Brevet FR2505242A1 — publié le 19821112

La présente invention se rapporte aux appareils à aigui- ser les lames tranchantes et elle a trait plus particulière- ment à des appareils à aiguiser des molettes coupantes du type disque qui sont utilisées pour découper des matières en feuille. Une machine à découper à commande automatique qui uti- lise une molette coupante pour découper une unique couche ou un petit nombre de couches de matière en feuille molle, telle que de la toile tissée ou non tissée, du papier, du carton du cuir, et matières analogues a été décrite dans la demande de brevet des EUA N 0168 312 déposée le 10 juillet 1980, cé- dée à la demanderesse La mince molette coupante a un bord de coupe périphérique affilé qui est pressé contre une surface de coupe plate et dure sur laquelle la matière en feuille molle est maintenue pendant une opération de découpage La molette coupante sectionne la matière en feuille au moyen de ce qu'on considère être à la fois un processus d'écrasement et un processus de découpage Une caractéristique originale et avantageuse de ce procédé est qu'il n'y a en principe au- cune limitation inhérente en ce qui concerne la vitesse ou rythme auquel le sectionnement est effectué et que, par con- séquent, la vitesse à laquelle fonctionne la roulette cou- pante n'est limitée que par des facteurs externes, tels que l'inertie des mécanismes qui produisent le mouvement relatif entre la lame coupante et la matière qui est découpée. Il est naturellement essentiel pour l'opération de dé- coupage que le bord tranchant périphérique de la lame cou- pante conserve un degré d'acuité qui permette à l'action d'écra- sement et de découpage de la matière-en feuille de se pro- duire Si le bord tranchant s'émousse du fait d'un emploi et d'un fonctionnement pendant une longue période de temps contre la surface de coupe dure, la matière en feuille peut n'être découpée qu'imparfaitement ou pas du tout le long de certains segments de trajet de coupe. On peut résoudre le problème de l'émoussage du bord tran- chant périphérique soit en remplaçant périodiquement la mo- lette coupante dans la machine soit en aiguisant la molette. Il est plus avantageux d'aiguiser la molette, si possible, sans arrêter l'opération de découpage ni retirer la molette de sa monture Il est évident que le processus de découpage est interrompu et que du temps est perdu chaque fois que la machine doit être arrêtée et que l'on obtiendrait des écono- mies importantes si le processus d'aiguisage pouvait être. effectué dans la machine à découper pendant le processus de coupe ou au cours d'intervalles de ce processus de coupe. Par conséquent, l'un des buts généraux de la présente invention est de munir une machine à découper à commande auto- matique d'un mécanisme d'aiguisage pour une molette coupante et de proposer un procédé pour effectuer le processus d'aigui- sage avec l'apport d'une entrave minimale au processsus de découpage. La présente invention a ainsi pour objet un procédé et un appareil pour aiguiser une molette coupante ayant un bord tranchant périphérique affilé La molette coupante est montée dans une machine à découper à commande automatique de façon à pouvoir se déplacer sur une surface support sur laquelle la matière en feuille est étalée afin de pouvoir être décou- pée Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le mouvement relatif est déterminé par des moteurs d'entraine- ment commandés par un programme qui déplacent la lame coupante en translation et l'orientent suivant un trajet de coupe pro- grammé pour former des pièces de patron Des moyens d'aigui- sage constitués par une molette d'aiguisage rotative coopèrent avec la molette coupante pour maintenir le bord tranchant pé- riphérique aiguisé La molette d'aiguisage comporte une sur- face abrasive qui, au cours d'une opération d'aiguisage,est entraînée en rotation en contact avec la molette coupante le long d'un segment du bord tranchant périphérique affilé La surface abrasive chevauche l e segment du bord tranchant et l'axe de rotation de la molette est placé dans une disposi- tion non parallèle avec l'axe de rotation de la molette cou- pante de sorte qu'un mouvement d'affûtage est créé entre la surface abrasive et le bord tranchant lorsque les deux mo- lettes sont entraînées simultanément en rotation en contact l'une avec l'autre. Le procédé d'aiguisage peut être effectué dans diffé- rents modes Dans un de ces modes, la molette coupante est en- traînée sur un support sur lequel la matière qui est découpée est positionnée La molette coupante est utilisée pour entraî- ner la molette d'aiguisage par l'appui à frottement entre la molette coupante et la surface abrasive de la molette d'aigui- sage Dans un autre mode de fonctionnement, la molette cou- pante est positionnée hors d'appui contre la matière en feuille à découper et un moteurd'entrainement est accouplé à la molette d'aiguisage de façon à faire tourner à la fois la molette d'aiguisage et la molette coupante par l'engage- ment à frottement de la surface abrasive. Le procédé et l'appareil d'aiguisage offrent l'avantage de maintenir un bord tranchant affilé sur la molette coupante sans qu'il soit nécessaire de retirer la molette de la ma- chine et avec un minimum d'équipement supplémentaire En outre, le bord tranchant est aiguisé avec une action d'affû- tage simulée en travers du bord tranchant Le procédé et l'appareil d'aiguisage peuvent fonctionner, sans réglage,avec des molettes coupantes neuves aussi bien qu'avec des molettes coupantes usées par suite de l'usage et des aiguisages répé- tés. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen des dessins annexés dans lesquels: la Fig 1 est une vue en perspective d'une machine à dé- couper à commande automatique qui comporte une molette cou- pante rotative et fait application de la présente invention; la Fig 2 est une vue de face, en élévation, avec coupe partielle et à plus grande échelle, cette vue montrant la mo- lette coupante et la molette d'aiguisage selon un mode de ré- alisation de l'invention; la Fig 3 est une vue en élévation latérale de la molette coupante et de la molette d'aiguisage de la Fig 2; la Fig 4 est une vue de face, en élévation, avec coupe partielle cette vue montrant la molette coupante et la molette d'aiguisage suivant un autre mode de réalisation de l'appa- reil à découper de la Fig 1; la Fig 5 est une vue de face en élévation d'une mo- lette coupante et de deux molettes d'aiguisage selon encore un autre mode de réalisation de l'invention; et la Fig 6 est une vue en plan, de dessusde la molette coupante et des deux molettes d'aiguisage représentées sur la Fig 5. La Fig 1 représente une machine à découper à commande automatique, désignée par la référence générale 10, dans la- quelle un outil de coupe constitué par une molette ou disque coupant 12 ayant un bord tranchant périphérique affilé est utilisé pour découper une matière en feuille molle S La mo- lette n'a pas en général un diamètre inférieur à 2,5 cm envi- ron et elle est déplacée en translation sur une surface sup- port dure 14 d'une table de coupe 16 au moyen de chariots 18 et 20 commandés par des moteurs Le chariot "X" se déplace en va-et-vient au-dessus de la table de coupe 16 dans la direc- tion représentée des coordonnées "X" sur un jeu de glissières 22, 24 et le chariot "Y" 20 est monté sur le chariot "X" 18 de façon à pouvoir se déplacer sur le chariot 18 dans la di- rection représentée des coordonnées "Y". Un moteur d'entra Tnement (non représenté) oriente la mo- lette coupante 12 à chaque point le long du trajet de coupe P et un actionneur pneumatique ou autre 26 presse la molette coupante 12 vers le bas en appui contre la surface support dure 14 pour sectionner la matière en feuille S au cours d'une opération de découpage L'actionneur soulève également la mo- lette coupante au-dessus de la matière en feuille et de la surface support lorsqu'aucun découpage ne doit être effectué. Une unité de commande 28 guide les mouvements de la mo- lette coupante en appui contre la matière en feuille afin de sectionner la matière en feuille et de découper des pièces de patron ou autres articles conformément à un programme défi- ni par une bande de programme 30 Pour plus de détails sur une machine à découper de ce type, on peut se reporter à la de- mande de brevet des EUA précitée N O 168 312. La surface support 14 sur laquelle la matière en feuille S est maintenue à l'état étalé pendant une opération de dé- coupage est une surface dure et le bord tranchant périphé- rique effilé de la molette coupante 12 est pressé en contact contre cette surface sur laquelle la molette roule en appui de coupe contre la matière pendant que la molette est déplacée en translation par les chariots 18 et 20 Après une certaine durée d'utilisation, le bord périphérique de la molette cou- pante perd son fil du fait du sectionnement de la matière et du contact de roulement constant avec la surface support dure 14, sous pression De préférence, la surface support 14 est formée par une plaque de métal et la molette coupante est fa- briquée en un métal ayant une plus grande dureté que la plaque Néanmoins, le bord tranchant s'émousse à la suite de l'usage Même avec une molette coupante entraînée par un mo- teur et en présence d'une surface support molle,telle qu'un lit de poils, le découpage constant de la matière en feuille émousse la molette,ce qui empêche que l'on puisse obtenir un découpage précis, rapide et complet de la matière le long du trajet de coupe. Par conséquent, les Fig 2 et 3 représentent des moyens pour aiguiser la molette coupante 12 soit pendant l'opération de découpage soit au cours des intervalles de l'opération de découpage pendant lesquels la molette coupante est soulevée hors d'appui de découpage contre la matière en feuille S Les moyens d'aiguisage comprennent une molette d'aiguisage abra- sive 40 qui est montée dans lacolonnette 42 support de molettes sur l'arbre d'entraînement 44 d'un moteur d'entraînement 46. Le moteur 46 est fixé à la colonnette 42 et l'arbre d'entraî- nement 44 est monté à rotation dans des paliers 48, l'axe de rotation de la molette d'aiguisage 40 et de l'arbre d'entrai- nement étant placés dans une disposition non parallèle avec l'arbre porteur 50 de la molette coupante 12 Dans le mode de réalisation représenté, l'axe de rotation de la molette d'ai- guisage et l'axe derotation de la molette coupante sont situés dans un plan vertical qui est perpendiculaire à la matière en feuille portée par la surface support 14 L'angle que font entre eux les deux axes détermine l'angle d'aiguisage a entre les deux faces de la molette coupante sur le bord tranchant périphérique. Un ressort hélicoïdal 54 est monté coaxialement autour de l'arbre d'entraînement 44 entre la molette d'aiguisage 40 et une rondelle 56 disposée adjacente au palier 48 inférieur. L'arbre d'entraînement 44 peut se déplacer librement dans la direction axiale sur des distances limitées par rapport au car- ter du moteur 46 Ainsi, le ressort hélicoïdal 54 repousse la molette d'aiguisage 40 en appui contre lecôté biseauté de la molette coupante 12 pour maintenir une légère pression entre les surfaces en vis à vis en contact Des rondelles 62 situées de chaque côté de la molette coupante 12 maintiennent la molette coupante fermement en place en opposition à la pression engendrée par le ressort 54 La pression est dési- rable pour deux raisons: ( 1) la face d'extrémité axiale abra- sive de la molette 40 doit frotter contre la molette coupante 12 sous pression pour aiguiser le bord tranchant périphérique; et ( 2) la pression est nécessaire pour créer les forces d'en- trainement par friction entre les surfaces en vis à vis des deux molettes nécessaires pour permettre l'entraînement en ro- tation de la molette coupante et permettre l'aiguisage de la totalité du bord tranchant périphérique. Les forces de frottement qui provoquent l'entraînementen rotation de la molette coupante seront plus facilement dé- crites par référence à la Fig 3 La molette d'aiguisage 40 est entraînée en rotation par le moteur d'entraînement 46 dans le sens des aiguilles d'une montre en considérant la Fig 3 et la molette d'aiguisage est positionnée de telle sorte que la partie de surface en contact de la molette cou- pante 12 est décalée par rapport au centre de la face d'ex- trémité circulaire de la molette d'aiguisage La molette d'aiguisage fait également saillie radialement au-delà du bord tranchant périphérique et, ainsi, chevauche un segment du bord tranchant, comme représenté Avec cet agencement, la plus grande partie de la face d'extrémité axiale de la mo- lette d'aiguisage balaye ou frotte sur la molette coupante 12, de droite à gauche en considérant la Fig 3, et les forces de frottement associées au mouvement de la molette d'aigui- sage sont transmises à la molette coupante et produisent une force d'entraînement ou couple dans le sens inverse des ai- guilles d'une montre appliqué à la molette coupante Par con- séquent, lorsque le moteur d'aiguisage 46 entraîne la molette d'aiguisage 40 dans le sens des aiguilles d'une montre et que la molette coupante 12 est soulevée au-dessus de la surface support 14 et de la matière en feuille, comme représenté, la molette coupante est entraînée en sens inverse des aiguilles d'une montre et des segments successifs du bord tranchant pé- riphérique affilé sont constamment déplacés en appui contre la molette d'aiguisage pour produire un aiguisage continu du bord tranchant le long de la totalité de la périphérie de la molette 12. Il apparaitra clairement,si l'on considère la vue de la molette d'aiguisage 40 et de la molette coupante 12 représen- tée sur la Fig 3,que lorsque les deux molettes sont en appui l'une contre l'autre au cours d'une opération d'aiguisage, une partie de la molette d'aiguisage balaye radialement vers l'extérieur une partie du segment du bord tranchant périphé- rique contre lequel elle est en appui et une autre partie ba- laye radialement vers l'intérieur une autre partie du segment contre lequel la molette d'aiguisage est en appui Ce mouve- ment relatif de la molette d'aiguisage et du bord tranchant, suivant l'angle d'aiguisage a,correspond à un mouvement de frottement ou d'affûtage qui caractérise le processus d'aigui- sage de la présente invention On observera, en considérant la Fig 2, que la face d'extrémité abrasive de la molette 40 est concave ou évidée en son centrece qui permet aux ré- gions périphériques de la molette d'entrer en contact avec le bord tranchant. Bien que la molette coupante 12 et la molette d'aiguisage puissent s'user, la surface abrasive et le bord tranchant restent en contact pendant les opérations d'aiguisage du fait du déplacement de l'arbre d'entraînement 44 et de la molette dans la direction axiale Les limites d'usure de la mo- lette d'aiguisage 40 sont atteintes lorsque l'arbre d'entraî- nement et la molette coupante viennent en contact ou lors- qu'il ne reste pas suffisamment de matière dans la molette d'aiguisage pour effectuer de manière sûre la fonction d'ai- guisage prévue De même, les limites d'usure de la molette coupante sont atteintes lorsque le bord tranchant atteint un certain diamètre minimal. De préférence, la molette d'aiguisage 40 est dégagée de la molette coupante 12 pendant les opérations de découpage et, à cette fin, un solénoïde de rétraction 60 est monté sur l'extrémité du moteur 46 d'entraînement delamolette d'aigui- sage Lorsque le solénoïde est actionné, l'arbre d'entraîne- ment 44 et la molette d'aiguisage-40 sont légèrement rétrac- tés en éloignement de la molette coupante 12 en opposition aux forces du ressort hélicoidal 54 Dans ces conditions, la molette coupante 12 peut tourner librement dans ses paliers lisses 64 et 66 montés à l'extrémité inférieure de la colon- nette support 42 Lorsque la molette coupante est abaissée sur la table de coupe pour effectuer un découpage, la molette 12 peut librement rouler sur la surface support 14 le long d'un trajet de coupe programmé en appui de coupe contre la matière en feuille S sans que ce déplacement soit entravé par la molette d'aiguisage 40. La Fig 4 représente un autre mode de réalisation de l'appareil d'aiguisage et du procédé pour aiguiser la lame coupante 12 Dans ce mode de réalisation, on utilise prati- quement les mêmes pièces à l'exception du moteur d'entraîne- ment et du solénoïde de rétraction pour la molette d'aigui- sage 40 La molette d'aiguisage 40 est, au contraire, montée sur un court arbre fou 70 qui est monté librement rotatif dans les paliers 48 et peut coulisser dans ces paliers dans la direction axiale Le ressort hélicoïdal 54 sollicite constamment la molette d'aiguisage 40 en appui contre le bord tranchant périphérique. La force d'entraînement pour l'opération d'aiguisage du mode de réalisation de la Fig 4 est engendrée par le mou- vement de roulement de la molette coupante 12 sur la surface support 14 Ainsi, la molette d'aiguisage 40 est entraînée par la molette coupante 12 par opposition au mode de réalisa- tion des Fig 2 et 3 et les opérations d'aiguisage et de dé- coupage s'effectuent simultanément Naturellement, si désiré, un solénoïde de rétraction semblable au solénoïde 60 de la Fig 2 pourrait être ajouté à ce mode de réalisation et la molette d'aiguisage pourrait être engagée ou dégagée chaque fois qu'un aiguisage est désiré. Les Fig 5 et 6 représentent encore un autre mode de réalisation de l'invention pour aiguiser une molette coupante qui a un bord tranchant périphérique affilé formé par deux surfaces biseautées, une de chaque côté de la molette. La molette 80 est montée sur un axe 82 de façon à pouvoir tourner dans la machine à découper de la même manière que la molette 12 représentée dans les modes de réalisation des Fig. 2 à 4 Pour effectuer l'aiguisage de la molette 80, deux mo- lettes d'aiguisage 84, 86 sont montées de façon à tourner en appui contre les surfaces biseautées respectives des faces opposées de la molette 80 Les molettes d'aiguisage sont mon- tées le long de segments différents du bord tranchant, comme plus particulièrement représenté sur la Fig O au moyen d'arbres respectifs 88 et 90 Les arbres 88 et 90 peuvent être des arbres d'entraînement comme l'arbre 44 de la Fig 2 ou des arbres fous comme l'arbre 70 de la Fig 4, et ils sont montés de la même manière que ces arbres mentionnés en der- nier lieu. Individuellement, les molettes 84 ou 86 fonctionnent de la même manière que la molette 40 dans l'un ou l'autre des modes de réalisation précédemment décrits et elles effectuent les opérations d'aiguisage soit en entraînant la molette cou- pante 80,comme dans le mode de réalisation de la Fig 4, soit en étant entraînée par la molette coupante,comme dans le mode de réalisation de la Fig 5 Les flèches de la Fig 5 in- diquent le sens de rotationde chacune des molettes aussi bien dans la version motrice que dans la version entraînée de l'in- vention. Par conséquent, on a décrit ci-dessus plusieurs modes de 1 O réalisation de moyens d'aiguisage pour maintenir un bord tranchant périphérique affilé sur une molette coupante rota- tive Dans chaque cas, la molette d'aiguisage est montée de façon à tourner autour d'un axe qui n'est pas parallèle avec l'axe de la molette coupante Un tel montage permet à une face d'extrémité axiale de la molette d'aiguisage de balayer approximativement radialement le bord tranchant dans un mou- vement d'affûtage pour aiguiser ce bord dans un processus continu autour de la périphérie de la molette coupante. Bien qu'on ait décrit la présente invention en se réfé- rant à plusieurs modes de réalisation, il doit être bien com- pris que l'on peut y apporter de nombreuses modifications et substitutions sans s'écarter de l'esprit de l'invention Par exemple, bien qu'on ait décrit une molette abrasive dans cha- cun des modes de réalisation, il doit être bien compris qu'on peut utiliser soit une molette soit un disque ayant une face d'extrémité axiale abrasive approximativement plate en tant qu'outil d'aiguisage L'emploi d'un solénoïde ou d'autres moyens de rétraction mécaniques pour séparer les molettes coupante et d'aiguisage pendant les opérations de coupe est facultatif de même que celui d'un moteur d'entraînement servant à faire tourner la molette d'aiguisage Il est égale- ment possible d'utiliser les molettes d'aiguisage avec des molettes coupantes entraînées par des moteurs et dans de tels cas, les molettes d'aiguisage peuvent être soit entraînées par des moteurs soint montées en roue libre Bien que le mo- teur d'entraînement 46 soit directement accouplé à l'arbre d'entraînement 44 dans le mode de réalisation de la Fig 2, il est envisagé que le moteur puisse être disposé à un empla- cement éloigné et relié à l'arbre par un câble ou un autre moyen de transmission d'entraînement Par conséquent, on a décrit la présente invention à l'aide de modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemple illustratifs et non limitatifs. REVENDICATIONS 1 Une machine à découper ayant une surface de coupe dure ( 14) sur laquelle est posée une matière en feuille (S) à l'état étalé afin de pouvoir être découpée au moyen d'une mince molette coupante ( 12; 80) ayant deux faces latérales qui se rejoignent obliquement à un bord tranchant périphé- rique effilé qui roule sur la surface dure en appui contre elle pour sectionner la matière en feuille suivant une ligne de coupe, caractérisée en ce qu'elle comporte un outil d'ai- guisage rotatif ( 40; 84, 86) pour la molette coupante qui comporte une surface abrasive entraînée en rotation au cours d'une opération d'aiguisage en contact avec l'une des deux faces de la molette coupante et chevauchant le bord tranchant périphérique affilé, l'axe ( 44; 70; 88, 90) de rotation de l'outil d'aiguisage et de la surface abrasive étant placé dans une disposition non parallèle par rapport à l'axe ( 50; 82) de rotation de la molette coupante. 2 Machine à découper ayant une molette coupante selon la revendication 1, caractérisée en ce que la surface abrasive de l'outil d'aiguisage rotatif est disposée approximativement perpendiculaire à l'axe de rotation de l'outil d'aiguisage pour frotter la surface abrasive contre ladite face de la molette coupante et sur un segment du bord tranchant péri- phérique. 3 Machine à découper ayant une molette coupante selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte,en outre, un mécanisme ( 54) qui repousse la surface abrasive de l'outil d'aiguisage rotatif ( 40) en contact avec une face de la mo- lette coupante. 4 Machine à découper ayant une molette coupante selon la revendication 3, caractérisée en ce-que le mécanisme ( 54)est un ressort qui presse constamment la surface abrasive contre une face de la molette coupante. Machine à découper ayant une molette coupante selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte, en outre, un moteur d'entraînement ( 46) relié dans une disposition de transmission d'entraînement à l'outil d'aiguisage rotatif ( 40) pour faire tourner la surface abrasive contre ladite face de la molette coupante. 6 Machine à découper ayant une molette coupante selon l'une des revendications 1, 3 et 5, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de rétraction ( 60) pour tirer la surface abrasive de l'outil d'aiguisage hors de contact avec la molette coupante. 7 Machine à découper ayant une molette coupante selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un second outil d'aiguisage rotatif ( 86) pour la molette cou- pante, cet outil ayant une surface abrasive entraînée en ro- tation pendant une opération d'aiguisage en contact avec l'autre face de la molette coupante ( 80) et chevauchant le bord tranchant périphérique affilé. 8 Machine à découper ayant une molette coupante selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'outil d'aigui- sage rotatif est une molette abrasive et la surface abrasive entraînée en rotation en contact avec la molette coupante est la face d'extrémité de la molette abrasive. 9 Machine à découper ayant une molette coupante selon la revendication 5, caractérisée en ce que la surface abra- sive de l'outil d'aiguisage est une surface approximativement plane qui recouvre le bord tranchant périphérique de la mo- lette coupante à l'angle d'aiguisage (a) de telle sorte que le moteur d'entraînement provoque un balayage par une partie de la surface abrasive en direction de l'extérieur de la mo- lette,sur le bord tranchant,et un balayage par une autre par- tie de la surface abrasive en direction de l'intérieur de la molette,sur le bord tranchant.