Brevet FR2744666A1 — publié le 19970814

I La présente invention concerne un dispositif de positionnement et de maintien d'une cassette de façonnage sur une machine. Certaines machines de façonnage comportent plusieurs sous- ensembles, appelés cassettes de façonnage, qui sont disposés en série de façon à réaliser successivement les diverses opérations de façonnage que l'on souhaite mettre en oeuvre sur un flan de carton, telles que notamment les opérations de découpe et de pliage. Chaque cassette est constituée d'un bâti qui maintient plusieurs cylindres de travail, par exemple un cylindre de coupe et un cylindre contrepartie lisse. Les cassettes de ce type doivent satisfaire à certaines exigences fonctionnelles. Elles doivent tout d'abord être parfaitement interchangeables les unes avec les autres, non seulement en position sur une même machine mais également sur les diverses machines qui constituent un parc de travail, ce qui permet à l'utilisateur de composer l'une quelconque de ses machines de façonnage suivant les besoins propres au travail spécifique qu'il souhaite réaliser. La mise en place des cassettes sur les machines de façonnage actuelles nécessite un ajustement de leur positionnement avant toute mise en service. Chaque cassette de façonnage dispose de moyens permettant d'éloigner les cylindres l'un de l'autre lorsque la cassette est au repos et de les rapprocher à une distance déterminée lorsque la cassette est en service. Pour ce faire l'un des cylindres d'une cassette est monté sur des boîtes palières fixes par rapport à la cassette, alors que l'autre cylindre est monté sur des boîtes palières mobiles. Les cassettes de l'état antérieur de la technique sont pourvues de moyens, habituellement des moyens mécaniques, qui permettent de déplacer les boites palières mobiles afin d'amener les cylindres dans la position relative souhaitée. La présente invention a pour but un dispositif permettant d'assurer de façon rapide et précise les opérations de guidage, de positionnement, et de fixation d'une cassette de façonnage sur une machine, qui ne nécessite pas avant la mise en service un quelconque réglage de positionnement. Le présent dispositif doit de plus être en mesure d'assurer le positionnement relatif des cylindres des cassettes. La présente invention a ainsi pour objet un dispositif de positionnement et de maintien d'une cassette de façonnage sur le bâti d'une machine, caractérisé en ce qu'il comporte: - un élément guide apte à maintenir la cassette au-dessus du bati, sur lequel celle-ci peut coulisser à partir d'un élément d'alimentation destiné à sa manipulation, afin d'être mise dans une position, dite de prépositionnement située sensiblement au- dessus de sa position d'utilisation, - des moyens de déplacement de l'élément guide dans le sens de la hauteur permettant d'abaisser, ou de relever, la cassette par rapport au bâti, de la position de prépositionnement vers la position d'utilisation et inversement, - des moyens de serrage qui permettent à l'élément guide d'appliquer et de maintenir fermement la cassette contre le bâti lorsque celle-ci est en position d'utilisation. Dans un mode de mise en oeuvre de l'invention l'élément guide est susceptible d'occuper trois positions, à savoir: - une première position dans laquelle il maintient la cassette en position de prépositionnement, une seconde position, ou position de positionnement, dans laquelle il n'assure plus le maintien de la cassette et o celle-ci est en appui sur le bâti, - une troisième position, ou position d'utilisation, dans laquelle il applique et maintient la cassette sur le bâti. Dans un autre mode de mise en oeuvre de l'invention l'élément guide est constitué d'une plaque, montée mobile verticalement sur un vérin, cette plaque comportant des galets dont les axes sont parallèles à la plaque et sont perpendiculaires au sens de coulissement de la cassette, qui dépassent au-dessus de celle-ci, de façon à définir un plan de roulement sur lequel vient prendre appui une face de contact de la cassette lorsque celle-ci est en phase de mise en place et en position de prépositionnement. Suivant l'invention la cassette peut également comporter à sa base une rainure de section droite en forme de T, la face supérieure de cette rainure venant en appui sur les galets dans la phase de mise en place et en position de prépositionnement, et la face inférieure de la plaque venant en appui sur la cassette pour appliquer la face de base de celleci sur le bâti en position d'utilisation. Dans une variante intéressante de l'invention le cylindre inférieur d'une cassette est monté à rotation sur des boites palières solidaires de coulisseaux aptes à se déplacer verticalement dans des glissières des cassettes, entre deux positions, à savoir une position d'utilisation dans laquelle les deux cylindres de la cassette sont rapprochés, et une position de repos dans laquelle le cylindre inférieur est abaissé, le bâti comportant des moyens commandant le déplacement vertical des coulisseaux pour amener le cylindre inférieur de la position de repos à la position d'utilisation et inversement. La figure 1 est une vue schématique partielle en élévation d'un bâti d'une machine équipé de plusieurs cassettes de façonnage. La figure 2 est une vue schématique en perspective d'une cassette de façonnage. La figure 2a est une vue partielle en élévation d'une variante de mise en oeuvre d'une cassette de façonnage. La figure 3 est une vue de dessus partielle d'un ban d'une machine de façonnage sur lequel deux éléments guide sont en place. La figure 4 est une vue partielle en coupe verticale suivant la ligne IV-IV de la figure 3 d'une variante de mise en oeuvre de ce dispositif. La figure 5 est une vue en coupe partielle suivant la ligne V-V de la figure 8b d'un tenon de centrage de cassette de façonnage. La figure 6 est une vue en coupe verticale du tenon de centrage représenté sur la figure 5. La figure 7 est une vue en coupe suivant la ligne V-V de la figure 8b d'une variante de mise en oeuvre d'un tenon de centrage de cassette de façonnage. Les figures 8a à 8c sont des vues schématiques en coupe transversales partielles d'une cassette et de son élément guide associé respectivement en position de guidage, en position de centrage et en position d'utilisation. La figure 9 est une vue schématique montrant le principe du centrage assuré par les tenons. La figure 10 est une vue en coupe verticale et transversale d'une cassette de façonnage mise en place sur le banc d'une machine de façonnage. La figure 11 est une vue schématique en coupe verticale partielle d'une variante de mise en oeuvre de l'invention. La figure 12 est une vue de dessus schématique de la variante représentée sur la figure 11. On a représenté sous forme schématique sur les figures un i5 bâti 2 d'une machine de façonnage qui repose sur le sol 4 et sur lequel sont disposées des cassettes 1 destinées à assurer les différentes opérations successives de façonnage d'une nappe de carton 5 qui défile au travers des cassettes 1. Chaque cassette de façonnage 1 est constituée d'une structure parallélépipédique formée essentiellement d'une base 3 creusée longitudinalement d'une rainure 6 à section droite en forme de T, de deux flancs extrêmes 7 et d'une paroi supérieure 9. Cette cassette 1 comporte deux cylindres, à savoir un cylindre de coupe 10 monté à rotation sur deux boites palières fixes par rapport aux flancs extrêmes 7, et un cylindre contrepartie lisse 13 monté sur deux boîtes palières mobiles. Les boites palières mobiles sont montées sur deux coulisseaux 16 qui peuvent se déplacer dans deux glissières verticales des flancs extrêmes 7. Les deux cylindres 10 et 13 sont équipés de chemins de roulement 17 qui, en position d'utilisation de la cassette 1, sont en contact, ce qui permet de définir de façon précise l'écartement optimal des cylindres 10 et 13 pour l'opération à effectuer. Les extrémités des arbres portant les cylindres 10 et 13 sont pourvues de pignons 21,22 qui assurent d'une part la mise en prise des cylindres 10 et 13 de la cassette 1 avec des pignons 29 (figures 3 et 10) appartenant à la chaîne cinématique de la machine et, d'autre part, la synchronisation des deux cylindres 10 et 13. En position de repos de la cassette 1 les coulisseaux 16 sont en position abaissée (figure 2), de façon que les chemins de roulement 17 des deux cylindres 10 et 13 ne soient pas en contact. Ainsi que représenté sur la figure 3, le bati 2 de la machine de façonnage comporte trois zones réceptrices 11 des cassettes, délimitées sur cette figure par des traits mixtes. Chacune de ces zones 11 comporte un élément guide 24 (dont deux seulement sont représentés sur la figure 3) constitué d'une plaque rectangulaire qui est pourvue sur ses côtés longitudinaux d'encoches 25 dans lesquelles sont disposés des galets 26 qui dépassent au-dessus de la plaque 24 de façon à constituer une voie de roulement. Cette plaque 24 est montée sur un vérin hydraulique 28 (figure 10) qui permet de la déplacer dans le sens vertical. Le bâti 2 de la machine comporte une paroi verticale et longitudinale 2b sur laquelle sont disposés les pignons 29 qui sont respectivement destinés à venir en prise avec l'un des pignons d'entraînement 21 de la cassette 1. Chaque zone réceptrice 11 du bâti 2 comporte sur la face avant de celuici, deux butées 30 formant en coupe transversale (figure 4) une échancrure en forme de V, destinée à recevoir une barre cylindrique 32 d'un chariot support de cassette (non représenté sur le dessin) permettant d'assurer le déplacement des cassettes 1. Les butées de prépositionnement 30 permettent de prépositionner les cassettes 1 par rapport au bâti 2 à la fois à une hauteur h déterminée et également dans le sens longitudinal du bâti. En effet ces butées sont positionnées de façon telle que, lorsque la barre 32 du chariot supportant une cassette 1 à charger sur le bâti 2 est maintenue dans l'échancrure en forme de V de celle-ci, la face supérieure 6a de la rainure 6 en forme de T d'une cassette 1, c'est-à-dire la surface d'appui de celle-ci lorsqu'elle n'est pas en place sur la machine, se trouve au même niveau que la partie supérieure des galets 26. Dans ces conditions, pour mettre en place une cassette 1 sur la face de réception horizontale 2a du bâti 2 il suffit de faire coulisser celle-ci sur les galets du chariot support, jusqu'à ce que la face supérieure 6a de la rainure 6 vienne en appui sur les galets 26 de la plaque 24, puis sur ces derniers jusqu'à ce que la cassette 1 vienne en contact avec une butée 35 (figure 3) solidaire de la partie verticale 2b du bâti 2. Au cours de ce déplacement les flancs latéraux de la plaque 24 sont en portée sur les parois internes transversales de la rainure 6 à section droite en T et assurent ainsi le guidage transversal de la cassette 1. La cassette 1 se trouve ainsi prépositionnée par rapport au bâti 2 légèrement au-dessus de la face de réception horizontale 2a de celui-ci. Cependant un tel prépositionnement n'est pas d'une précision suffisante pour que la machine de façonnage soit en mesure de fournir des résultats satisfaisants, sans réglage préalable. C'est pourquoi la face de réception 2a comporte également deux pions de centrage 37 qui sont éloignés l'un de l'autre d'une distance f aussi grande que possible, de façon à obtenir une bonne précision. Le pion 37 est de forme cylindrique et comporte à sa base un bossage cylindrique 40 qui vient s'ajuster avec précision dans une cavité de dimensions correspondantes creusée O10 dans la partie de réception 2a du bâti 2, ce qui permet de positionner le pion 37 sur celui-ci avec une grande précision. Le pion de centrage 37 est creusé d'une cuvette centrale 41 dont le fond est percé d'un orifice qui est traversé d'une vis 43 qui assure sa fixation sur la partie de réception 2a du bâti 2. La face inférieure 3a de la base 3 de la cassette 1 est creusée de deux cavités 45 dont l'éloignement f des centres ainsi que le diamètre correspondent à ceux des pions 26, ces cavités 45 étant usinées avec une grande précision. Dans ces conditions, et comme représenté sur la figure 8a, lorsque la cassette 1 est en contact avec la butée 35 elle se trouve au voisinage proche de sa position définitive mais au-dessus de celle- ci, (position de prépositionnement) si bien qu'il suffit de descendre le vérin 28 pour abaisser la cassette 1 et amener les cavités 45 sur les pions de centrage 37. En fait le rôle des pions de centrage 37 est d'assurer un ajustement de la position de la cassette 1. Cet ajustement sera plus facile à mettre en oeuvre si on réalise, comme représenté sur la figure 6, des chanfreins 46 et 47 aussi bien sur les pions de centrage 37 qu'à l'entrée des cavités 45. On peut également améliorer la facilité de l'ajustement de la position de la cassette 1 sur la partie de réception 2a du bâti 2 en réalisant un second pion 37' qui ne soit pas circulaire, de façon (comme représenté sur la figure 9) à constituer un ajustement uniquement dans une direction vv' perpendiculaire à la ligne uu' joignant les centres des deux pions 37 et 37'. En effet, en supposant que le pion circulaire 37 se mette en place le premier dans la cavité 45 de la cassette 1, le rôle du second pion 37' sera alors d'assurer le positionnement de la cassette 1 dans une position située sur l'arc de cercle vv' ayant le pion 37 pour centre et la distance f séparant les deux pions pour rayon. Dans ces conditions il n'est nul besoin pour assurer un positionnement rigoureux des deux pions 37 et 37' de réaliser un positionnement du pion 37' suivant l'axe uu' joignant le centre de ceux-ci. Un tel positionnement a seulement pour effet de rendre le système de centrage hyperstatique et de rendre plus difficile le positionnement de la cassette 1. Le pion 37' représenté sur la figure 7 est constitué d'un pion cylindrique, tel que celui représenté sur la figure 5, dont on a meulé la périphérie afin de ne conserver la cote correspondant à son diamètre initial qu'à la partie située dans une zone proche de l'axe vvw' perpendiculaire à l'axe uu'. Bien entendu le pion 37' pourrait être de toute autre forme, dans la mesure o sa dimension dans le sens de l'axe vvw' est telle qu'elle lui permette de s'ajuster avec précision dans la cavité correspondante de la cassette 1. Une fois la cassette 1 positionnée sur la face de réception 2a du bâti 2 on la bride sur celui-ci en exerçant, avec la plaque 24, un effort F vers le bas sur la base de la rainure en T 6, au moyen du vérin 28 (figure 8c). Le dispositif suivant l'invention comporte également des moyens qui permettent, à partir du bâti 2 de la cassette 1, de déplacer vers le haut les coulisseaux 16 qui supportent les boites palières du cylindre contrepartie 13 (cylindre inférieur) de façon à amener et maintenir en contact les chemins de roulement 17 de ces cylindres. Ces moyens sont constitués de vérins hydrauliques 50 encastrés dans le bâti 2, sous chaque coulisseau 16 de la cassette 1, dont les têtes de pistons 52 viennent en appui sur les bases respectives des coulisseaux 16 pour les soulever. Ce mode de mise en oeuvre permet de réaliser des cassettes totalement passives, c'est à dire des cassettes qui ne comportent aucun système d'actionnement de déplacement des cylindres. Les cassettes de ce type se trouvent ainsi simplifiées. Dans la mesure o l'on peut utiliser toute une série de cassettes sur une même machine on diminue ainsi du même coup le nombre de systèmes de commande nécessaires ce qui représente une économie substantielle. Par ailleurs cela permet de remplacer sans difficultés les systèmes mécaniques de déplacement utilisés habituellement sur ces cassettes par des systèmes hydrauliques. De plus, l'utilisation de systèmes de commande hydrauliques permet de doser facilement l'effort avec lequel on maintient les deux cylindres 10 et 13 appliqués l'un contre l'autre. On peut ainsi utiliser des vérins hydrauliques 50 qui, lorsque l'effort Il atteint une certaine valeur donnée prédéterminée "décrochent" et libèrent le cylindre contrepartie 13 ce qui permet alors à celui- ci de se libérer et de s'éloigner du cylindre de coupe 10. Une telle disposition est particulièrement intéressante dans le cas ou un bourrage se produit en cours de travail entre les cylindres. Dans un mode de mise en oeuvre de l'invention représenté sur la figure 2a la base 3 de la cassette 1 se trouve à un niveau supérieur aux faces inférieures des flancs extrêmes 7, de façon que lorsque la cassette 1 repose sur le bâti 2 elle se trouve en appui uniquement par la base de ses flancs extrêmes 7. Dans ces conditions, la force de bridage appliquée par l'élément guide 24 sur la cassette 1 s'exerce directement sur les flancs extrêmes de celle-ci, si bien que l'on améliore ainsi de façon notable la fixation de la cassette 1 sur le bâti 2. Dans un autre mode de mise en oeuvre de l'invention représenté sur les figures 11 et 12 la plaque 24 est pourvue, à chacune de ses extrémités, d'une encoche axiale 54 à l'intérieur de laquelle est engagé un levier 56 articulé autour d'un axe yy' transversal à la plaque 24. A une distance a de l'axe yy' le levier 56 est pourvu de deux galets 58 montés de part et d'autre de celui-ci sur un axe zz', et son extrémité se termine à une distance b des galets 58 par une fourche 60 qui le relie à l'extrémité d'un vérin 50 sensiblement vertical par un axe ww'. La distance a est telle que les galets 58 se trouvent situés sous le coulisseau 16 lorsque la cassette 1 est en place sur le bâti 2. Ce mode de mise en oeuvre est particulièrement intéressant d'une part en ce qu'il permet aux vérins 50 d'appliquer une force P aux coulisseaux 16 qui prend appui non pas sur le bâti (et qui de ce fait aurait tendance à s'opposer à la force de bridage exercée par le vérin 28 sur la cassette 1), mais sur la plaque 24 si bien que dès lors cette force s'ajoute à la force de bridage. Ce mode de mise en oeuvre est également intéressant en ce qu'il permet, en jouant sur la longueur des bras de levier a et b du levier 56 de pouvoir utiliser des vérins 50 de capacité réduite, ce qui permet de réduire la taille de ceux-ci. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de positionnement et de fixation d'une cassette de façonnage sur le bâti d'une machine caractérisé en ce qu'il comporte: - un élément guide (24) apte à maintenir la cassette (1) au-dessus du bâti (2), sur lequel celle-ci peut coulisser à partir d'un élément d'alimentation destiné à sa manipulation, afin d'être mise dans une position, dite de prépositionnement, située sensiblement au-dessus de sa position d'utilisation, - des moyens de déplacement (28) de l'élément guide (24) dans le sens de la hauteur permettant d'abaisser, ou de relever, la cassette (1) par rapport au bâti (2), de la position de prépositionnement vers la position d'utilisation et inversement, - des moyens de serrage qui permettent à l'élément guide (24) d'appliquer et de maintenir fermement la cassette (1) contre le bâti (2) lorsque celle-ci est en position d'utilisation. 2.- Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'élément guide (24) est susceptible d'occuper trois positions, à savoir: - une première position dans laquelle il maintient la cassette (1) en position de prépositionnement, - une seconde position ou position de positionnement, dans laquelle il n'assure plus le maintien de la cassette (1) et o celle-ci est en appui sur le bâti (2), - une troisième position, ou position d'utilisation, dans laquelle il applique et maintient la cassette (1) sur le bâti (2). 3. Dispositif suivant l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que l'élément guide est constitué d'une plaque (24), montée mobile verticalement sur un vérin (28), cette plaque (24) comportant des galets (26) dont les axes (xx') sont parallèles à la plaque et perpendiculaires au sens de coulissement de la cassette (1), qui dépassent au-dessus de celle-ci, de façon à définir un plan de roulement sur lequel vient prendre appui une face de contact (6a) de la cassette (1) lorsque celle-ci est en phase de mise en place vers sa position de prépositionnement. 4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la face supérieure du bâti (2) et la face inférieure de la cassette (1) comportent deux couples d'éléments de centrage mâle et femelle de forme complémentaire qui s'emboîtent en position d'utilisation. 5. Dispositif suivant la revendication 4 caractérisé en ce que l'un des éléments de centrage est constitué d'un pion cylindrique destiné à coopérer avec une cuvette de même forme, et l'autre élément de centrage est également constitué d'un pion destiné à s'ajuster dans une cavité cylindrique, cet élément s'ajustant dans la cavité cylindrique uniquement dans une direction (vv') perpendiculaire à une ligne (uu') joignant les centres des deux pions. 6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le bâti (2) et l'élément d'alimentation destiné à la manutention de la cassette (1) comportent des moyens aptes à positionner à la fois dans le sens de la hauteur et dans le sens latéral l'élément d'alimentation par rapport au bâti (2) dans une position dite d'avant prépositionnement tel que la cassette soit en position pour coulisser sur l'élément guide. 7. Dispositif suivant l'une des revendications 3 à 6 caractérisé en ce que la cassette (1) comporte à sa base (3a) une rainure (6) de section droite en forme de T, la face supérieure (6a) de cette rainure (6) venant en appui sur les galets (26) dans la phase de mise en place et en position de prépositionnement, et la face inférieure de la plaque (24) venant en appui sur la cassette (1) pour appliquer la face de base (3a) de celle-ci sur le bâti (2) en position d'utilisation. 8. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la cassette (1) comprend deux flancs extrêmes (7) qui sont seuls en appui sur le bâti (2) en position d'utilisation, les moyens de serrage prenant appui sur ces flancs extrêmes (7). 9. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la cassette comprend un cylindre supérieur (10) et un cylindre inférieur (13), le cylindre inférieur (13) d'une cassette (1) est monté à rotation sur des boites palières solidaires de coulisseaux (16) aptes à se déplacer verticalement dans des glissières des cassettes (1), entre deux positions, à savoir une position d'utilisation dans laquelle les deux cylindres (10,13) de la cassette (1) sont rapprochés, et une position de repos dans laquelle le cylindre inférieur (13) est abaissé, le bâti (2) comportant des moyens commandant le déplacement vertical des coulisseaux (16) pour amener le cylindre inférieur (13) de la position de repos à la position d'utilisation et inversement. 10. Dispositif suivant la revendication 9 caractérisé en ce que les moyens de commande sont constitués de vérins (50) dont la tête vient en appui sur la base des coulisseaux (16) pour commander le déplacement vertical de ceux-ci. 11. Dispositif suivant la revendication 10 caractérisé en ce que la tête du vérin (50) agit sur une extrémité d'un levier (56) dont l'autre extrémité prend appui sur les moyens de serrage (24), ce levier (56) venant en appui sur le coulisseau (16) pour assurer son déplacement vertical.