Brevet FR2430297A1 — publié le 19800201

La présente invention concerne des perfectionnements aux éjecteurs de chutes pour enlever les chutes d'une fonne donnée formée par le découpage d'une matière en feuille, telle que des plaques de carton ondulé, sur un appareil de découpage rotatif. Le découpage de plaques de carton ondulé à des contours désirés est habituellement effectué par des machines rotatives de découpage. La figure 1 représente schématiquement un tel appareil de forme classique. On oblige un empilage de plaques de carton ondulé 1 sur une table d'alimentation 3 à entrer une à une entre une paire de rouleaux d'alimentation 4 à l'aide d'un pousseur alternatif 2. Avec la rotation de ces rouleaux, les plaques sont alimentées en succession vers la zone de découpage 5 et une zone 6 d'enlèvement de chutes (décorticage), de façon qu'elles soient découpées dans la zone 5 et que les chutes qui en résultent soient éliminées à partir des plaques découpées dans la zone 6.La zone de découpage 5 se compose d'un cylindre coupeur équipé avec une matrice de découpage sur sa surface périphérique extérieure et conçu pour tourner dans une direction donnée à une vitesse prédéterminée, et d'un cylindre de contre-pression placé pour s'adapter avec le cylindre coupeur et pour tourner en sens contraire mais à la même vitesse que le cylindre coupleur, le cylindre de contre-pression étant équipé avec une pièce ou couche sur sa surface périphérique extérieure contre laquelle la matrice doit être appliquée. Chaque feuille de planche de carton ondulé est découpée (cisaillée) entre les lames de la matrice et la couche de réception de lames. Le découpage dans cette zone de découpage 5 est accompli dans l'une ou l'autre des deux dispositions suivantes.L'une est appelée la méthode de coupe dure parce que, comme illustré dans la figure 2A, la pièce à travailler est découpée par des lames planes appuyées contre une pièce d'acier recevant la lame. L'autre est la méthode à coupe douce qui utilise une combinaison de lame de scie et d'une pièce réceptrice de lame avec garniture de caoutchouc, comme représenté à la figure 2 (B). Dans la première, la surface d'un cylindre de contre-pression 8 (qui sert d'organe de contrepression de lame) est durcie en surface de peur qu'elle soit endommagée par le contact avec les bords des lames droites 7. Dans la deuxième, les bords des lames en dents de scie 10, qui mordent dans la couche garnie de caoutchouc 11 d'un cylindre de contre-pression pour découper chaque plaque de carton ondulé, endommageront naturellement la surface périphérique extérieure de la couche de garniture en caoutchouc 11.Celle-ci, à son tour, émoussera les lames de dents de scie 10 ce qui détermine un découpage incomplet de la plaque de carton ondulé. Pour cette raison, il est habituel de faire varier le rapport de vitesse de rotation du cylindre coupeur 9 et du cylindre de contre-pression 12 légèrement, par exemple de 49/50 tandis, qu'en meme temps, on permet au cylindre de contre-pression 12 de se décaler en position axialement par rapport au cylindrecoupeur 9 de façon que les bords des lames de scie 10 entrent en contact uniformément aussi largement que possible avec une surface périphérique extérieure de la couche garnie de caoutchouc 11 au lieu de ne le faire que dans une partie de surface limitée, inchangée. Comme il est indiqué ci-dessus, le découpage est réalisé généralement de deux façons différentes. Dans chaque cas, les chutes formées par découpage ne sont pas complètement dissociées du reste de la plaque de carton ondulée mais sont laissées derrière dans la feuille découpée. Ceci nécessite une opération supplémentaire d'enlèvement de chutes (décorti cage). Les procédés pour enlever les chutes sont en gros classés en deux. L'un utilise, comme représenté à la figure 1, une zone d'enlèvement de chutes 6 séparée d'une zone de découpage 5. L'autre est appelée un procédé à ensemble simple par le fait que la zone de découpage 5 accomplit à la fois le découpage et l'enlèvement des chutes qui en résulte. Les dispositions habituellement utilisées pour le découpage et l'enlèvement de chutes simultanés sont illustrés typiquement en construction à la figure 3. Comme il est représenté, des morceaux 12 et 13 de caoutchouc mousse d'éjection pour séparer à force la pièce travaillée (appelée aussi "forme") et la chute, respectivement, sont attachés à la surface d'une matrice 14 monté sur un cylindre de découpe. Les pièces de caoutchouc mousse 12, 13 sont de hauteur et de dureté choisies de façon appropriée pour obtenir les valeurs et vitesses optimum de décorticage. Cette dispositon rend possible la séparation de la plaque découpée (forme) 15 et de la chute 16 dès qu'on les oblige à se dégager de la machine 14. Cependant, les dispositions à ensemble simple existant impliquent les difficultés suivantes (i) à cause de la grande vitesse d'alimentation des plaques de carton ondulé, habituellement dans la gamme d'environ 2 à 3 mètres/seconde, le décorticage de chaque feuille découpée 15 et de la chute en résultant doit être réalisé dans une période de temps très courte. (ii) la plus grande épaisseur de plaques de carton ondulé, (généralement d'environ 3 à 8 mm d'épaisseur) que le papier naire a pour résultat, comme indiqué à la figure 4, une grande distance dhasée relative S nécessaire pour séparer chaque forme 15 de la chute 16. (iii) comme il est représenté de façon caractéristique à la figure 5, la planche de carton ondulée, se compose d'une face externe avant 17 > d'une face intérieure lb, et d'une feuil- le cannelée 17 séparant les deux faces plates. En conséquence, les espaces parmi les feuilles composantes tendent à ce que les bords découpés de la plaque se prennent les unis dans les autres comme dans la partie B de cette figure. (iv) spécialement avec la disposition à coupe douce qui emploie des lames de scie, comme représenté dans la partie C de la figure 6, les bords découpés de la forme et par conséquent de la chute (tel qu'il est hachuré) sont dentelés de façon aussi tâche que les compo8ants, autrement dit les faces exté rleures et intérieures ainsi que la partie médiane ondulée de la planche, peuvent facilement se prendre les uns dans les autres. Ces difficultés se combinent pour gener la séparation des chutes des faces de plaques de carton ondulé, particulièrement où comme dans la figure 6, la feuille est fendue et découpée de façon qu'elle forme des chutes aux extrémités 20, sur l'extrémité d'entrée faisant face à la direction X de délivrance, et aussi forment des chutes 21 de fente ou de trou. La figure 7 représente une disposition typique de lart antérieur de la zQne d'enlèvement de chute de la zone de découpage (figure 1). Un cylindre supérieur 22, adapté pour etre actionné dans la même direction et à la meDe vitesse circonférentielle que le cylindre dé coupeur de la zone de découpage, porte un bloc d'éjection de chute 23 attaché par des moyens de fixation appropriés à la partie périphérique extérieure du cylindre correspondant au point où passe une chute 16 à éliminer.En face du cylindre supérieur 22, il est placé un cylindre inférieur 24, qui est recouvert d'une couche de caoutchouc mousse mou 25, de façon que la chute 16~puisse hêtre enfoncée par le bloc d'éjection 23 dans la mousse 25 pour l'élimination qui s'ensuit. Avec cet appareil du type à ensemble double, ainsi appelé parce que les zones de découpage et de séparation de chute sont prévues comme des ensembles séparés, il est néces saire de sortir la feuille découpeuse et la chute en résultant ensemble, et par conséquent, dans un état séparé incomplètement, vers la zone de séparation de chute.Cependant, la feuille découpée et la chute une fois piégés dans l'espace entouré par le bord de lame dans la zone de découpage tendent naturelle ment à se séparer l'un de l'autre au cours de leur cheminement vers la zone suivante. Ceci provoque fréquemment des retombées indésirables, à l'extérieur, de chutes pendant le transfert entre les deux zones et aussi un usage inefficace de la zone de séparation de chutes. Une contremesure apparemment efficace pourrait être de prévoir, comme indiqué dans la partie D de la figure 6, des entailles 26 comme faisant partie de la découpe séparant la pièce découpée et la chute. Cependant une telle mesure n'est pas pratique parce que la chute et le reste de la plaque, partiellement réunis par l'entaille 26, seraient plutôt difficiles à séparer pour l'élimination de la chute. L'appareil du type à ensemble double, comprenant des zones séparées pour le découpage et la séparation de chute, est coûteux et nécessite un espace considérable pour son ins tallation. En plus, l'assemblage des appareils exigent environ deux fois plus de travail et de temps que ceux d'un type à ensemble simple conçu pour les opérations simultanées de décou page et de séparation de chute dans une zone. C'est un objet de la présente invention de prévoir un éjecteur de chutes pour enlever de façon sûre les copeaux des lames de découpage qui permettent le découpage par l'appareil du type à ensemble simple qui n'exige pas un grand espace d'installation, un coût élevé ou plus de temps et de travail pour l'assemblage, alors qu'il évite tous les inconvénients des appareils de ce type. Ainsi en accord avec l'invention, un appareil éjec- teur de chutes est prévu pour être utilisé avec un appareil de découpage rotatif qui comprend un cylindre découpeur équipé avec des lames de découpage sur la surface périphérique extérieure, et un cylindre de contre-pression possédant une couche contre laquelle les lames sont appliquées, de façon à découper une pièce à travailler amenée entre les deux cylindres tournants caractérisé par le fait que chacune des lames de découpage présente une découpe ou échancrure, et qu'un levier éjecteur de chutes s'engage dans l'encoche ou fente pour être par ce moyen limité dans son mouvement vers le haut et vers le bas, avec une extrémité du levier éjecteur ayant une extrémité libre placée dans l'espace entouré par la lame de découpage et l'autre extrémité maintenue de façon oscillante par un support de lames de découpage, de façon que la chute formée par le découpage puisse être éliminée par le mouvement vers le haut dudit le vier. Ce qui précède, et d'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention, deviendront plus apparents à partir de la description détaillée suivante prise en conjonction avec les dessins joints dans lesquels : la figure 1 est une vue générale schématique d'un appareil de découpage rotatif classique les figures 2A et 2B sont des vues en coupe de deux dispositions de découpage différentes pour des appareils de découpage rotatif la figure 3 est une vue en coupe détaillée illustrant un procédé de l'art antérieur de séparation de la chute constituée par le découpage la figure 4 est une vue en coupe prise le long de la ligne AA de la figure 3 ; la figure 5 est une vue en coupe des extrémités découpées d'une pièce travaillée par découpage et de la chute constitués par le dispositif de la figure 3 ; la figure 6 est une vue en plan d'une pièce travaillée découpée par le dispositif de la figure 3 indiquant des relations caractéristiques entre la pièce découpée et les chutes qui en résultent ; la figure 7 est une vue plus détaillée illustrant un autre procédé de l'art antérieur de séparation de la chute formée par le découpage ; la figure 8 est une vue plus générale schématique d'un appareil de découpage rotatif incorporant l'invention ; la figure 9 est une vue en coupe aggrandie de la zone de découpage de l'appareil représenté à la figure 8 ; la figure 10 est une vue en plan agrandie, en coupe, de la lame de découpage et des parties associées de la zone de découpage de la figure 9 ; la figure li est une vue en coupe prise le long de la ligne QG de la figure 10 la figure 12 est une vue en plan d'une fente constituée dans le support de lame de découpage de la zone de découpage ; la figure 13 est une vue fragmentaire de la lame de découpage la figure 14 est une vue en coupe d'une modification à la réalisation représentée aux figures 8 à 13 avec deux leviers d'éjection de chutes au lieu d'un installé dans l'espace entouré par la lame de découpage ; la figure 15 est une vue similaire à celle de la figure 13 mais représentant une forme modifiée de la lame de découpage ; et la figure 16 est une vue similaire à la figure 11 mais représen- tant une coupe à travers la forme modifiée de la lame représentée à la figure 15. L'invention va maintenant être décrite en détail en rapport avec une de ses réalisations représentées aux figures 8 à 13. Un certain nombre de plaques, par exemple, carton ondulé 31, sont envoyées, une par une, à partir du fond de l'empilement sur une table d'alimentation, vers une paire de rouleaux d'alimentation 33 par un pousseur d'alimentation 32 qui est actionné alternativement par des moyens usuels. Les rouleaux d'allmentation 33 coopèrent pour forcer chaque plaque de carton ondulé 31 à s'avancer dans la zone de découpage. La zone de découpage se compose d'un cylindre coupeur 35, d'une matrice 36 mdntée sur le cylindre coupeur, et d'un cylindre de contre-pression 34. La plaque de carton ondulé 31 est découpée à une forme désirée par la matrice 36 et le cylindre de contre-pression 34. Comme représenté à la figure 9, le cylindre coupeur 35 est creux et tourne dans un sens donné à une vitesse circon férentielle prédéterminée, actionné par une machine motrice non représentée. Le cylindre de contre-pression 34, en contact avec le cylindre coupeur 35, tourne en sens contraire mais à la même vitesse circonférentielle. La matrice 36 est construite de la façon suivante. Un support de lame 39 attaché autour du cylindre coupeur 35 présente des fentes circulaires 39' dans chacune desquelles une lame de découpage 37 est adaptée par pression. Chaque lame 37 est entourée par un morceau de mousse d'éjection 38 ou de matière similaire fixé au support de lame 39.Un nombre approprié de telles lames découpeuses 37 et de morceaux d'éponge 38 sont disposés au-dessus du support de lames 39, en des points stratégiques circonférentiellement et axialement de celui-ci qui dépendent du contour, de la taille, et des intervalles des parties de la pièce qui doit être découpée. Le cylindre coupeur 35 et le support de lame 39 possèdent des trous correspondant 35a constitués à angle droit de leurs axes et à des intervalles appropriés (par exemple environ 50 mm de part et d'autre) sur les périphéries extérieures. Chaque lame de découpage 37 présente une encoche carrée 37' constituée dans la partie à moitié fixée dans le support de lame 39, comme indiqué à la figure 13. Chacun des leviers d'éjection de chutes 42 s'étend à travers l'encoche 37' et se termine avec une extrémité libre dans l'espace entouré par la lame 37. L'autre extrémité du levier est adaptée de façon élastique et s'engage dans une partie évidée d'un pivot 43 Le levier d'éjection de chutes 42 est prévu pour osciller vers le haut et en arrière autour de l'extrémité dans laquelle il s'engage dans la partie évidée du pivot 43, qui est fixé à son tour dans le support de lame 39 au moyen d'une pointe 44. Un cylindre pousseur 41 est logé dans le cylindre coupeur 35 avec son axe décalé par rapport à l'axe de ce cylindre, et ce cylindre excentrique tourne dans le même sens, à la meme vitesse angulaire que le cylindre coupeur 35. A travers chaque Jeu superposé de trous 35a est disposé de manière libre, un poussoir 40 dans une direction radiale pour être animé d'un mouvement longitudinal. Un certain nombre de ces poussoirs sont disposés à des endroits approriés axialement et sur la circonférence du cylindre coupeur 35, en correspondance au nombre et aux emplacements des leviers d'éjection de chutes 42 qu'on doit employer. Ces poussoirs 40 sont conçus de façon telle qu'ils se déplacent avec la rotation du cylindre coupeur 35 et soient obligés de se déplacer par l'action de cames excentriques du cylindre pousseur 41 pour fonctionner comme il suit. Lorsqu'un levier d'éjection donné se trouve dans la région E de la figure 9, le poussoir associé 40 se trouve en contact, à son extrémité intérieure, avec la surface extérieure du cylindre pousseur 41, l'extrémité extérieure du poussoir dans le trou étant enfoncée par rapport à la surface extérieure du support de lames 39. Avec la rotation du cylindre coupeur 35, le levier d'éjection approche de la région F, lorsque le poussoir 40 est pressé radialement vers l'extérieur, avec son extrémité extérieure émergeant graduellement du trou et de la surface du support de lames 39. Ce mouvement de chaque poussoir 40 est effectué en choisissant de façon appropriée la longueur du poussoir et l'amplitude de l'excentricité. Les poussoirs 40 sont consti tués en matériaux légers, par exemple une résine synthétique, et ont un état de surface particulièrement fini de façon qu'ils puissent coulisser facilement longitudinalement dans les trous 35a. Lorsqu'il fait saillie à la surface du support de lames 39s chaque poussoir 40 entre en contact avec le levier d'éjection de chutes 42 et le pousse radialement en l'éloignant de la surface support de base. La matrice- 36 est maintenue en place de la manière suivante. Tout d'abord chaque lame de découpage 37 présente une encoche carrée 37' de dimensions prédéterminée (largeur 1 et hauteur h). (Prière de se référer à la figure 13). Ensuite, des paires de trous 39" sont percés dans le support de lames 39, de manière telle que la distance centre à centre des trous en résultant de chaque paire de trous soit la dimension 1 d'une valeur prédéterminée. Une scie à chantourner, habituellement employée pour ces travaux, est introduite dans chaque trou et ensuite les deux trous sont reliés par une fente 39' pour recevoir une lame de découpage 37. (Prière de se référer à la figure 12). En suivant cette fente du support de lame 39, la lame 37 est fixée à force dans la fente 39' et est disposée fermement dans cette position.Ensuite, à partir de la distance m entre les centres de la chute qui doit être constituée et le poussoir 40, la longueur n du levier d'éjection de chute 42 est choisie de façon appropriée, et le pivot 43 est fixé à une extrémité de longueur n par une pointe 44. L'encoche 37' du levier d'éjection de chute 42 est tel que sa largeur 1 est plus grande que la largeur 1' du levier lui-même (figure 10) et sa hauteur h réalise une ample tolérance pour que le levier d'éjection 42 se déplace radialement au moyen du poussoir 40. Le repère 38 indique un morceau d'éponge d'éjection pour obliger une forme découpée à se dégager. Avec la costruction qui a été décrite jusqu'ici, l'appareil réalisé fonctionne de la manière suivante. Chaque plaque de carton ondulé 31, amenée par les rouleaux d'alimentation 33, passe entre le cylindre coupeur 35 et le cylindre de contre-pression 34. Pendant sa délivrance, dans la direction d'une flèche, la plaque est découpée par les lames de découpage 37 de la matrice 36 montée sur le cylindre coupeur 35, appliqué contre le cylindre de contre-pression 34. La pièce découpée est dégagée par l'élasticité des morceaux d'éponge d'éjection 38 vers la station suivante pour une autre opération de fabrica tion. Chaque chute constituée par le découpage est portée par cette lame de découpage 37 tournant avec le cylindre coupeur 35. Lorsque la chute approche de la région F, le poussoir associé 40 est radialement soulevé par l'action de la came excentrique du cylindre pousseur 41 de façon que I' ex- trémité extérieure du poussoir fasse saillie au-dessus de la surface du support de lames 39 sur le cylindre coupeur 35, en pressant de cette façon le levier d'éjection de chute 42 et par conséquent en éjectant la chute. Avec la rotation ult6- rieure du cylindre coupeur 35, la chute atteint la région F où elle est dégagée de la lame et tombe sur un transporteur de chutes non représenté pour enlèvement vers un point de collecte externe quelconque. Avant ceci, l'ensemble de découpage retourne vers la région E avec la rotation du cylindre coupeur 35, le poussoir 40 est replacé axialement à sa position initiale et, par conséquent, le levier d'éjection de chutes 42 est maintenant libre de revenir à la surface du support de lames 39. Quoique le levier d'éjection 42 lui-même manque de toute possibilité d'action de retour à sa position originale, il y revient lorsqu'il est appliqué contre le support de lame 39 par la chute constituée à nouveau par la découpe suivante dans la région E. Le cycle qui vient d'être décrit est répété pour découper la plaque de carton ondulée comme désiré et pour enlever la chute. Alors que l'encoche 37' dans cette réalisation a été décrite et illustrée à la figure 13 comme une découpe carrée ou rectangulaire à 1 'extrémité inférieure de la lame 37, ceci n'est pas une limitation de l'invention. Elle peut par exemple, à la place, être une découpe ou une fente rectangulaire constituée suivant une hauteur appropriée de la lame 37, pourvu que la largeur soit inchangée, comme représenté aux figures 15 et 16. Dans ce cas, le problème d'assemblage qui peut être soulevé par l'impossibilité d'insérer le levier d'éjection de chutes 45 à travers la fente 37' devra être résolu, comme indiqué à la figure 16, en divisant le levier en une palette d'éjection de chute 45 et en un bras de levier 46, leur assem blage étant réalisé par collage ou d'autres moyens pour mener à bien la fabrication du découpage.A l'endroit où la lame de découpage circulaire 37 est trop grande où allongée dans sa forme, deux ou plusieurs découpes ou fentes peuvent être constituées, avec des leviers d'éjection de chutes respectifs 42 comme représentés à la figure 14. De la même façon, alors que le levier d'éjection de chutes, dans la réalisation, a été décrite comme étant actionné par le cylindre pousseur et le poussoir, ceci n'est pas une limitation non plus. Par exemple, le levier d'éjection lui-même peut posséder une élasticité qui le maintient éloigné de la surface support de lames. Seulement pendant la procédure d'éjection, il sera forcé contre la surface support par la pression de resserrement exercée entre le cylindre de contre-pression et le cylindre coupeur. Lorsqu'il est relaché de la pression de resserrement, le levier se recourbera vers le haut élastiquement en s'éloignant de la surface d'appui arrière, en éjectant la chute de la lame de découpage.A la place de cela, le levier d'éjection peut être actionné pneumatiquement, avec une partie appropriée sur le côté interne du levier soumis à la pression d'air écartant le levier de la surface support de lames. Comme autre modification, le poussoir peut être synchronisé en fonctionnement pour coulisser de façon hydraulique. En outre, le cylindre pousseur de la éalisation peut être remplacé par une came d'un profil approprié, et un plateau de came peut être attaché à l'extrémité intérieure du poussoir de façon que celui-ci puisse être guidé dans son mouvement par le plateau de came en contact coulissant avec la came. En accord avec la présente invention, comme elle a été décrite ci-dessus, chaque chute de matière de plaque de carton constituée par le découpage est complètement décortiquée de la forme exécutée et est complètement éliminée de l'espace entouré par la lame de découpage, par le mouvement vers le haut du levier d'éjection placé dans cet espace. De plus, à cause du fait que chaque chute est éjec- tée à un point prédéterminé, il n'existe aucun dérangement de dispersion aléatoire et les chutes peuvent être facilement dégagées de l'appareil. L'appareil, du type appelé à ensemble simple, dans lequel la lame découpeuse découpe une pièce sous la forme d'une plaque à un contour désiré et, en même temps la chute réalisée par la lame est éliminée, est moins coûteux que le type à ensemble double classique et il n'exige pas-un grand espace pour son installation. REVENDICATIONS 1o/ Ejecteur de chutes destiné & être utilisé avec un appareil de découpage rotatif qui comporte un cylindre coupeur équipé de lames coupeuses sur la surface périphérique extérieure, et un cylindre de contre-pression possédant une couche contre laquelle les lames sont appuyées, de façon à découper une pièce à travailler amenée entre les deux cylindres tournant, c a r a c t é r i s é par le fait que chacune desdites lames de découpage comporte une encoche ou fente, et qu'un levier d'éjection de chutes entre en contact avec ladite encoche ou fente pour être de cette façon limitée en son mouvement vers le haut et vers le bas, avec une extrémité dudit levier d'éjection qui est une extrémité libre placée dans l'espace entourée par ladite lame de. découpage et l'autre extrémité maintenue, de façon à pouvoir pivoter, par un support de lame de découpage, de façon que la chute constituée par le découpage puisse être éliminée par le mouvement Vers le haut dudit levier. 20/ Ejecteur de chutes, tel que défini dans la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que ledit cylindre coupeur est équipé avec des poussoirs, chacun d'eux étant conçus pour coulisser longitudinalement pour obliger ledit levier d'éjection de chutes à se déplacer vers l'extérieur. 3o/ éjecteur de chutes, tel que défini dans la revendication 2, c a r a c t é r i s é par le fait qu'un cylindre poussoir est logé de façon excentrique dans ledit cylindre coupeur, et que, pour obliger lesdits leviers d'éjection de chute à se déplacer vers-l'extérieur, lesdits poussoirs sont disposés de façon coulissante entre ledit cylindre pousseur et lesdits leviers d'éjection. 4'/ Ejecteur de chutes, tel que défini dans la revendication 2, c a r a c t é r i s é par le fait que chaque levier d'éjectlon de chutes possède une élasticité si bien que, par le relachement de la pression de serrage, il peut être obligé à se déplacer vers l'extérieur par sa propre tendance à se remettre en place par élasticité. 5'/ Ejecteur de chutes, tel que défini dans la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que chaque levier d'éjection de chutes est à tout moment mis en charge par pression d'air appuyant sur celui-ci en l'écartant du cylinre coupeur.