Brevet FR2594105A1 — publié le 19870814

La présente invention est -du domaine de la transformation des matériaux du genre carton et elle a plus précisemment pour objet un procédé de découpage de bandes de carton ou similaire dans une plaque plus grande, ainsi qu'une installation et des moyens de mise en oeuvre du procédé. Le but de l'invention est de réaliser un découpage simple mais à cadence très élevée, de plaques de carton en des unités de plus petite dimen s ion. Une façon traditionnelle de diviser une plaque rectangulaire en plaques ou en bandes plus petites consiste a amener la plaque en butée puis à la cisailler transversalement par rapport à sa direction d'amenée, puis escamoter la butée, puis évacuer la découpe etc... Une telle méthode est relativement lente. Une autre méthode consiste à cisailler la plaque au fur et à mesure de son transfert, au moyen de couteaux rotatifs ; une telle méthode aboutit à la formation d'une pluralité de piles en bout de ligne, ce qui n'est pas toujours souhaitable ; en outre les couteaux s'usent assez rapidement. On connait aussi par un brevet FR 1 543 538 une machine de transformation du carton utilisant des entailles faites dans une feuille ; par un brevet FR 2 447 804 une installation de découpage au moyen d'organes de coupe rotatifs ; par un brevet FR 2 270 093 une machine de découpe opérant sur des feuilles restant dans un plan horizontal ; enfin par un brevet FR 2 175 468, la façon de séparer mécaniquement des découpes séparées par des points d'attache, la séparation étant effectuée par des paires d'entraineurs supérieur et inférieur. Aucun des moyens proposés ci-dessus ne vise la division de plaques à des cadences très élevées en vue de leur division en bandes plus petites constituant des matériaux intermédiaires dans la fabrication d'objets en carton. Selon la présente invention un procédé de découpage de plaques de carton, ou similaire, en plaques, ou bandes, de plus petite surface, ledit procédé mettant en oeuvre d'une part une technique de découpage en pointillés, dite dans la description qui suit "pointillage", en vue de former une ligne de rupture, d'autre part la séparation par traction de part et d'autre des lignes de rupture, est principalement caractérise en ce que dans une premiere étape on perfore chaque plaque suivant au moins une ligne s'étendant d'un bord au bord opposé de ladite plaque, ladite ligne séparant et définissant deux bandes adjacentes, dans une seconde étape on effectue la séparation par une traction sur l'une des bandes, l'autre bande étant maintenue, suivant une direction perpendiculaire à ladite ligne de perforation, la plaque étant au cours de chacune des étapes animée d'une certaine vitesse de translation, d'où il résulte qu'entre les deux étapes, la plaque prédécoupée (ou pointillée) peut être manipulée comme une plaque intacte, d'où il résulte finalement une facilité de mécanisation du découpage permettant d'atteindre des cadences très élevées tout en assurant un respect rigoureux des dimensions. De préférence, le pointillage est opéré au fur et à mesure du défilement de la plaque en regard de l'outil de pointillage, tandis que la traction résulte de l'engagement de la plaque entre des moyens d'entrainement séparés, respectivement amont et aval, le moyen d'entraînement aval ayant une vitesse d'entrainement supérieure à celle du moyen amont mais offrant à la bande la possibilité d'un glissement au-delà d'une limite de l'effort de traction, ladite limite étant supérieure à la résistance à la rupture de la ligne de pointillage, ou de rupture, mais inférieure à la résistance à la rupture de la plaque non perforée. Avantageusement, partant d'une première pile approvisionnée par le haut, on prélève à la base de ladite première pile des plaques par une première translation, suivant une première direction puis, et simultanément, au cours de la translation on pointille ladite plaque de façon à définir des bandes, puis, et simultanément, on forme par le haut une deuxième pile, puis, et simultanément, on prélève à la base de ladite deuxième pile des plaques par translation suivant une deuxième direction perpendiculaire à la première, puis, et simultanément au cours de la deuxième translation, on exerce la traction de séparation sur successivement chacune des bandes pointillées. On peut dans ladite première étape effectuer simultanément une pluralité de ligne de pointillage sur une même plaque, lesdites lignes étant parallèles entre elles et parallèles à leur direction de translation au cours de ladite étape. Toujours selon la présente invention, une installation de découpage de bandes de carton selon un procédé tel que défini ci-dessus est caractérisée en ce qu'elle comprend une première ligne d'opération comportant au moins un outil rotatif de pointillage, ladite ligne étant destinée à produire des bandes pointillées, c'est~à-dire maintenue entre elles par des points d'attache, une seconde ligne d'opération perpendiculaire à la première, comportant au moins un couple de moyens, dits respectivement amont et aval, d'entraînement desdites bandes pointillées, lesdits moyens d'entraînement ayant des vitesses périphériques linéaires différentes, la vitesse du moyen amont étant inférieure à celle du moyen aval. Avantageusement, ledit outillage de pointillage au moins est constitué par une paire de disques à pourtours parallèles et appliqués l'un contre l'autre sur une partie de leur périphérie, l'un des disques étant conformé en lame circulaire, l'autre étant conformé en scie circulaire Avantageusement encore le cou ple e des moyens d'entraînement destinés à provoquer la rupture des lignes pointillées comprend d'une part, pour le moyen amont, une paire de rouleaux revêtus d'une couche de matière élastique, d'autre part, pour le moyen aval, une paire de tapis transporteurs constitués chacun par deux tambours et une courroie plane revêtue de matière élastique. L'un des tapis transporteurs des moyens aval d'entraînement est entraîné en rotation d'une façon séparée, ou réglable séparément vis-à-vis des moyens d'entraînement amont. La présente invention sera mieux comprise et des détails en relevant apparaîtront à la description qui va être faite d'une forme particulière de réalisation d'une installation de mise en oeuvre du procédé de l'invention, et de détails de certains organes de celle-ci relevant également de l'invention, en relation avec les figures des planches annexées dans lesquelles - la fig.i est une illustration schématique en plan d'une installation conforme à l'invent ion, - la fig.2 est une illustration analogue en élévation de la même, - la fig.3 est une illustration plus explicite des parties IV à VII de la figure précédente, - la fig.3a illustre une variante des moyens de la figure précédente, et - la fig.4 (4a,4b) illustre, en perspective et de face respectivement, des organes de pointillage des figures précédentes. Sur les fig.1 et 2. une ins lallation destinée à la mise en oeuvre -du procédé de l'invention est constituée d'un certain nombre de postes référencés par les chiffres romains I à VII ces Ces postes dans lesquels défilent successivement la matière à travailler peuvent être regroupés en deux lignes d'opération : une première ligne comprenant les postes I, II et III, et une seconde ligne comprenant les postes IV, V, VI et VII. Le poste I est un magasin constitué par un plateau mobile 1 verticalement sur lequel repose une pile 2 de plaques de carton qui sont dépilées par le haut grâce à un chemin à rouleau 3 en direction d'un second poste II qui est lui aussi un magasin-tampon constitué par une pile 4 ; cette pile 4 est dépilée plaque par plaque par le bas de la pile vers le poste 3 immédiatement adjacent ; le poste III est essentiellement constitué de moyens tels que rouleaux 5 d'entraînement des plaques en translation et de moyens 6 de pointillage qui seront décrits plus loin ; les moyens 6 de pointillage sont de préférence équi-répartis le long d'arbres 7 disposés transversalement par rapport à la direction de translation.A la sortie des moyens de pointillage les plaques sont pointillées longitu finalement par rapport au mouvement de translation qu'elles ont subi depuis le poste I ; c'est la raison pour laquelle ces trois premiers postes de l'installation sont dits être regroupés en une première ligne. La seconde ligne d'opération le long de laquelle la matière à travailler sera aussi déplacée par translation, et de façon caractéristique, perpendiculaire à la première ligne considérée suivant sa direction de translation. Le poste IV est un magasin-tampon constitué par une pile 8 alimentée par le haut directement à la sortie des moyens de pointillage et, dépilée par le bas, par le moyen d'un tapis transporteur 9 ; le poste VI est constitué par un couple de Ir.oyens d'entraînement 11,11' et 12,12' ayant des vitesses linéaires différentes ; ces moyens d'entraînement seront décrits en détail plus loin ; le poste VI est constitué par un tapis transporteur 13 situé un peu au-dessous de la sortie des moyens d'entraînement 12,12' et ayant une vitesse linéaire inférieure à celle de ces derniers moyens de telle sorte que les bandes séparées se chevauchent en écailles en arrivant sur le tapis. Le poste VII est un magasin-tampon constitué d'une pile 15 de bandes séparées ; la pile 15 est formée par le haut dont le niveau est situé légèrement au-dessous de la sortie du tapis transporteur 13, et dépilée par le bas. A la sortie de ce magasin-tampon les bandes sont traitées ou stockées d'une manière sortant du cadre de la présente invention. Sur la fig.3 sont représentés avec plus de détails les postes IV à VII. Il apparaît sur cette figure que la pile 8 des plaques pointillées repose en glissement sur le tapis transporteur 9 lui-même disposé au-dessus d'une boite 17 d'aspiration reliée à une turbine 18. Avantageusement le tapis 9 comportera une multitude de perforations sur toute sa longueur et sur le tiers central de sa largeur tandis que la face supérieure de la boite d'aspiration sera une pièce à clairvoie de façon à permettre aux perforations du tapis de déboucher dans la boite d'aspiration ; cette disposition a pour fonction de plaquer fermement les plaques de carton contre le tapis et d'assurer ainsi l'entraînement positif des plaques de façon à conserver parfaite leur orientation au cours du transfert dans le poste suivant ; à titre indicatif les perforations pourront avoir un diamètre de 10 à 15 mm. Les moyens d'entraînement du séparateur 11,11' comprennent une paire de rouleaux dont l'un 11' est constitué par le rouleau de renvoi du tapis 9 tandis que l'autre 11 est constitué par un rouleau entraîné revêtu d'une couche de matière élastique ; ils comprennent aussi une paire de tapis transporteurs 12,12' constitués par deux tambours et par un courroie plane revêtue de matière élastique ; le tambour du tapis inférieur 12' reçoit son entrainement d'un moteur 19 conférant au tapis 12' 3a fonction de tapis moteur d'entraînement tandis que le tapis 12 est presseur.La vitesse linéaire des tapis 12,12' est supérieure à celle des rouleaux 11,11' ce qui a pour effet, lorsqu'une plaque 20 est entraînée à la fois par les rouleaux 12,12' et les rouleaux 11, 11', de soumettre cette plaque a un effort de traction dans le sens de sa direction de translation. La pression des tapis 12,12' sur la plaque est réglable au moyen d'écrous à manette 21, ce qui permet de régler l'adhérence et d'autoriser le glissement de la plaque entre les tapis de telle sorte que la force de traction soit inférieure à la résistance de la plaque en des parties non pointillées mais supérieure à sa résistance entre ces lignes de pointillage ; il s'ensuit que lorsqu'une ligne de pointillage 23 se présente entre les rouleaux 11,11' et les tapis 12,12' la ligne de pointillage se rompt et une bande telle que 25 se sépare du reste de la plaque. Sur la fig.3a, une variante des moyens d'entraînement se différencie du montage précédent en ce que l'isocinéticité des tambours supérieurs et inférieurs est obtenu par le moyen de chaines 22,24 engrainant dans des roues solidaires des tambours de chaque couple. A la sortie des tapis 12,12' et au-dessous d'eux est disposé de façon amovible le petit tapis transporteur 13 qui a pour fonction, grâce au fait que sa vitesse linéaire est inférieure à celle des tapis 12,12', de recevoir les bandes pointillées en provoquant leur recouvrement à la manière de tuiles, ce qui a pour effet final de constituer un préempilage en écailles tout à fait favorable à la formation de la pile finale 15. Ces derniers moyens classés comme poste VI et VII ne sont, bien entendu, pas indispensables à la mise en oeuvre du principe de l'invention mais ils le complètent utilement compte-tenu de la vitesse relativement grande d'exécution des opérations antérieures. Sur la fig.4 un organe de pointillage 6, vu par la tranche et en perspective, est constitué d'une paire de disques 26, 27 à pourtours parallèles biseautés et appliqués l'un contre l'autre sur une partie 28 de leur périphérie ; le disque 27 est conformé en lame circulaire tandis que le disque 26 est conformé en scie circulaire par encochage radial d'un disque analogue au précédent ; cette conformation en scie circulaire n'apparaît sur le dessins qu'en sa partie 29 mais il doit être compris qu'elle est présente sur la totalité du pourtour du disque 26.L'intérêt de cette conformation en scie de l'un des disques, qui a bien entendu pour effet d'opérer une découpe en pointillés au lieu d'une découpe continue si les deux disques étaient en lame, est de donner lieu à une usure considérablement moindre ; en d'autres termes les outils de pointillage seront changés beaucoup moins souvent que les outils effectuant une découpe continue, ce qui autorisera finalement des arrêts moins fréquents de l'installation et de ce fait une meilleure rentabilité de cette dernière. Bien que l'on ait décrit et représenté une forme particulière de réalisation des moyens de mise en oeuvre du procédé de l'invention, il doit être compris que la portée de cette dernière n'est pas limitée à cette forme mais qu'elle s'étend à tout procédé, installation ou machine mettant en oeuvre les principes généraux énoncés plus haut. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Procédé de découpage de plaques de carton, ou simi laire, en plaques de plus petite surface, ledit procédé mettant en oeuvre d'une part la technique du pointillage, d'autre part la séparation par traction de part et d'autre des lignes de rupture, est principalement caractérisé en ce que - dans une première étape (III) on perfore chaque plaque suivant au moins une ligne, dite de rupture ou de pointillage, s'étendant d'un bord au bord opposé de ladite plaque, ladite ligne séparant et définis sant deux bandes adjacentes, - dans une seconde étape (V) on effectue la sépara tion par traction sur l'une des bandes, l'autre bande étant maintenue, suivant une direction perpendiculai re à la dite ligne de perforation, - la plaque étant au cours de chacune des étapes animée d'une certaine vitesse de translation, d'où il résulte qu'entre les deux étapes la plaque pré découpée (ou pointillée) peut être manipulée comme une plaque intacte, d'où il résulte finalement une facilité de mécanisation du découpage permettant d'atteindre des cadences très élevées tout en assu rant un respect rigoureux des dimensions 2.- Procédé de découpage selon la revendication 1, carac térisé en ce que le pointillage est opéré au fur et à mesure des défilements de la plaque en regard de l'outil (6) de pointillage, et en ce que la traction résulte de l'engagement de la plaque entre des moyens d'en trainement séparés, respectivement amont (11,11') et aval (12,12'), le moyen d'entrainement aval ayant une vitesse d'entrainement supérieure à celle du moyen amont mais offrant à la bande la possibilité d'un glissement au delà d'une limite de l'effort de traction, ladite limite étant supérieure à la résis tance à la rupture de la ligne de pointillage mais inférieure à la résistance à la rupture de la plaque non perforée 3.- Procédé de découpage selon la revendication 2, carac térisé en ce que, partant d'une pre mière pile (4) approvisionnée par le haut, - on prélève (II) à la base de ladite première pile des plaques par une première. translation suivant une première direction puis, et simultanément - au cours de la translation on pointille (III) ladite plaque de façon à définir des bandes, puis et simultanément - on forme (III) par le haut une deuxième pile (8), puis et simultanément - on prélève à la base de ladite deuxième pile des plaques par translation suivant une deuxième direc tion perpendiculaire à la première, puis et simulta nément - au cours de la deuxième translation on exerce (V) la traction de séparation sur successivement chacune des bandes pointillées 4.- Procédé de découpage selon la revendication 2, carac térisé en ce que dans ladite première étape on effectue simultanément une pluralité de lignes de pointillage sur une même plaque, lesdites lignes étant parallèles entre elles et parallèles à leur direction de translation au cours de ladite étape 5.- Installation de découpage de bandes de carton selon un procédé conforme à l'une quelconque des revendica tions précédentes, caractérisé : en ce qu'elle comprend - une première ligne d'opération (I à IV) comportant au moins un outil rotatif de pointillage, ladite ligne étant destinée à produire des bandes pointiban des pointillées, c'est-à-dire maintenue entre elle par des points d'attache, - une seconde ligne d'opération (V à VII) perpendicu laire à la première, comportant au moins un couple de moyens, dits respectivement amont (11,11') et aval (12,12'), d'entrainement desdites bandes pointillées, lesdits moyens d'entraînement ayant des vitesses périphériques linéaires différentes, la vitesse du moyen amont étant inférieur à celle du moyen aval 6.- Installation de découpage selon la revendication 5, caractérisé : en ce que ledit outillage (6) de pointillage au moins, est constitué par une paire de disques (26,27) à pourtours parallèles et appli qués l'un contre l'autre sur une partie de leur périphérie, l'un des disques (27) étant conformé en lame circulaire, l'autre (26) étant conformé en scie circulaire 7.- Installation de découpage selon la revendication 5, caractérisé en ce que le couple des moyens d'entrainement comprend d'une part, pour le moyen amont, une paire de rouleaux (11,11') revêtus d'une couche de matière élastique, d'autre part, pour le moyen aval, une paire de tapis transporteurs (12,12') constitués chacun par deux tambours et par une courroie plane revêtue de matière élastique.