Brevet FR2424353A1 — publié le 19791123

La presente invention est relative à un procédé de découpage dlune feuille selon un contour prédéterminév et à une machine pour la mise en oeuvre de ce procédé. Elle concerne de façon généra le le découpage des matériaux en feuille souples DU semi-rigides, et par exemple le découpage des feuilles de matière plastique comme le polyéthylène ou le chlorure de polyvinyle, des matériaux textiles non tissés et de 11 ouate en faible épaisseur, etc.... pour réaliser des articles tels que des tabliers, des pointes à je ter pour bébé, des serviettes, des enveloppes de jouets gonflables, des bavoirs, etc.... On utilise habituellement à cet effet des machines comportant un support sur lequel on appuie le produit, et un couteau dont on appuie le tranchant sur le produit ; suivant les cas, le couteau présente un tranchant définissant un contour analogue au contour à découper et se déplace sensiblement perpendiculairement à la surface du produit pour découper celui-ci par écrasement sur le support, ou le couteau présente un tranchant de dimensions faibles par rapport à celles du contour à réaliser, et l?on produit le de- coupage en déplaçant ce tranchant sur la feuille le long du contour, généralement en donnant à ce tranchant une orientation oblique par ra pport à la feuille. Un tel mode de découpage conduit à exercer des pressions très importantes au niveau des tranchants des couteaux, ce qui entraîne une usure rapide de ces derniers, inconvénient d'autant plus sensible que ces couteaux sont souvent délicats et coûteux à réaliser. Llinvention propose un mode de découpage ne pré sentant pas ces inconvénients. A cet effet, l'invention propose un mode de coupage se caractérisant notamment par 1 absence de couteau , et plus généralement de tranchant effilé , le mode de décou page lui-même et un choix judicieux des matériaux constituant les différentes parties de la machine le mettant en oeuvre permettant de limiter les phénomènes d'usure à des pièces peu coûteuses et faciles à remplacer, en pratique des billes généralement en acier selon un mode de mise en oeuvre préféré du procédé. Ce procédé se révèle donc particulièrement écon-lique de mise en oeuvre ; il peut être mis en oeuvre en continu, sur une bande de matériau en défi lement continu, et ceci à grande vitesse, et ne fait appel à aucune installation croûteuse, ce qui permet de produire de façon économique des articles en grandes séries. Le procédé selon l'invention, pour le découpage dlune feuille selon un contour prédéterminé, est à cet effet caractérisé en ce que l'on applique la dite feuille sur une surface présentant une rainure dont au moins l'un des bords reproduit le dit contour, on applique sous pression une bille dlun diamètre supérieur à la largeur de la rainure contre la dite surface, avec - intercalation de la dite feuille, en regard de la rainure, et l'on provoque un déplacement relatif de la surface et de la bille tel que la bille parcoure la dite rai (Lt nure en appliquant sous pression la feuille au moins contre le bord de la rainure, de façon à la couper suivant ce bord. L'invention sera mieux comprise si l'on se réfère à la description ci-dessous, relative à un mode de mise en oeuvre non limitatif, ainsi qu'aulx dessins annexés qui font partie intégrante de cette description. La figure 1 montre u ne vue de dessus d'une pointe pour bébé susceptible d'entre réalisée selon l'invention. La figure 2 montre une vue en élévation latérale, suivant la plan II-II de la figure 3, d'une machine selon l'invention. La figure 3 montre une vue de cette machine en cou pe par le plan III-III de la figure 2. La figure 4 montre le développé plan du cylindre rainure de la machine selon l'invention. La figure 5 montre un détail de la figure 3 illustrant le mode d'faction cnnjuguée de la rainure et de la bille. La figure 6 montre une vue analogue dans le cas d'une variante de forme du profil de la rainure. La figure 1 montre, à titre d'exemple d'un produit susceptible d'être réalisé selon linvention, une "pointe" pour bébé dXun type connu en soi, présentant une forme en diabolo définie par deux bords longitudinaux l et 2 définissant une zone centrale rétrécie 3 dest- née à s'engager entre les jambes du bébé et deux zones plus larges, respectivement 4 et 5, de part et d'autre de cette zone centrale 3 pour définir le pan avant et le pan arrière de la "pointe" ; cette "pointe" est en outre délimitée par des bords transversaux 6 et 7 qui, lorsque la "pointe" est en place sur le bébé, entouretla taille de ce dernier respectivement vers l t avant et vers La pointe 8 est obtenue, dans l'exemple illustré, par découpage d'une bande 9 d'un matériau souple tel que du polyéthylène ou du chlorure de polyvinyle, par défilement de la bande 9 suivant une direction longitudinale 10 parallèle à ses bords les plus longs 11 et 12 dans une machine telle qu'illustrée aux figures 2 à 6, qui y aménage des découpes continues cycliques correspondant aux bords longitudinaux 1 et 2 raccordés bout à bout de pointes identiques 8 jointives par leurs bords transversaux 6 et 7 ; la bande 9 est ensuite tronçonnée par découpage transversal dans les zones correspondant aux bords transversaux 6 et 7 pour séparer les pointes. Dans l'exemple illustré, la bande 9 est découpée de façon appropriée,pour définir les bords longitudinaux 1 et 2 des pointes 8 juxtaposées,par passage entre la face supérieure 11 d'une table 12 et la périphérie cylindriqu e 13 d'un tambour rotat if 14 placé en regard de cette face 11 (figures 2 et 3). La périphérie 13 du tambour 14, par ailleurs cylindrique de révolution autour d'un axe 15 parallèle à la face 11 sensiblement plane, porte deux rainures annulaires continues, respectivement 16 et 17, présentant ici une largeur identique et constante ; dans l'exemple illustré aux figures 1 à 5, le profil transversal de la rainure 16 ou 17 est rectangulaire, ses deux bords, respectivement 18-19 et 20-21,de liaison avec la périphérie cylindrique 13 du tam d'une arte - - bour 14 présentant la forme/ à - angle droit lorsque l'on voit la rainure en coupe par un plan incluant l'axe 15 ; dans le cas de la variante. illustrée à la figure 6, qui montre une rainure 17a analogue à la rainure 17 le bord 20a correspondant au bord 20 en pratique le plus proche de ltautre rainure 16 présente un profil à angle droit comme dans le cas de la figure 5, mais le bord 21a correspondant au bord 21 présente un profil biseauté s'évasant de l'intérieur de la rainure :7a vers ltextérieur. Si l'on se réfère plus particulièrement à la figure 4 qui montre le développé de la périphérie cylindrique 13 du tambour 14, on voit que les bords des rainures 16 et 17 les plus proches, respectivement 19 et 20, définissent sur la périphérie cylindrique 13 du tambour 14 un contour identique respectivement à celui du bord 1 et à celui du bord 2 de la pointe 8. Les bords 18 et 21 sont quant à eux placés parallèlement à ces bords 19 et 20, respectivement, à l'extérieur de la zone de la périphérie 13 située entre ces bords, laquelle reprend exactement la forme de la pointe 8. En regard du passage iligé des rainures 16 et 17 lors de la rotation du tambour 14 autour de son axe 15, la face supérieure 11 de la table 12 présente deux fentes identiques, respectivement 22 et 23, dont les bords parallèles entre eux sont en outre parallèles à l'axe 15, symétriquement p ar rapport à un plan 24 contenant cet axe et qui est orienté perpendiculairement à la face Il (ce plan 24 cotncide avec le plan de coupe III-III de la figure 2). Par chacune des fentes 22 et 23 forme saillie au-dessus de la face supérieure 11 de la table 12 une bille, respectivement 25 et 26, dont le diamètre est supérieur à la largeur 6 la fente (mesurée perpendiculairement au plan 24),elle-même supérieure à la largeur des rainures 16 et 17 égale ment mesurée dans un plan englobant l'axe 15 et par exemple dans le plan 24, de telle sorte que chacune des billes 25 et 26 pour l'essentiel logée sous la fente correspondante, respectivement 22 et 23, puisse venir en contact simultanément respectivement a vec les deux bords 18 et 19 de la rainure 16 et avec les deux bords 20 et 21 de la rainure 17, audessus de la face 11 ;; la longueur des fentes 22 et 23, mesurée parallèlement à l'axe 15, est telle que les blles 25 et 26 puiss ent rester ainsi au contact des deux bords de la rainure correspondante quelle que soit la zone de cette rainure 16 ou 17 qui se trouve à un instant donné devant la fente, respectvement 22 et 23. Ainsi, lorsque le t ambour 14 est entraîné en rotation autour de son arbre 15 soit par un ensemble moto-réducteur non représenté, soit par la bande 9 de matériau à découper que l'on déplace sur la face supérieure 11 de la table 12 suivant la direction 10 en moyenne parallèle à cette face 11 et perpendiculaire à 1' axe 15, entre la périphérie cylindrique 13 du tambour 14 et la face 11, les billes 25 et 26 évoluent parallèlement à l'axe 15, respectivement dans la fente 22 et dans la fente 23, pour rester en contact par l'inter- médiaire de la bande 9 respectivement avec les deux bords 18 et 19 de la rainure 16 et avec les deux bords de la rainure 20 et 21. La pression avec laquelle le tambour 14 peut être appliqué vers la table 12, ctest-à-dire en pratique la pression avec laquelle chacune des billes 25 et 26 applique la bande 9 contre les bords 18 et 19 de la rainure 16 ou contre les bords 20 et 21 de la rainure 17 étant réglable par exemple par le jeu de moyens non représentés agissant sur les paliers définissant llaxe de rotation 15 du tambour 14 et portant ce dernier, il est possible de donner à cet effort une valeur telle que la bande 9 se cisaille sous l'action des bugles 25 et 26 contre les arêtes 18 et 19 de la rainure 16 et cnntre les arêtes 20 et 21 de la rainure 17 (cas des figures 2 à 5),ou cnntre le bord 20a de la rainure 17a si l'on adopte le profil illustré à la figure 6, lequel peut naturellement se retrouver au niveau de la rainure 16 ; lorsque l'on adopte le profil illustré à la figure 6 dans le cas d'une rainure 17 a correspondant à la rainure 17, on voit que le matériau constituant la bande 9 est cisaillé au droit du bord 20a et simplement écrasé au niveau du bord biseauté 21a, la zone de la bande 9 évoluant directement en regard de la rainure 17a, entre les bords 20a et 21a de cette dernière, restant alors raccordée à la zone de déchet située dans cet exemple entre le bord 2 des pointes 8 et le bord longitudinal 12 de la bande 9 (voir la figure 1). Ainsi, la bande 9 introduite entre la périphérie cylindrique 13 du tambour 14 et la face supérieure 11 de la table 12 en sort sous la forme dtune bande centrale 27 dont les bords longitudinaux sont formés du raccordement bout à bout respectivement des bords longitudinaux 1 et des bords long itudinaux 2 des pointes 8 raccordées par leurs bords transversaux 6 et 7, lesquels sont ensuite aménagés par tronçonnage transversal de cette bande 27, et de deux bandes latérales de déchet 28 et 29 qui peuvent être recyclées ; lorsque l'on adopte la disposition illustrée à la figure 6, chaque bande 28 ou 29 est unique ; lorsque l'on adopte la disposition illustrée à la figure 5, chaque bande 29 ou 28 ett elle-même formée de deux bandes élémentaires dont l'une est formée par la zone de la bande 9 qui a transité en regard d'une rainure et llautre par la zone de la bande 9 passée à l'extérieur de ltespace situé entre les rainures 16 et 17. Diverses dispositions accessoires peuvent être adoptées pour faciliter le fonctionnement de la machine. Pour améliorer le guidage de la bande 9 entre la périphérie cylindrique du tambour 14 et la face supérieure 11 de la table 12, on peut prévoir symétriquement par rapport au plan 24, de part et d'autre de celui-ci, deux tambours de guidage 30 et 31 montés à rotation autour d'axes, respectivement 32 et 33, parallèles à l'axe 15 et qui sont placés de telle façon qu'un plan 34 tangent à leurs deux périphéries cylindriques, ici au niveau de leu r génératrice supérieure , soit sécant de la périphérie cylindrique 13 du tambour 14 de telle sorte que, lorsque llon met en tension longitudinale la bande 9 par exemple en la tirant suivant la direction longitudinale 10 de llamont du tambour 14, cette bande 9 contourne la périphérie du tambour 30 vers l'aval de ce. tambour 14 où les bandes 27 à 29 contournent la périphérie du tambour 31, la bande 9 soit appliquée fermement contre la périphérie cylindrique 13 du tambour 14. En outre, on peut créer une aspiration à travers la face supérieure 11 de la table 12 pour tendre à maintenir la bande 9 aussi plane que possible. Des dispositions peuvent être également prévues pour faciliter le jeu des biliés 25 et 26, qui d'une part doivent se déplia cer transversalement, ctest-à-dire parallèlement à llaxe 15, pour suivre les sinuosités des rainures 16 et 17 lors de la rotation du taibour 14, et dlautre pàr-t; tourner sur ellegmemes du fait du contact avec ce tambour 14 tournant via la bande 9 de matériau défilant. Afin d'éviter une rotation désordonnée des billes sur ellesmêmes, on a prévu dans exemple illustré de porter chacune de ces bil.ies, sous la fente correspondante 22 ou 23, par un jeu de deux tambours cylindriques montés à rotatinn libre autour de leurs axes respectifs parallèles à l'axe 25, de part et d'autre du plan 24. Ainsi, si l'on se réfère plus particulièrement à la figure 2 qui illustre le cas de la bille 26 et à la figure 3 wisposition identique étant adoptée au niveau de la bille 25, on voit que cette bille 26 repose sous la fente 23 sur un jeu de deux roulea ux, respectivement 35 et 36, montés à rotation libre autour de leurs axes respectifs 37 et 38 parallèles à l'axe 15 et situés à un même niveau sous la face supérieure 11 de la table 12, la distance ent re leur périphérie étant inférieure au diamètre de la bile 26 ; ces deux rouleaux 35 et 36 tendent à guiller la rotation de la bille 26 sur elle-meme de telle sorte que cette rotation sleffectue à chaqueinstant autour dXun axe aussi proche que possible d'une direction parallèle de l'axe 15, ce qui réduit 1s frottements auxquels est soumise la bille et par conséquent l'usure de cette bille compte teiiu de ce que, en fonction de la vitesse de défilement de la bande 9 suivant la direction 10, cette bille peut etre amenée à effectuer plus ieurs dizaines de tours sur elle-meme par seconde. De préférence, les billes 25 et 26 sont réalisées en un matériau tel que l'acier présentant une dureté inférieure à celle du tambour 17 de façon que le contact de cha que bille avec les bords de la rainure correspondante du tambour se traduise par une usure de la bille/dans une moindre mesure par usure du tambour, ce qui se traduit par une possibilité d'économie sensible à l'entretien des machines. Ces chiffres étant donnés à titre purement indicatif, on a obtenu de bons résultats dans la coupe de matériau textile non tissé d'une épaisseur de l'ordre du 1/10 de mm et de matière plastique d'une épaisseur de l'ordre de 25 r en utilisant un tambour de coupe 14 d'un diamètre de tordre de 160 mm et d'une dureté supérieure à 62 Rockwells, des billes en acier de 60 g et de 25 mm de diamètre,des rouleaux porteurs tels que 35 et 36 dtun diamètre de 25 mm, d'une dureté de l'ordre de 62 Rockwells, portés par des roulements à billes ; la largeur des rainures 16 et 17 était de 12 mm ; le cylindre 14 effectuait cinq rotations sur lui mêm,-e par seconde à raison d'une pointe 8 découpée par rotation. Naturellement, de nombreux contours peuvent être découpés selon l'invention; lorsque l'on désire réaliser ces contours conformément à I :exemple décrit et illustré, compte tenu de ce que chaque bord longitudinal 1 ou 2 de la pointe 8 doit hêtre considéré comme un contour, le guidage correct de la bille par la rainure correspondante du tambour exigeq-aucune zone de la rainure ne soit parallèle à l'axe 15 de ce tambour et que chaqu e contour présente une intersection unique avec chaque génératrice de la périphérie cylindrique du tambour ; d'autres modes de mise-en oeuvre où la bille ne serait pas guidée par la rainure dXun tambour rotatif et où cette condition ne serait pas imposée pourraient naturellement être envisagés sans que l'on sorte pour autant du cadre de l'invention0 On pourrait en effet prévoir des moyens autres que ceux qui ont été décrits et illustrés pour assurer un déplacemefit relatif dtune bille et de la rainure qui constitue sa contrepartie. En outre, bien que lton ait décrit le cas du découpage dtune feuille unique, il est évident que l'on pourrait également effectuer selon l'invention le découpage d'un empilement de plusieurs feuilles de nature identique ou différente, solidaires ou indépendantes. REVENDICATIONS 1) Procédé de découpage dlau moins une feuille selon un contour prédéterminé, caractérisé en ce que lton intercale la feuille entre une rainure dont au moins l'un des bords reproduit le contour et une bille d'un diamètre supérieur à la largeur de la rainure, et l'on provoque un déplacement relatif de la rainure et de la bille tel que la bille parcoure la rainure en appliquant sous pression la feuille contre au moins le dit bord, de façon à la couper suivant ce bord. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on provoque le dit déplacement relatif en déplaçant coqpintement la rainure et la feuille suivant une direction longitudinale prédéterminée, en maintenant la bille fixe suivantcette direction, et en autorisant un déplacement de la bille suivant une direction transversale en la maintenant en co ntact sous pression avec la rainure, avec intercalation de la feuille, de telle sorte qu'elle se déplace transversalement, au fur et à mesure du défilement longitudinal de la rainure, en suivant transversalement l'évolution des zones de cette dernière successivement en regard. 3) Machine de découpage pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisée en ce qu'elle comporte - une surface présentant une rainure dont l'un au moins des bords reproduit le contour, - une bille de diamètre supérieur à la largeur de la rainure, - des moyens pour appliquer la bille sous pression sur la surface, en regard de la rainure, - des moyens pour provoquer un déplacement relatif de la surface et de la bille tel que la bille parcoure la dite rainure. 4) Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'au moins le dit bord de la rainure présente une arête. 5) Machine selon lune quelconque des revendications 3 et 4, caractérisée en ce quelle comporte des moyens de réglage de la pression d'application de la bille sur la surface. 6) Machine selon lune quelconque des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que la dureté de la bille est inférieure à la dureté de la surface. 7) Machine selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisée en ce qu'elle comporte - un tambour présentant une périphérie cylindrique de révo lution autour d'un axe et monté à rotation autour de cet axe, la dite périphérie cylindrique définissant la dite surface, - des moyens d'entraînement du tambour à rotation autour du dit axe, - une rainure fermée sur elle-meme sur la dite périphérie cylindrique, le développé plan de cette rainure reproduisant le dit contour, - un support fixe à proximité de la dite périphérie cylindrique, ce support portant la bi île, - des moyens de guidage de la bille sur le support, autorisant le déplacement delta dite bille sensiblement parallèlement à l'axe du tambour - des moyens dalimentation et de reprise de la feuille, tels que celle-ci se déplace suivant une drection perpendiculaire à l'axe du tambour, entre la périphérie cylindrique de celui-ci et le support. 8) Machine selon la revendication 7, caractérisée en ce que les moyens pour appliquer la bille sous pression sur la dite surface comportent des moyens pour appliquer le cylindre sous pression vers le support. 9) Machine selon ltune quelconque des revendications 7 et 8, caractérisée en ce que les moyens de guidage de la bille comportent, au-delà de celle-ci par rapport au tambour, deux rouleaux cylindriques de révolution autour d'axes parallèles à l'axe de celuici et montés à rotation autour de ces axes, la distance entre ces rouleaux étant inférieure au diamètre de la bille, qui repose entre eux à i opposé du tambour. 10) Machine selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisée en ce que les moyens de guidage de la bille compor tent - une fente parallèle à l'axe du tambour, dans le support, et présentant une largeur inférieure au diamètre de la bille et supérieure à la largeur de la rainure du tambour, - des moyens pour porter la bille à l'intérieur du support, en regard de la fente, de telle sorte que la bille forme partiellement saillie à l'extérieur du support via cette fente. 11) Machine selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisée en ce que les moyens d'alimentation et de reprise de la feuille comportent, respectivement de part et d'autre de la fente sur le support, deux cylindres de guidage dont chacun est monté à rotation autour d'un axe parallèle à l'axe du tambour, la périphérie cylindrique du tambour s'engageant entre les périphéries de ces cylindres. 12) Machine selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, caractérisée en cé que le support comporte une table aspirante en regard de la périphérie du tambour. 13) Machine selon lune quelconque des revendications 7 à 12, caractérisée en ce que la rainure présente une seule intersection,avec chaque génératrice du tambour cylindrique. 14) Machine selon l'une quelconque des revendications 3 à 13, caractérisée en ce que la dite surface comporte une pluralité de rainures, et en ce qu'il est prévu une pluralité de billes à raison d'une par rainure, chacune des billes présentant un diamètre supérieur à la largeur de la rainure correspondante, des moyens pour appliquer chaque bille sous pression sur la dite surface en regard d'une rainure, et des moyens pour provoquer un déplacement relatif de la surface et des billes tel que chaque bille parcoure la rainure correspondante.