Brevet FR2684913A1 — publié le 19930618

La présente invention concerne un appareil de découpage rotatif utilisable plus particulièrement dans les lignes d'impression et de façonnage de boites plian- tes en carton et d'étiquettes auto-adhésives. Ces appareils sont généralement basés sur le principe du roulement, l'un sur l'autre, de deux cylin- dres superposés, d'axes parallèles, dont l'un, Dû savoir le cylindre de coupe proprement dit, est gravé en relief alors que l'autre cylindre ou cylindre "enclume" est lisse Toutefois dans certains procédés les deux cylin- dres peuvent comporter des gravures complémentaires. L'entraînement en rotation des deux cylindres, " la même vitesse périphérique mais en sens inverse l'un de l'au- tre, est assuré par des engrenages de liaison d'un même diamètre primitif choisi de manière qu'il subsiste, entre les deux cylindres de coupe, une faible distance cons- tante nécessaire pour assurer une bonne coupe de la nappe de carton ou de papier passant entre eux, sans qu'il y ait pour autant un contact entre les parties métalliques assurant la coupe. L'intervalle qui sépare les deux cylindres de coupe d'axes parallèles, est assuré par des galets ou chemins de roulement qui sont fixés aux extrémités des deux cylindres en étant parfaitement concentriques avec ceux-ci Le diamètre de chacun de ces galets de roulement est égal au diamètre primitif de l'engrenage de liaison. La pression de coupe peut être alors appliquée sans réserve sur les deux cylindres. Le diamètre des cylindres de coupe qui dépend du format découpé, doit être également déterminé, en fonc- tion de la laize, de telle façon que les flexions mises en oeuvre lors de la coupe, ajoutées aux tolérances d'exécution, ne soient pas supérieures A la distance théorique qui sépare les parties coupantes Les flexions qui apparaissent lors de l'opération de coupe, ont deux origines A savoir la flexion proprement dite des cylin- dres sous l'effet d'une charge ponctuelle ou uniformément répartie, due A l'effort de coupe, et la flexion causée par les moments fléchissant dus ' l'effort exercé sur les fusées des cylindres Or il est nécessaire, surtout dans le cas de certains travaux nécessitant une grande préci- sion et une coupe franche et sans poussière, de maintenir une flexion, c'est-,-dire une flèche du cylindre de coupe aussi faible que possible pendant l'opération de coupe proprement dite Pour réduire cette flèche ou cette flexion du cylindre de coupe, on peut évidemment envisa- ger d'utiliser un cylindre de coupe d'un grand diamètre mais ceci entraîne un coût d'outillage et de la structure d'accueil élevé On a également proposé, ainsi qu'il est décrit dans le brevet FR-A-2 645 790, de supprimer la seconde flexion, c'est-t-dire celle provoquée par les moments fléchissants, grâce à une disposition particu- lière des vérins hydrauliques. La présente invention concerne des perfection- nements apportés à un appareil de découpage rotatif du type précité permettant de réduire très sensiblement la flexion ou la flèche subie par le cylindre de coupe pendant une opération de découpage. A cet effet cet appareil de découpage rotatif comportant un bâti supportant, entre deux montants verticaux parallèles, deux cylindres de coupe superposés, d'axes parallèles, à savoir un cylindre de coupe supé- rieur et un cylindre de coupe inférieur respectivement solidaires de chemins de roulements roulant les uns sur les autres, les deux fusées coaxiales opposées du cylindre de coupe supérieur étant montées respectivement h rotation dans deux blocs paliers supérieurs opposés pouvant coulisser verticalement sur les deux montants respectifs, tandis que les deux fusées coaxiales opposées du cylindre de coupe inférieur sont montées respectivement ' rotation dans deux blocs paliers inférieurs opposés, pouvant coulisser verticalement sur les deux montants respectifs, situés respectivement en dessous des blocs paliers supérieurs, chacun des blocs paliers supérieurs étant prolongé ?A sa partie supérieure, vers l'intérieur de l'appareil, par une partie en porte-A-faux soumise A l'action, vers le bas, d'un vérin vertical de mise en pression monté la partie supérieure de l'appareil, tandis que chacun des blocs paliers inférieurs est prolongé, " sa partie inférieure, vers l'intérieur de l'appareil, par une partie en porte-à-faux s'étendant au-dessus d'une butée portée par le montant correspondant et avec laquelle elle est en contact, est caractérisé en ce qu'il comprend, entre chaque paire de blocs paliers supérieur et inférieur, une cale ou entretoise permettant un appui des deux blocs l'un sur l'autre et en ce que le plan vertical et transversal contenant l'axe de chaque vérin vertical de mise en pression est situé entre le plan vertical et transversal dans lequel est située la cale ou entretoise disposée entre les blocs paliers et le plan vertical et transversal des chemins de roulement des deux cylindres. On décrira ci-après, F titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente inven- tion, en référence au dessin annexé sur lequel: La figure 1 est une vue en coupe verticale et longitudinale d'un appareil de découpage rotatif suivant l'invention. La figure 2 est une vue en coupe verticale et transversale faite suivant la ligne II-II de la figure 1. La figure 3 est un schéma illustrant le principe mis en oeuvre, dans l'appareil de découpage, pour réali- ser l'encastrement des fusées du cylindre de coupe. L'appareil de découpage rotatif représenté sur les figures 1 et 2 comprend un bâti constitué de deux montant verticaux parallèles 1,2 reliés entre eux par des traverses horizontales non représentées Chacun des montants 1,2 est entaillé, dans sa partie supérieure, d'une ouverture 3 s'étendant verticalement, de forme rectangulaire et débouchant dans la face horizontale supérieure du montant Dans les deux ouvertures opposées 3 est engagé un dispositif de découpage interchangeable constitué essentiellement par deux cylindres de coupe supérieur 4 et inférieur 5, d'axes horizontaux paral- lèles, entre lesquels doit passer une nappe de papier ou carton A découper Le cylindre de coupe supérieur 4 est prolongé, A ses deux extrémités, par deux fusées coaxia- les 4 a,4 b et il est solidaire de deux chemins de roule- ment 6 situés A distance des deux faces frontales du cylindre de coupe 4 et entre lesquels se trouve la partie gravée du cylindre 4 De la même façon le cylindre de coupe inférieur 5 qui peut être lisse (cylindre "enclume") ou gravé, est prolongé, h ses deux extrémités, par deux fusées coaxiales 5 a,5 b Les chemins de roulement supérieurs 6 roulent sur la périphérie du cylindre inférieur lisse 5 qui constitue alors, dans le cas de ce cylindre "enclume", deux chemins de roulement inférieurs dans les deux zones de conctact avec les chemins de roulement supérieurs et ils ont un même diamètre qui est légèrement supérieur a celui du cylindre de coupe supérieur 4, de manière i maintenir entre les deux cylindres 4 et 5 un faible intervalle nécessaire pour assurer une bonne coupe de la nappe de carton ou de papier passant entre eux, sans qu'il y ait pour autant un contact entre les parties métalliques assurant la coupe. Le diamètre des chemins de roulement supérieurs 6 est égal à celui du cylindre enclume inférieur 5 et au diamètre primitif d'engrenages de liaison 7,8, solidai- res respectivement des fusées gauches 4 a,5 a (sur la figure 1) des cylindres de coupe 4,5, i^ l'extérieur du montant gauche 1 Ces engrenages de liaison 7,8 sont en prise l'un avec l'autre et sont entra nés en rotation A partir de la commande générale de l'appareil. Les fusées 4 a,4 b et 5 a,5 b des cylindres de coupe 4,5 sont respectivement montées A rotation dans des blocs superposés formant paliers, à savoir des blocs paliers supérieurs 9 et inférieurs 10, engagés étroitement dans les ouvertures 3 et pouvant coulisser verticalement dans celles-ci. Chaque bloc palier supérieur 9 est prolongé, A sa partie supérieure, vers l'intérieur de l'appareil, par une partie en porte-A-faux 9 a s'étendant au-dessus de la partie extrême du cylindre de coupe supérieur 4 De la même façon chaque bloc palier inférieur 10 est prolongé, à sa partie inférieure, vers l'intérieur de l'appareil, par une partie en porte-à-faux l Oa qui s'étend en dessous de la partie extrême du cylindre de coupe inférieur 5 et au-dessus d'une butée rapportée fixe 11 Cette butée 11 est fixée, au moyen de vis, sur la face interne du montant correspondant 1,2 de manière que sa face horizon- tale supérieure soit située) un niveau légèrement supérieur ë% celui o se trouve le bord inférieur de l'ouverture 3 De ce fait la partie interne en porte-'- faux l Oa de chaque bloc palier inférieur 10 est normale- ment en appui sur la face supérieure de la butée rapportée 11 et la face inférieure de ce bloc palier inférieur 10 est légèrement écartée du bord inférieur de l'ouverture 3. Les blocs paliers supérieur 9 et inférieur 10 de chaque paire de blocs sont également reliés l'un h l'autre, ainsi qu'il est décrit dans le brevet FR-A-2 645 790, par un dispositif d'accouplement élastique tendant soulever chaque bloc palier supérieur 9 par rapport au bloc palier inférieur 10 et autorisant une course verticale limitée du bloc palier supérieur 9 par rapport au bloc palier inférieur 10, ce dispositif d'accouplement n'étant pas représenté sur le dessin dans un but de simplification de celui-ci. L'appareil de découpage rotatif suivant l'in- vention comporte, à sa partie supérieure, un cadre de mise en pression 12 qui comprend une traverse centrale 13 portant, à ses extrémités, deux vérins verticaux de mise en pression 14 Les tiges de ces vérins s'étendent vers le bas, et leurs extrémités inférieures sont situées juste au-dessus des parties en porte-A-faux 9 a des blocs paliers supérieurs 9 et en contact avec celles-ci Le cadre de mise en pression 12 est de préférence articulé dans son ensemble, d'un côté, autour d'un axe transversal et il peut être immobile en position horizontale, sur le bâti de l'appareil, par tous moyens appropriés. Les vérins de mise en pression verticaux 14 sont montés, sur la traverse 13 du cadre de mise en pression 12, de telle façon que l'axe vertical de chacun de ces vérins 14 soit contenu dans un plan vertical et trans- versal P situé entre le plan vertical et transversal médian Pl du chemin de roulement supérieur voisin 6 et le bloc palier supérieur voisin 9 Par ailleurs une cale ou entretoise 15, de hauteur réglable, est interposée entre chaque paire de blocs paliers supérieur 9 et inférieur 10 Cette entretoise 15 est située sensiblement dans le plan vertical et transversal médian P 2 commun aux deux blocs paliers supérieur 9 et inférieur 10 d'une même paire de blocs. Des moyens sont prévus pour ajuster, A volonté, la hauteur de l'entretoise réglable 15 Ces moyens peuvent comprendre, par exemple, deux tiges verticales 16, traversant de haut en bas chaque bloc palier supé- rieur 9, de part et d'autre de la fusée 4 a,4 b du cylindre de coupe supérieur 4, et dont au moins les parties extrêmes inférieures 16 a sont filetées et vissées dans des trous taraudés correspondants prévus dans la partie inférieure du bloc 9 Les deux parties extrêmes 16 a des tiges 16 constituent l'entretoise 15 en prenant appui sur la face supérieure du bloc palier inférieur 10 A leurs extrémités supérieures les deux tiges 16 sont solidaires de pignons respectifs 17 en prise avec un pignon central commun 18 solidaire d'un vernier 19 Il est ainsi possi- ble, en faisant tourner ce vernier 19, d'ajuster la hauteur dont les parties inférieures 16 a des tiges 16 font saillie en-dessous du bloc palier 9 et par consé- quent l'écartement entre les deux blocs 9 et 10. Lorsque l'appareil de découpage rotatif suivant l'invention est calé en pression, le cadre de mise en pression 12 s'étend horizontalement et lorsque les deux vérins 14 sont mis en pression, leurs tiges sont repous- sées vers le bas, contre les deux blocs paliers supé- rieurs 9 La force F produite par chacun des vérins 14 s'exerce vers le bas dans le plan vertical et longitudi- nal P passant par l'axe du vérin correspondant 14, elle s'applique en un point A (figure 3) dans le plan hori- zontal d'appui sur le cylindre de coupe inférieur 5 et elle est supportée par la butée fixe 11 Le point A d'application de l'effort F est situé entre, d'une part, le point de contact médian B entre le chemin de roulement 6 et le cylindre inférieur 5 et, d'autre part, le point de contact C entre les deux blocs 9,10, par l'inter- médiaire de l'entretoise 15 De ce fait chaque fusée 4 a du cylindre 4 se trouve être encastrée, conjointement avec la partie extrême du cylindre 4 jusqu'au chemin de roulement 6, c'est-?i-dire sur la longueur du segment CB. Du fait de cet encastrement la flexion que subit le cylindre de coupe supérieur 4, pendant une opération de découpage, est beaucoup plus faible que lorsqu'il n'y a pas d'encastrement par suite de l'absence des entretoises Ceci est mis en évidence par les courbes I et II de la figure 3 qui représentent respectivement les flèches f et fl que prend le cylindre de coupe 4 pendant une opération de découpage La courbe I donne la flèche f du cylindre de coupe 4 en l'absence d'encastrement, c'est-3- dire lorsque les entretoises 15 ne sont pas prévues, alors que la courbe II donne la flèche fl obtenue avec un encastrement le long des segments BC On voit clairement, d'après ces courbes, que la flèche fl obtenue, au cours d'une opération de découpage, au moyen de l'appareil suivant l'invention est nettement inférieure, de l'ordre de 5 fois, A la flèche f que prend le cylindre 4 lorsqu'il n'y a pas d'encastrement Une telle réduction de la flèche du cylindre de coupe 4 permet d'utiliser, avec la même déformation en flexion, des cylindres dont le diamètre est égal aux deux tiers de celui des cylindres couramment utilisés et par conséquent de réaliser un gain substantiel sur le coût des outillages et des structures d'accueil, ou bien encore d'obtenir, avec des cylindres de même diamètre, une qualité de coupe bien supérieure, nette et sans poussière. REVENDICATIONS 1 Appareil de découpage rotatif comportant un bâti supportant, entre deux montants verticaux parallèles ( 1,2), deux cylindres de coupe superposés ( 4,5), d'axes parallèles, e savoir un cylindre de coupe supérieur ( 4) et un cylindre de coupe inférieur ( 5) respectivement solidaires de chemins ( 6,5) de roulements roulant les uns sur les autres, les deux fusées coaxiales opposées ( 4 a,4 b) du cylindre de coupe supérieur ( 4) étant montées respectivement ê rotation dans deux blocs paliers supérieurs opposés ( 9) pouvant coulisser verticalement sur les deux montants respectifs ( 1,2), tandis que les deux fusées coaxiales opposées ( 5 a,5 b) du cylindre de coupe inférieur sont montées respectivement A rotation dans deux blocs paliers inférieurs opposés ( 10), pouvant coulisser verticalement sur les deux montants respectifs ( 1,2), situés respectivement en dessous des blocs paliers supérieurs ( 9), chacun des blocs paliers supérieurs ( 9) étant prolongé à sa partie supérieure, vers l'intérieur de l'appareil, par une partie en porte-3-faux ( 9 a) soumise AX l'action, vers le bas, d'un vérin vertical de mise en pression ( 14) monté A la partie supérieure de l'appareil, tandis que chacun des blocs paliers infé- rieurs ( 10) est prolongé, 9 sa partie inférieure, vers l'intérieur de l'appareil, par une partie en porte-a-faux ( 10 a) s'étendant au-dessus d'une butée ( 11) portée par le montant correspondant ( 1,2) et avec laquelle elle est en contact, caractérisé en ce qu'il comprend, entre chaque paire de blocs paliers supérieur ( 9) et inférieur ( 10), une cale ou entretoise ( 15) permettant un appui des deux blocs ( 10) l'un sur l'autre et en ce que le plan vertical et transversal (P) contenant l'axe de chaque vérin vertical de mise en pression ( 14) est situé entre le plan vertical et transversal (P 2) dans lequel est située la cale ou entretoise ( 15) disposée entre les blocs paliers ( 9,10) et le plan vertical et transversal (Pi) des chemins de roulement ( 6,5) des deux cylindres. 2 Appareil suivant la revendication 1 caracté- risé en ce que des moyens sont prévus pour régler la hauteur des cales ou entretoises ( 15). 3 Appareil suivant la revendication 2 caracté- risé en ce que les moyens de réglage de la hauteur des cales ou entretoises ( 15) comprennent deux tiges verti- cales ( 16), traversant de haut en bas chaque bloc palier supérieur ( 9), de part et d'autre de la fusée ( 4 a,4 b) du cylindre de coupe supérieur ( 4), et dont au moins les parties extrêmes inférieures ( 16 a) sont filetées et vissées dans des trous taraudés correspondants prévus dans la partie inférieure du bloc ( 9), ces deux parties extrêmes ( 16 a) des tiges ( 16) constituant l'entretoise ( 15) en prenant appui sur la face supérieure du bloc palier inférieur ( 10), et h leurs extrémités supérieures les deux tiges ( 16) sont solidaires de pignons respectifs ( 17) en prise avec un pignon central commun ( 18) soli- daire d'un vernier ( 19). 4 Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le cylindre de coupe supérieur ( 4) porte deux chemins de roulement ( 6) situés h distance de ses deux faces frontales.