Brevet FR2530172A1 — publié le 19840120

Dispositif pour affûter des lames tournantes, notamment pour machines de fabrication de cigarettes ". L'invention concerne un dispositif pour affûter des lames tournantes. Ce dispositif peut être utilisé pour affûter n'im- porte quel type de lames tournantes, aussi bien du type disques que du type appelé "lames en crochet", dont les lames font saillie radialement à partir d'un moyeu tour- nant. L'invention trouve une application particulièrement intéressante dans le domaine des machines de fabrication de cigarettes à bouts filtres, car ces machines utilisent des lames tournantes à la fois pour couper les tiges de cigarettes et pour couper les filtres. Dans les machines de fabrication de-cigarettes, et en particulier dans les machines d'adaptation de bouts filtres, auxquelles la description ci-après se référera exclusivement, sans que cela doive être considéré comme une limitation de sa généralité, il est classique d'utili- ser des lames tournantes constituées par des couteaux en forme de disques dont le pourtour extérieur doit pouvoir normalement tourner dans l'espace compris entre deux meules en grès verrouillées sur un arbre formant un angle prédéterminé avec l'axe du couteau associé Pour compen- ser la diminution de rayon de ce couteau par suite de l'usure, l'arbre supportant la meule est normalement monté 25301 ? 2 sur une glissière mobile dans une direction transversale par rapport à l'arbre lui-même, sous l'action d'une trans- mission qu'un opérateur peut manoeuvrer à la main, ou encore sous l'action d'un moteur pas à pas. Dans le cas dans lequel la position de la glissière est commandée à la main, la relation entre le pourtour du couteau et la meule associée n'est pas toujours correcte, ce qui peut conduire soit à un affûtage correct mais avec un enlèvement de matériau trop important, soit à un affû- tage insuffisant Il est normalement possible de pallier ce dernier inconvénient par une commande à moteur pas à pas, en réglant normalement le moteur pas à pas de manière à toujours retirer trop de matière mais, dans ce cas, l'usure du couteau est toujours plus rapide que nécessaire. L'invention a pour but de créer un dispositif d'affûtage permettant de pallier les inconvénients ci- dessus en réglant automatiquement l'affûtage des lames en fonction de leur usure effective. A cet effet, l'invention concerne un dispositif pour affûter des lames tournantes, comprenant au moins une meule verrouillée sur un arbre tournant sur son axe incliné par rapport à l'axe de rotation d'une lame tour- nante associée, le pourtour de cette dernière pouvant venir en contact avec chacune des meules pour faire tour- ner l'arbre par frottement, un support mobile de cet arbre, et des moyens de manoeuvre permettant de déplacer le support mobile pour faire varier la position de la lame par rapport à chacune des meules, dispositif carac- térisé en ce qu'il comprend des premiers moyens de com- mande sensibles à la vitesse de rotation de l'arbre et se branchant aux moyens de manoeuvre pour maintenir la vitesse au-dessus d'une valeur prédéterminée, et des seconds moyens de commande permettant, en cours d'utili- sation, de maintenir dans une plage de valeurs prédéter- minée, la distance entre les axes. L'invention sera décrite en détail au moyen des dessins ci-joints dans lesquels: la figure 1 est une vue de côté, avec certaines parties en coupe et certaines parties supprimées pour plus de clarté, d'un dispositif d'affûtage selon l'inven- tion; la figure 2 est une vue en plan du dispositif de la figure 1 la figure 3 représente le dispositif des figures 1 et 2 partiellement en coupe axiale la figure 4 est une vue en plan d'un premier détail des figures précédentes; la-figure 5 est une vue en plan d'un second détail des figures 1 à 3. Les figures 1 et 2, et en particulier la figure 3, représentent un dispositif d'affûtage répéré d'une façon générale par la référence 1 et comprenant un carter de support extérieur 2 relié rigidement à une paroi fixe (non représentée) d'une machine d'adaptation de bouts filtres de cigarettes (non représentée) Cette dernière comprend au moins un couteau tournant 3 verrouillé sur un arbre entraîné 4 dont l'axe 5 est incliné, avec un biais particulier, par rapport à l'axe d'un trou axial 6 tra- versant le carter 2. Le carter 2 comprend un corps central 7 de forme prismatique traversé par le trou 6 et pouvant être relié rigidement, par des moyens non illustrés, à la machine d'adaptation de filtres Une extrémité du trou 6 est fer- mée par un corps annulaire 8 fixé au corps central 7 par des vis 9, et par un capot sensiblement circulaire 10 fixé rigidement à l'extrémité du corps annulaire 8 opposée à celle reliée au corps central 7 A l'intérieur du trou - 6 est monté en-rotation un support mobile ou corps cylin- drique 11 dont une première extrémité,faisant face au capot 10, est reliée à la surface intérieure du trou 6 par un premier coussinet 12. L'anneau extérieur de ce dernier est fixé axiale- ment sur le corps 7 au'moyen du corps annulaire 8, tandis que son anneau intérieur est fixé axialement sur le corps 11 par la projection tubulaire 13 d'un corps en forme de coupelle 14 Ce dernier comprend une paroi de fond 15 faisant face à une surface d'extrémité du corps 11 et reliée rigidement à celle-ci par des vis 16, et une paroi latérale 17 venant en face du capot 10 L'autre extrémité du corps cylindrique 11 est-reliée à la surface intérieu- re du trou 6 par un second coussinet 18 dont l'anneau extérieur peut glisser dans le corps 7 et dont l'anneau intérieur est fixé axialement sur le corps 11 par une plaque 19 reliée rigidement à l'extrémité associée du corps 11 par des vis 20. A travers l e corps 11, est percé un trou axial excentrique 21 à l'intérieur duquel se montent coaxiale- ment à force les manchons extérieurs de deux manchons de roulements à billes 22 dans lesquels les billes sont sup- portées par des cages 23 pouvant glisser axialement par rapport aux "manchons' extérieurs associés pour permettre le support axial-glissant et rotatif d'un arbre 24. L'arbre 24 comporte à son extrémité venant -en face du capot 10, une projection filetée 25 traversant une rondelle 26 fixée à l'extrémité de l'arbre 24 lui-même par un écrou 27, et pouvant glisser axialement dans un trou 28 percé dans la paroi 15 L'arbre 24 est, en outre, muni d'un rebord 29 monté en glissement dans un trou 30 traversant la plaque 19 *et constituant, avec la rondelle 26, des moyens de butée ou de limitation de course axiale de l'arbre 24 par rapport au corps 11 - L'extrémité de l'arbre 24 opposée à celle venant en face du capot 10, fait saillie hors des corps 7 et Il et supporte deux disques de meules 31 verrouillés dans des positions face à face de manière à définir entre euxun espace annulaire 32 dans lequel le pourtour du couteau 3 peut venir s'engager en cours d'utilisation Dans une variante non représentée, le couteau 3 peut présenter une section dont la forme ne nécessite l'affûtage que d'un seul côté Dans ce cas l'arbre 24 ne supporte qu'une seule meule 31. Sur l'arbre 24 est verrouillé un corps circulaire en forme de disque 33 monté entre la meule 31 et le rebord 29 Ce corps circulaire est fixé axialement sur l'arbre 24 lui-même, en même temps que les meules 31, par un écrou annulaire terminal 34 Comme illustré en figure 4, le disque 33 présente une forme sensiblement- circulaire et comporte, sur son pourtour extérieur, deux cavités ou encoches 35 diamétralement opposées Dans une variante non représentée, ledisque 33 comporte une cavité unique 35, ou au contraire trois cavités au moins uniformément réparties sur son pourtour. Dans le corps 7 est percé un trou 36 perpendicu- laire au trou 6 et communiquant avec ce dernier sur une certaine longueur Dans le trou 36 est montée en rotation une vis sans fin 37 supportée par un arbre de sortie 38 ou par un dispositif de manoeuvre constitué d'un moteur électrique pas à pas 39 dont le carter est fixé rigide- ment au corps 7 La vis sans fin 37 est en prise avec un anneau denté 40 formé sur la surface extérieure du corps 11 de manière à supporter en rotation ce corps 11 tour- nant autour de son axe. Le fonctionnement du moteur 39 est régulé par deux détecteurs ou moyens de commande dont le premier, répéré en 41, est logé dans un trou 42 traversant le corps 7 de anière à venir parallèlement en face du trou 6, tandis que le second, répéré en 43, est supporté par le capot et passe dans un trou 44 percé obliquement dans ce capot. Le détecteur 41 est un détecteur à capacité monté de façon que son extrémité de détection vienne en face du disque 33 et puisse coopérer avec ce dernier, d'une manière qui sera décrite ci-après, pour émettre un train d'impulsions dont la fréquence est proportionnelle à la vitesse angulaire de l'arbre 24, ce train d'impul- sions étant envoyé à un bloc de commande 45 du moteur 39. Le détecteur 43 est également du type à capacité et se monte de façon que son extrémité de détection vienne en face d'une surface intérieure oblique de la paroi 17 du corps en forme de coupelle 14 Le détecteur 43 coopère, d'une manière qui sera décrite ci-après, avec les rainures 46 et 47 formées dans la paroi 17, pour émettre vers le bloc de commande 45 des signaux variant suivant que l'extrémité de détection vient en face-de l'une des rainures 46, 47 ou de l'une des projec- tions 48, 49 formées sur la paroi 17 des rainures 46 et 47. Le fonctionnement du dispositif 1 est maintenant décrit en partant de l'état o il se trouve au démarrage de la machine d'adaptation de bouts filtres, après rem- placement d'un couteau 3 (voir figures 1 et 3). Dans les conditions -de démarrage ci-dessus, l'ex- trémité de détection -du détecteur 43 vient en face de la rainure 46 dans une position pour laquelle les signaux qu'il émet vers le bloc de commande 45 maintiennent le moteur 39 à l'arrêt tandis que la meule 31 est espacée au maximum du couteau 3 dont le pourtour extérieur vient à l'extérieur de l'espace annulaire -32. Le démarrage de la machine d'adaptation de bouts filtres provoque, par des moyens non représentés, le blo- cage temporaire du détecteur 43 et le démarrage du moteur 39 provoquant la rotation des corps Il et 14 dans le sens des aiguilles d'une montre, comme indiqué en figure 5, et le déplacement des projections 48 venant en face du détecteur 43 Ce dernier est alors remis en marche et émet des signaux maintenant le moteur 39 en rotation jusqu'à ce que la rainure 47 vienne en face de l'extré- mité de détection du détecteur 43 La détection de la rainure 47 par le détecteur 43 provoque sa commutation et déclenche le détecteur 41 sous la commande duquel le moteur 39 reste actionné pendant toute la durée pen- dant laquelle le détecteur 43 est en face de cette rai- nure 47. Pour une excentricité donnée de l'arbre 24 par rapport au corps 11, la rotation décrite ci-dessus de ce corps 11 correspond à un mouvement rapprochant la meule 31 du couteau 3 qui, lorsque la rainure 47 vient en face du détecteur 43, s'engage par son bord périphérique dans l'espace annulaire 32 et, pour une inclinaison donnée de son axe 5 par rapport aux axes des meulés 31, vient en contact avec ces deux meules Comme l'arbre 4 du couteau 3 est entraîné, le contact entre ce couteau 3 et les meules 31 fait tourner celles-ci par frottement, la vitesse de rotation de ces meules autour de leurs axes étant variable suivant la pression de contact entre le couteau 3 et ces meules 31. Il convient d'observer', en complément à la descrip- tion ci-dessus, que les pressions de contact entre les bords opposés du couteau 3 et les meules 31 restent les mêmes pendant tout l'affûtage, du fait de la présence des manchons à billes 22 qui, en permettant le glissement axial de l'arbre 24 par rapport au corps 11, permettent aux meules 31 de se déplacer automatiquement dans des conditions d'équilibre parfait pour ce qui concerne les pressions d'aff Gtage. La rotation des meules 31 correspond à la rotation du disque 33 qui, lorsqu'il passe en face -du détecteur 41, provoque, au passage de sescavités 35, l'émission par ce détecteur 41 d'un train d'impulsions dont la fré- quence dépend de la vitesse angulaire des meules 31 Le bloc de commande 45 est programmé de manière à déclencher le moteur 39 pour toute la durée pendant laquelle cette fréquence tombe au-dessous d'une valeur prédéterminée - Par suite, lorsque la pression entre le couteau 3 et les meules 31 tombe en entraînant une usure du couteau 3 et des meules 31 provoquant une réduction de la vitesse angulaire de ces dernières, le bloc de commande 45 actionne le moteur 39 qui rapproche les meules 31 du couteau 3 jusqulà ce que soit retrouvée la pression de contact correcte et par suite un affûtage correct de la lame 3. Bien entendu, l'affûtage continu du couteau 3 dû à la rotation du corps 11 par rapport au corps 7, provoque une-usure progressive du couteau 3 jusqu'à ce que ses dimensions radiales tombent au-dessous d'une valeur mini- male déterminée correspondant à l'arrivée de l'extrémité de la projection 49 en face de l'extrémité de détection du détecteur 43, et à une situation de minimum de dis- tance entre la meule 31 et l'axe 5 du couteau 3. Lorsque la situation ci-dessus se présente, le détecteur 43 exclut le détecteur-41 et provoque l'avance- ment du moteur 39 jusqu'à ce que soit détectée la présence de la rainure 46 en face de son extrémité de détection. Le transfert de la projection 49 à la rainure 46 provoque l'émission par le détecteur 43 d'un signal d'arrêt de machine permettant le remplacement du couteau 3 dans des conditions de maximum de séparation entre celui-ci et les meules 31. R E V E N D I C A T I O N S ) Dispositif pour affûter des lames tournantes, comprenant au moins une meule ( 31) verrouillée sur un arbre ( 24) tournant sur son axe incliné par rapport à l'axe de rotation ( 5) d'une lame tournante associée ( 3), le pourtour de cette dernière pouvant venir en contact avec chacune des meules ( 31) pour faire tourner l'arbre ( 24) par frottement, un support mobile ( 11) de cet arbre ( 24), et des moyens de manoeuvre ( 39) permettant de déplacer le support mobile ( 11) pour faire varier la position de la lame ( 3) par rapport à chacune des meules ( 31), dispositif caractérisé en ce qu'il comprend des premiers moyens de commande ( 41) sensibles à la vitesse de rotation de l'arbre ( 24) et se branchant aux moyens de manoeuvre ( 39) pour maintenir la vitesse audessus d'une valeur prédéterminée, et des seconds moyens de commande ( 43) permettant, en cours d'utilisation, de maintenir dans une plage de valeurs prédéterminée, la distance entre les axes ( 5, 24). 20) Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il comprend deux meules ( 31) verrouillées sur l'arbre ( 24) dans des positions se faisant face et définissant entre elles un espace annulaire ( 32) dans lequel peut pénétrer le pourtour de la lame ( 3), l'arbre ( 24) étant monté sur le support mobile ( 11) de manière à pouvoir tourner et glisser axialement. ) Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 et 2, caractérisé en ce que l'arbre ( 24) est couplé au support mobile ( 11) par des manchons de roule- ments à billes glissants ( 22), du type à cages ( 23), des moyens ( 26 à 29) étant prévus pour limiter l'excursion axiale de l'arbre ( 24) par rapport au support mobile ( 11), dans une plaque prédéterminée. ) Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé en ce que le support mobile est constitué par un corps ( 11) monté sur un support fixe ( 2) pour tourner, par rapport à celui-ci, sur son axe parallèle à l'arbre ( 24), ce dernier passant dans un trou axial excentrique ( 21) du support mobile ( 11). 50) Dispositif-selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de manoeuvre comprennent un moteur ( 39) supporté par le support fixe ( 2) et relié au support mobile ( 11) par une vis sans fin et un accouplement à vis sans fin ( 37 à 40). 60) Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 5, caractérisé en ce que les premiers moyens de commande comprennent un détecteur à capacité ( 41) monté dans une position fixe et disposé de façon que son extrémité de détection vienne en face d'un corps circu- laire ( 33) muni d'au moins une encoche périphérique ( 35) et se verrouillant sur l'arbre ( 24). ) Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 6, caractérisé en ce que les seconds moyens de commande comprennent un détecteur à capacité ( 43) monté dans une position fixe sur le support fixe ( 2) et disposé de façon que son extrémité de détection vienne en face d'une extrémité ( 14) du support mobile ( 11) for- mée pour émettre des signaux de démarrage et d'arrêt des moyens de manoeuvre ( 39) suivant la position angulaire prise par le support mobile ( 11) par rapport au support fixe ( 2).