Brevet FR2584970A1 — publié le 19870123

L'invention a trait à un dispositif de coupe pour machines de formage en continu d'articles enroulésnotamment de tubes enroulés réalisés à par- tir de bandes en matériaux fibreux, cellulosiques, métalliques, plastiques et autres. On connaît déjà, par le document FR-A-2 480 179, une machine pour le formage continu de profilés tubulaires comprenant entre autres un disposi- tif de coupe. Celui-ci se compose de plusieurs tourelles de coupe pourvues d'ensembles de coupe. Ces derniers comportent un vérin dont l'extrémité du piston est pourvue d'une chape reliée par un axe d'articulation à l'extrémi- té d'un levier pouvant pivoter autour d'un axe. L'autre extrémité de ce le- vier est pourvue d'un axe d'articulation réglable pourvu d'un roulement à billes servant d'élément de liaison entre l'axe et deux flasques emprison- nant entre eux une lame de coupe. Au-fur-et-à-mesure de l'avance du profilé tubulaire sur le mandrin central, due à la rotation de ce dernier, les pla- teaux supportant les tourelles de coupe se déplacent horizontalement alors que les tourelles de coupe sont entraînées en rotation et pivotent autour du profilé tubulaire qui avance. En même temps, on applique par l'intermé- diaire des vérins, les lames de coupe, fixes en rotation, sur le pourtour du profilé tubulaire jusqu'à ce que le fil de coupe de ces lames de coupe s'applique sur le pourtour du mandrin. Après la coupe, lesdites lames de coupe sont dégagées et les plateaux sont ramenés à leur position de départ pour une nouvelle coupe. Par ailleurs, on connaît également, par le document FR-A-84.09176, un dispositif de coupe automatique de tubes circulaires de faible, moyenne et forte épaisseur. Selon ce document, le mandrin est fixe et l'entratnement du profilé tubulaire est assuré par la rotation d'au moins deux contre- rouleaux prenant appui sur le pourtour extérieur du tube circulaire, l'en- traînement se faisant par friction. Le dispositif de coupe est constitué essentiellement par un couteau usiné en double biseau très tranchant. Ce couteau peut pivoter autour d'un axe maintenu par une paire de leviers pou- vant basculer autour d'un axe et actionnés par un vérin. La vitesse de la course du pistion de ce vérin est réglable en fonction de la vitesse de rotation du tube circulaire. Au cours de ce basculement, le couteau, blo- qué en rotation lors de la phase de coupe, pénètre dans le tube circulaire. A cet effet, le couteau tranchant comporte une roue à rochet solidaire en rotation dudit couteau tranchant. La roue à rochet coopère avec un cliquet solidaire d'un piston d'un vérin. En phase de coupe, le cliquet bloque en -2 - rotation le couteau tranchant par l'intermédiaire de la roue à rochet. Après la coupe, on actionne le vérin pour provoquer une rotation partielle du cou- teau tranchant pour éviter un échauffement de ce dernier. Pour que le tu- be circulaire soit coupé, il est nécessaire que la course du piston soit telle que le couteau tranchant rentre en contact avec le mandrin fixe. Cependant, ces dispositifs de coupe coonus présentent plusieurs in- convénients. En effet, pour une certaine ganne de tubes enroulés utilisés dans l'industrie et principalement dans l'industrie textile, pour le bobi- nage des fils naturels ou synthétiques et dans l'industrie de films ou bandes magnétiques, il est nécessaire que les tubes enroulés, parfaitement coupés d'équerre, soient absolument dépourvus de toute poussière. En raison de leur utilisation, ces tubes enroulés, devant être très lisses, compor- tent un revêtement extérieur plus noble que l'âme centrale en carton. Pour éviter la formation de poussières due à la déchiqueture de ce revêtement extérieur, il est donc impératif que ce dernier soit coupé proprement par le couteau. Toutefois, le problème des dispositifs de coupe actuels à couteaux tournants réside dans le fait que le couteau n'effectue pas une coupe sa- tisfaisante. En effet, le couteau ayant une section de l'ordre de 0,3 mil- limètres, traversant successivement le revêtement extérieur et l'âme en carton, entre en contact avec le mandrin en acier. De ce fait, le fil de coupe est de suite écrasé et il se forme de minuscules dents invisibles à l'oeil nu mais parfaitement décelables au microscope. Au-fur-et-à-mesu- re de l'usure, le couteau présente de plus en plus de dents. La coupe de- vient de moins en moins bonne et les dents arrachent le revêtement exté- rieur et les particules arrachées de ce dernier vont se poser en tant que poussières sur les produits enroulés sur lesdits tubes. En utilisant un couteau fixe à rotation fragmentée et à mandrin fixe, on peut pallier partiellement à cet inconvénient. Cependant, l'utilisa- tion de ce couteau fixe nécessite la fabrication de machines spéciales, ce qui entraîne une augmentation du coût et plus particulièrement des ma- chines spéciales conçues pour la fabrication de tubes enroulés destinés aux industries citées ci-dessus. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et se propose de fournir un dispositif de coupe dont le couteau conserve un fil de coupe parfait même après plusieurs coupes, ce qui rend ce disposi- tif de coupe plus fiable que les dispositifs de coupe connus. A cet effet, l'invention concerne un dispositif de coupe pour machi- - 3 - nes de formage en continu d'articles enroulés, notamment de tubes enroulés réalisés à partir de bandes en matériaux fibreux, cellulosiques, métalli- ques, plastiques et autres, caractérisé en ce qu'il comporte une première phase de coupe préalable effectuée par un premier élément de coupe dont la course de pénétration est légèrement inférieure à l'épaisseur de la paroi du tube enroulé suivie d'une coupe finale réalisée par un second élément de coupe traversant entièrement ladite paroi du tube enroulé. Les avantages obtenus grâce à cette invention consistent essentielle- ment en ceci que le pourtour, notamment le revêtement extérieur est atta- qué par un élément de coupe dont le fil de coupe n'est pas détérioré par un contact avec le mandrin en acier. L'invention sera bien comprise en se référant à la description suivan- te faite à titre d'exemple non limitatif et au dessin ci-annexé dans le- quel: - la figure 1 est une vue en élévation du dispositif de coupe conforme à l'invention. - - la figure 2 est une vue en coupe de la ligne de coupe II-II de la figure 1. - la figure 3 est une vue en coupe de la ligne de coupe III-III de la figu- re 1. On se réfère aux figures 1 et 2. Le bâti 1 d'une machine de formage en continu d'articles enroulés, no- tamment de tubes enroulés réalisés à partir de bandes en matériaux fibreux, cellulosiques, métalliques, plastiques et autres comporte une glissière 2 parallèle au mandrin en acier 3 servant de guide au tube enroulé 4, la ma- chine de formage n'étant pas représentée. Selon un premier mode de réalisation, le mandrin en acier 3 est soumis à une rotation conforme à la vitesse de synchronisation du tube enroulé 4. Selon un second mode de réalisation, le mandrin en acier 3 est fixe et le tube enroulé 4 est soumis à un mouvement de rotation par l'intermédiaire de contre-rouleaux 5 et 6. Sur cette glissière 2 coulisse un dispositif de coupe 7 conforme à l'in- vention. Ce dernier comporte une embase 8 dont la face inférieure 9 présente une rainure 10 dont une des parois 11 a la forme d'une queue d'aronde et dont l'autre paroi 12 est verticale. La glissière 2 comporte un bossage 13 en forme de queue d'aronde. On dispose entre l'un des côtés 14 du bossage 13 de la glissière 2 et la paroi verticale 12 de la rainure 10 de l'embase Z584970 -4- 8 une cale de réglage 15. Sur le dessus 16 de l'embase 8 est fixé par des éléments de fixation 17, 18 un plateau 19 dont la position transversale peut être modifiée par rapport à l'embase 8 par des éléments de réglage 20, 21. Par ailleurs, les éléments de fixation 17, 18 servent également en tant que moyens de blocage pour le positionnement du dispositif de coupe 7 par rapport à la glissière 2 du bâti 1. Ce plateau 19 est coiffé par une fourche 22 constituée de deux flancs 23, 24 reliés par des traverses , 26. La liaison entre le plateau 19 et la fourche 22 est assurée par des éléments de fixation 27, 28 vissés dans les traverses 25, 26. Les trous 29, 30 réalisés dans le plateau 19 ont un diamètre supérieur à celui des élé- ments de fixation 27, 28, ce qui permet de modifier la position du disposi- tif de coupe 7 par rapport au tube enroulé 4 en le rapprochant ou en l'é- loignant et ceci par l'intermédiaire d'un moyen de réglage 31. L'une des extrémités 32 de la fourche 22 est traversée par un axe d'articulation 33 servant de liaison entre ladite extrémité 32 de la four- che 22 et l'extrémité 34 d'un vérin 35. L'extrémité 36 du piston 37 de ce vérin 35 est reliée par un axe d'articulation 38 à l'extrémité 39 d'une chape 40. Celle-ci peut pivoter autour d'une articulation 41 située à l'au- tre extrémité de la chape 40 et solidaire de l'autre extrémité 42 de la fourche 22. A cet effet, la chape 40 comporte un moyeu 43 disposé entre les deux ailes 44, 45 de ladite chape 40. Dans ce moyeu 43 est réalisé un alésage 46 débouchant de part et d'autre à un logement 47, 48 dans lequel est en- gagé un roulement à billes 49, 50. Entre les roulements à billes 49, 50 est interposée une entretoise 51. Les roulements à billes 49, 50 et l'en- tretoise 51 sont enfilés sur un axe 52 dont les deux extrémités 53, 54 présentent une portée 55, 56 engagée dans un alésage 57, 58 pratiqué dans les flancs 23, 24 de la fourche 22. Cet axe 52 étant maintenu par des élé- ments de fixation 59, 60, comporte deux filetages 61, 62 réalisés dans lesdites extrémités 53, 54. Sur ces filetages 61, 62 se déplacent un écrou de réglage 63, 64 permettant de régler la position de la chape 40 par rap- port à la fourche 22 et, par conséquent, par rapport au plan médian 65 du dispositif de coupe 7. La chape 40 sert de support à un premier élément de coupe 66 dont le diamètre est tel qu'après les différents réglages la course de pénétration 67 est légèrement inférieure à l'épaisseur 68 de la paroi 69 du tube en- roulé 4. De ce fait, le fil de coupe 70 ne rentre jamais en contact avec 5- le mandrin en acier 4. La chape 40 sert également de support à un second élément de coupe 71 qui, dans une seconde phase de coupe, traverse entièrement la paroi 69 du tube enroulé 4 en prêtant attention au fait que le fil de coupe 72 de ce second élément de coupe 71 effleure le mandrin en acier 3 pour être cer- tain que la coupe du tube enroulé 4 soit réelle et totale. Le fonctionnement du dispositif de coupe est le suivant: Par l'intermédiaire du moyen de réglage 31 on rapproche du tube enroulé 4 la fourche 22, et par voie de conséquence, la chape 40 et le premier élé- ment de coupe 66, de sorte que le fil de coupe 70 se rapproche du tube en- roulé 4. Puis, on actionne le vérin 35 de sorte que la chape 40 pivote au- tour de l'articulation 41 et que, dans un premier temps, le premier élément de coupe 66 pénètre dans la paroi 69 du tube enroulé 4. Cependant, le ra- yon 73 de l'arc de basculement 74 qui décrit le fil de coupe 70 ayant pour centre le centre 75 de l'articulation 41 est inférieur à la distance 77 entre ledit centre 75 et le diamètre intérieur 78 du tube enroulé 4. Puis, le second élément de coupe 71 décrivant un arc de cercle 79 pé- nètre dans le trait de coupe réalisé par le premier élément de coupe 66 et termine la coupe du tube enroulé 4. A cet effet, il est impératif que le fil de coupe 72 du second élé- ment de coupe 71 sont strictement situé dans le même plan que le fil de coupe 70 du premier élément de coupe 66, les moyens de réglage 80 de la position d'un élément de coupe par rapport à l'autre seront décrits ci- après. Lorsque le mandrin d'acier 3 est entraîné en rotation selon un pre- mier mode de réalisation, le premier élément de coupe 66 est fixe en rota- tion et le second élément de coupe 71 tourne. Selon un second mode de réalisation, les deux éléments de coupe 66, 71 sont soumis à un mouvement de rotation. Lorsque le mandrin en acier 3 est fixe en rotation et le tube enroulé 4 tourne, les deux éléments de coupe 66, 71 sont fixes. Selon un autre mode de réalisation, soit l'un, soit l'autre, soit les deux éléments de coupe 66, 71 comportent une rotation partielle provoquée par une roue à rochet coopérant avec un cliquet solidaire d'un piston d'un vérin. On se réfère à la figure 3 représentant les moyens de réglage 80 per- mettant de disposer le fil de coupe 70 du premier élément de coupe 66 - 6 - dans le même plan que le fil de coupe 72 du second élément de coupe 71. A cet effet, on préconise que le premier élément de coupe 66 est position- né de manière fixe par rapport aux faces internes 81, 82 des ailes 44, 45 de la chape 40 et que l'on règle la position du second élément de coupe 71. Selon un autre mode de réalisation, on positionne le premier élément de coupe 66 par rapport au second 71. Selon un autre mode de réalisation, on prévoit le réglage de la posi- tion des deux éléments de coupe 66, 71 par rapport au plan médian 65. A l'emplacement du premier élément de coupe 66, la chape 40 comporte un axe 83 maintenu par des éléments de fixation 84. Sur cet axe 83 est enfilé un roulement à billes 85 maintenu latéralement par des entretoises 86, 87 interposées entre ledit roulement à billes 85 et les faces internes 81, 82 des ailes 44, 45 de la chape 40, ces entretoises 86, 87 étant enfi- lées sur l'axe 83. Ce roulement à billes 85 est logé dans un alésage 88 pratiqué dans un moyeu 89 présentant un bossage 90 servant de noyau à l'é- lément de coupe 66. Ce dernier est maintenu en place par une bride 91 ren- due solidaire du moyeu 89 par des éléments de fixation 92. On prévoit une contrebride 93 pourvue d'éléments de fixation 94 pour maintenir latérale- ment le roulement à billes 85 dans l'alésage 88 du moyeu 89. A l'emplacement du second élément de coupe 71, la chape 40 comporte un second axe 95 parallèle à l'axe 83 et maintenu par des éléments de fixa- tion 96, 97. Sur cet axe 95 est enfilé un roulement à billes 98 logé dans un alésage 99 réalisé dans un moyeu 100 présentant un bossage 101 sur le- quel est enfilé le second élément de coupe 71 maintenu par une bride 102 rendue solidaire du moyeu 100 par des éléments de fixation 103. Une contre- bride 104 assure le maintien latéral du roulement à billes 98 dans l'alé- sage 99. L'axe 95 comporte à ses deux extrémités 105, 106 un filetage 107, 108 sur lequel se déplace une molette de réglage 109, 110. Ces molettes de réglage 109, 110 comportent un bossage 111, 112 coopérant avec la cage interne du roulement à billes 98. Par l'intermédiaire de ces molettes de réglage 109, 110, on peut positionner le second élément de coupe 71 par rapport au premier élément de coupe 66 qui se trouve normalement dans le plan médian 65 du dispositif de coupe 7. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisa- tion particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut y apporter diverses modifications de formes, de matériaux et de combinaisons de ces divers éléments, sans pour cela s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention. - 7 - Revendications 1. Dispositif de coupe pour machines de formage en continu d'articles enroulés, notamment de tubes enroulés réalisés à partir de bandes en maté- riaux fibreux, cellulosiques, métalliques, plastiques et autres, caractéri- sé en ce qu'il comporte une première phase de coupe préalable effectuée par un premier élément de coupe (66) dont la course de pénétration (67) est lé- gèrement inférieure à l'épaisseur (68) de la paroi (69) du tube enroulé (4) suivie d'une coupe finale réalisée par un second élément de coupe (71) tra- versant entièrement ladite paroi (69) du tube enroulé (4). 2. Dispositif de coupe selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une chape (40) basculant autour d'une articulation (41) so- lidaire d'une fourche (22), cette chape (40) étant actionnée par un vérin (35) intercalé entre la fourche (22) et la chape (40). 3. Dispositif de coupe selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'articulation (41) est située à l'une des extrémités de la chape (40) et que l'autre extrémité (39) de la chape (40) est reliée par un axe d'articulation (38) à l'extrémité (36) du piston (37) du vérin (35). 4. Dispositif de coupe selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'articulation (41) est située à l'une des extrémités (42) de la fourche (22) et que l'autre extrémité (32) de la fourche (22) est reliée par un axe d'articulation (33) à l'extrémité (34) du vérin (35). 5. Dispositif de coupe selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le fil de coupe (70) du premier élément de coupe (66) comporte un arc de basculement (74) dont le rayon (73), ayant pour centre le centre (75) de l'articulation (41), est inférieur à la distance (77) entre ledit centre (75) et le diamètre intérieur (78) du tube enroulé (4). 6. Dispositif de coupe selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une embase (8) pourvue d'une rainure (10) coulissant le long d'une glissière (2) solidaire du bâti (1) de la machine de formage. 7. Dispositif de coupe selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'embase (8) comporte des moyens de blocage (17, 18) permettant de po- sitionner le dispositif de coupe (7) par rapport à la glissière (2). 8. Dispositif de coupe selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de réglage (31) pour positionner le dispositif de coupe (1) par rapport au tube enroulé (4). 9. Dispositif de coupe selon les revendications 1 et 2, caractérisé - 8 - en ce que l'articulation (41) comporte des moyens de réglage (61, 62, 63, 64) pour le positionnement de la chape (40) par rapport à la fourche (22). 10. Dispositif de coupe selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de réglage sont des écrous de réglage (63, 64) se dépla- cant sur des filetages (61, 62) réalisés aux extrémités (53, 54) d'un axe (52) interposé entre les flancs (23, 24) de la fourche (22) à l'emplace- ment de l'articulation (41), et provoquant le déplacement d'un moyeu (43) disposé entre les ailes (44, 45) de la chape (40) sur l'axe (52). 11. Dispositif de coupe selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les éléments de coupe (66, 71) comportent un fil de coupe (70, 72) situé dans un même plan l'un (70) par rapport à l'autre (72). 12. Dispositif de coupe selon les revendications 1 et 11, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de réglage (107 à 110) des éléments de cou- pe (66, 71) par rapport au plan médian (65). 13. Dispositif de coupe selon la revendication 12, caractérisé en ce que les moyens de réglage des éléments de coupe (66, 7t) sont des molettes de réglage (109, 110), se déplaçant sur des filetages (107, 108) d'un axe (95) interposé entre les ailes (44, 45) de la chape (40) et provoquant le déplacement des moyeux (89, 100) des éléments de coupe (66, 71). 14. Dispositif de coupe selon la revendication 12, caractérisé en ce que le premier élément de coupe (66) comporte les moyens de réglage (107 à 110). 15. Dispositif de coupe selon la revendication 12, caractérisé en ce que le second élément de coupe (71) comporte les moyens de réglage (107 à 110). 16. Dispositif de coupe selon la revendication 12, caractérisé en ce que le premier élément de coupe (66) et le second élément de coupe (71) comportent les moyens de réglage (107 à 110). 17. Dispositif de coupe selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un premier élément de coupe (66) mobile en rotation. 18. Dispositif de coupe selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un premier élément de coupe (66) fixe en rotation. 19. Dispositif de coupe selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des éléments de coupe (66, 71) mobiles en rotation. 20. Dispositif de coupe selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des éléments de coupe (66, 71) fixes en rotation.