Brevet FR2297121A1 — publié le 19760806

L'invention concerne un dispositif de coupe ou de prédécoupe de matériaux en feuilles. L'objet de l'invention se rattache aux secteurs techniques des outils de coupe et des appareils de coupe ou de marquage de matériaux tels que papier, ouate, feuille plastique... On connait de nombreux outils, appareils et dispositifs destinés à couper des matériaux en feuilles tels que papier, ouate, feuille plastique et similaires. Les réalisations proposées vont du simple coupe-papier aux appareils complexes utilisés à la fabrication du matériau. Divers systèmes de coupe sont employés, on cite notamment : la lame de rasoir, les ciseaux, les molettes coupantes, les lames emmanchées, D'autres systèmes sont également mis en oeuvre, tels que ceux dont le Déposant est également le titulaire, c'est-à-dire les dispositifs montés sur un distributeur de matériau enroulé et opèrant la coupe à la manière d'un ciseau, par simple traction sur le matériau ou par un autre moyen.Le déposant a également proposé des moyens de coupe par un organe fixe du genre fil mé tallique ou profilé en saillie, sur lequel roule un organe rota- tif présentant une gorge à un angle vif pour opérer la coupe du matériau placé entre cet organe et le fil métallique ; ou encore par deux organes rotatifs en contact, dont l'un présente une gorge à un angle vif et l'autre un profil arrondi. Suivant l'invention, on a voulu encore simplifier le problème en réalisant un dispositif de coupe,caractérisé en ce qu'il est constitué d'un fil métallique ou de la saillie arrondie d'un support, de très petite dimension, sur lequel ou laquelle un profil convexe est mis en contact en pression , en vue de la coupe, par roulement ou glissement du profil par rapport au fil ou à la saillie, du matériau reposant sur le fil ou la saillie, ou placé entre le fil ou la saillie et un support quelconque ; le fil ou la saillie pénétrant dans le matériau à la manière d'un outil. Suivant une autre caractéristique, le profil convexe est un organe du type roulement à billes ou rouleau à aiguilles, monté à rotation libre sur un support, et roulant sur le fil métallique ou la saillie. Une autre caractéristique se trouve dans le fait que le fil métallique ou organe fixe est maintenu à ses deux extrémités en légère tension et présente dans sa longueur une trajectoire ou dessin quelconque. Dans une autre caractéristique, le fil métallique ou la saillie arrondie a une dimension ou diamètre maximum-de l'ordre de cinq dixièmes de millimètres. Ces caractéristiques et d'autres ressortiront de la description oui suit. Pour fixer l'objet de l'invention, sans toutefois le limiter dans les dessins annexés La fiaure lest une vue en persnective, à caractère schématique illustrant l'idée principale de l'invention. La fiaure 2 est une vue en perspective montrant une première forme de réalisation du dispositif suivant l'invention. Les fiqures 3, 4 et 5 illustrent plusieurs formes de fils métalliques constituant 'organe fixe de coupe. La figure 6 est une vue perspective montrant une deuxième forme de réalisation du dispositif suivant l'invention. Les figures 7 et 8 sont des vues en coupe considérées tes- pectivement suivant les lignes 7-7 et 8-8 de la figure 6. La figure 9 est une vue de face d'une autre forme de réalisation du dispositif suivant l'invention. Les figures 10 et Il sont des vues de face illustrant deux autres réalisations du dispositif suivant l'invention dans les elles le matériau à couper est situé sous le fil métallique. La figure 12 est une vue perspective illustrant une réalisation semblable à celle de la figure 6, mais avec un moyen de guidage différent de l'organe mobile de coupe. Afin de rendre plus concret ltobjet de l'invention, on le décrit maintenant sous des formes non limitatives de réalisations illustrées aux figures des dessins. Un des éléments essentiels de l'invention est ltrgane fixe de coupe, c'est-à-dire le fil métallique illustré dans toutes les figures sauf une, la fiqure 9 où le fil métallique est remplacé par une partie dn relief solidaire d'un organe rotatif, comme on l'exs ue plus loin. Pour que la coupe de matériaux tels papier, ouate, feuille plastique ...., soit nette et facile , il faut respecter certaines conditions, à savoir : le fil métallique ou la partie en relief ou saillie, doit être de très petite dimension. Après expérience, on a établi que cette dimension, qui est en qénéral un diamètre, doit autre au maximum de l'ordre de 5/10è de mm. Au-dessus la coune n'est plus nette, ou l'effort de pression du profil en contact doit être trop important, ce qui conduit à mettre en-oeuvre des moyens complexes, donc coûteux, et à tenir correctement le matériau pendant la coupe pour éviter tout tassement ou glissement. Il suffit donc de poser et de fixer convenablement avec une légère tension sur un support 1, un fil métallique 2 de quelques dixièmes de millimètres, et d'y faire rouler ou glisser sous une certaine pression P,un profil convexe 3, pour opérer la coupe nette et rapide d'une feuille de matériau M posée sur le fil ou sous le fil, par simple enfoncement du fil dans le matériau . C'est ce que l'on a illustré schématiquement à la figure 1. Bien entendu pour rendre opérationnel ce principe, il faut prévoir d'autres dispositions pratiques, comme on l'a illustré aux figures suivantes. Suivant une première réalisation illustrée à la figure 2, le dispositif suivant l'invention est avantageusement conçu par une simple règle 4 sur laquelle on a tendu un fil métallique 5. L'organe ou profil convexe est ici simplement constitué d'un roulement à billes ou à aiguilles 6, monté à rotation libre dans un manche 7. L'utilisateur pose la feuille de matériau M sur le fil à l'endroit où il veut couper, et il fait effectuer au manche et au roulement un mouvement de translation suivant flèche f tout en exerçant une certaine pression P sur le manche. Le fil métallique utilisé est de préférence en acier de hautes caractéristiques mécaniques pour éviter toute déformation sous la pression, étant donné que le roulement classique de commerce est aussi réalisé dans un acier de bonnes caractéristiques. En pratique on utilise un fil métallique du type corde à piano, qui offre une surface très lisse, car on a remarqué que si les deux surfaces ou génératricessse contact sont très lisses, la coupe en est facilitée et le glissement du matériau est très diminué. A noter que le fil métallique joue le rôle d'un outil en pénétrant dans le matériau sous l'action de pression du roulement. L'intérêt de ces dispositions apparait bien aux figures 3,4, et 5, ou l'on voit que le fil métallique peut présenter toutes sortes de trajectoires ou dessins entre ses extrémités d'attache. Par exemple des lignes en zig-zag 8 (figure 3), des ondulations 9 (figure 4), des crénaux 10 (figure 5), etc. Les igues en zigzag sont intéressantes dans une application particulièrement visée qui est la coupe de nappes en papier pour tables de res taurant, avec bords dentelés. Si la distance entre les points d'attache du fil métallique est importante, on peut craindre des déplacements de ce fil pendant la coupe. Pour remédier à cela il suffit de prévoir un moyen de retenue du fil qui peut être par exemple une soudure par points ou par fusion du support de fil qui peut être en matériau plus tendre, un collage partiel ou total, ou simplement par adhérence sur un support approprié, ou encore par aimantation. Suivant une deuxième réalisation illustrée aux figures 6,7 et 8, on prévoit un guidage du roulement d'appui, ainsi que des moyens de mise en pression. On voit un support ou socle 11, constitué par exemple d'un profilé rectangulaire creux lla et de pieds llb placés à chaque extrémité du profilé et pouvant être équipés de patins d'antiglissement llc. Au-dessus du profilé lla s'étend parallèlement un profilé similaire 12 ou rail relié au profilé lla par des vis 13 ou similaires, traversant les deux profilés et se vissant dans les pieds. Le profilé 12 est simplement posé sur des entretoisffl 14 concentriques aux vis 13. Sur le profilé 12 coulisse un chariot forme par une plaque 15 entourant le profilé suivant trois faces et présentant une partie profongée 15a sur laquelle sont fixés à rotation libre deux galets ou roulements 16 destinés à rouler sous le profilé 12, tandis que l'organe mobile de coupe est un roulement l7 monté également à rotation libre au centre du prolongement 15a.L' écartement des profilés lla et 12 est défini pour que les trois galets ou roulements soient en contact avec leur chemin de roulement (profilé 12 et fil métallique 18), tandis qu'un jeu subsiste entre la face supérieure du profilé 12 et la plaque 15, de manière à absorber les écarts de position dus au règlage de pression qui est obtenu par des ressorts à boudins 19 concentriques aux vis 13 et s'appuyant sur la paroi inférieure et interne du profilé 12 et sous la tête de la vis 13. Pour faciliter la coupe, on peut prévoir sous le fil métallique une surface très lisse et de dureté importante pour éviter tout enfoncement du fil après une longue utilisation. Dans l'exemple illustré on fixe sur le profilé lIa, une plaque 61 en acier do bonnes caractéristiques. On peut aussi prévoir un traitement de surface du profilé lla. En variante, la plaque 61 peut être placée en compression entre les points de fixatIon pour ajouter un effet de pression à la coupe. Dans la réalisation illustrée à la figure 9, le fil métalli que est remplacé Dar une saillie demi-ronde 20aformée à la néri phérie d'un disque 20. Bien entendu, comme on l'a dit plus haut, cette saillie ne doit pas être importante (4/i0è de mm maxi) pour nue la coupe soit nette et facile .Cette coupe est réalisée ici par rotation du disque 20 en contact en pression sous un roulement 21. L'exemple illustré, représente un dispositif destiné à couper des bandes B1, B2, B3, B4, ... dans la longueur d'un matériau B enroulé ou non. Pour cela, on prévoit donc trois disques 20, montés à coulissement sur un arbre 22 et bloqués en position choisie. L'arbre 22 est monté tournant (paliers 23 par exemple) sur des montants 24 solidaires d'un socle 25. L'entrainement en rotation peut etre manuel (volant ou manivelle 26) ou automati que (moteur 27). Au-dessus de chaque disque tournent librement trois roule ments 21, portés par un axe 28 fixe, traversant à chaque extré mité les montants 24. Les roulements sont mis en pression sur les disques par tous moyens élastiques tels que ressorts à bou dins 29 attachés à l'axe et à un point fixe 30 des montants. En variante, les disques 20 peuvent recevoir un fil métalli que droit ou de trajectoire quelconque, fixé sur la périphérie par tous moyens connus. On peut également opérer la coupe du matériau M en le plaçant sous le fil métallique, comme on l'a illustré aux figures 10 et 11. On voit à la figure 11 un dispositif semblable à celui de la figure 6, c'est-à-dire comprenant un socle 31, un rail 32 placé en appui sur des entretoises 33 concentriques à des vis 34 tra versant le rail et le socle, et un chariot 35 guidé par les ga lets 36 et portant le roulement d'appui 37 mis en pression sur le fil métallique 38 par les ressorts à boudins 39. Pour permettre le passage du matériau sous le fil métallique on prévoit de former sur le socle 31 une entaille 31a avec pen tes d'accès, d'une profondeur un neu supérieure à l'épaisseur du matériau à couper. Lorsqu'on fait coulisser le chariot 35, qui est en pression, on comprend que par simple action élastique des ressorts, l' ensemble rail-chariot monté flottant, permet au roulement 37 de descendre dans l'entaille pour appliquer sous pression, le fil métallique sur le matériau. Suivant la réalisation de la figure Il, plus narticulièrement adaptée à un dispositif mural ou fixé sur un plan de travail, on voit le socle 40 ciii présente des extrémités 40a de fixation R un support et des decrochements 40b sur lesquels se vissent des vis 41 traversant des manchons 42. Ces manchons sont reliés entre eux par le rail 43 portant le chariot 44 à roulement d'appui 45 et des galets de quidaqe. Dans cette variante on prévoit de placer le matériau simplement sur le socle 40, en écartant le fil métallique pour l'engagement. Pour cela, le fil métallique 46 est attaché aux manchons 42, lesquels sont constamment poussés en direction du socle par des ressorts à boudins 47 s'appuyant dans le fond d'un évidement des manchons , et sous la tête de la vis 41. Le fil métallique est attaché aux manchots de telle sorte qu'il soit en contact avec le socle lorsque l'ensemble flottant est en pression. Pour décoller le fil métallique dU socle il suffit de tirer l'ensem- ble flottant (chariot-rail-manchons- fil), soit directement par le chariot, soit encore par une poignée, bouton ou similaire 48 du chariot ou des formes de préhension 49 des manchons, directement formées ou rapportées. On voit encore à la figure 12 un dispositif semblable à celui de la figure 6, c'est-à-dire avev socle 50, pieds 51, rail 52, entretoises 53, vis 54, ressorts 55, fil métallique 56, et plaque d'appui 57. Dans cette variante on prévoit un chariot 58 un peu différent, en ce sens qu'il est composé d'un fourreau 58a entourant complètement le rail 52 et supprimant ainsi les galets de guidage. A sa partie inférieure, le chariot se prolonge par une patte 58b portant à rotation libre le roulement d'appui 59. Pour faciliter la manoeuvre du chariot, on prévoit des empreintes en creux 58c sur chaque face latérale du chariot pour le logement des doigts du manipulateur. Le chariot étant par exemple réalisé en matière plastique ou en alliage léger. A noter que l'on peut régler la pression du roulement de manière à opérer seulement une prédécoupe du matériau. On voit encore à la figure 12 que le fil métallique est enroulé sur des bobines de stockage 60 afin de pouvoir le déplacer plusieurs fois lorsque la partie utilisée pour la coupe est usée. il est évident que toutes les combinaisons entre ces diverses réalisations sont possibles, et que l'on a illustré non limitativement quelques exemples, d'autres formes de réalisation peuvent être introduites sans pour cela sortir du cadre de l'invention. Les avantages ressortent bien de la description en particulier on souligne - simplification du dispositif de coupe par rapport aux appareils existants. - coupe nette et rapide sans effort par le montage en pression, de tous matériaux en feuilles minces. - Nombreuses possibilités de coupe par les formes du fil métallique. - Pas de glissement du matériau à couper lorsqu'il est placé sous le fil métallique. L'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'application non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiqués ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. - REVENDICATIONS - 1 - Dispositif de coupe ou de prédécoupe de matériaux en feuilles, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un fil métallique ou de la saillie arrondie d'un support, de très petite dimension sur lequel ou laquelle un profil convexe est mis en contact en pression, en vue de la coupe, par roulement ou glissement du profil par rapport au fil ou à la saillie du matériau reposant sur le fil ou la saillie, ou placé entre le fil ou la saillie et un support quelconque, le fil ou la saillie pénétrant dans le matériau à la manière d'un outil. - 2 - Dispositif suivant la revetication 1, caractérisé en ce que le fil métallique ou la saillie arrondie a une dimension ou diamètre maximum de l'ordre de cinq dixièmes de millimètreS. - 3 - Dispositif suivant les revendications 1 et 2 ensemble, caractérisé en ce que le fil métallique ou organe fixe est maintenu à ses deux extrémités en légère tension et présente dans sa longueur une trajectoire ou dessin quelconque. - 4 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le profil convexe est un organe du type roulement à billes ou rouleau à aiguilles, monté en rotation libre sur un support, et roulant sur le fil métallique ou la saillie. 5 5 - Dispositif suivant les revendications 1,2,3 et 4 ensemble caractérisé en ce que dans-une première réalisation, le fil métallique est simplement fixé sur une régle, tandis que le roulement d'appui est porté à rotation libre par un manche ou organe de préhension similaire, pour faire rouler le roulement sur le fil métallique par pression manuelle. - 6 - Dispositif suivant les revendications 1,2,3 et 4 ensemble, caractérisé en ce que dans une autre forme de réalisation, le fil métallique est fixé sur un profilé ou socle, tandis que le roulement d'appui est porté par chariot guidé en translation sur un rail ou profilé monté flottant et parallèlement au socle par simple appui sur des entretoises concentriques à des vis fixées sur le socle qui traversent le rail. - 7 - Dispositif suivant les revendications 1,2,3,4 et 6 ensemble caractérisé en ce que l'ensemble flottant rail-chariot est constamment rappelé en direction du socle par des organes élastiques réglables du type ressorts à boudins en appui sur la paroi inférieure interne du rail et sous la tête de la vis. - 8 - Dispositif suivant les revendications 1,2,3,4 ensemble, caractérisé en ce que dans une autre forme de réalisation, le matériau à couper est placé sous le fil métallique dans un-entail- le du socle ; le montage en pression élastique réglable du chariot assurant le contact ferme du roulement d'appui sur le fil métallique de coupe. - 9 - Dispositif suivant les revendications 1,2,3,4 ensemble, caractérisé en ce que dans une autre forme de réalisation, le matériau à couper est simplement posé sur un socle, de préférence fixé à un support horizontal ou mural, tandis que le fil métallique est solidaire d'un ensemble flottant compressant le roulement d'appui et relié au socle, afin d'écarter le fil métallique du socle pour glisser le matériau à couper. - 10 - Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé en ce que I'ensem;ale flottant comprend un chariot porte-roulement guidé en translation sur un rail ou profilé, dont les extrémités sont solidaires de manchons coulissant sur la vis de liaison entre le socle et le rail ; l'ensemble flottant étant constamment rappelé en direction du socle par de moyens élastiques du genre ressorts à boudins en appui sous la tête de la vis et dans le fond d'un évidemnt des manchons. - Il - Dispositif suivant les revendications 9 et 10 ensemble, caractérisé en ce que le fil métallique est attaché à l'extrémi- té inférieure des manchons, de manière à etre en contact avec le socle lorsque l'ensemble flottant est en position de pression. - 12 - Dispositir suivant les revendicatbns 9,10 et il ensemble; caractérisé en ce que un ou des moyens de levage de l'ensemble flottant, sont prévus soit sur Èe chariot soit sur les manchons sous forme de saillies, boutons, poignées, directement formé, ou rapportes. - 13 - Dipositif suivant l'une quelconque des revendications 5,6 8 et 9, caractérisé en ce que lton prevoit sur le socle et sous le fil métallique une surface lisse et de bonnes caractéristiques mécaniques, en particulier de dureté importante; cette surface pouvant etre obtenue par traitement thermique du socle ou régle, ou par une plaque rapportée. - 14 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 6, 8 et 9, caractérisé en ce que le chariot est guidé en translation par sa forme entourant le rail suivant trois côtés et le montage à rotation libre sur sa partie débordante portant le roulement d'appui, de galets ou roulements roulant sous le rail. - 15 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 6, 8 et 9, caractérisé en ce que le chariot est guidé en translation par sa forme de fourreau enveloppant complétement le rail ;une patte descendante portant à rotation libre le roulement d'appui. - 16 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 6, 8,9,14 et 15, caractérisé en ce que des empreintes en creux ou des formes en saillies, sont exécutées directement ou de manière rapportée sur le chariot pour faciliter la manipulation. - 17 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1, 5,8 et 9, et suivant les revendications 2 et 3 ensemble, caractérisé en ce que le fil métallique est maintenu sur son support par soudure, par points, par adhérence sur un support adhésif, ou par aimantation. - 18 - Dispositif suivant les revendications 1,2 et 4 ensemble, caractérisé en ce que dans une autre forme de réalisation la coupe est obtenue par pression d'un ou de roulements, montés à rotation libre sur un axe fixe, sur une saillie formée sur un ou des disques solidaires d'un arbre entraîné en rotation de manière manuelle ou automatique; l'axe portant le ou les rouXlements tant rappels lastiquement en pression sur le ou les disques par tous les moyens tels ressorts à boudins attachés à des montants supportant l'axe et l'arbre et reliés à un socle. - 19 - Dispositif suivant les revendic tlons 3 et 18 ensemble, caractérisé en ce que le disque reçoit par tous moyens de fixation sur sa périphérie, un fil métallique de coupe de trajectoire ou dessin quelconque. - 20 - Dispositif suivant la revendication 13, caractérisé en ce que la plaque rapportée est montée en compression entre les points de fixation du fil métallique, afin d'obtenir un effet de pression complémentaire à la coupe. - 21 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1, 2,3,5,6,8,9,13 et 20, caractérisé en ce quê le fil métallique est enroulé à chaque extrémité sur des bobines de stockage afin de pouvoir déplacer le fil plusieurs fois -lorsoue la partie utilisée pour la coupe est usée.