couteau 26 est incliné par rapport à une ligne parallèle à l'axe de l'arbre 18. La pente qui correspond à la distance 58 est relativement faible. Dans cet exemple, la longueur du couteau est d'environ 280 mm et la distance 58 indiquée sur la figure 3 est de l'ordre de 2,8 mm. Bien entendu la valeur de cet angle n'est pas limitative de l'invention et peut etre modifiée notamment en fonction des caractéristiques ou de l'épaisseur de la bande à découper. D'autre part, le tranchant du couteau 26 est également incliné dans un plan perpendiculaire à celui de l'angle 58 d'une manière réglable au moyen des vis 54. Ce second angle est indiqué sur la figure 5 par la distance 60. L'angle 60 délimite le point auquel les deux tranchants du couteau 26 et 28 viennent en contact mutuel en décrivant leurs axes respectifs. Comme on le voit sur la figure 6, le tranchant du couteau 26 décrit l'arc 26A et celui du couteau 28 décrit l'arc 28A. tes arcs 26A et 28A sont tracés par les points des tranchants des deux couteaux 26 et 28 qui sont les plus éloignés l'un de l'autre. L'écart A de la figure 6 correspond à l'angle 60 de la figure 5. On voit que le bord d'attaque du tranchant du couteau 26 vient d'abord en contact avec le tranchant du couteau 28 au point B qui est en avance de 70301 par rapport à la position centrale E des deux tranchants qui correspond au plan commun des deux axes de rotation. Dans la pratique, pour régler cet angle 60, on fait tourner manuellement les deux bras 22 et 24 jusqu'à ce qu'ils soient dans une position relative dans laquelle ils sont décalés de 70301 en amont de la position centrale E, puis on agit sur les vis de réglage 54 jusqu'à ce que les bords d'attaque des deux tranchants viennent en contact. Il faut noter que cet angle d'attaque de 70301 peut varier en plus ou en moins en fonction des caractéristiques de la matière à découper ou des conditions d'utilisation. Cette valeur de 70301 n'est donnée qu'à titre d'exemple et n'est pas limitative de l'invention. tes figures 6, 7 et 8 représentent les positions relatives du tranchant du couteau 26 et de celui du couteau 28 pendant l'opération de coupe. Il faut tout d'abord noter que, pendant la coupe proprement dite, le tranchant animé de la plus grande i- tesse frotte sur toute la longueur de l'autre tranchant pendant la course angulaire de 70301 indiquée sur la figure 6 au cours de laquelle les deux tranchants restent en contact mutuel. Pour obtenir cet effet de frottement, il est essentiel que l'un des tranchants ait une vitesse périphérique plus grande que celle de l'autre tranchant. Par ailleurs, il est également nécessaire que les deux tranchants se croisent selon un angle approprié pour qu'ils créent un mouvement de cisaillage. tes points B, C, D et E de la figure 6 correspondent à quatre positions différentes du point de contact des tranchants des couteaux 25 et 28 lorsqu'ils effectuent leur course angulaire de coupe qui est de 7030!. Les lignes B, C, D et E des figures 7 et 8 représentent les positions relatives des deux tranchants lorsqu'ils passent successivement aux points B, C, D et au point central E. Il faut noter que sur. la figure 7 les lignes pleines qui correspondent au tranchant inférieur sont parallèles aux axes des arbres 18 et 20. La figure 8 est dans un plan perpendiculaire à celui de la figure 7, c'est-a-dire qu'elle est une vue de gauche selon la figure 6.Dans les positions B des figures 6, 7 et 8, les deux tranchants se croisent au point de contact F situé à l'extrémité commune des deux tranchants. Lorsque les deux tranchants se déplacent en passant par les points B, C, D et E de la figure 6, le point de contact F se déplace en glissant le long des tranchants, comme on le voit sur les figures 7 et 8, et les deux tranchants ne sont plus en contact dès qu'ils ont dépassé la position centrale E de la figure 5.Cet effet de cisaillage n'exige qu'une faible pression de coupe, ce qui supprime les problèmes de vibration posés par les découpeuses classiques qui procèdent par coupe-ecrasement. En outre, la coupe est parfaitement franche et l'usure des éléments coupants est eonslde'ra- bernent réduite, ce qui dirlinue notablement les frais d'entretien. L'appareil de l'invention peut être avantageusement associe à des machines ou emballent en continu des articles relativement plats. Dans les machines de ce type, 1^, deux bords d'lune bande continue de matière supportée \par le convoyeur 10 se replicnt progressivement sur les articles qui sont par exemple des gants cnirurgicaux. Les deux bords repliés sont ensuite soudés ensemble sur une ligne longitudinale. En outre, la machine d'emballage effectue des soudures transversales et la cisaille sectionne ensuite transversalement la bande pour détacher les articles e- 10 ballés.Dans une machine de ce type, les lumières 16 du convoyeur/ (figure 2) sont espacées dans le sens longitudinal d'une distance égale à la longueur des emballages complets. Dans les machines d1emballage de ce type, les lumières 16 du convoyeur 10 doivent avoir une largeur minimale pour que les articles soient convenablement supportés par le convoyeur et qu'ils ne s'affaissent ou ne tombent pas entre deux barrettes 12 voisines. ta coupe par effet de cisaillage s'effectue dans les lumières relativement étroites 16 du convoyeur de la manière représentée sur la figure 2, sans qu'il en résulte un choc violent, comme dans les découpeuses classiques utulisées dans de telles applications.On voit également sur la figure 2 que le tranchant du couteau supérieur 26 sectionne la feuille dans le plan de la face supérieure du convoyeur 10 et que dans ce plan, sa vitesse linéaire correspond à celle du convoyeur, tandis que le couteau inférieur se déplace à une vitesse linéaire plus fai- ble. Gracie à cette disposition, la coupe de la feuille est parfaitement franche, donc malgré que cet effet de cisaillage soit obtenu au moyen de deux couteaux rotatifs animés de vitesses périthériques-aifférentes, mais dont les vitesses angulaires sont au rapport 1 à 1. De cette manière, ils se rencontrent toujours au même point en synchronisme avec leur passage dans les lumières 16 du convoyeur. La coupe peut ainsi s'effectuer très rapidement entre deux barrettes relativement peu espacées du convoyeur 10. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent hêtre apportées awY éléments décrits ci-dessus sans sortir du cadre de l'ir,verltionr REVEDICATI0NS 1. Cisaille comportant deux organes coupants tournant en synchronisme autour de deux axes séparés et venant périodiquement en contact mutuel, cette cisaille étant caractérisée en ce que les organes coupants sont montés d'une manière telle que la distance comprise entre le tranchant du premier organe coupant et son axe de rotation est plus grande que la distance séparant le tranchant du second organe coupant de l'autre axe de rotation, de manière que les tranchants des organes coupants circulent à des vitesses linéaires différentes, les deux organes coupants étant disposés l'un par rapport à l'autre de manière qu'ils viennent en contact mutuel chaque fois qu'ils effectuent un tour complet, le premier organe coupant, dont le tranchant est le plus éloigné de son axe de rotation, ayant d'une part une première inclinaison par rapport au tranchant du second organe coupant, de manière qu'une extrémité du tranchant du premier organe coupant constitue un bord d'attaque venant d'abord en contact avec le tranchant du second organe coupant, et d'autre part une seconde inclinaison par rapport à son axe de rotation, de manière que son bord d'attaque soit plus éloigné de ltaxe de rotation que son autre extrémité. 2. Cisaille selon la revendication 1, caractérisée en ce que les rotations des deux organes coupants sont synchronisées par deux pignons engrenés de meme rayon et dont les cercles primitifs sont tangents, les deux organes coupants étant disposés de manière qu'ils viennent en contact mutuel sur une ligne de coupe située à l'intérieur du cercle primitif de l'organe coupant dont le tranchant est le plus près de son axe de rotation. 3. Cisaille selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe coupant, dont le tranchant est le plus éloigné de son axe de rotation, est monté dans une position telle que son tranchant délimite un angle de croisement par rapport au tranchant de l'autre organe coupant. 4. Cisaille selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe coupant, dont le tranchant est le plus rapproché de son axe de rotation est parallèle audit axe de rotation, le tranchant de l'autre organe coupant ayant deux inclinaisons différentes. 5. Cisaille selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe coupant, dont le tranchant est le plus éloigné de son axe de rotation, est monté sur un bras rotatif allongé dont une face comporte un logement, cet organe tranchant étant monté de manière amovible dans le logement, la surface du fond du logement étant inclinée de manière que, lorsque cet organe coupant est-monté dans le logement, son tranchant soit incliné d'un angle tel qu'une de ses extrémités constitue un bord d'attaque venant d'abord en contact avec le tranchant de l'autre organe coupant. 6. Cisaille selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de réglage modifiant l'orientation du tranchant dudit organe coupant incliné dans un plan perpendiculaire au plan de la surface du fond du logement, de manière que le bord d'attaque de ce tranchant soit à une plus grande distance de son axe dekrotation que son autre extrémité. 7. Cisaille selon la revendication 1, caractérisée en ce que le bord tranchant du premier organe coupant, qui est le plus éloigné de son axe de rotation, vient d'abord en contact avec le tranchant de l'autre organe coupant en amont de la position centrale délimitée par le-plan commun aux deux axes de rotation et glisse ensuite le long du second tranchant jusqu'à ce que les deux tranchants passent par la position centrale. 8. Cisaille comprenant deux couteaux transversaux tournant en synchronisme autour d'axes séparés et venant périodiquement en contact mutuel et un convoyeur de support à tablier mobile comportant des lumières transversales espacées longitudinalement, ce tablier circulant en continu entre les axes de rotation des couteaux, cette cisaille étant caractérisée en ce que les cou teaus sont montés d'une manière telle que la distance comprise entre le tranchant du premier couteau et son axe de rotation est plus grande que la distance comprise entre le tranchant du second couteau et son axe de rotation, les tranchants des deux couteaux s'appliquant l1un contre l'autre lorsqu'ils passent ensemble dans les lumières du convoyeur, le point de contact des deux tranchants étant pratiquement dans le plan de la face supérieluze du convoyeur, les tranchants des couteaux se déplaçant à des vitesses périphériques différentes, le tranchant du premier couteau se déplaçant à la mweme vitesse linéaire que le tablier du convoyeur, les deux tranchants s'appliquant l'un contre l'autre dans une des lumières du tablier chaque fois que les deux couteaux effectuent un tour complet.