Brevet FR2766756A1 — publié le 19990205

L'invention concerne les barres de retournement pour presses rotatives à imprimer. Sur les presses rotatives à imprimer, des bandes en matière à imprimer d'un quart ou d'une moitié de largeur doivent être déplacées latéralement de leur largeur ou d'une valeur donnée. Ceci est réalisé en ce que la bande de matière à imprimer devant être déplacée entoure deux barres de retournement de respectivement 1800. En fonction du retournement souhaité, les deux barres de retournement peuvent être disposées soit en parallèle soit croisées de 900. Pendant que la bande de matière à imprimer entoure ces barres de retournement, le contact avec la barre de retournement immobile conduit à une friction de glissement qui influence la tension de la bande. Si l'encre sur la bande de matière à imprimer n'est pas encore parfaitement sèche, ceci peut également conduire à un effacement et une souillure de l'image imprimée. Pour ces raisons, les barres de retournement sont entourées d'air. Une telle barre de retournement recevant de l'air soufflé est connue sur la base du document DE 3215472 C2. L'air est acheminé sous pression vers les barres de retournement à travers des conduits. L'air sort de la barre de retournement, en passant par des trous radiaux pointés, aux endroits où elle est entourée de la bande de matière à imprimer défilante. Ainsi celle-ci flotte sur un coussin d'air mobile et donc irrégulier avec une friction fortement réduite "sans contact" au-dessus de la barre de retournement. En fonction de la tension de la bande de matière à imprimer, de la pression de l'air fourni et de la répartition plus ou moins régulière du coussin d'air mobile, la bande de matière à imprimer flotte sur un rayon plus ou moins grand autour de la barre de retournement. Ainsi le déplacement du registre et le déplacement axial deviennent plus ou moins grands, c'est-à-dire que la position de la bande de matière à imprimer ne reste pas constante, mais se déplace axialement, à savoir dans le sens longitudinal de la barre de retournement, et dans le sens du périmètre. Un autre inconvénient de la barre de retournement à air soufflé connue est que des fibres de papier qui sont arrachées de la bande de matière à imprimer lors de la coupe de celle-ci dans le sens de la longueur, et dont une partie adhère encore aux bords de la bande, sont entraînées par l'air soufflé sur la barre de retournement et distribuées dans toute la pièce par le courant d'air. De plus, pour chaque barre de retournement, une énergie constante est nécessaire pour produire l'air soufflé. Les guidages des flexibles pour l'air comprimé sont coûteux, en particulier s'il faut renverser les barres de retournement. En effet dans ce dernier cas, il faut automatiquement adapter les guidages de flexibles et compenser des longueurs de flexibles différentes en fonction de la position de la barre de retournement. Un autre inconvénient de l'air soufflé est que des bruits parfaitement audibles sont émis aussi bien lors de la compression que lors de la sortie de l'air comprimé des trous des barres de retournement. L'objectif de l'invention est d'améliorer une barre de retournement du type mentionné ci-dessus pour permettre un glissement régulier de la bande de matière à imprimer au-dessus de celle-ci sans devoir introduire de l'air comprimé à l'intérieur de la barre de retournement. Cet objectif est atteint selon l'invention par une barre de retournement présentant un profilé servant à créer un coussin d'air entre sa surface et la bande de matière à imprimer. Selon des caractéristiques particulières, ledit profilé présente des protubérances en forme de dents de scie dans la surface de la barre de retournement, la bande de matière à imprimer passant respectivement d'abord sur un flanc montant plat puis sur un flanc descendant à pente raide. Selon d'autres caractéristiques particulières, la barre de retournement présente un profilé symétrique du premier avec un flanc montant plat et un flanc descendant à pente raide. Selon des caractéristiques particulières supplémentaires, la barre de retournement présente en son intérieur un espace creux depuis lequel partent des trous radiaux vers les flancs montants du profilé. Selon d'autres caractéristiques particulières supplémentaires, une tôle de guidage est disposée en amont de la barre de retournement par rapport à la direction d'acheminement de la bande de matière à imprimer. On peut prévoir en outre d'acheminer de l'air, en particulier de l'air comprimé, qui passe par lesdits orifices de la tôle de guidage, dans l'espace compris entre la tôle de guidage et la bande de matière à imprimer. Selon encore d'autres caractéristiques particulières, la barre de retournement présente un profilé à ailes portantes. Selon des caractéristiques particulières supplémentaires, la barre de retournement selon l'invention présente une surface externe lisse constituée par une couche extérieure en carbone ultra-dur, modifié et amorphe (a-C:H) ou en diamant. I1 est avantageux en outre que cette surface externe présente une rugosité Ra de 0,3 Rm maximum. On obtient un avantage particulier si l'on utilise un carbone ultra-dur, modifié et amorphe pour le revêtement de surface de la barre de retournement. Le carbure de tungstène peut également être utilisé comme matériau pour le revêtement de la barre de retournement, la rugosité résultant d'un revêtement au carbure de tungstène pouvant être compensée par l'addition de silicone ou de polytétrafluoréthylène, en appliquant celui-ci sur la barre de retournement après l'application du carbure de tungstène, remplissant ainsi les creux entre les grains de carbure de tungstène. Le silicone ou le polytétrafluoréthylène excédentaire est retiré de la barre de retournement en étant meulé par le frottement de la bande de matière à imprimer sur celle-ci. Ainsi on obtient au cours du temps une surface très lisse sur la barre de retournement. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre de divers modes de réalisation de l'invention, ladite description s'appuyant sur les dessins annexés, dans lesquels la figure 1 représente une barre de retournement profilée sur une moitié de section, la figure 2 représente une barre de retournement profilée sur toute la section, la figure 3 représente une barre de retournement selon la figure 1, sur laquelle est disposée une tôle de guidage supplémentaire, la figure 4 représente une barre de retournement avec un profilé de surface d'appui, la figure 5 représente une section d'une barre de retournement revêtue, et la figure 6 représente une partie d'une section d'une autre barre de retournement revêtue. Selon l'invention, une barre de retournement 1 (figure 1) est réalisée de manière à réduire fortement le frottement d'une bande de matière à imprimer 2 sur ladite barre. Le coussin d'air créé par la bande de matière à imprimer défilante dans l'espace entre celle-ci et la barre de retournement 1 est utilisé pour faire flotter la bande de matière à imprimer 2 sur ce coussin d'air. Cette opération produit, un coussin d'air très réduit et qui n'influence donc pas la position précise de la bande de matière à imprimer 2. Cet objectif est atteint par le fait que la barre de retournement 1 présente sur une moitié 3, où elle est entourée de la bande de matière à imprimer 2, des profilés 4 en forme de dents de scie. Les profilés 4 ont un flanc 5 montant à pente douce et un flanc 6 à pente raide. La barre de retournement 1 présente un espace intérieur creux 7 qui est relié aux flancs 5 par des canaux 8. Par l'intermédiaire de ces canaux 8, de l'air peut être aspiré depuis l'espace intérieur 7. La zone comprise entre la bande de matière à imprimer 2 et les flancs 5 constitue ainsi une zone d'aspiration où la bande de matière à imprimer 2 défilante entraîne de l'air pouvant se renouveler par les canaux 8 disposés radialement et la section intérieure libre de l'espace intérieur 7. Cette petite quantité d'air est progressivement comprimée dans la zone en aval du flanc montant 5 de manière à ce que la bande de matière à imprimer 2 glisse sur un coussin d'air par l'intermédiaire de dos de dents de scie constitués par le passage entre les flancs 5 et 6 et correspondant au diamètre extérieur de la barre de retournement 1. Ce processus se répète sur le flanc montant 5 suivant de manière à renouveler et ainsi compenser dans les zones d'aspiration l'air s'écoulant, pendant l'enroulage de la bande de matière à imprimer 2 autour de la barre de retournement 1, toujours latéralement par rapport à la barre de retournement 1, par l'amenée depuis les trous 8. Si une barre de retournement 9 (figure 2) est conçue comme une barre de retournement réversible, afin qu'à côté d'une bande de matière à imprimer 2 une bande de matière à imprimer 10 venant de l'autre direction puisse entourer la barre de retournement 9, celle-ci présente avantageusement sur les deux moitiés 3 et 11 un profilé 40 correspondant au profilé 4 inversé par rapport à un axe vertical 14 selon la représentation de la figure 2. Cet axe 14 est défini par un point d'entrée 12 et un point de sortie 13 de la bande de matière à imprimer 2 ou 10. Dans un autre mode de réalisation (figure 3), on a ajouté une tôle de guidage 12 pour faire flotter la bande de matière à imprimer 2 sans contact sur la barre de retournement 15, qui est constituée comme la barre de retournement 1 selon la figure 1. La tôle de guidage 12 est fixée sur une traverse 13 qui, comme la barre de retournement 1, peut être creuse pour acheminer de l'air, en particulier de l'air comprimé, qui passe par des orifices 14 s'étendant transversalement par rapport à la direction de déplacement de la bande de matière à imprimer 2 sur la tôle de guidage 12. Dans un autre mode de réalisation (figure 4), une barre de retournement 15 est équipée d'un profilé à ailes portantes 16. Dans ce cas aussi, on peut avoir soit un espace intérieur creux dans la barre de retournement 15 en communication avec des trous axiaux, soit des orifices dans la zone du profilé à ailes portantes 16, pour faire flotter la bande de matière à imprimer 2 sur un coussin d'air autour de la barre de retournement 15. Sur un côté 150, la barre de retournement 15 présente soit une section circulaire soit un profilé 4 comme la barre de retournement 1. Les mesures décrites ci-dessus servent à renforcer le coussin d'air créé par la friction de l'air entre la barre de retournement 1, 9, 15 d'une part et la bande de matière à imprimer 2, 10 d'autre part, afin qu'il soit suffisamment important pour faire flotter la bande de matière à imprimer 2, 10 "sans contact" lors de l'enroulement de 1800, l'adjonction d'une tôle de guidage 12 ou d'un profilé à ailes portantes 16 pouvant provoquer une pression d'écoulement encore plus importante, ce qui permet de maintenir le coussin d'air pendant une durée plus longue et la bande de matière à imprimer 2, 10 dans l'état flottant. Une autre mesure avantageuse pour diminuer la friction de l'air entre la bande de matière à imprimer 2 et la barre de retournement 1 consiste en ce que cette dernière présente une surface très lisse, dure et résistante à l'usure avec un faible coefficient de frottement. Cette mesure peut être réalisée aussi bien en liaison avec les formes de profilés décrites ci-dessus, par exemple le profilé 4 ou le profilé à ailes portantes 16, qu'indépendamment de ceux-ci. Une barre de retournement 1 (figure 5) est réalisée en tube monobloc. Son corps intérieur 30 est par exemple un tube monobloc en acier présentant une dureté Rockwell de par exemple 55 HRC ou plus. Au lieu du tube monobloc en acier on peut également utiliser un tube creux, de préférence également en acier. Au-dessus du corps intérieur 30 une couche de chrome 17 est appliquée, présentant de préférence une dureté Vickers de 850 HV ou plus. La couche de chrome 17 est revêtue de carbone ultradur, modifié et amorphe (a-C:H) formant une couche 18. Celle-ci présente de préférence une dureté Vickers de 3000 HV ou plus. Un tel carbone amorphe, contenant encore 20 à 30% d'atomes d'hydrogène, c'est-à-dire environ 3 à 5 atomes de carbone dans une couche pour un atome d'hydrogène, est connu sur la base de l'article "Structure and bonding of hydrocarbon plasma generated carbon films: an electron energy loss study" de J. Fink, T. Müller Heinzerling, J. Pflüger, A. Bubenzer, P. Koidl et G. Crecelius (Solid State Commun. 47 (1983), p. 687). Ce carbone modifié, qui n'est ni du graphite pur ni du diamant pur, est obtenu par projection d'ions. Sur cette couche, la bande de matière à imprimer 2 en mouvement ne provoque plus qu'un frottement extrêmement faible. Comme alternative à l'utilisation du carbone ultra-dur, modifié et amorphe, la couche 18 peut être en diamant. La couche 18 présente de préférence une rugosité de surface Ra de 0,3 pm maximum. Le silicone ou le polytétrafluoréthylène présentent un comportement au frottement également favorable. Ces matériaux n'étant toutefois pas résistants à l'abrasion, il faut les insérer dans une surface très dure et rugueuse de carbure de tungstène. Une barre de retournement 19 présente une couche 20 de carbure de tungstène dont les creux 21 sont remplis de silicone ou de polytétrafluoréthylène. Ces matériaux ont la propriété de rejeter l'encre. Comme ils sont très tendres, il n'est pas nécessaire de rectifier la barre de retournement 19 après l'application du silicone ou du polytétrafluoréthylène sur la surface granuleuse de carbure de tungstène ; le silicone ou le polytétrafluoréthylène excédentaire est meulé par le mouvement de frottement de la bande de matière à imprimer 2 sur la barre de retournement 19. On obtient alors un revêtement sur la surface de la barre de retournement 19 présentant un coefficient de frottement très faible. La barre de retournement 19 a également un corps intérieur 30, non représenté sur la figure 6, en tube monobloc ou en tube creux en acier. En variante à l'utilisation de carbure de tungstène, on peut se servir d'une céramique dont les creux seront remplis de Téflon ou de polytétrafluoréthylène. Selon l'invention, on obtient une barre de retournement 1 permettant, en raison de son profilé 4, la constitution de coussins d'air entre sa surface et une bande de matière à imprimer 2. En plus de ces mesures, ou en variante, on peut disposer sur la barre de retournement 1, 15 une tôle de guidage 12 ou un profilé à ailes portantes 16. On peut prévoir également un courant d'air supplémentaire, notamment d'air comprimé, qui passe par les trous radiaux 8 ou les trous 14 de la tôle de guidage 12 afin de faciliter le glissement de la bande de matière à imprimer 2. REVENDICATIONS 1. Barre de retournement (1, 9, 15, 19) pour retourner une bande de matière à imprimer (2, 10) dans une presse rotative à imprimer, caractérisée en ce qu'elle présente un profilé (4, 16) servant à créer un coussin d'air entre sa surface et la bande de matière à imprimer (2, 10). 2. Barre de retournement (1, 9, 15, 19) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le profilé (4) présente des protubérances en forme de dents de scie dans la surface de la barre de retournement (1, 10, 15, 19), la bande de matière à imprimer (2, 10) passant respectivement d'abord sur un flanc montant plat (5) puis sur un flanc descendant à pente raide (6). 3. Barre de retournement (9) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle présente un profilé (40) symétrique du premier avec un flanc montant plat (5) et un flanc descendant à pente raide (6). 4. Barre de retournement (1, 9, 15, 19) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle présente en son intérieur un espace creux (7) depuis lequel partent des trous radiaux (8) vers les flancs montants (5) du profilé (4). 5. Barre de retournement (1) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'une tôle de guidage (12) est disposée en amont de la barre de retournement (1) par rapport à la direction d'acheminement de la bande de matière à imprimer (2). 6. Barre de retournement (1) selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'on peut acheminer de l'air, en particulier de l'air comprimé, qui passe par les orifices (14) de la tôle de guidage (12), dans l'espace compris entre la tôle de guidage (12) et la bande de matière à imprimer (2). 7. Barre de retournement (1, 9, 15, 19) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle présente un profilé à ailes portantes (16). 8. Barre de retournement (1) pour retourner une bande de matière à imprimer (2, 10) dans une presse rotative à imprimer, notamment selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle présente une surface externe lisse constituée par une couche extérieure (18) en carbone ultra-dur, modifié et amorphe (a-C:H) ou en diamant. 9. Barre de retournement (1) selon la revendication 8, caractérisée en ce que sa surface externe présente une rugosité Ra de 0,3 Fm maximum. 10. Barre de retournement (1) selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce que la couche extérieure (18) présente une dureté Vickers de 3000 HV ou plus. 11. Barre de retournement (1) selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisée en ce qu'en dessous de la couche (18) se trouve une couche (17) en chrome. 12. Barre de retournement (1) selon la revendication 11, caractérisée en ce que la couche (17) en chrome présente une dureté Vickers de 850 HV ou plus. 13. Barre de retournement (19) pour retourner une bande de matière à imprimer (2, 10) dans une presse rotative à imprimer, notamment selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la surface est formée par une couche (20) de carbure de tungstène ou d'une céramique, dont les aspérités forment des creux (21) qui sont compensés par un matériau de remplissage. 14. Barre de retournement (1, 9, 15, 19) selon la revendication 13, caractérisée en ce que le matériau de remplissage est du silicone ou du polytétrafluoréthylène. 15. Barre de retournement (1, 19) selon l'une des revendications 8 à 14, caractérisée en ce que son corps intérieur (30) est constitué par un tube monobloc ou un tube creux en acier. 16. Barre de retournement (1) selon la revendication 15, caractérisée en ce que le corps intérieur (30) présente une dureté Rockwell de 55 HRC ou plus.