Brevet FR2458364A1 — publié le 19810102

Tambour de coupe pour appareils è couper transversalement une bande continue de papier ou analogue. La présente invention concerne un tambour de coupe pour appareils à découper une bande continue de papier ou analogue, transversalement en feuilles, au moins une lame tranchante étant montée sur la périphérie du tambour transversalement à la direction d'avance de la bande continue. Des appareils de coupe transversale, ou coupeuses, de ce genre comportent des lames tranchantes disposées transversa- lement à la bande de matière et dont au moins une est montée sur un tambour de coupe rotatif. Lors de la coupe la lame tranchante tournant avec le tambour de coupe coopère avec une seconde lame tranchante qui lui est associée du côté opposé de la bande de matière. Cette seconde lame tranchante peut être montée fixe ou également être placée sur un tambour de coupe rotatif. Si deux tambours de coupe sont prévus, alors ils tournent à la même vitesse, laquelle est réglée de telle manière que lors de la coupe la vitesse périphérique des tambours de coupe soit égale à la vi- tesse d'avance de la bande de matière. De tels appareils sont appelés coupeuses synchrones. Par conséquent, la vitesse de rotation des tambours de coupe de coupeuses synchrones dépend de la vitesse d'avance de la bande de matière. Dans le cas d'une grande vitesse de fabrication, c'est-à-dire lorsque la vitesse d'avance de la bande de matière est élevée, il faut, pour obtenir des feuil- les d'un format inchangé, également une vitesse de rotation élevée des tambours de coupe. Or il a été observé que dans le cas de vitesses de rota- tion élevées des tambours de coupe de coupeuses synchrones il se produisait des coupes mal exécutées. Cela se traduit no- tamment par le fait que les coupes ne sont pas suffisamment lisses et régulières ou que la bande de matière n'est pas coupée. Des recherches dans ce domaine ont montré que ces opéra- tions de coupe insatisfaisantes se produisant à des vitesses de rotation élevées étaient dues à des vibrations propres aux tambours de coupe. L'opération de coupe agit comme un choc sur les tambours de coupe auxquels sont ainsi communiquées des vibrations. Dans le cas d'appareils de coupe transversa- le, ou coupeuses, comportant des tambours de coupe tournant uniformémentil s'agit là en premier lieu de vibrations de flexion alors que des vibrations de torsion n'entrent guère en ligne de compte. Si la coupeuse fonctionne, par contre, avec une rotation non uniforme des tambours de coupe, alors des vibrations de torsion se produisent également à un degré plus ou moins im- portant. A des vitesses de rotation élevées les vibrations propres suscitées lors de la coupe ne s'amortissent pas com- plètement dans le laps de temps s'écoulant jusqu'à l'opéra- tion de coupe suivante. Il s'ensuit que les lames tranchantes ne se trouvent pas pendant toute la durée de coupe dans la position voulue l'une par rapport à l'autre et que, suivant la fréquence de la vibration, les lames présentent entre el- les des distances parfois inadmissibles qui provoquent les défauts de coupe observés. Une étude de ces phénomènes est décrite en détail dans la revue "Messtechnische Briefe" Volume 2 (1969), pages 35 à 39. Cet article évoque certes également la possibilité d'améliorer les caractéristiques de vibration des tambours de coupe par des mesures constructives mais ne propose aucune solution concrète à ce problème. Or la présente invention a pour objet de réaliser des tambours de coupe pour coupeuses synchrones de telle manière que des coupes mal exécutées en raison de vibrations propres ne risquent pas de se produire même à des vitesses de rota-: tion élevées. La solution apportée à ce problème pour un tambour de coupe du genre décrit ci-dessus consiste en ce que le tambour de coupe est réalisé de façon creuse et en ce qu'à l'inté- rieur du tambour est monté un système d'amortissement dynami- que présentant une fréquence propre accordée à la fréquence propre des tambours de coupe. Suivant l'invention le système d'amortissement dynami- 3- que est constitué par une masse et au moins un organe for- mant ressort, la masse étant reliée,par l'intermédiaire de l'organe formant ressort,au tambour de coupe de manière à osciller librement. Dans le cadre de la présente invention il s'agit d'uti- liser des organes formant ressort qui présentent de bonnes propriétés d'amortissement. Si, suivant une autre caractéristique de l'invention, la masse est réalisée sous la forme d'un corps cylindrique et est reliée par l'intermédiaire d'organes formant ressort, de façon à osciller librement, à une douille qui l'entoure con- centriquement avec un certain espacement et qui est assujettie de manière fixe dans l'espace creux du tambour de coupe, on obtient un système d'amortissement dynamique adapté,du point de vue constructif.de façon optimaleau tambour de coupe. Ce mode de réalisation simplifie sensiblement le maniement du système d'amortissement puisque celui-ci constitue un élément de construction indépendant dont la fréquence propre peut fa- cilement être accordée à celle du tambour de coupe à l'exté- rieur de celui-ci, c'est-à-dire avant de monter le système d'amortissement dans l'espace creux du tambour. En tant qu'or- ganes formant ressort on peut prévoir des disques ou bagues en ma- tière élastique dans lesquels la masse est supportée des deux côtés. L'utilisation de matelas en tissu entièrement métalli- que en tant qu'organes formant ressort peut également être envisagée. Le système d'amortissement dynamique est particulière- ment efficace lorsqu'il est monté dans la zone des plus gran- des amplitudes des vibrations de flexion propres du tambour de coupe. Des systèmes d'amortissement dynamique comprenant une masse additionnelle et un ressort amortissant sont connus dans la littérature en tant qu'amortisseurs dynamiques et sont couramment utilisés pour l'amortissement de vibrations dans la construction mécanique. L'utilisation d'un tel système d'amortissement dynamique pour amortir des vibrations propres, en particulier des vibrations de flexion,de cylindres tournants n'est cependant pas connue jusqu'à présent. L'aptitude particulière d'un tel système d'amortisse- ment dynamique, notamment sous sa forme de construction spé- ciale prévue suivant l'invention, à maîtriser les problèmes de vibration posés par un tambour de coupe rotatif n'était donc pas prévisible. Le tambour de coupe proposé suivant l'invention pour coupeuses synchrones offre l'avantage d'une grande sûreté de coupe même à des vitesses de rotation élevées. Les vibrations propres du tambour de coupe suscitées par les chocs produits lors de la coupe se trouvent, par le système d'amortissement dynamique utilisé, suffisamment amorties avant l'opération de coupe suivante pour qu'elles ne provoquent plus de dé- fauts de coupe. Des coupes mal exécutées par suite de vibra- tions propres ne se produisent donc pas dans le cas du tam- bour de coupe suivant l'invention. De ce fait on obtient une qualité de coupe constante dans toute la plage de vitesse possible du point de vue mécanique. L'invention est expliquée plus en détail ci-dessous à l'aide d'un exemple de réalisation d'un tambour de coupe pour coupeuses synchrones représenté aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe longitudinale d'un tambour de coupe suivant l'invention; la figure 2 est une vue axiale suivant la flèche II de la figure 1. Sur les figures 1 et 2 est représenté un tambour de cou- pe 1 pour coupeuses synchrones. Comme le montre la figure 2, ce tambour de coupe présente sur sa périphérie deux logements 7 s'étendant sensiblement en direction axiale et destinés à recevoir les lames tranchantes. Les lames sont fixées et re- tenues dans les logements par des moyens qui ne sont pas re- présentés puisqu'ils sont suffisamment connus de ceux spé- cialisés dans ce domaine. Le tambour de coupe 1 est muni des deux côtés d'arbres ou cylindres 8 au moyen desquels il est monté dans des paliers à roulement. Le tambour de coupe est entraîné par l'intennfdiaire des extrémités d'arbres par des organes de commande connus (non représentés). Suivant l'invention,le tambour de coupe 1 est creux. L'espace creux 2 du tambour de coupe, qui est situé concen- triquement à l'intérieur de ce dernier, contient,suivant l'invention,un système d'amortissement dynamique 3. Ce sys- tème d'amortissement est constitué par une masse 4 qui,par l'intermédiaire d'organes formant ressort 5,est reliée au tambour de coupe 1. La masse 4 est réalisée sous forme de corps cylindrique. En tant qu'organes formant ressort 5 sont ou bagues prévus des disques/en matière élastique, comme par exemple des disques en caoutchouc,qui sont montés des deux côtés de la masse 4 de façon à porter celle-ci et à lui permettre d'être maintenue à une distance préétablie de la paroi inté- rieure de l'espace creux 2 du tambour de coupe de manière à osciller librement. Au lieu des disques en caoutchouc peuvent également être utilisés de chaque côté de la masse plusieurs matelas en tis- su entièrement métallique qui maintiennent la masse dans sa position coaxiale. Des matelas en tissu entièrement métalli- que de ce genre sont commercialisés par exemple par la firme Stop-Choc de Magstadt. Dans la forme de réalisation du système d'amortissement dynamique 3 représentée sur la figure 1 la masse 4 et les disques en matière élastique servant d'organes formant res- sort 5 sont disposés dans une douille 6 qui est maintenue au moyen de vis de fixation 9 dans l'espace creux 2 du tambour de coupe 1. Le système d'amortissement dynamique réalisé sous cette forme est particulièrement avantageux puisqu'il peut être préfabriqué en tant qu'élément de construction in- dépendant et sa fréquence propre peut être accordée à celle du tambour de coupe à l'extérieur de celui-ci, c'est-à-dire avant de le monter dans l'espace creux du tambour. L'extrémi- té ouverte du tambour de coupe 1 est fermée par un bouchon d'étanchéité 10. Le choc produit par chaque coupe communique aux tambours de coupe des vibrations de flexion qui,dans le cas d'un tam- bour de coupe non amorti,ne se trouvent pas amorties, si la 6. vitesse de rotation atteint une valeur critique, avant la coupe suivante. Or le fait de mettre en place, suivant la présente in- vention, le système d'amortissement dynamique 3 dans un tam- bour de coupe creux 1 permet aux vibrations propres produites lors de la coupe d'être rapidement amorties de sorte que ces vibrations se trouvent avant le début de la coupe suivante suffisamment affaiblies pour qu'il n'y ait pas de mouvement relatif trop important des lames l'une par rapport à l'autre. Pour cela il suffit d'accorder la fréquence propre du système d'amortissement dynamique utilisé autant que possi- ble de façon optimale à la fréquence propre des vibrations engendrées dans le tambour de coupe. Cela peut se faire de façon simple par dimensionnement de la masse 4 et par le choix d'une constante de rappel appropriée des organes for- mant ressort 5. Les caractéristiques de vibration des disques en matière élastique, comme par exemple des disques en ca- outchouc, peuvent être réglées de la façon voulue en choi- sissant des matières appropriées et/ou en prenant des mesures constructives dans ce but. En tant que mesure constructive à prendre dans le cas o des disques en matière élastique sont utilisés comme organes formant ressort 5, il est propo- sé de prévoir une couronne de trous 11 situés autour de l'axe des disques et s'étendant parallèlement à cet axe. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 - Tambour de coupe pour appareils à découper une ban- de continue de papier,ou analoguetransversalement en feuil- les, au moins une lame tranchante étant montée sur la péri- phérie du tambour transversalement à la direction d'avance de la bande continue, caractérisé en ce que le tambour de coupe (1) est creux et en ce qu'à l'intérieur de celui-ci est mon- té un système d'amortissement dynamique (3) présentant une fréquence propre accordée à la fréquence propre du tambour de coupe (1). 2 - Tambour de coupe suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que le système d'amortissement dynamique (3) est constitué par une masse (4) et au moins un organe formant ressort (5) et en ce que la masse (4) est reliée par l'in- termédiaire de l'organe formant ressort (5) au tambour de coupe (1) de façon à osciller librement. 3 - Tambour de coupe suivant la revendication 2, carac- térisé en ce que la masse (4) est réalisée sous forme de corps cylindrique et est reliée par l'intermédiaire d'organes formant ressort (5), de manière à osciller librement, à une douille (6) qui entoure la masse concentriquement avec un certain espacement et qui est assujettie de manière fixe dans l'espace creux (2) du tambour de coupe (1). 4 - Tambour de coupe suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les organes formant ressort (5) sont ou bagues des disques/en matière élastique dans lesquels la masse (4) est supportée.des deux côtés. - Tambour de coupe suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les organes formant ressort (5) sont des matelas en tissu entièrement métallique dans lesquels la masse (4) est supportée des deux côtés. 6 - Tambour de coupe suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 5, caractérisé en ce que le système d'amortis- sement dynamique (3) est disposé dans la zone de la plus grande amplitude de la vibration de flexion propre du tam- bour de coupe (1).