Brevet FR2583673A1 — publié le 19861226

DISPOSITIF DE DECOUPE DE FEUILLES DE MATIERE PLASTIQUE. La présente invention est relative à la découpe de feuilles ou films formés d'une ou plusieurs couches de matière plastiques, no- tamment à la découpe de feuilles transparentes ou translucides, suscep- tibles d'être utilisées dans la fabrication des vitrages feuilletés. Plus particulièrement, l'invention est relative à un dispositif pour la découpe de ces feuilles, temporairement ou définitivement assemblés avec les autres éléments du vitrage, par un détourage. Dans la fabrication de vitrages feuilletés, notamment de vi- trages de sécurité formés de deux feuilles de verre et d'une feuille ou couche intercalaire en matière plastique, par exemple en polyvinylbuty- ral ou en polyuréthane, les éléments constitutifs du vitrage sont as- semblés par empilement des éléments, suivi d'un calandrage par passage de l'empilage entre des rouleaux presseurs, et d'un cycle d'autoclave. Au moment de l'empilement des éléments, la feuille de matière plastique intercalaire se présente sous la forme d'un primitif généra- lement trapézoïdal dont le format est légèrement plus grand que celui du vitrage. Apres l'empilement, et avant le calandrage, les parties de la feuille intercalaire qui débordent du vitrage sont découpées manuelle- ment par détourage à l'aide d'une lame métallique, l'ouvrier qui exécu- te cette découpe maintenant la lame appuyée contre le chant du vitrage. C'est une opération de main d'oeuvre longue et couteuse. En outre, elle se révèle quelquefois peu précise et il est alors nécessaire d'ébarber, généralement après le cycle d'autoclave, les parties de l'intercalaire qui débordent encore du vitrage. Un autre inconvénient de cette découpe manuelle est que l'outil risque d'attaquer par endroits les bords des feuilles de verre et de fragiliser ainsi le vitrage. Enfin, les lames utilisées s'usent très rapidement, et il est indispensable d'en changer souvent. Des dispositifs de découpe automatique ont déjà été décrits, par exemple dans la publication du brevet français 2 510 029. L'invention propose un dispositif amélioré de découpe, entié- -2- rement automatique, parfaitement fiable, pouvant facilement s'intégrer dans les lignes de fabrication des vitrages feuilletés. Le dispositif selon l'invention comprend une tête de découpe munie d'un ruban à bords tranchants en forme de lame de scie à ruban, des moyens de liaison de la tête de découpe avec une structure permet- tant le déplacement de la tête de découpe selon trois axes cartésiens orthogonaux, les moyens de liaison permettant en outre une rotation de la tête selon deux axes orthogonaux-de rotation, des moyens de commande et de contrôle électroniques et numériques. Dans une réalisation avantageuse du dispositif de découpe, il est prévu des moyens commandant automatiquement et périodiquement le changement de la lame de découpe. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention appa- raitront dans la description suivante d'un exemple de réalisation du dispositif de découpe, faite en relation avec les figures. La figure 1 est une vue d'ensemble du dispositif de découpe. La figure 2 est une vue latérale du dispositif représenté sur la figure 1. La figure 3 est une vue latérale, partielle, de la tête de découpe illustrée dans les figures 1 et 2. La figure 4 est une vue de dessus de la tête de découpe de la figure 3. La figure 5 est une vue partielle, en coupe, selon le plan de tracés 5.5. de la tête de découpe de la figure 4. La figure 6 est une vue partielle, en coupe, selon le plan de tracés 6.6. de la tête de découpe de la figure 5. La figure 7 est une vue frontale d'un équipement du disposi- tif de découpe de la figure 1. La figure 8 est une vue partielle, en coupe, selon le plan de tracés 8.8. de l'équipement de la figure 7. Conmme représentée sur les figures 1 et 2, la tête de découpe 1 présente une plaque supérieure 2, reliée à un axe de rotation 3, per- mettant une rotation de cette plaque 2 autour de l'axe y (dans les fi- gures 1 et 2, on représente les axes ternaires cartésiens orthogonaux x, y et z, pour la référence des mouvements qui seront décrits plus loin). En particulier, la plaque 2 est reliée à une fourche 4 en forme de U, montée sur un axe à l'extrémité inférieure d'une colonne interne d'une colonne verticale principale 6, disposée d'après l'axe z. La colonne 5 peut tourner autour de l'axe z, par rapport à la colonne 6, par l'intermédiaire de mécanismes de commande et de contrôle de la po- sition du type déjà cité. La colonne 6 peut se mouvoir verticalement, par rapport à une poutre horizontale 7, disposée d'après l'axe y, grâce à un moteur 8, solidaire d'une structure 12 appuyée sur la poutre 7, qui présente un pignon de sortie 9 s'engrenant à une crémaillère 10 fixée à la colonne 6. La structure 12 fixée à la poutre 7, et abritant la colonne à glissière verticale 6, dispose d'autre part d'un mécani- sme, non représenté, de contrebalancement du poids de la colonne 6. La structure 12, comme représentée sur la figure 1, est aussi reliée à un moteur 13 d'entraînement de la structure 12, selon l'axe Y. En particulier, un tel moteur 13 présente un pignon de sortie 14, qui engrène avec une crémaillère 15 fixée au-dessous de la poutre 7. Sur la poutre 7 est porté à son tour un moteur 17 qui commande le déplacement de la poutre 7 d'après l'axe x, et qui présente un pignon de sortie 18 qui engrène avec une crémaillère 19 fixée vers la zone su- périeure d'une poutre 20 placée d'après l'axe x et soutenue aux extré- mités de 2 colonnes verticales 21. Des chariots 22 entrainent par roulement la poutre horizontale 7 sur les poutres perpendiculaires 20. Sur les figures 3 à 6, la tête de découpe 1 présente une par- tie principale 24, avec une partie 40 en forme de boite ouverte en par- tie latéralement, fixée à la plaque supérieure 2. Cette partie 40 sur une de ses parois internes 24, porte un moteur 25, fixé au-dessus, qui commande la rotation, par l'intermédiaire d'un axe 27, d'une poulie 26 qui sort de cette partie 24. Dans la zone centrale de la partie 40, comme représentée sur la fig. 5, est montée sur un axe, une extrémité 28 d'un vérin d'actionnement 29, qui présente une tige 30 ayant une ex- trémité 31 montée sur un axe à une extrémité 32 d'un corps tubulaire profilé 33, qui, à l'autre extrémité, est fixé sur un pivot 34 porté grâce à 2 coussinets d'extrémité, est fixé sur un pivot 34 porté grâce à 2 coussinets d'extrémité 35, par la poutre 40 (fig. 6). Au centre, le corps tubulaire profilé 33 est relié à un pallier 36 qui, par l'inter- médiaire de roulements à billes 37, porte un pivot 38 de support fou pour une poulie 39, elle aussi disposée à l'extérieur de la partie 40. Comme représentée sur la fig. 5, au corps tubulaire profilé 33 est fixée une goupille 41, à laquelle est accrochée une extrémité d'un ressort de traction 42, qui, à l'autre extrémité, est lié à un support 43 fixé à la partie 40. Entre les 2 poulies 26, 39 est placée une lame de découpe 44, métallique, en forme de ruban, à bords tran- - 4 - chants, laquelle est mise sous tension par l'intermédiaire du système de commande du vérin de fonctionnement 29, et ce d'une façon qui sera décrite plus en détail par la suite. Cette lame de découpe 44 est en- fermée dans la tête 1, par un couvercle 45, qui présente une ouverture 47, profilée en U, qui découvre une portion de la lame de découpe 44 avec laquelle vient en contact l'élément à découper. Le mouvement d'ouverture et de fermeture du couvercle 45, se produit par l'intermédiaire d'un vérin 49 qui est logé, comme repré- senté sur la figure 5, dans une portion cylindrique 50 fixée latérale- ment à la partie 40. En particulier, un tel vérin 49 présente une tige mobile 51 avec une tête 52 qui, par déplacement linéaire, peut agir sur une extrémité 53 d'un poussoir 54, ayant une partie inférieure 55 pour- vue d'une cannelure hélicoidale 56,.avec laquelle coopère une goupille 57 portée par une partie 58 qui, comme représenté sur la figure 6, est reliée à une extrémité latérale du couvercle 45, dans la zone inférieure. Dans la partie cylindrique 50 est en outre fixée une gou- pille 59 qui se loge dans une cannelure verticale 60 de la partie su- périeure du poussoir 54, pour empêcher la rotation de celle-ci autour de son axe. Autour de cette partie supérieure du poussoir 54, est dis- posé un ressort cylindrique 61, s'appuyant par son extrémité inférieure sur une bague 62, fixée entre la partie 50 et disposée coaxialement au poussoir 54, alors que la partie supérieure du ressort 61 s'appuie con- tre une rondelle 63 fixée à l'extrémité 53 du poussoir 54. Dans la zone latérale supérieure du couvercle 45, est fixée une partie 65, coaxiale à la partie inférieure 58, et disposée sur un pivot 66 qui est guidé par une partie 67 fixée latéralement à la partie 40. Au dessus de l'ouverture 47, dans la partie 40, est fixée une plaque magnétique 68, garantissant la fermeture du couvercle 45. Sur la partie 40 se trouve également un détecteur de proximité 70 qui relève la position de ferme- ture et d'ouverture de ce couvercle 45. Dans la partie supérieure de la partie 40, se trouvent logés divers éléments 71 distributeurs du fluide de fonctionnement pour les vérins 29 et 49. Sur les figures 7 et 8, est illustré un équipement 73 pour le changement automatique de la lame de découpe 44, lequel comprend deux traverses 74 parallèles, portant une plaque 75, sur lesquelles sont fixées des barettes semi-circulaires de dimensions légèrement plus grandes que celles que la lame de découpe 44 est amenée à prendre quand - 5 - elle se trouve entre les deux poulies 26 et 39, dans la tête de découpe 1. Sur ces barettes 76 sont disposés des aimants 77 sur lesquels on dispose une lame de découpe 44 de rechange. Dans la partie supérieure de la plaque 75 en correspondance avec la zone dans laquelle se présen- te l'arbre 27 de la poulie 26 de la tête de découpe 1, pour le changement de la lame de découpe qu'on décrira plus loin et ainsi que représenté par des lignes hachurées sur les figures 7 et 8, est disposé un détecteur de proximité 78. Un autre détecteur de proximité 79 ser- vant à détecter la présence d'une lame de rechange 44, est fixé à la traverse inférieure 74. Les deux traverses 74 sont fixées, à leurs extrémités respectives, à des équerres 81 avec une possibilité de réglage pour la position longitudinale; ces équerres sont fixées à leur tour aux co- lonnes de soutient 82 partiellement représentées, elles-mêmes fixées aux colonnes 21, dans une zone accessible à la tête de découpe 1. Un équipement 83 d'affutage pour la lame de découpe 44 est représenté sur la figure 1. Il comprend une meule d'affutage et il est soutenu par un support 84 qui est placé dans une zone entre les colon- nes 21, accessible à la tête de découpe 1. Entre les colonnes 21, pa- rallèlement à la direction de la traverse horizontale 7 est placé un équipement de transport 85 pour les vitrages 86, qui doivent être découpés. En particulier, cet équipement de transport 85 peut compren- dre des chariots transporteurs avec plusieurs rangées de picots 87 pa- ralleles à la ligne de transport qui soutiennent ces vitrages 86 constitués de deux feuilles de verre 89, entre lesquelles est placée une feuille 88 de plus grande dimension, en matière plastique, notam- ment en polyvinylbutyral, qui, de cette façon, déborde des feuilles de verre 89 et qui doit être découpée à l'aide de la tête de découpe I1 ob- jet de la présente invention, par un détourage du vitrage. Sur la figure 2, sont indiquées, en lignes hachurées, les rangées de picots 87 de l'équipement de transport 85 pour les vitrages 86. Entre les colonnes 21 est prévu un équipement 91 de prélèvement du vitrage 86 de l'équipement de transport 85. Cet équipement 91 présente un cadre de base 92 et une partie centrale 93 qui peut se soulever par l'intermédiaire d'un vérin de fonctionnement 94 et qui présente un plan supérieur 95 avec des ventouses 96 d'appui sous le vitrage 86. Les divers mouvements de déplacement ou de rotation pour la tête de découpe 1 sont dictés par un microprocesseur 98 qui commande et contrôle les opérations liées au fonctionnement du dispositif. - 6 - Le fonctionnement de la tête de découpe i et des équipements relatifs complémentaires est le suivant: le vitrage 86 muni de la feuille 88 à découper par détourage, est transporté à partir de l'équipement de transport 85 jusqu'à l'équipement 91 qui, commandé par le centre de commande 98, le place en position soulevée par rapport à l'équipement de transport 85 tel qu'illustré dans la figure 2 pour la découpe. Pour cette opération, le centre 98 commande le déplacement de la tête de découpe 1 avec un contrôle de déplacement sur 5 axes (3 de déplacement et 2 de rotation), pour faire ainsi suivre le bord du vi- trage 86 avec la zone de la lame de découpe 44 qui passe dans l'ouverture 47. Cette lame de découpe 44 est entraînée par la poulie 26 qui est actionnée par le moteur 25. La lame est maintenue en tension entre la poulie 26 et la poulie 39 par l'action du ressort 42 qui fait tourner, dans le sens des aiguilles d'une montre, le corps tubulaire profilé 33 qui soutient le pivot 34. A la fin de la phase de découpe de la partie débordante du vitrage 86 de la feuille 88 à découper, l'équipement 91 par l'intermédiaire de la descente du vérin 94 replace le vitrage 86 sur le transporteur 85 qui l'envoie aux phases de travail suivantes. Bien entendu, le parcours de la tête de découpe 1 avec la la- me de découpe 44 autour du bord du vitrage 86 à découper peut être con- tr&lé par le centre de commande 98 après qu'il ait réalisé un premier parcours pour établir son programme. Apres un certain nombre de cycles de découpe des vitrages 86, le centre de commande 98 peut contrôler automatiquement l'approche de la tête de découpe 1 et par conséquent de la lame de découpe 44 à l'équipement 83 pour l'affutage du bord tranchant de la lame de découpe 44. Après un nombre préfixé de cycles de découpe, la tête de dé- coupe 1 vient automatiquement se présenter à l'équipement 73 pour effectuer, de façon automatique, l'opération de changement de la lame 44. Le couvercle 45 de la partie 40 s'ouvre par l'intermédiaire du vé- rin 54 qui, grâce à la rainure hélicoTdale 56 de la partie inférieure détermine la rotation de la goupille 57 insérée dans cette rainure 56 et donc la rotation de la partie 58 à laquelle est attachée la gou- pille 57; la partie 58 reliée au couvercle 45 fait donc tourner le couvercle 45 qui se place dans la configuration hachurée et ouverte, qui est illustrée dans la figure 8. La lame de découpe 44 usée peut être retirée par l'intermé- -7- diaire du fonctionnement du vérin 29 qui, en retirant la tige 30 exerce une rotation antérieure sur le corps tubulaire profilé 33 autour du pi- vot 34 et en opposition à la force élastique du ressort 42 pour ainsi rapprocher l'axe 38 de la poulie 39 à l'axe de la poulie supérieur 26 rendant ainsi libre la lame de découpe 44. La tête de découpe 1 par l'intermédiaire du centre de commande se présente face à l'équipement 73 comme illustré dans la figure 8. Cette position est signalée par le détecteur 78. La nouvelle lame de découpe 44 placée dans l'équipement 73 par l'intermédiaire des aimants 77 est donc prélevée par la tête de découpe 1 grâce à la mise en marche en sens inverse, du vérin 29 qui, éloignant l'axe de la poulie 39 de l'axe de la poulie supérieure 26 exerce une tension sur cette lame de découpe 44 la détachant des ai- mants 77. Le centre de commande 98 commande l'éloignement de la tête de découpe 1 ouverte de l'équipement 73 et la fermeture du couvercle 45 sur la paroi interne 23 de la partie 40 grâce au vérin de fonctionne- ment 49 qui opère dans le sens inverse de celui décrit. De cette façon, le poussoir 54 est déporté vers le haut grâce au fonctionnement du res- sort 61. $ REVENDICATIONS 1. Dispositif de découpe automatique de feuilles de matière plastique utilisées notamment dans les vitrages feuilletés, par un détourage, caractérisé en ce qu'il comprend une tête de découpe munie d'un ruban à bord tranchant en forme de lame de scie à ruban, des moyens de liaison de la tête de découpe avec une structure permettant le déplacement de la tête de découpe selon trois axes cartésiens orthogonaux, les moyens de liaison permettant en outre une rotation de la tête de découpe selon deux axes orthogonaux de rotation, des moyens de commande et de contrôle électroniques et numériques. 2. Dispositif de découpe selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le ruban est porté par deux poulies dont une au moins possède un axe réglable permettant la régulation de la tension de la lame de découpe. 3. Dispositif de découpe selon la revendication 2, caracté- risé en ce qu'il comprend des moyens de régulation comprenant des moyens élastiques (42) exerçant une force sur une poulie tendant à l'éloigner de l'autre. 4. Dispositif de découpe selon une des revendications 2 à 3, caractérisé par des moyens pour rapprocher les axes de ces deux poulies (39, 26) pour permettre l'extraction de la lame de découpe (44). 5. Dispositif de découpe selon la revendication 4, caracté- risé par lesdits moyens d'approche comprenant un vérin (29) agissant sur les moyens (33) de positionnement de l'axe (38) d'une de ces poulies, en opposition à l'action de ces moyens élastiques (42). 6. Dispositif de découpe selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la tête de découpe comprend une structure de sup- port (24) qui constitue aussi une boite renfermant ladite lame de dé- coupe (44), cette boite (24) présentant une ouverture (47) pour le libre passage d'une partie de la lame de découpe (44), qui prend con- tact avec le profil de l'élément à découper (86), ladite boite (24) présentant une partie principale (40) en forme de conteneur et une par- tie (45) en forme de couvercle, cette partie (45) étant déplaçable grâ- ce aux moyens (49) d'ouverture et de fermeture. 7. Dispositif de découpe selon la revendication 6, caracté- risé en ce que lesdits moyens d'ouverture et de fermeture comprennent un vérin (49) porté par ladite partie principale (40) et qu'ils agis- sent sur les moyens mécaniques (54, 55, 56, 57, 58) de transformation d'un déplacement linéaire en une rotation, cette partie de fermeture - _ (45) étant reliée à un élément (58) de ces moyens mécaniques soumis à ladite rotation. 8. Dispositif de découpe selon une des revendications 6 à 7, caractérisé en ce que ladite structure de support (24) est reliée à des moyens de déplacement (16) grâce aux moyens (3, 5) aptes à permettre une rotation de ladite structure (24) selon deux axes orthogonaux de rotation, ces moyens de déplacement (16) comprenant d'autre part des moyens (8, 13, 17) de contrôle numérique pour déplacer la structure en question (24) d'après les directions appartenant aux axes ternaires cartésiens orthogonaux (x, y, z). 9. Dispositif de découpe d'après une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (73) de logement d'une lame de découpe de rechange (44), les moyens de commande (98) comman- dant automatiquement et périodiquement l'approche de cette structure de support (24) de ladite lame auxdits moyens de logement (73) de cette lame de découpe de rechange (44), et le chargement successif, en tension, sur ces moyens de déroulement (26-39). 10. Dispositif de découpe selon la revendication 9, caracté- risé en ce qu'il comprend des moyens de logement (73) comprenant plu- sieurs éléments magnétiques (77) de soutien de ladite lame (44'), dans une configuration en forme d'anneau, apte à être chargée sur lesdits moyens de déroulement (26-39). 11. Dispositif de découpe selon une des revendications 9 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (83) d'afutage desdits bords tranchants, les moyens de commande (98) commandant automatique- ment et périodiquement l'approche de cette lame (44) auxdits moyens d'affutage (83).