Brevet FR2584334A1 — publié le 19870109

L'invention concerne le découpage de feuilles minces en forme de disques ou rondelles annulaires, telles que du papier, de l'aluminium, des films ou pellicules en matière synthétique. Parmi les dispositifs connus on citera les presses à découper ou emporte-pièce qui découpent dans le même instant la totalité du contour. L'inconvénient majeur de ces dispositifs réside dans la proportion assez importante de rebut ,l'action de découpage n'ayant pas ou que partiellement été obtenue. On mentionnera également des appareils fonctionnant par effet de ciseaux dans lesquels une matrice coopère avec un poinçon à face oblique dont ia coopération par rapprochement crée un croisement progressif des fils tranchants. Ces dispositifs ne donnent pas non plus entièrement satisfaction du fait des difficultés techniques rencontrées et de la forte sollicitation à laquelle est soumise la feuille. Une amélioration notable à la découpe des disques dans une feuille mince a été apportée avec les dispositifs de découpe qui comprennent, d'une part, pour enserrer la feuille à découper, deux plateaux, l'un fixe comportant une fente ayant la forme du ou des contours circulaires à découper, l'autre mobile comportant une rainure venant en regard de ce contour et, d'autre part, un équipage mobile le long dudit contour porteur d'un outil tranchant et déplaçable dans une direction perpendiculaire aux plateaux entre une position où l'outil est engagé à la fois dans la fente et la rainure et une position dans laquelle il est écarté de cette rainure. Dans ces machines, l'outil tranchant est constamment animé du mouvement circulaire susdit, à grande vitesse, autour d'un pivot fixe et coopère avec les extrémités équipées de roulements d'une fourche pivotante autour d'un axe orthogonal à l'axe du pivot pour le mouvement le long de cet axe. Cette architecture nécessite la mise en oeuvre d'éléments en nombre important sujets à usure puisque constamment en mouvement. La présente invention concerne un perfectionnement à ces machines de découpage à lame tournante, de conception beaucoup plus simple qui permet une adaptation facile à plusieurs types de machines d'emballage à partir des disques découpés. A cet effet, l'invention a donc pour objet un dispositif perfectionné de découpe en disque ou en couronne annulaire de feuilles minces, films, pellicules dans lequel la feuille à découper est enserrée entre deux plateaux, l'un fixe comportant une fente ayant la forme du contour à découper, l'autre mobile comportant une rainure ouverte en direction de la feuille en regard de la fente susdite tandis qu'un équipage mobile portant au moins un outil tranchant est animé d'un mouvement de rotation discontinu et/ou alternatif le long dudit contour combiné avec un mouvement perpendiculaire auxdits plateaux entre une position de repos dans laquelle l'outil tranchant est à l'arrêt et écarté de ladite rainure et uné position de coupe dans laquelle l'outil est engagé à la fois dans la fente et la rainure. Selon l'une des caractéristiques importantes de l'invention, ledit équipage mobile est constitué par un support rotatif sensiblement parallèle auxdits plateaux et pourvu d'une pluralité de lames tranchantes perpendiculaires au plan du support et régulièrement réparties sur un cercle du support de rayon égal à celui du contour, ledit support rotatif coopérant avec un systbae du genre à came fixe qui lui confère dans certains secteurs annulaires de son mouvement de rotation une composante de mouvement vertical selon l'axe de rotation. Selon une autre caractéristique principale de l'invention ce support rotatif est constitué d'un plateau d'entraînement de forme circulaire, sur lequel est monté à sa partie supérieure un disque porte-lames, et dont la paroi externe est munie d'au moins une gorge horizontale s'étendant sur un secteur angulaire du plateau et se ter minant par au moins un pan incliné, ladite gorge coopérant avec une butée fixe solidaire du bâti de la machine.Selon une autre caractéristique particulière de l'invention le plateau est manoeuvré par un organe de commande à mouvement alternatif qui lui confère un déplacement angulaire à débatte ment limité dont la course correspond à la longueur de la gorge, ce déplacement s'effectuant de façon alternée dans un sens puis dans l'autre pour assurer la découpe des disques se présentant successivement à la machine aussi bien lors du mouvement de rotation aller que lors du mouvement de rota tion retour du plateau. Selon une caractéristique particulière de l'invention, la transmission du mouvement de l'organe de commande au plateau est assurée par un crabot pivotant, monté sur l'axe du plateau, qui entraîne ce dernier en rotation par l'intermédiaire d'une liaison à rainure et butée auto risant le débattement verticale du plateau, le crabot engrenant par ailleurs avec un secteur denté manoeuvré par ledit organe de commande. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'une forme de réalisation prise à titre d'exemple non limi tatif et en référence au dessins annexés qui représentent Figure 1 une vue partiellement en coupe et en élévation du dispositif selon l'invention. Figure 2 une vue en plan schématique de la partie inférieure du dispositif. Figure 3 une vue en perspective partielle ment écorchée du plateau d'entraînement et son mécanisme de commande. La machine à découper les disques de papier, telle que représentée comporte un bâti 1 dont la face supé rieure est constituée d'une plaque fixe 2 découpée circulai renient pour ménager une fente circulaire 3 entre elle-même et un disque circulaire 4 également fixé au même niveau que ladite plaque et monté sur un pivot fixe 5 en appui sur le socle du bâti 1. La feuille à découper est avantageusement un ruban qui défile sur cette face supérieure grâce à des mécanismes non représentés, dans un couloir ménagé entre d'une part la plaque 2 et le disque 4 et d'autre part un disque mobile 6 comportant une rainure 7 au diamètre du contour à découper et se trouvant en regard de la fente circulaire 3. Ce disque mobile 6 sous commande d'un vérin 8 se déplace verticalement et s'applique sur le disque fixe 4 de telle sorte que la rainure 7 et la fente 3 soient superposées. Sur le pivot fixe 5 peut coulisser et tourner un équipage mobile constitué d'un plateau d'entraînement 9 de forme circulaire et a' orifice central sur lequel est fixé un disque porte-lames 10 de diamètre équivalent à celui du contour à découper. Une pluralité de laines tranchantes 11, perpendiculaires à ce disque se trouvent donc orientées vis à vis de la fente 3. Chacune de ces lames 11 dispose de deux tranchants permettant la découpe dans chaque sens de rotation du disque 10. Le plateau d'entraînement 9 est muni sur sa paroi externe de deux gorges 12, qui se font vis à vis par rapport au pivot 5 et qui-s'étendent chacune sur un secteur angulaire d'environ 1200. Chaque gorge comporte une partie centrale horizontale 12a parallèle au plateau 9 et à proximité de la base de celui-ci, et deux partie d'extrémité formant chacune un pan 12b incliné vers le haut. De part et d'autre du plateau deux potences 14 servent chacune de support à un galet fixe 15 qui pénètre à l'intérieur de la gorge 12. Cette potence reçoit également des tampons amortisseurs fixes 16 au-dessous du plateau d'entraînement Le plateau 9 constituant l'équipage mobile repose sur un crabot 17 de forme sensiblement cylindrique également emmanché sur le pivot fixe 5 autour duquel il peut tourner librement.Un ressort de compression non représenté est intercalé entre le plateau d'entraînement et le crabot pour compenser le poids du plateau et limiter les frottements. Ce crabot 17 porte une échancrure diamétrale 18 dans laquelle viennent se loger deux butées 19 prévues sous le plateau d'entraînement de part et d'autre de son orifice central . la profondeur de l'échancrure 18 et la hauteur des butées 19 sont suffisantes pour que ces pièces coopèrent toujours entre elles quand le plateau est en position haute. Le crabot 17 engrène sur une plaque 20 à secteur denté 21 qui pivote selon un débattement angulaire AB autour d'un axe vertical 22 sous l'action d'un vérin à double effet 23 par l'intermédiaire d'un jeu de bielles 24. Lorsque la feuille à découper entraînée pas à pas s'immobilise sur le disque fixe 4, interviennent simultanément plusieurs opérations. D'une part l'action du vérin 8 applique le disque mobile 6 sur le disque fixe 4 pour immobiliser lo feuille. D'autre part le vérin 23 agit à partir de la position représentée à la figure 2, et grâce au jeu de bielles 24 dans le sens du pivotement de la plaque 20 de la position engrenée A qu'elle occupait à la position 8 opposée. La plaque entraine alors en rotation le crabot 17 qui transmet son mouvement au plateau d'entraînement 9 par l'intermédiaire de ses butées 19. Lors de ce mouvement de rotation, les galets fixes 15 qui en position A et B du secteur denté 20 étaient localisés à l'extrémité d'un pan incliné 12b de la gorge 12, vont échapper à ce pan incliné, parcourir la partie horizontale 12a de la gorge exterminer leur course à l'extrémité de l'autre pan incliné 12b de la gorge. Le galet étant fixe, quand il suit la partie horizontale 12a de la gorge plus proche de la base du plateau, il provoque par conséquent la montée de celui-ci à un niveau pour lequel les lames tranchantes 11 pénètrent dans la fente 3 et la rainure 7 et assurent la coupe d'un disque de papier. Quand le galet a retrouvé l'extrémité de l'autre pan incliné 12b le plateau est revenu en position basse pour laquelle les lames s'écartent de la fente 3. Simultanément le disque mobile 6 s'écarte du disque fixe 4, le disque de papier découpé est dégagé du couloir de coupe par un mécanisme non représenté, et l'on fait défiler le ruban de papier. Le cycle recommence mais dans la phase suivante, sous l'action du vérin à double effet 23, le pivotement du plateau d'entraînement ainsi que la découpe du disque suivant se feront en sens inverse. I1 n'y a donc aucun temps mort de fonctionnement, une usure réduite des liaisons mécaniques ainsi que des lames à double tranchant ce qui permet d'augmenter les cadences de fonctionnement tout en limitant les opérations d'entretien et de remplacement des lames. Dans le cas représenté le disque 10 est muni de quatre lames c'est-à-dire qu'un quart de tour de l'équipage mobile suffirait à la coupe du disque. I1 est prévu toutefois, pour éviter toute bavure ou défaut de découpe, de dépasser ce quart de tour de rotation, ce qui assure une chevauchement partiel de la découpe et la rend parfaitement ébavurée. Pour cela on prévoit que le déplacement angulaire du plateau 9 soit supérieur à la distance angulaire séparant deux lames 11 consécutives sur le disque porte lames 10. Bien entendu la longueur des gorges 12 et du secteur denté AB correspondent au débattement angulaire recherché pour l'équipage mobile. Si l'on choisit de placer par exemple six ou huit lames sur le disque 10, le débattement angulaire de l'ensemble serait beaucoup plus faible. L'invention trouve son application non seulement dans la découpe de feuilles très minces telles que des feuilles de papier, mais aussi dans la découpe de feuilles plus épaisses, telles que des feuilles de carton, cuir, etc... REVENDlCAIIONS 1.- Dispositif perfectionné de découpe en disque ou en couronne annulaire de feuilles minces, films ou pellicules dans lequel la feuille à découper est enserrée entre deux plateaux, l'un fixe comportant une fente ayant la forme du contour à découper, L'autre mobile comportant une rainure ouverte en direction de la feuille, en regard de la fente susdite tandis qu'un équipage mobile portant au moins un outil tranchant est animé d'un mouvement rotatif le long dudit contour et d'un mouvement perpendiculaire auxdits plateaux entre une position dans laquelle l'outil est engagé à la fois dans la fente et dans la rainure et une position dans laquelle il est écarté au moins de ladite rainure, caractérisé en ce que ledit équipage mobile est animé d'un mouvement de rotation discontinu et/ou alternatif le long dudit contour combiné avec un mouvement perpendiculaire auxdits plateaux (4, 6) entre une position de repos où il est arrêté et où l'outil tranchant 11 est écarté de la fente 3, et une position de coupe au cours de laquelle il est dans une phase de mouvement limite et où l'outil tranchant 11 e-st engagé à la fois dans la fente 3 et la rainure 7 2.- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'équipage mobile est constitué par un support rotatif (9, 10) sensiblement parallèle auxdits plateaux et pourvu d'une pluralité de lames tranchantes 11 perpendiculaires au plan du support et régulièrement réparties sur un cercle du support de rayon égal à celui du contour, ledit support rotatif coopérant avec un système (12, 15) du genre à came qui lui confère dans certains secteurs angulaires de son mouvement de rotation une composante verticale selon l'axe de rotation. 3.- Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le support rotatif est constitué d'un plateau d'entraînement 9 de forme circulaire sur lequel est monté à sa partie supérieure un disque porte-lames 10, et dont la paroi externe est munie d'au moins une gorge ho rizontale 12 s'étendant sur un secteur angulaire du plateau et se terminant par un moins un pan incliné 12b, ladite gorge 12 coopérant avec un galet fixe 15 solidaire du bâti de la machine. 4.- Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que le plateau d'entraînement 9 associé au disque porte-lamesl0 est monté de façon à pouvoir tourner et coulisser sur un pivot vertical fixe 5 qui sert de support au disque fixe 4. 5.- Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que le plateau d'entraînement 9 est muni de deux gorges 12 symétriques par rapport à l'axe de rotation dudit plateau, qui se terminent à chacune de leurs extrémités par un pan incliné 12b et en ce que chaque gorge 12 coopère avec un galet fixe 15 monté sur une potence support 14. 6.- Dispositif selon les revendications 1 et 3 caractérisé en ce que le plateau d'entraînement 9 est manoeuvré par un organe de commande à mouvement alternatif qui lui confère un déplacement angulaire à débattement limité dont la course correspond à la longueur de la gorge, lequel déplacement s'effectuant de façon alternée dans un sens puis dans l'autre pour assurer la découpe à chaque mouvement de rotation aller et retour du plateau. 7.- Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que l'organe de commande susdit est constitué par un vérin 23. 8.- Dispositif selon les revendications 6 et 7 caractérisé en ce que la transmission du mouvement de l'organe de commande au plateau d'entraînement 9 est assurée par un crabot pivotant 17 monté sur le pivot 5 qui entraîne ledit plateau en rotation par l'intermédiaire d'une liaison à butée (18, 19) autorisant le débattement vertical du plateau. 9.- Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce que le crabot 17 porte une échancrure diamétrale 18 dans laquelle se logent deux butées prévues sous le plateau d'entraînement 9 de part et d'autre du pivot 5. 10.- Dispositif selon l'une des revendications 6 et 8 caractérisé en ce que le crabot 17 engrène sur une plaque 20 à secteur denté 21 qui pivote selon un débattement angulaire AB autour d'un axe vertical 22, sous l'action du vérin 23 par l'intermédiaire d'un jeu de bielles 24. 11.- Dispositif selon les revendications 6 et 10 caractérisé en ce que l'amplitude du déplacement angulaire du plateau d'entraînement 9, correspondant à celle du débattement angulaire AE du secteur denté, est supérieure à la distance angulaire séparant deux lames 11 consécutives sur le disque porte-lames 10.