Brevet FR2798316A1 — publié le 20010316

I L'invention concerne un entraînement d'un dispositif de pliage, en particulier d'un couteau plieur effectuant un mouvement de montée et d'abaissement dans un dispositif de pliage longitudinal d'une machine à imprimer rotative pour le traitement de bandes imprimées. Le modèle d'utilité japonais JP-63-133559, soumis à l'Inspection Publique, divulgue un dispositif de pliage à percussion utilisant un couteau plieur pour produire un deuxième pli longitudinal dans un exemplaire plié. Le couteau est porté par deux manivelles tournantes d'entraînement et plonge par son bord longitudinal dans la fente entre deux rouleaux plieurs en formant ainsi le dos d'un deuxième pli longitudinal sur l'exemplaire. Les deux manivelles, portant le couteau, sont accouplées entre elles, en vue de la synchronisation des mouvements verticaux, par une courroie crantée, une courroie trapézoïdale ou encore par une chaîne à rouleaux, les surfaces périphériques extérieures des plateaux- manivelles pouvant être réalisées, suivant l'organe de transmission employé, comme des parties dentées, des poulies à courroie trapézoïdale ou des pignons à chaîne. Le document EP 0 453 832 B1 se rapporte à un dispositif de pliage oscillant, comprenant un couteau plieur animé d'une oscillation et porté par au moins deux mécanismes à manivelle à avance linéaire, lesquels sont prévus dans le sens de la direction longitudinale du couteau oscillant. Chacun de ces deux mécanismes présente deux éléments de manivelle qui tournent alternativement dans des directions contraires; tous les éléments de manivelle ont la même course. Chacun des mécanismes à manivelle à avance linéaire présente en outre deux embiellages de liaison dont chacun est relié par une tige de montage prévue à son extrémité supérieure à l'un des deux éléments de manivelle et dont chacun est en liaison, coaxialement, par une tige de montage prévue à son extrémité inférieure, à une extrémité supérieure du couteau plieur oscillant. Tous les embiellages de liaison ont la même longueur et les deux éléments de manivelle de chacun des mécanismes à manivelle à avance linéaire sont mus dans le sens de la direction longitudinale du couteau oscillant. Par le document G 91 15 031 0, on connaît un dispositif de pliage pour rotatives à bobines. Ce dispositif sert à réaliser un pli longitudinal dans la direction de transport des exemplaires imprimés, en aval du pli transversal à cylindres, au moyen d'un couteau plieur disposé parallèlement à la direction de transport. Le couteau, porté par deux manivelles d'entraînement parallèles, tournant à la même vitesse et dont les axes des boutons de manivelle sont orientés transversalement à la direction de transport, ainsi que par deux manivelles supplémentaires coordonnées à ceux-ci, est monté et abaissé par ces manivelles et enfonce, à sa position inférieure, les exemplaires imprimés entre deux rouleaux plieurs commandés. Le rayon r1 de la manivelle d'entraînement correspond au rayon r2 d'une manivelle supplémentaire, laquelle est montée coaxialement sur le bouton de la manivelle d'entraînement. Par l'intermédiaire d'un engrenage tournant à la même vitesse que la manivelle d'entraînement, mais en sens contraire de celle-ci, la manivelle supplémentaire peut être entraînée de manière que le bouton de la manivelle supplémentaire effectue un mouvement alternatif rectiligne vertical. Le bouton de la manivelle supplémentaire porte un pignon droit qui, par l'intermédiaire d'un pignon intermédiaire tournant conjointement avec le bouton, roule sur une denture extérieure - disposée fixe et de façon centrée par rapport à l'axe d'entraînement de la manivelle d'entraînement - d'une roue solaire. Le document DE 43 35 049 Al se rapporte à un dispositif de pliage comportant un système de compensation de balourd. Le couteau plieur est suspendu, par ses extrémités, à deux bras oscillants pouvant tourner librement par rapport au couteau. A leurs extrémités opposées, les bras oscillants sont animés par deux arbres horizontaux parallèles de rotations suivant des directions contraires autour de leur axe longitudinal. Les arbres tournants peuvent en même temps être animés de rotations dans des sens contraires autour de deux axes centraux horizontaux et parallèles. L'agencement est tel que lors d'une révolution complète des deux arbres tournants autour des axes centraux parallèles, les deux extrémités opposées du couteau plieur, sur lesquelles agissent les bras oscillants, décrivent deux portions de droites verticales et parallèles entre une position abaissée et une position haute du couteau. Dans la position abaissée de ce dernier, le couteau enfonce l'exemplaire entre deux rouleaux plieurs pour former ainsi le pli longitudinal dans l'exemplaire. Le dispositif comprend en outre un système pour compenser des forces dues à des charges dynamiques provoquées pendant le service par le couteau plieur, système qui possède deux éléments rapportés montés rotatifs sur les arbres d'entraînement servant à la rotation des deux bras oscillants, I'agencement étant tel que les éléments rapportés suivent les mouvements rotatoires de sens contraires des bras oscillants. Par le brevet des E.U. A. 4 509 930, on connaît, enfin, un dispositif de pliage pour une rotative traitant des bandes. Ce document décrit un couteau plieur qui, après des opérations de pliage transversal exécutées par des cylindres de pliage sur l'exemplaire plié, effectue le deuxième pli longitudinal, lequel s'étend parallèlement à la direction de transport de l'exemplaire. Le couteau est porté par deux manivelles d'entraînement ayant des vitesses circonférentielles égales et animant le couteau plieur de la deuxième unité de pliage longitudinal de mouvements de montée et d'abaissement. Dans sa position de travail inférieure, le couteau enfonce les exemplaires, au droit de leur dos de pli encore à former, entre les surfaces périphériques de deux rouleaux plieurs commandés, lesquels sont montés sous la table de pliage supportant l'exemplaire. Chacun des plateaux- manivelles transmettant le mouvement vertical au couteau plieur, porte une manivelle supplémentaire. Les manivelles d'entraînement sur les plateaux- manivelles sont reliées chacune à un élément de la manivelle supplémentaire mentionnée et cet élément est monté coaxialement sur la manivelle d'entraînement respective. Au moyen d'un train d'engrenages, la manivelle supplémentaire est entraînée de manière qu'elle présente la même vitesse périphérique, mais tourne en sens contraire, de sorte qu'un bouton de la manivelle supplémentaire décrit un mouvement alternatif d'orientation exactement verticale. Les systèmes connus par l'état de la technique et sommairement décrits dans ce qui précède, font tous appel à des transmissions à courroies, des manivelles et des trains d'engrenages, de sorte qu'ils sont de fabrication très dispendieuse. La fabrication des pièces mécaniques est en outre liée inévitablement à des tolérances susceptibles de provoquer d'une part des phénomènes de balourd à des vitesses de production relativement élevées et d'engendrer ainsi, d'autre part, une usure prématurée des composants. Outre le fait que l'entraînement doit être encapsulé complètement pour éviter des sorties de lubrifiant, encapsulage qui doit être très dispendieux afin d'éviter la souillure des exemplaires, les concepts d'entraînement de couteaux plieurs connus jusqu'à présent, sont limités, quant à leur vitesse, par les masses tournantes. Au regard des solutions connues par l'état actuel de la technique, l'invention vise à éviter autant que possible le nombre de pièces tournantes de l'entraînement du couteau plieur, à réduire ainsi les excitations d'oscillations dynamiques, lesquelles entraînent des vibrations, et à atteindre de cette manière des vitesses de production plus élevées. Conformément à l'invention, partant d'un entraînement pour un couteau plieur d'un deuxième dispositif de pliage longitudinal dans une plieuse installée à la suite d'une machine à imprimer rotative, pour la formation d'un pli longitudinal s'étendant dans la direction de transport d'exemplaires pliés, on obtient ce résultat par des éléments de guidage pour guider le couteau plieur dans une direction de mouvement essentiellement verticale, ainsi que par des têtes de bobines, entourant les éléments de guidage, qui génèrent une force électromagnétique agissant sur le couteau plieur afin de produire un mouvement vertical de ce couteau. Les avantages réalisables par la solution selon l'invention consistent en ce que, conformément à l'invention, les pièces mécaniques demandant une alimentation en lubrifiant, peuvent être éliminées, ce qui réduit considérablement, pour commencer, le risque de souillure d'exemplaires pliés finis. De plus, la solution selon l'invention permet de se dispenser des pièces affectées de tolérances dues à la fabrication, de sorte que la durée de service de l'entraînement d'un couteau plieur peut être prolongée considérablement. Selon un développement du concept de l'invention, les têtes de bobines inférieures peuvent être excitées ensemble pour produire un mouvement d'abaissement du couteau plieur et les têtes de bobines supérieures peuvent être excitées ensemble pour produire un mouvement de montée du couteau. Les têtes de bobines inférieures peuvent donc être réunies en une paire séparée de têtes de bobines et les têtes de bobines supérieures, entourant les éléments de guidage supérieurs du couteau, peuvent également constituer une paire séparée susceptible d'être commandée séparément, si bien que les deux extrémités sont guidées en parallèle dans les têtes de bobines et que l'exactitude et la précision requise dans la formation du deuxième pli longitudinal dans l'exemplaire plié peuvent être garanties. Afin de diminuer la masse du couteau et de réduire ainsi la masse à mouvoir par les têtes de bobines, le couteau plieur est pourvu d'ajours. Ces derniers servent en outre à la réduction du bruit lors des mouvements oscillants de montée et d'abaissement du couteau. Afin de maintenir faible la sollicitation par chocs des composants mécaniques, des éléments d'amortissement sont placés entre les têtes de bobines magnétisables, éléments qui dissipent dans une large mesure l'énergie de choc. Il est particulièrement avantageux, pour l'excitation par paire des têtes de bobines, afin de produire les mouvements de montée et d'abaissement du couteau plieur, de prévoir un circuit de commande sous la forme d'un circuit électrique oscillant. Des interrupteurs activables par un signal de pilotage peuvent être intégrés dans ce circuit. Le signal de pilotage pour les différents interrupteurs est applicable individuellement à ceux-ci. L'invention apporte également un procédé pour produire le mouvement vertical d'un couteau plieur dans une plieuse installée à la suite d'une machine à imprimer rotative, notamment d'un couteau plieur dans un entraînement selon un des modes de réalisation précédemment décrits de l'invention, procédé qui est caractérisé en ce que le mouvement vertical de montée et d'abaissement du couteau plieur est produit par des têtes de bobines magnétisables au moyen d'un circuit électrique oscillant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est la vue de côté d'un couteau plieur, déplaçable en direction verticale, avec son entraînement électromagnétique; - la figure 2 est une vue de face de ce couteau alors qu'il se trouve dans une position au-dessus des surfaces périphériques d'une paire de rouleaux plieurs; - la figure 3 illustre l'allure du mouvement du couteau dans ses différentes phases; la figure 4 représente le circuit électrique oscillant formant le circuit de commande; et - la figure 5 montre la séquence des signaux de pilotage TTL appliqués aux différents interrupteurs. La figure 1 est la vue de côté d'un couteau plieur, verticalement déplaçable vers le haut et vers le bas et entraîné conformément à l'invention, qui fait partie d'un dispositif de pliage longitudinal dans la plieuse d'une machine à imprimer rotative. Le couteau plieur 1 - souvent appelé aussi lame plieuse - présente, à ses extrémités, des éléments de guidage 3, 4 qui agissent comme des noyaux de bobines et plongent dans des têtes de bobines 5, 7 et 6, 8 qui les entourent. Afin de réduire la masse du couteau 1, ainsi que pour réduire les forces d'inertie de masse exercées sur lui, la lame du couteau est pourvue d'ajours 2. La configuration de ces ajours ou trous 2 du couteau plieur 1 est sans importance, mais il est avantageux de les prévoir sous la forme de perçages puisque ceux-ci sont faciles à réaliser. Les éléments de guidage 3, 4, réalisés comme des noyaux de bobines, sont entourés par des têtes de bobines 5, 7 et 6, 8 respectives. Ces têtes sont portées par des supports de têtes de bobines 9, 10, 11 et 12. Entre les supports 9 et 10, respectivement 11 et 12, sont placés des éléments d'amortissement 19 et 20 qui servent à amortir les chocs produits lors de l'enfoncement du couteau 1 entre les rouleaux plieurs 21, 22. Les têtes de bobines 5, 7, servant à guider les éléments de guidage 3, 4 et se trouvant au-dessus du couteau plieur 1, de même que les têtes de bobines 6, 7 se trouvant sous le couteau, sont fabriquées de manière qu'un guidage sans inclinaison et sans risque de coincement des noyaux de bobines 3, 4, soit garanti. Les têtes de bobines 5, 7 et 6, 8 peuvent être excitées ensemble, par paires. Dans ce but, pour produire le mouvement d'abaissement 28 du couteau 1, les têtes inférieures 6, 8 peuvent être excitées comme une paire de têtes par un circuit de commande 31 selon la figure 4, tandis que, pour produire le mouvement de montée 29 du couteau plieur 1, les deux têtes supérieures 5 et 7 peuvent être excitées ensemble, comme une paire, par ce même circuit. La position et l'orientation des différentes têtes 5, 7 et 6, 8, servant à la fois d'entraînement et de guidage du couteau 1, sont assurées par une structure de châssis composée de pièces transversales 15, 16, de pièces longitudinales 13, 14, ainsi que de châssis latéraux 17, 18. La stabilité de position des têtes de bobines 5, 7 et 6, 8 a beaucoup d'importance parce que, en cas d'écart par rapport à leur position alignée, le guidage exact des noyaux de bobines 3, 4, servant d'éléments de guidage, par les têtes de bobines 5, 7 et 6, 8, ne peut plus être garanti complètement. L'inclinaison des noyaux de bobines dans leurs têtes de bobines respectives, servant de guide, peut en être la conséquence, de même que l'augmentation des forces de frottement produites. Or, I'augmentation de ces forces de frottement diminue la force d'enfoncement exercée sur l'exemplaire par le couteau plieur 1 en vue de la formation du dos de pli entre les parois latérales tournantes des rouleaux plieurs, pouvant entraîner à son tour la dégradation de la qualité de l'exemplaire par insuffisance de formation du dos de pli. Dans la vue de face du couteau 1, on peut voir la structure de châssis formée des supports de têtes de bobines 11 et 12, s'étendant transversalement entre les éléments de châssis latéraux 17 et 18. Sous la structure de châssis, se trouvent les rouleaux plieurs 21 et 22, lesquels sont commandés et dont la rotation suivant les flèches 25 achève la formation du dos de pli 27 sur l'exemplaire plié 26. Les surfaces périphériques 24 des rouleaux 21 et 22 commandés, saisissent l'exemplaire plié 26 grâce au mouvement d'enfoncement du couteau 1 dans la fente 23 entre les rouleaux plieurs. Afin de faciliter la préhension de l'exemplaire plié 26 dans cette fente 23, la surface 24 des rouleaux 21 et 22 peut être rendue rugueuse ou présenter une structure, formée d'une autre manière, pour augmenter l'adhérence. La figure 3 montre les phases du mouvement du couteau plieur réalisables par la configuration d'entraînement selon l'invention. La référence 28 désigne le mouvement d'abaissement du couteau 1, lequel est produit par la magnétisation de la paire inférieure de têtes de bobines 6, 8 par le circuit de commande 31. Le mouvement un peu plus lent de montée 29 du couteau 1 est justifié du fait que pendant le temps que dure ce mouvement, toute la longueur de l'exemplaire passe à travers la fente 23 entre les rouleaux. La référence 30 désigne un temps de maintien au cours duquel le couteau plieur 1 reste à sa position de repos, jusqu'à ce que l'exemplaire plié 26 suivant soit positionné, sur la table de pliage se trouvant au-dessus des rouleaux plieurs 21, 22, de manière qu'il puisse être enfoncé dans la fente 23 entre les rouleaux. La figure 4 montre le circuit de commande pour les têtes de bobines, lequel peut être réalisé comme un circuit électrique oscillant. Dans ce circuit électrique oscillant 31, sont prévus trois interrupteurs 34, 35 et 36, lesquels peuvent tous être pilotés individuellement par un signal de pilotage 33 (TTL). Dans le montage parallèle - représenté à droite - du circuit 31, se trouve une résistance Rt - désignée par la référence 38 - ainsi que les têtes de bobines 5, 7 et 6, 8, lesquelles comprennent une résistance RL et les bobines 40 (L). Ce montage parallèle du circuit oscillant 31 peut être coupé ou mis en service par l'ouverture ou la fermeture de l'interrupteur 35. Il ressort donc de ce qui précède et du dessin que le circuit oscillant 31 contient une résistance Rt (38) qui est disposée en parallèle avec les têtes de bobines 5, 7 et 6, 8 et qui peut être mise en et hors circuit. Il est à noter en plus que l'intensité du champ électromagnétique des têtes de bobines 5, 7 et 6, 8 est variable, de façon échelonnée, par les interrupteurs 35 et 36. Plus exactement, l'excitation échelonnée des têtes de bobines 5, 7 et 6, 8, par paires, est réalisable par l'insertion dans le circuit de la résistance Rt, portant la référence 38. Derrière la source de tension 32, assurant l'alimentation du circuit électrique oscillant 32, se trouve un premier interrupteur de dérivation 34, en parallèle avec lequel est montée une résistance R1 portant la référence 37. Cet interrupteur peut également être piloté individuellement par le signal de pilotage 33. La figure 5 illustre le pilotage séquentiel des interrupteurs 34, 35 et 36, à savoir pour le mouvement de montée 29 du couteau plieur 1 et aussi pour son mouvement d'abaissement 28. La séquence comprend, pour commencer, la fermeture de l'interrupteur 34 (S1) et, avec un léger retard par rapport à elle, la fermeture de l'interrupteur 35 (S2), tandis que l'interrupteur 36 (S3) est ouvert, de sorte que les têtes de bobines 5 et 7, formant une paire de bobines produisant le mouvement de montée 29, sont magnétisées. L'interrupteur 36 (S3) reste ouvert jusqu'à ce que l'interrupteur 35 (S2), se trouvant avant le montage parallèle précité du circuit électrique oscillant 32, soit de nouveau ouvert par la remise à zéro (de 1 à 0) du signal 33 (TTL), de sorte que la magnétisation de la paire supérieure de têtes de bobines 5, 7 s'effondre. Comme le montre la partie inférieure du diagramme selon la figure 5, la paire inférieure de têtes de bobines 6, 8 est magnétisée par la fermeture de l'interrupteur 35 (52). Après établissement du champ magnétique, l'interrupteur 34 (S1) est actionné, le couteau plieur 1 est libéré et celui-ci enfonce l'exemplaire plié, convenablement positionné sur la surface de la table de pliage, dans la fente 23 entre les rouleaux plieurs 21 et 22 commandés. L'excitation et la magnétisation des têtes de bobines 5, 7 et 6, 8 s'effectuent dans un temps de cycle qui se mesure en ms, de sorte qu'en tenant compte de l'inertie du couteau plieur 1 et des noyaux de bobines 3, 4, ainsi que du temps d'établissement des champs magnétiques, on peut obtenir des cadences de pliage entre 40.000 exemplaires/heure et 75.000 exemplaires/heure. REVENDICATIONS 1. Entraînement pour un couteau plieur (1) d'un dispositif de pliage longitudinal dans une plieuse installée à la suite d'une machine à imprimer rotative, pour la formation d'un deuxième pli longitudinal (27) s'étendant dans la direction de transport d'exemplaires pliés (26), caractérisé par des éléments de guidage (3, 4) pour guider le couteau plieur (1) dans une direction de mouvement essentiellement verticale, ainsi que par des têtes de bobines (5, 7; 6, 8), entourant les éléments de guidage (3, 4) qui génèrent une force électromagnétique agissant sur le couteau plieur (1) afin de prouidre un mouvement vertical (28, 29) du couteau plieur (1). 2. Entraînement d'un couteau plieur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les têtes de bobines inférieures (6, 8) peuvent être excitées ensemble pour produire un mouvement d'abaissement (28) du couteau plieur (1). 3. Entraînement d'un couteau plieur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les têtes de bobines supérieures (5, 7) peuvent être excitées ensemble pour produire un mouvement de montée (29) du couteau plieur (1). 4. Entraînement d'un couteau plieur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le couteau plieur (1) est pourvu d'ajours (2). 5. Entraînement d'un couteau plieur selon la revendication 1, caractérisé en ce que des éléments d'amortissement (19, 20), absorbant des chocs, sont placés entre les têtes de bobines (5, 7; 6, 8). 6. Entraînement d'un couteau plieur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les têtes de bobines (5, 7; 6, 8) sont excitées par un circuit de commande (31) sous la forme d'un circuit électrique oscillant. 7. Entraînement d'un couteau plieur selon la revendication 1, caractérisé en ce que des interrupteurs (34, 35, 36) sont incorporés dans le circuit oscillant formant le circuit de commande (31) des têtes de bobines (5, 7; 6, 8). 8. Entraînement d'un couteau plieur selon la revendication 7, caractérisé en ce que chacun des interrupteurs (34, 35, 36) peut être commandé individuellement par un signal de pilotage TTL (33). Il 9. Entraînement d'un couteau plieur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le circuit oscillant (31) contient une résistance Rt (38) montée en parallèle avec les têtes de bobines (5, 7; 6, 8) et pouvant être mise en et hors circuit. 10. Entraînement d'un couteau plieur selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'intensité du champ électromagnétique des têtes de bobines (5, 7; 6, 8) est variable de façon échelonnée par des interrupteurs (35, 36). 11. Procédé pour produire le mouvement vertical d'un couteau plieur dans une plieuse installée à la suite d'une machine à imprimer rotative, notamment d'un couteau plieur mû par un entraînement selon une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le mouvement vertical de montée et d'abaissement (28, 29) du couteau plieur (1) est produit par des têtes de bobines (5, 7; 6, 8) magnétisables au moyen d'un circuit électrique oscillant (31).