Brevet FR2880833A1 — publié le 20060721

Dispositif de découpaqe de films de faible épaisseur L'invention concerne un dispositif de découpage de films de faible épaisseur, particulièrement adapté pour le découpage de films en plastique, papier ou métal, dans des applications dans le domaine de l'emballage. Dans l'art antérieur, un tel dispositif de découpage est basé sur un couteau mobile qui descend contre un contre-couteau sur lequel est placé le film à découper de sorte de réaliser le découpage le long de la ligne de contact entre le couteau et le contre-couteau. Dans un tel dispositif, le contre-couteau est fixe et le couteau descend selon une direction perpendiculaire au plan du contre couteau, en frottant plus ou moins contre le bord du contre-couteau pour provoquer un effet de cisaillement dans un plan vertical. II est connu dans ces dispositifs que le jeu entre le couteau et le contre-couteau ne doit pas dépasser le dixième de l'épaisseur du film sinon ce dernier est plié et non coupé. Pour des films de faible épaisseur, les éléments de découpage, couteaux et contrecouteaux, sont choisis dans un métal relativement souple pour pouvoir fonctionner avec un jeu très faible et des forces de frottement très élevées. Un premier inconvénient de cette solution est qu'elle entraîne une usure très rapide des éléments de découpage qui doivent être régulièrement changés. Un second inconvénient de cette solution est qu'elle ne convient pas pour des films très fins, en dessous de 35 micromètres d'épaisseur par exemple car un jeu trop faible et mécaniquement impossible serait nécessaire. Un objet de la présente invention consiste à proposer un dispositif de découpage de films de faible épaisseur qui ne comporte pas les inconvénients de l'art antérieur. DA\1.K282.12FR.11 dépôt.doc Plus précisément, un premier objet de la présente invention consiste à proposer un dispositif de découpage de films de faible épaisseur dont la durée de vie des éléments de découpage est allongée. Un second objet de l'invention consiste à proposer un dispositif de découpage qui est adapté pour des films de très faible épaisseur. L'invention repose sur un dispositif de découpage de films, comprenant un couteau et au moins un contre couteau, le couteau et le contre-couteau étant animés d'un premier mouvement relatif l'un contre l'autre dans un plan de découpage sensiblement perpendiculaire au film à découper de sorte de réaliser un premier effet de cisaillement, caractérisé en ce que le couteau et le contre-couteau sont montés avec un degré de liberté permettant leur mouvement respectif dans une seconde direction hors du plan de découpage. Selon un mode d'exécution, le dispositif de découpage de films est caractérisé en ce que le couteau est animé d'un mouvement de descente dans une première direction dans un plan de découpage vertical et en ce que le contre-couteau possède un degré de liberté dans une seconde direction sensiblement perpendiculaire. Selon une variante, le contre-couteau est monté mobile en rotation sur un axe et est forcé en appui contre le couteau par un ressort. Le dispositif de découpage de films peut comprendre deux contre-couteaux montés mobiles en rotation sur le même axe de rotation sur une première extrémité et reliés par un ressort à leur seconde extrémité. Les deux contre-couteaux peuvent être placés dans un plan légèrement DA\1. K282. 12FR.11 dépôt.doc incliné, et le couteau, sensiblement horizontal, peut être animé d'un mouvement de descente dans une direction sensiblement verticale. L'écartement entre les contre-couteaux peut être inférieur à la largeur du couteau, dans la position haute de ce dernier, et les contre-couteaux peuvent s'écarter progressivement lors de la descente du couteau entre les deux contre-couteaux, en restant en contact avec son arête tranchante. Ainsi, le couteau et le contre-couteau ont un second effet de cisaillement dans un plan sensiblement perpendiculaire au plan de découpage. Selon une implémentation de l'invention, le couteau et le contre-couteau sont dans un métal dur de type acier à outil. Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante d'un mode d'exécution particulier fait à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles: La figure 1 représente une vue en coupe de côté du dispositif selon un 20 mode d'exécution de l'invention; la figure 2 représente une vue de face du dispositif selon le mode d'exécution de l'invention; la figure 3 représente une vue arrière du dispositif selon le mode d'exécution de l'invention; la figure 4 représente une vue de dessus du dispositif selon le mode d'exécution de l'invention. DA\1.K282.12FR.11 dépôt.doc Le dispositif comprend un couteau 1, représenté en position haute en figure 1, qui est guidé par un bras 11 du dispositif afin de descendre pour atteindre une position basse dans laquelle il pénètre entre deux contre-couteaux 2. Avantageusement, la direction de descente du couteau présente une légère inclinaison, de quelques degrés, par rapport à la direction perpendiculaire au plan des contre-couteaux, afin de créer un premier effet de cisaillement dans un plan vertical, dit plan de découpage, au niveau de l'intersection entre le couteau et un contre-couteau, à la manière des ciseaux. Selon ce mode d'exécution de l'invention, les deux contre-couteaux 2 sont montés mobiles en rotation autour d'un même axe vertical 3, afin de pouvoir s'écarter sous l'effet de la force de frottement exercée par le couteau 1 descendant. Comme cela est particulièrement visible sur la figure 2, le dispositif permet d'acheminer latéralement deux films 4 à découper. Ces deux films sont placés sur la surface des contre-couteaux afin d'être cisaillés simultanément selon la ligne de contact 10 définie par le contour du couteau 1, visible sur la figure 4. L'extrémité tranchante des contrecouteaux 2 s'éloigne légèrement de la parallèle au contour ou arête tranchante 10 du couteau 1, au fur et à mesure qu'on s'éloigne du point de contact permanent 12 entre le couteau et le contre-couteau, et l'écartement entre les deux contre-couteaux 2 est, en position haute du couteau 1, légèrement inférieur à la largeur du couteau 1. Ainsi, lors de la descente du couteau 1, son arête tranchante 10, définit la ligne de contact avec les contre-couteaux en exerçant une force de pression sur leur arête tranchante qui les écarte progressivement, par leur rotation autour de l'axe 3. Ce mécanisme permet d'obtenir un second effet de cisaillement dans le plan des contre-couteaux 2, perpendiculaire au plan vertical du premier DA\I.K282.12FR. 1 1 dépôt.doc cisaillement. Ce principe permet d'obtenir un meilleur effet de cisaillement en s'affranchissant de la problématique de définition d'un jeu entre le couteau et le contre-couteau. Un ressort 5 exerce une force de rappel permanente sur les contrecouteaux 2, tendant à provoquer leur rotation l'un vers l'autre autour de l'axe 3 et induisant leur appui permanent contre le couteau 1 dont une partie basse 12 est toujours en appui sur les contre couteaux 2. Les contre-couteaux 2 sont fixés sur des bras latéraux de support 7 à l'aide de vis de fixation 8 permettant l'ajustement de leur position comme cela est illustré aux figures 3 et 4. Ces deux bras de support 7 sont reliés d'une part à un même axe central de rotation 3, placé à l'arrière du dispositif, par deux bras de liaison 9 et d'autre part par le ressort de rappel 5 à l'avant du dispositif. Comme cela est illustré sur la figure 4, le contact entre le couteau 1 et les contre-couteaux 2 définit une ligne de découpe 10, dont la forme est choisie en fonction de l'application choisie. Dans ce mode d'exécution, le dispositif permet la découpe d'un film plastique de très faible épaisseur et de largeur très fine, pour former une bande de déchirement à souder sur un film destiné à la fabrication d'un emballage alimentaire, pour former un dispositif d'ouverture facile de l'emballage. Pour cette application particulière, le couteau peut être placé dans un plan horizontal, animé d'un mouvement de descente dans une direction présentant un léger angle par rapport à la direction verticale, les contre-couteaux étant placés dans un plan incliné, ce qui permet au couteau d'avoir la seconde fonction de transport de la bande déchirée afin de la placer sur le film qui serait placé horizontalement juste au- dessous du dispositif de découpe. DA\1.K282.12FR.11 dépôt.doc Selon le concept de l'invention, lors de la descente du couteau 1 vers le contre-couteau 2 selon un premier mouvement relatif dans une première direction placée, pour réaliser la fonction de ciseaux par un premier effet de cisaillement dans un plan vertical, le couteau 1 et son contre-couteau 2 sont de plus animés d'un second mouvement relatif dans une seconde direction, dans un plan parallèle aux contre-couteaux 2, grâce à un degré de liberté supplémentaire prévu sur au-moins un de ces éléments, permettant d'obtenir un second effet de cisaillement dans un plan perpendiculaire. Ce principe permet d'obtenir les effets techniques suivants: -le contre-couteau 2 est en permanence forcé en appui contre le couteau 1 lors de l'opération de découpage, ce qui permet d'éviter la maîtrise précise d'un certain jeu entre ces deux éléments de découpage comme dans l'art antérieur. Cette solution permet de plus de pouvoir découper des films très fins, d'épaisseur même inférieure à 35 micromètres, -le contre-couteau 2 a un degré de liberté dans une seconde direction sensiblement perpendiculaire à la direction de découpage, ce qui lui permet de s'écarter légèrement du couteau 1 lors de la descente de ce dernier lorsque la force de frottement entre les deux éléments dépasse une valeur prédéfinie, induisant une réduction de cette force de frottement. Ainsi, l'usure des éléments de découpage est réduite. Cette solution permet ainsi indirectement d'utiliser des matériaux métalliques de plus grande dureté, ce qui augmente encore d'autant plus leur durée de vie. La force de rappel exercée par le ressort 5, les dimensions des éléments de découpage et leur position nominale respective seront définies au cas par cas selon les caractéristiques du film à découper. DA\1.K282.12FR. 11 dépôt.doc Cette solution permet bien d'atteindre les objets de l'invention, le découpage de films de toute dimension et notamment de très faible épaisseur tout en réduisant fortement l'usure des éléments de découpage. Dans le mode d'exécution décrit, les mouvements relatifs des éléments de découpage ont été choisis à titre d'exemple mais le concept de l'invention couvre aussi des modes de réalisation dans lesquels le contre- couteau peut être animé d'un mouvement de translation et non de rotation, ou dans lesquels le contre-couteau resterait fixe mais pour lesquels le couteau aurait un degré de liberté supplémentaire pour remplir une fonction équivalente. DA\1.K282.12FR.1 I dépôt.doc Revendications: 1. Dispositif de découpage de films, comprenant un couteau (1) et au moins un contre couteau (2), le couteau (1) et le contre-couteau (2) étant animés d'un premier mouvement relatif l'un contre l'autre dans un plan de découpage sensiblement perpendiculaire au film à découper de sorte de réaliser un premier effet de cisaillement, caractérisé en ce que le couteau (1) et le contre-couteau (2) sont montés avec un degré de liberté permettant leur mouvement respectif dans une seconde direction hors du plan de découpage. 2. Dispositif de découpage de films selon la revendication 1, caractérisé en ce que le couteau (1) est animé d'un mouvement de descente dans une première direction dans un plan de découpage vertical et en ce que le contre-couteau (2) possède un degré de liberté dans une seconde direction sensiblement perpendiculaire. 3. Dispositif de découpage de films selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le contre-couteau (2) est monté mobile en rotation sur un axe (3) et est forcé en appui contre le couteau (1) par un ressort (5). 4. Dispositif de découpage de films selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend deux contre-couteaux (2) montés mobiles en rotation sur le même axe de rotation (3) sur une première extrémité et reliés par un ressort (5) à leur seconde extrémité. 5. Dispositif de découpage de films selon la revendication 4, caractérisé en ce que les deux contre-couteaux (2) sont placés dans un plan légèrement incliné, en ce que le couteau (1) est DA\t.K282.12FR. 1 1 dépôt.doc sensiblement horizontal et animé d'un mouvement de descente dans une direction proche de la verticale, et en ce que les contre- couteaux (2) sont montés mobiles en rotation autour d'un axe (3). 6. Dispositif de découpage de films selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que l'écartement entre les contre-couteaux (2) est inférieur à la largeur du couteau (1), dans la position haute de ce dernier, et en ce que les contre-couteaux (2) sont écartés progressivement lors de la descente du couteau (1) entre les deux contre- couteaux (2), en restant en contact avec son arête tranchante (10). 7. Dispositif de découpage de films selon la revendication 6, caractérisé en ce que le couteau (1) et le contre-couteau (2) ont un second effet de cisaillement dans un plan sensiblement perpendiculaire au plan de découpage. 8. Dispositif de découpage de films selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le couteau (1) et le contre-couteau (2) sont dans un métal dur de type acier à outil. DA\1.K282.12FR.11 dépôt.doc