Brevet FR2913626A1 — publié le 20080919

Le domaine de la présente invention est celui des machines à couteaux rotatifs et en particulier des machines pour la coupe de cahiers en nappes disposées en sortie des machines d'impression dites rotatives. Diverses machines sont utilisées pour la réalisation de la coupe de cahiers en nappes qui présentent un couteau rotatif, ou lame supérieure, et une lame inférieure distante latéralement de cette lame supérieure de quelques microns. Une des principales difficultés rencontrées sur ces machines est le réglage de proximité de la lame supérieure avec la lame inférieure; si la lame supérieure est trop éloignée de la lame inférieure, la coupe des cahiers n'est pas bonne (un peu comme une paire de ciseaux dont les lames sont trop éloignés) car elle crée des déchirures sur le cahier au lieu de le couper franchement. Si la lame supérieure frotte sur la lame inférieure elle finit par se détériorer, par émoussage, avec une destruction possible de la lame supérieure ou de la lame inférieure. Un réglage précis de la lame supérieure par rapport à la lame inférieure est donc essentiel et se fait en général par un vernier micrométrique qu'un opérateur fait tourner de manière connue pour faire coulisser les pièces portant la lame supérieure par rapport à celles, fixes, qui portent la lame inférieure. On rapproche ainsi ou on éloigne la lame supérieure de la lame inférieure en fonction du sens de rotation du vernier. Dans l'art antérieur cette opération est faite manuellement et sans référence précise par l'opérateur qui vérifie visuellement l'écartement des lames, éventuellement au moyen de cales à placer entre la lame supérieure et la lame inférieure. Ce procédé de réglage nécessite d'arrêter le couteau pour effectuer cette opération. Une autre manière de faire consiste, lorsque l'opérateur a acquis le savoir faire suffisant pour détecter le son caractéristique de la denture de la lame qui frotte sur la lame inférieure, à régler pendant la marche à vide la lame supérieure contre la lame inférieure puis à revenir en arrière avec le vernier, celui-ci étant généralement muni d'une 2 graduation visible. Ce réglage se fait dans tous les cas obligatoirement hors production, même si la machine tourne. Par ailleurs ce réglage est très fin et en plus perturbé par la température. En effet, lorsque la machine n'a pas tourné, la lame est froide. L'écart entre les deux lames se modifie par échauffement au cours du fonctionnement; il faut alors refaire le réglage. Certains fabricants ont proposé des systèmes de refroidissement des broches de la lame supérieure et de la lame inférieure pour supprimer en théorie la variation due à la température. Cette stabilisation est recherchée soit en refroidissant par air ou par liquide, soit au contraire en élevant la température des broches au niveau de celle de fonctionnement du système. Le brevet N EP 1 283 094 propose un système de ce type. Ces systèmes ne sont toutefois que partiellement efficaces et sont par ailleurs complexes à mettre en oeuvre (systèmes de circulation thermique supplémentaires avec fluide de refroidissement ou air, par exemple). La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant une machine à couteaux rotatifs ne reproduisant pas au moins un des inconvénients de l'art antérieur et plus spécifiquement qui dispose d'un système permettant de régler par des moyens simples l'écart entre les deux lames, y compris en production sans arrêter la machine. A cet effet, l'invention a pour objet une machine dite à couteaux rotatifs du type comprenant au moins deux ensembles formés chacun d'au moins une lame de coupe rotative portée par une broche, lesdits ensembles étant animés d'un déplacement relatif suivant une direction parallèle à l'axe de rotation desdites lames, dans le sens d'un rapprochement ou d'un écartement desdites lames entre elles, chaque ensemble étant électriquement conducteur, caractérisée en ce que lesdits ensembles sont isolés électriquement l'un de l'autre et en ce qu'un circuit sous tension est configuré entre un élément de chacun desdits ensembles pour donner une information sur le contact entre lesdites lames. L'information délivrée par ledit circuit est une information d'alerte à l'opérateur et/ou une information de commande d'un déplacement relatif des deux ensembles. De préférence, ladite information d'alerte est délivrée par ledit circuit par l'intermédiaire de moyens d'émission d'un signal sonore ou lumineux commandés en fonctionnement par ledit circuit. Ainsi, ledit circuit électrique comporte un voyant lumineux V susceptible de s'allumer lorsque les lames viennent en contact. Ceci permet à un opérateur de détecter le contact entre les lames sans avoir à reconnaître le son particulier généré par ce contact. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, ledit circuit électrique comprend un contrôleur programmable apte à envoyer un signal de commande vers un actionneur lorsque les lames viennent en contact. Ce mode permet d'automatiser une commande d'écartement des lames lorsqu'elles viennent en contact. Ledit actionneur est un micromoteur agissant comme un vernier sur le déplacement d'au moins l'un des ensembles. On peut ainsi effectuer de très petits déplacements, comme un opérateur formé le fait dans l'art antérieur. Ledit contrôleur programmable est apte à envoyer à l'actionneur un signal commandant un retrait calibré lorsqu'il détecte un contact entre lesdites lames. Le signal calibré permet par l'intermédiaire de l'actionneur de générer l'espacement optimum entre les deux lames, en partant de leur position de contact. On s'assure ainsi régulièrement que l'espacement entre les deux lames ne dérive pas vers un espacement excessif Ledit contrôleur programmable est apte à commander à intervalles réguliers un déplacement relatif desdits ensembles de façon à créer un contact entre lesdites lames, puis après détection de ce contact, à envoyer à l'actionneur un signal commandant un retrait calibré. Généralement, dans une telle machine, l'un des ensembles est un ensemble mobile comprenant outre une lame de coupe rotative dite supérieure portée par une broche mobile, un support de broche mobile parallèlement à l'axe de rotation de ladite lame tandis que l'autre ensemble est un ensemble fixe comprenant outre, une lame de coupe rotative dite inférieure portée par une broche fixe, une pièce de liaison, l'ensemble mobile formé par la lame supérieure, la broche mobile et le support de broche mobile d'une part et l'ensemble fixe formé par la lame inférieure et la broche fixe d'autre part étant tous deux conducteurs électriquement, ladite pièce de liaison assurant une isolation électrique entre lesdits ensembles mobile et fixe et un circuit électrique sous tension étant configuré entre un élément dudit ensemble mobile et un élément dudit ensemble fixe pour donner une information sur le contact entre les deux lames. On obtient ainsi l'assurance d'une bonne connexion avec l'ensemble fixe. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative détaillée qui va suivre, de plusieurs modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples purement illustratifs et non limitatifs, en référence aux dessins schématiques annexés. Sur ces dessins : - la figure 1 est une vue de face d'une machine à couteaux rotatifs selon un premier mode de réalisation de l'invention ; -la figure 2 est une vue de face d'une machine à couteaux rotatifs selon un second mode de réalisation de l'invention. En se référant à la figure 1, on voit une machine 1 à couteaux rotatifs présentant une partie mobile représentée par une broche mobile 2 et un support de broche mobile 3. Sur cette broche mobile 2 est montée une lame supérieure 10 destinée à couper des cahiers. Le positionnement de cette broche mobile est assuré par le support de broche mobile 3 qui est susceptible de se déplacer le long d'un axe parallèle à l'axe de rotation de la lame supérieure 10. Ce déplacement est assuré par un système de positionnement 4 piloté par une roue 5, elle-même actionnée par un dispositif de commande 6 muni d'un vernier 6A. Cet ensemble mobile, constitué par les pièces 10, 2 et 3, repose sur une pièce de liaison 7 liée rigidement à la broche fixe 8 qui porte une lame inférieure 11. Cette pièce de liaison est réalisée, au moins partiellement, en matériau isolant électriquement, à la différence de l'art antérieur où elle est réalisée en matériau métallique. L'ensemble formé par la pièce de liaison 7, la broche fixe 8 et la lame inférieure 11 5 circulaire est porté par le bâti-support de la machine (non représenté), faisant masse sur le plan électrique. La broche fixe 8 est porteuse d'un contact de masse 9, relié à la masse électrique du bâti-support et susceptible de recevoir un fil électrique de mise à la masse d'un composant. Un circuit électrique est établi entre le corps de la broche 2 et le contact de masse 9, comprenant en série un générateur E et un voyant V. Il est essentiel qu'un élément isolant (fonction réalisée ici par la pièce de liaison 7) soit placé entre les corps de broche fixe 8 et mobile 2 de façon à laisser ce circuit ouvert et de ne le fermer que par l'intermédiaire des lames supérieure 10 et inférieure 11 lorsqu'elles viennent en contact. Le déplacement relatif des lames commande donc l'ouverture ou respectivement la fermeture dudit circuit, la fermeture étant obtenue lors d'un contact desdites lames entre elles. En se référant à la figure 2, on va maintenant décrire un deuxième mode de réalisation. Les éléments de la machine identiques au premier mode de réalisation sont désignés par le même chiffre de référence et ne sont pas décrits à nouveau. Ici, le voyant V est remplacé par une entrée d'un système logique 12, tel qu'un contrôleur programmable PLC. Le vernier 6A est, quant à lui, remplacé par un micromoteur 6B, piloté par ce contrôleur programmable dont il reçoit un signal de commande. On réalise ainsi un asservissement en position de la lame supérieure 10 par rapport à la lame inférieure 11. On va maintenant décrire le fonctionnement de la machine selon le premier mode de réalisation. Le fonctionnement de la machine selon le deuxième mode de réalisation est analogue. En premier lieu il convient de remarquer qu'une lame n'est jamais parfaitement plate et qu'un voile apparaît lorsqu'elle tourne. On peut ainsi décomposer les zones de fonctionnement en 4 plages, en fonction du réglage appliqué au vernier : - une zone de contact franc entre la lame supérieure 10 et la lame inférieure 11, avec un risque d'usure prématurée ou même de destruction de la lame supérieure 10 ou de la lame inférieure 11. - une zone de contact aléatoire de la denture de la lame supérieure 10 avec la lame inférieure 11, lors de la rotation de la lame 10 due à cette planéité imparfaite et au voile. - une zone de bonne coupe correspondant à une absence de contact entre la lame supérieure 10 et la lame inférieure 11 mais avec un écart faible entre ces lames. - une zone de mauvaise coupe caractérisée par une absence de contact entre les lames mais au prix d'un écart plus important. Avant le démarrage de la machine, de la même façon que dans l'art antérieur, l'opérateur vient faire entrer les deux lames 10 et 11 en contact en tournant le dispositif de commande 6, afin de déterminer un point de référence pour le réglage. Dans cette position, un contact s'établit entre les deux pièces métalliques que sont les lames 10 et 11, ce qui ferme le circuit électrique établi avec le corps de la broche 2 et le contact de masse 9. Le voyant V s'allume. L'opérateur dévisse alors le vernier 6A jusqu'à l'extinction franche du voyant V puis poursuit la rotation du vernier d'une quantité prédéterminée qui, comme dans l'art antérieur, correspond à l'écartement optimum recherché. Au cours du fonctionnement de la machine, l'opérateur observe le voyant et s'il détecte un allumage, même fugace, il sait que l'écartement des lames s'est réduit et que les lames commencent à se toucher. Un allumage franc du voyant signifie que les lames sont dans la zone de contact franc, alors qu'un allumage non stabilisé signifie qu'elles sont dans la zone de contact aléatoire. L'extinction du voyant signifie que les lames sont soit dans la zone de bonne coupe, soit dans celle de mauvaise coupe, sans que cette seule indication fournie par le voyant permette de distinguer dans laquelle des deux zones elles se situent. Après un allumage du voyant, pour éviter une détérioration des lames, l'opérateur corrige leur positionnement relatif en dévissant le vernier 6A de la quantité prédéterminée qui donne l'écartement optimum. Il peut également, sans arrêter la production, tester de temps en temps l'écartement des lames pour voir s'il n'est pas devenu trop important et de ce fait si la coupe reste de bonne qualité. Il lui suffit de visser le vernier 6A jusqu'à l'apparition d'une lueur sur le voyant V, ce qui lui donne la référence à partir de laquelle il peut revenir à l'écartement optimum en dévissant le vernier de la quantité prédéterminée définie ci-dessus. L'avantage de cette configuration est tout d'abord l'absence d'un besoin de formation de l'opérateur à la détection acoustique du contact des lames, mais aussi une détection beaucoup plus précise de l'instant à partir duquel ce contact apparaît. Dans le cas d'une détection acoustique le bruit n'apparaît de façon décelable que lorsque le contact entre les deux lames est déjà fortement engagé. Cette situation est encore aggravée lorsque la machine fonctionne dans un environnement bruyant ou est elle-même bruyante. En revanche l'allumage du voyant se produit dès l'effleurement des lames entre elles. L'opérateur peut intervenir dès ce premier contact et donc avant que l'endommagement des lames ne se produise. Dans la variante représentée par la figure 2, le voyant est remplacé par un contrôleur programmable 12 qui détecte, lors du fonctionnement de la machine, tout contact éventuel entre les deux lames et qui agit alors sur le micromoteur 6B pour écarter la lame supérieure 10 de la lame inférieure 11 de la quantité préprogrammée correspondant à l'écartement optimum. Ce contrôleur programmable est aussi programmé pour qu'il vienne régulièrement "tester" l'écartement des lames en les rapprochant l'une de l'autre jusqu'à détection du contact, puis qui les espace à nouveau de la quantité préprogrammée.35 Bien que l'invention ait été décrite en relation avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention. En particulier, l'invention s'applique également à une machine comprenant au moins dues modules de coupe formés chacun de deux ensembles du type de ceux décrits ci-dessous, chaque module étant disposé le long de la rive d'un chemin de transport des produits en particulier des cahiers à découper pour réaliser de manière simultanée la découpe des deux marges dudit produit au cours du défilement de ce dernier. Généralement, ces derniers modules sont également susceptibles de se rapprocher ou de s'écarter l'un de l'autre en fonction de la largeur du chemin de transport. REVENDICATIONS 1. Machine dite à couteaux rotatifs du type comprenant au moins deux ensembles formés chacun d'au moins une lame (10, 11) de coupe rotative portée par une broche (2, 8), lesdits ensembles étant animés d'un déplacement relatif suivant une direction parallèle à l'axe de rotation desdites lames (10, 11), dans le sens d'un rapprochement ou d'un écartement desdites lames (10, 11) entre elles, chaque ensemble étant électriquement conducteur, caractérisée en ce que lesdits ensembles sont isolés électriquement l'un de l'autre et en ce qu'un circuit sous tension est configuré entre un élément de chacun desdits ensembles pour donner une information sur le contact entre lesdites lames (10, 11)., 2. Machine dite à couteaux rotatifs selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'information délivrée par ledit circuit est une information d'alerte à l'opérateur et/ou une information de commande d'un déplacement relatif des deux ensembles. 3. Machine dite à couteaux rotatifs selon la revendication 2, caractérisée en ce que ladite information d'alerte est délivrée par ledit circuit par l'intermédiaire de moyens d'émission d'un signal sonore ou lumineux commandés en fonctionnement par ledit circuit. 4. Machine dite à couteaux rotatifs selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit circuit électrique comporte un voyant lumineux V susceptible de s'allumer lorsque les lames (10, 11) viennent en contact. 5. Machine dite à couteaux rotatifs selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit circuit électrique comprend un contrôleur programmable (12) apte à envoyer un signal de commande vers un actionneur (6B) lorsque les lames (10, 11) viennent en contact. 6. Machine dite à couteaux rotatifs selon la revendication 5,caractérisée en ce que ledit actionneur est un micromoteur (6B) agissant comme un vernier sur le déplacement d'au moins l'un des ensembles. 7. Machine dite à couteaux rotatifs selon l'une des 5 revendications 5 et 6, caractérisée en ce que ledit contrôleur programmable (12) est apte à envoyer à l'actionneur (6B) un signal commandant un retrait calibré lorsqu'il détecte un contact entre lesdites lames (10, 11). 10 8. Machine dite à couteaux rotatifs selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que ledit contrôleur programmable (12) est apte à commander à intervalles réguliers un déplacement relatif desdits ensembles de façon à créer un contact entre lesdites lames (10, 11), puis 15 après détection de ce contact, à envoyer à l'actionneur (6B) un signal commandant un retrait calibré. 9. Machine dite à couteaux rotatifs selon l'une des revendications 1 à 8, 20 caractérisée en ce que l'un des ensembles est un ensemble mobile comprenant outre une lame (10) de coupe rotative dite supérieure portée par une broche mobile (2), un support de broche (3) mobile parallèlement à l'axe de rotation de ladite lame (10) tandis que l'autre ensemble est un ensemble fixe comprenant outre, une lame (11) de 25 coupe rotative dite inférieure portée par une broche fixe (8), une pièce de liaison (7), l'ensemble mobile formé par la lame supérieure (10), la broche mobile (2) et le support de broche mobile (3) d'une part et l'ensemble fixe formé par la lame inférieure (11) et la broche fixe (8) d'autre part étant tous deux conducteurs électriquement, ladite pièce de 30 liaison (7) assurant une isolation électrique entre lesdits ensembles mobile et fixe et un circuit électrique sous tension étant configuré entre un élément dudit ensemble mobile et un élément dudit ensemble fixe pour donner une information sur le contact entre les deux lames (10, 11). 35 10. Machine à couteaux rotatifs selon la revendication 9, 2913626 tl caractérisée en ce que lesdits ensembles sont portés par un bâti-support, ledit circuit électrique étant connecté audit ensemble fixe au niveau du contact de masse (9) du bâti-support de ladite machine.