Brevet FR2460768A1 — publié le 19810130

"MACHINE A PRATIQUER DES FENTES DANS UNE BANDE MINCE EN MATERIAU SOUPLE DEFILANT A GRANDE VITESSE n Domaine de l'invention : L'invention appartient au domaine du travail des matériaux souples, en bande mince, tels que les matières plastiques. Elle concerne une machine à pratiquer des découpes, sous forme de fentes, dans une bande de matière souple et mince défilant à grande vitesse. ExDosé de l'invention : Le problème auquel était confronté l'inventeur était de mettre au point une machine capable de débiter à grande vitesse, de l'ordre du mètre par seconde, une bande de matière synthétique mince sans tenue mécanique, dont ltépaisseur est de l'ordre de quelques dizaines de microns, tout en pratiquant dans cette bande des séries parallèles de fentes transversales. Il importait que les fentes d'une même série transversale soient décalées par rapport à celles de la série suivante et que l'ensemble des fentes se présente en quinconce. Ainsi en exerçant une traction longitudinale sur la bande, on donne à celle-ci une de formation de gonflamant et donc une augmentation de volume apparent. Il est connu de pratiquer des séries de fentes alter nees et décalées dans des bandes métalliques par exemple. Le procédé classique consiste à faire avancer pas à pas la bande métallique sous une presse à poinçons multiples et, à chaque pas, de déplacer d'un mouvement latéral alternatif le porte poinçons. L'adaptation d'une telle méthode . avance pas à pas de la bande déplacement alternatif des poinçons, était inapplicable dans le problème considéré, en raison de l'exigence de rapidité de défilement de la bande et de la souplesse du matériau. Seule la mise en oeuvre d'un outil de coupe rotatif dont la vitesse tangentielle correspond à la vitesse de défilement devait permettre de résoudre le problème. En conséquence, une machine conforme à l'invention, pour pratiquer des découpes sous forme de fentes dans une bande de matériau souple et de faible épaisseur, sans tenue mécanique, de tordre de quelques dizaines de microns par exemple, défilant à une vitesse de l'ordre du mètre par seconde, est caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens d'entraRnement de la bande, au moins un outil rotatif de coupe, un rouleau d'appui de l'outil de coupe et des moyens d'entratnement en rotation de l'outil de coupe et du rouleau d'appui. Selon une caractéristique particulière de l'invention, celle-ci prévoit que la machine puisse comporter soit un seul outil de coupe, soit deux outils de coupe disposés symétriquement par rapport au rouleau d'appui et attaquant la bande alternativement l'un après l'autre. Dans le cas d'un seul outil de coupe, celui-ci est un cylindre de révolution sur lequel sont montées deux séries de couteaux disposés radialement suivant des génératrices du cylindre, les couteaux d'une série alternant avec ceux de l'autre série. Chaque couteau est constitué d'une pluralité de lames dans le prolongement les unes des autres séparées par un intervalle de préférence constant. D'une série à l'autre, les lames des couteaux sont décalées longitudinalement les unes par rapport aux autres. Ainsi, les milieux des lames de chaque couteau d'une série se trouvent en face des milieux des intervalles séparant les lames du couteau suivant de l'autre série. Dans le cas de deux outils de coupe, chacun d'eux est un cylindre de révolution sur lequel est montée une série de couteaux, disposés radialement suivant des génératrices du cylindre, avec lames identiques à celles indiquées au paragraphe précédent. Le décalage des lames est alors réalisé d'un outil de coupe à l'autre. La découpe de la bande, par les lames de l'outil de coupe, se fait par appui de celles-ci-sur le rouleau d'appui. De multiples essais ont été entrepris afin de déterminer la nature optima de la surface du rouleau d'appui en vue d'arriver à une géométrie nette et constante des fentes dans le bande souple. L'expérience a montré qu'il fallait adopter une surface dure, telle que celle de l' acier dur des lames de coupe plut8t que des surfaces souples ou tendres comme le caoutchouc. La rotation de l'outil de coupe entraîne des contacts successifs et discontinus des couteaux, les uns après les autres, avec le rouleau d'appui sur lequel défile la bande souple à découper. Il importe donc que la distance de l'outil de coupe au rouleau d'appui puisse varier. Selon une caractéristique particulière de l'inventión, l'outil de coupe est porté par un coulisseau monté sur des tiges solidaires du b ti de la machine, et sur lesquelles il coulisse, Un ressort de rappel ramène, à chaque passage, les couteaux en appui sur le rouleau d'appui. Selon une autre caractéristique particulière de l'invention, les moyens d'entraînement de la bande de matériau comprennent, de préférence, deux premiers rouleaux embarreurs amenant la bande sur le rouleau d'appui et au moins un troisième rouleau embarreur recevant la bande après passage sur le rouleau d'appui une fois les découpes faites. Selon une autre caractéristique particulière de l'invention, la machine comporte, en amont des deux premiers rouleaux embarreurs, des moyens de stockage de la bande. Ceux-ci permettent un dévidement contrôlé de la bande enroulée sur elle-même. Ils sont essentiellement constitués d'un mandrin en rotation libre sur lui-même et d'un frein variable contrôlant la rotation du mandrin. On assure ainsi une tension constante et réglable de la bande de matériau avant passage sur le premier des deux rouleaux embarreurs. L'invention prévoit aussi qu'un dispositif d'enroulement de la bande sur elle-même puisse être disposé en aval du troisième rouleau embarreur. Ce dispositif, constitué d'un mandrin et de moyens d'entraînement du mandrin en rotation, n'est qu'éventuel. Il est supprimé Si, après découpe, la bande de matériau souple et mince alimente directement une autre machine destinée à la traiter. La machine est mise en oeuvre par des moyens d'entrai- nement en rotation d'un des deux premiers rouleaux embarreurs et des moyens de liaison du mouvement de celui-ci avec les autres rouleaux embarreurs et de ces derniers avec le ou les outils de coupe, complétés par des moyens d'entrainement du rouleau d'appui par le premier rouleau embarreur. Les moyens d'entrainement en rotation du premier rouleau embarreur sont de préférence constitués par un moteur agissant sur un variateur réducteur en bout d'arbre de ce rouleau embarreur. Les moyens de liaison des autres pièces tournantes entre elles, autres rouleaux embarreurs, outils de coupe et rouleau d'appui, peuvent Entre des pignons engrenant entre eux. L'expérience a enfin montré que la machine convenait non seulement pour des bandes de matériau synthétique, polyéthylène par exemple, mais aussi pour d'autres matériaux souples tels que feuille de papier ... etc. Une description détaillée d'une machine conforme à l'invention, à deux outils de coupe, est donnée ci-après en référence aux figures jointes. Enoncé des figures La Fig. 1 est une vue d'une portion de bande souple avec découpes obtenues par passage dans une machine conforme à l'invention. La Fig. 2 est une vue latérale en élévation d'une machine conforme à l'invention. La Fig. 3 est une vue en coupe selon III - III de la Fig. 2. La Fig. 4 est un schéma montrant l'entrainement en rotation des diverses pièces tournantes. La Fig. 5 est une vue en coupe longitudinale d'un outil de coupe. La Fig. 6 est une vue en coupe selon VI - VI de la Fig. 5. La Fig. 7 est une vue, à plus grande échelle, d'une portion de couteau d'un outil de coupe. Description détaillée : Une machine conforme à l'invention est destinée à pratiquer des fentes minces 1, sans chute de matière, dans une bande 2 de matériau souple et mince défilant à grande vitesse. Les fentes 1 doivent être régulièrement espacées et disposées en quinconce. La machine est montée de façon classique sur un b ti 3 par plusieurs supports 4. Elle comprend deux outils de coupe 5, 6, détaillés aux Fige. 5, 6 et 7, un rouleau d'appui 7 sur lequel se fait la découpe des fentes dans la bande par action des outils de coupe, deux premiers rouleaux embarreurs 8 et 9, et, dans la forme de réalisation représentée, deux autres rouleaux embarreurs 10 et 11, ce dernier pouvant éventuellement autre supprimé. La bande b découper 12 est stockée en bobine 13 sur un mandrin 14 avec cônes de centrage 15 et 16, et équipé d'un frein variable 17 de technique connue. Le trajet de la bande 12 a été représenté sur la Fig. 2 par une succession de flèches.Dans la solution représentée, la bande, passant sur les rouleaux 8 et 9, est entratnée par la rotation de ceux-ci sur eux-m#mes, elle passe ensuite sur le rouleau d'appui 7, puis sur les rouleaux 10 et 11. Elle est enfin stockée en bobine 18 sur un mandrin 19, analogue au mandrin 14, avec canes de centrage 20 et 21 ; le mandrin 19 est entraîné par un moto-réducteur 22. Des moyens d'entrainement en rotation des pièces tournantes de la partie centrale de la machine comprennent un motovariateur réducteur d'entraînement 23 monté en bout d'arbre du rouleau embarreur 9 par un accouplement 24. L'arbre du rouleau embarreur 9 entraIns à son tour, par des pignons dentés schématiquement représentés par les points 25 et 26 de la Fig. 4, respectivement les arbres des rouleaux embarreurs 8 et 10. Ceux-ci entraînent, par des pignons dentés, aussi représentés schématiquement par les points 27 et 28, respectivement les outils de coupe 5 et 6. Le rouleau d'appui 7 est entraîné par le rouleau embarreur 9, par un pignon denté schématiquement représenté par le point 38. Chaque outil de coupe 5 et 6 est porté par un coulisseau 29 relié au support 4 par des tiges filetées 30 avec ressort de rappel et de mise en pression 31. Cette disposition permet un léger battement de l'outil de coupe entre chaque découpe sur la bande 12. Chaque outil de coupe 5 et 6 est constitué d'un arbre cylindrique 32 (Figs.4 et 5) sur les génératrices duquel sont montées, décalées d'un angle constant, des séries de couteaux 33. Un couteau 33, de l'outil 5 par exemple, comporte une succession de lames 34, identiques et toutes séparées par un intervalle constant 35. On a figuré sur la Fig. 7 au-dessus du couteau 33, la disposition occupée par les lames 36 des couteaux 37 de l'outil 6. On constate que ces lames sont décalées d'un intervalle constant par rapprt aux lames 34 des couteaux 33. Cette disposition permet d'obtenir les découpes en quinconce représentées sur la Fig. 1. Dans le cas où la machine n'a qu'un seul outil de coupe, celui-ci porte deux séries de couteaux alternativement identiques au couteau 33 et au couteau 37. RE\IENDIEATILJNS 1.- Machine à pratiquer des découpes sous forme de fentes dans une bande de matériau souple et de faible épaisseur sans tenue mécanique de l'ordre de quelques dizaines de microns par exemple, défilant à une vitesse de l'ordre du mètre par seconde, caractérisée - en ce qu'elle comporte des moyens d'entraînementd#e########### dela bande, au moins un outil rotatif de coupe, un rouleau d'appui de l'outil de coupe et des moyens d'entraRnement en rotation de l'outil de coupe et du rouleau d'appui. 2.- Machine selon la revendication 1, à un seul outil de coupe, caractérisée s - en ce que outil de coupe est un cylindre de révolution sur lequel sont montées deux séries de couteaux disposés radialement, les couteaux d'une série alternant avec ceux de l'autre série, chaque couteau étant constitué d'une pluralité de lames dans le prolongement les unes des autres, séparées par un intervalle constant. 3.- Machine selon la revendication 2, caractérisée : - en ce que les lames des couteaux d'une série sont décalées longitudinalement par rapport aux lames des couteaux de l'autre série. 4.- Machine selon la revendication 1, caractérisée : - en ce qu'elle comporte deux outils rotatifs de coupe disposés symétriquement par rapport au rouleau d'appui. 5.- Machine selon la revendication 4, caractérisée : - en ce que chaque outil rotatif de coupe est un cylindre de révolution sur lequel est montée une série de couteaux disposés radialement, chaque couteau étant constitué d'une pluralité de lames dans le prolongement les unes des autres, séparées par un intervalle constant, et - en ce que les lames des couteaux du premier outil de coupe sont décalées longitudinalement par rapport aux lames des couteaux de l'autre outil. 6.- Machine selon l'une des revendications 3 ou 5, caractérisée : - en ce que l'outil de coupe est porté par un coulisseau monté sur des tiges sur lesquelles il coulisse avec ressort de rappel et de mise en pression d'appui des couteaux sur le rouleau d'appui. 7.- Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée : - en ce que le rouleau d'appui présente une surface dure telle que celle de l'acier dur des lames de coupe. 8.- Machine selon la revendication 7, caractérisée t - en ce que les moyens d'entrainement de la bande comprennent un premier et un second rouleau embarreur amenant la bande sur le rouleau d'appui et au moins un troisième rouleau embarreur recevant la bande après passage sur le rouleau d'appui. 9.- Machine selon la revendication 8, caractérisée : - en ce que les moyens d'entraînement de l'outil rotatif de coupe et du rouleau d'appui sont constitués d'un moto-variateur réducteur d'entraînement de l'arbre du premier rouleau embarreur, de moyens de liaison du mouvement du premier rouleau embarreur à celui des deux autres rouleaux embarreurs, de moyens de liai#son du mouvement des dits deux autres rouleaux embarreurs à celui de l'outil rotatif de coupe, et de moyens de liaison du mouvement du premier rouleau embarreur à celui du rouleau d'appui. 10.- Machine selon la revendication 8, caractérisée : - en ce que les moyens de liaison du mouvement des rouleaux embarreurs entre eux, de ceux-ci aux outils de coupe et du premier rouleau embarreur au rouleau d'appui sont constitués par des pignons d'engrenage montés en bout d'arbre sur chacun de ces différents éléments. 11.- Machine selon la revendication 10, caractérisée : - en ce qu'elle comporte en outre un dispositif de stockage amont de la bande souple constitué d'un mandrin en rotation libre sur lui-meme et muni d'un frein variable. 12.- Machine selon la revendication 11, caractérisée : - en ce qu'elle comporte aussi un dispositif de stockage aval de la bande souple après exécution des découpes constitué d'un mandrin entraîné par un moto-réducteur.