Brevet FR2914573A1 — publié le 20081010

DESCRIPTION La présente invention concerne le domaine de la découpe de tubes en papier, carton, en matière synthétique ou autre, destinés à la réalisation de boîtes d'emballage, de fûts ou autres, et a pour objet un dispositif de chanfreinage intérieur de tels tubes. Les tubes en papier, carton, en matière synthétique ou autre, qui sont généralement réalisés en continu, sont ultérieurement découpés en vue de la réalisation de tronçons de longueurs identiques ou différentes, en fonction de leur usage définitif, à l'aide d'un dispositif de coupe ou de recoupe de tubes. A cet effet, le tube à recouper est mis en rotation et un ou plusieurs outils de coupe pénètrent, transversalement à l'axe longitudinal du tube, dans la matière constituant ledit tube jusqu'à ce que la coupe soit faite. Pour éviter la déformation du tube pendant la coupe, appelée ovalisation, et l'arrachement de la matière à l'intérieur du tube, il est prévu dans ce dernier une contre-pièce appelée mandrin de coupe, qui est placée au droit du ou des outils de coupe. Les outils de coupe utilisés sont généralement réalisés en acier traité de dureté élevée et présentent un biseau simple ou double destiné à faciliter leur pénétration dans le tube à couper. Actuellement, il existe différents procédés de coupe mettant en oeuvre soit un ou plusieurs couteaux circulaires libres en rotation, soit un ou plusieurs couteaux circulaires fixes, le tube étant monté sur un mandrin en matière synthétique ou en acier traité rectifié à haute dureté de surface. Les procédés et dispositifs de coupe connus permettent généralement l'obtention d'une coupe relativement régulière sans bavure au moins sur la périphérie externe des tubes coupés. Cependant, sur la surface interne de l'extrémité des tubes, il peut se former des bavures dues notamment à la fin de la pénétration du ou des couteaux mis en oeuvre dans la matière du tube, ce qui peut être gênant lors de leur utilisation ultérieure, notamment s'ils doivent être munis de bouchons ou si pour cette utilisation ils doivent être montés pratiquement sans jeu sur des mandrins d'entraînement. Si la coupe est effectuée en présence d'un mandrin de coupe en matière synthétique, le ou les couteaux peuvent réaliser un parcours -2- complet dans toute l'épaisseur de paroi des tubes, de sorte que les bavures sont moins importantes, voire inexistantes mais ils réalisent alors, à chaque coupe, une empreinte dans le mandrin de coupe, ce qui a pour effet d'engendrer un marquage important après un certain nombre de coupes. Ce marquage se traduit par une rainure à laquelle correspond, après les premières coupes, sur les tronçons de tubes découpés, une bavure intérieure due à la déchirure suite à l'action du ou des couteaux. Si le mandrin de coupe est réalisé en acier traité, le ou les outils de coupe entrent en contact dudit mandrin à la fin de chaque opération de coupe et roulent sur ledit mandrin de coupe, de sorte que leur arête de coupe s'use rapidement. En effet, du fait du contact de l'arête dure avec une surface dure, ladite arête s'effrite et présente des dégradations analogues à de minuscules dents de scie, de sorte qu'au bout de quelques opérations de coupe, l'aspect des coupes réalisées est dégradé et chaque coupe entraîne un dégagement de poussière. Pour remédier à ces inconvénients, notamment dans le cas du tronçonnage de tubes en matière synthétique, il a été proposé, en particulier par EP-A-1 500 451 un procédé et un dispositif de chanfreinage extérieur et intérieur de tels tubes. A cet effet, il est procédé, dans un premier temps, au tronçonnage d'un tube, puis un outil de chanfreinage réalise un chanfrein extérieur sur les deux extrémités adjacentes de tronçons de tubes ainsi tronçonnés, les deux tronçons sont alors déplacés en translation dans le sens d'un écartement de leurs bords adjacents, afin de permettre l'introduction de l'outil de chanfreinage entre lesdites extrémités qui sont ensuite à nouveau rapprochées. Ensuite, les tronçons de tubes sont remis en rotation et l'outil de chanfreinage est déplacé en direction de la paroi interne desdits tronçons afin de réaliser un chanfrein interne. Ce procédé et ce dispositif permettent, certes, l'obtention d'un fini des extrémités parfait mais, la mise en oeuvre de ce procédé est relativement complexe du fait qu'elle nécessite plusieurs étapes d'usinage, ce qui renchérit considérablement les coûts de production. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients en proposant un dispositif de chanfreinage intérieur de tubes permettant l'obtention de chanfreins intérieurs de très bonne qualité pendant l'opération de tronçonnage, en évitant une succession d'opérations d'usinage et de manutention des tronçons de tubes. -3- A cet effet, le dispositif de chanfreinage intérieur est caractérisé en ce qu'il est constitué sous forme d'un coulisseau portant un outil de chanfreinage et logé dans le mandrin de coupe supportant le tube à tronçonner, dans le plan transversal de tronçonnage, ce coulisseau étant guidé en déplacement transversal par rapport à l'axe longitudinal du mandrin et déplaçable dans ce dernier, contre l'action d'au moins un ressort de rappel, par l'intermédiaire du couteau de coupe, pendant la fin de l'opération de tronçonnage des tubes et l'outil de chanfreinage réalisant simultanément un chanfrein intérieur sur le tronçon de tube coupé et sur l'extrémité de tube restant sur le mandrin. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : la figure 1 est une vue en élévation frontale, à plus grande échelle et en coupe du dispositif de chanfreinage conforme à l'invention ; la figure 2 est une vue partielle en plan un dispositif de coupe ou de recoupe de tubes équipée du dispositif de chanfreinage suivant la figure 1, et la la figure 3 est une vue en coupe suivant A-A de la figure 2. Les figures 1 à 3 des dessins annexés représentent, à titre d'exemple, un dispositif de coupe ou de recoupe de tubes, qui est essentiellement constitué par un outil de coupe 1 monté sur un chariot porte-outil 2, actionné au moyen d'un vérin ou tout autre moyen de translation (non représenté) et déplaçable transversalement à un mandrin de coupe 3 portant un tube à tronçonner 4 et par un dispositif de chanfreinage intérieur 5. De manière connue, le déplacement du chariot porte-outil 2 est réglable en fonction de l'épaisseur du tube à couper ou à recouper et son positionnement préalable est effectué par l'intermédiaire d'une vis de réglage actionnée au moyen d'un volant ou d'un levier de manoeuvre. En outre, le tube à tronçonner 4 est maintenu par serrage sur le mandrin de coupe 3, d'une part à son extrémité arrière (non visible sur les dessins) au moyen de mors de serrage et d'entraînement et, d'autre part, près de son extrémité libre, par l'intermédiaire d'une bague expansible 6, montée sur un palier rotatif 7 et pouvant être serrée sur ce palier 7 par l'intermédiaire de l'extrémité 3' du mandrin de coupe 3, qui est actionné à cet effet au moyen d'un tirant 8 logé concentriquement dans le mandrin 3 et formant un palier -4- de rotation de ce dernier. Le tirant 8 est, de manière connue, relié à un vérin de commande non représenté, vérin dont le déplacement permet la mise sous compression ou le relâchement de la compression de la bague expansible 6, en vue d'une application de cette dernière sur la face interne de l'extrémité de tube à couper ou à tronçonner 4 et la libération de cette extrémité après son tronçonnage. Conformément à l'invention, le dispositif de chanfreinage intérieur est constitué sous forme d'un coulisseau 9 portant un outil de chanfreinage 10 et logé dans le mandrin de coupe 3 supportant le tube à tronçonner, dans le plan transversal de tronçonnage, ce coulisseau 9 étant guidé en déplacement transversal par rapport à l'axe longitudinal du mandrin 3 et déplaçable dans ce dernier, contre l'action d'au moins un ressort de rappel 11, par l'intermédiaire de l'outil de coupe 1, pendant la fin de l'opération de tronçonnage des tubes et l'outil de chanfreinage réalisant simultanément un chanfrein intérieur sur le tronçon de tube coupé 4' et sur l'extrémité de tube 4 restant sur le mandrin 3. Le coulisseau 9 est monté sur un palier de support 12 solidaire en rotation du tirant 8 d'actionnement de l'extrémité 3' du mandrin de coupe 3, est guidé sur ce dernier au moyen de deux mors parallèles de guidage 12' du palier de support 12, s'étendant de part et d'autre dudit coulisseau 9, parallèlement à sa direction de déplacement transversal et entoure ledit palier de support 12 par l'intermédiaire d'un trou oblong central 13. Ainsi, le coulisseau 9 est parfaitement maintenu pendant son mouvement de déplacement à l'intérieur du mandrin de coupe 3, en particulier lors du chanfreinage intérieur et est assuré contre tout mouvement de basculement autour de l'axe longitudinal du mandrin de coupe 3 et du tirant 8. Pour assurer le maintien en position de repos du coulisseau 9 ou son retour dans cette position, il est prévu sur le palier de support 12 au moins une broche 14, s'étendant parallèlement à l'axe longitudinal du mandrin de coupe 3 et du tirant 8 et coopérant avec une rainure de guidage 15 disposée orthogonalement à l'axe longitudinal du mandrin 3 et du tirant 8, cette broche 14 étant chargée, en outre, suivant l'axe longitudinal de la rainure de guidage 15, par un ressort de rappel 11 disposé dans un logement du coulisseau 9, en prolongement de ladite rainure de guidage 15. De préférence, le rappel en position du coulisseau 9 est assuré par deux broches 14 s'étendant symétriquement par rapport au plan horizontal passant par l'axe longitudinal du mandrin de coupe 3 et du tirant -5- 8 (figure 3). Un tel mode de réalisation permet, en coopération avec les mors parallèles de guidage 12', d'assurer de manière fiable le guidage du coulisseau 9 pendant l'opération de chanfreinage et son retrait en position de repos après ladite opération, sans risque de blocage par arc-boutement, les efforts de rappel étant parfaitement équilibrés. L'outil de chanfreinage 10 est monté sur le coulisseau 9 de telle manière que ses arêtes de coupe s'étendent dans un plan horizontal parallèle au plan horizontal de l'axe longitudinal du mandrin de coupe 3 et du tirant 8 et sont, en position de repos du coulisseau 9, en retrait par rapport à l'enveloppe définie par la paroi interne du tube 4. De préférence, le coulisseau 9 est pourvu, à son bord opposé à celui portant l'outil de chanfreinage 10, d'une butée 16 destinée à coopérer avec la face avant du couteau de coupe ou de tronçonnage 1, sous l'arête de coupe de ce dernier (figure 1). La figure 2 des dessins annexés représente partiellement l'extrémité d'une machine de coupe ou de recoupe de tubes en faisant apparaître uniquement un tronçon de tube 4' qui vient d'être coupé par l'intermédiaire de l'outil de coupe 1. Le reste du tube subsistant sur le mandrin de coupe 3 n'est pas représenté pour une meilleure compréhension du fonctionnement du dispositif du chanfreinage intérieur selon l'invention. Après l'opération de coupe du tronçon 4', le chariot porte-outil 2 poursuit son mouvement de pénétration dans la fente 3" du mandrin de coupe 3 et vient s'appuyer par la partie de l'outil de coupe 1 s'étendant sous l'arête de ce dernier, contre la butée 16 du coulisseau 9. Il s'ensuit que le coulisseau 9 est déplacé transversalement à l'axe longitudinal du mandrin de coupe 3, ce qui a pour effet de pousser les arêtes de coupe de l'outil de chanfreinage 10 contre l'extrémité de la paroi interne du tronçon de tube 4' et ainsi de réaliser un chanfrein intérieur aussi bien sur le tronçon de tube 4' que sur l'extrémité correspondante du tube 4 restant sur le mandrin de coupe 3. A la fin de cette opération, l'outil de tronçonnage est actionné en déplacement inverse vers sa position de repos, de sorte que le coulisseau est libéré de la charge qui s'exerçait sur lui et qu'il recule, sous l'action des ressorts de rappel 11 agissant sur les broches 14, jusqu'à sa position de repos dans le mandrin de coupe 3. Le tube à tronçonner 4 peut alors être déplacé d'une nouvelle longueur prédéterminée de tronçon de tube à couper - h - ou à tronçonner en vue de l'opération de tronçonnage et de chanfreinage suivante. Comme le montre plus particulièrement la figure 2 des dessins annexés et selon une variante de réalisation de l'invention, l'actionnement du dispositif de chanfreinage intérieur par l'outil de coupe 1 peut être synchronisé avec la commande simultanée d'un outil de chanfreinage extérieur 17 monté sur un chariot 18, commandé par un vérin (non représenté) ou analogue, la commande d'actionnement de l'outil de chanfreinage extérieur pouvant être déclenchée par une butée de fin de course ou par un détecteur de position coopérant avec le chariot porte-outil 2 de l'outil de coupe 1. Ainsi, aussi bien le chanfrein intérieur qu'un chanfrein extérieur peuvent être exécutés simultanément en une seule opération de coupe ou de tronçonnage, sans nécessiter une quelconque opération intermédiaire de positionnement d'un outil et/ou d'un tronçon de tube. Conformément à une variante de l'invention, non représentée aux dessins annexés, il est également possible de munir l'outil de coupe 1, qui actionne le coulisseau 9 de support de l'outil de chanfreinage intérieur 10, d'un outil de chanfreinage extérieur s'étendant à une distance de l'arête de l'outil de coupe 1 égale à la distance à parcourir par ladite arête dudit de l'outil de coupe 1 jusqu'à la fin de l'usinage du chanfrein intérieur par l'outil de chanfreinage intérieur 10. Dans un tel cas, il suffit d'effectuer un seul réglage préalable de l'outil de coupe et de l'outil de chanfreinage extérieur solidarisé avec cet outil de coupe pour pouvoir, lors de l'opération de tronçonnage et effectuer simultanément, avec un seul chariot porte-outil, toutes les opérations nécessaires. Grâce à l'invention, il est possible de réaliser un dispositif de chanfreinage intérieur ne nécessitant aucun déplacement des tubes coupés, ledit chanfreinage intérieur étant exécuté directement à la suite de l'opération de tronçonnage ou de coupe sans aucun arrêt machine ni aucun déplacement des tronçons de tubes. En outre, grâce à l'invention, il est possible de réaliser de manière simultanée les chanfreins intérieurs et extérieurs. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers -7- éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de chanfreinage intérieur de tubes caractérisé en ce qu'il est constitué sous forme d'un coulisseau (9) portant un outil de chanfreinage (10) et logé dans un mandrin de coupe (3) supportant un tube à tronçonner, dans le plan transversal de tronçonnage, ce coulisseau (9) étant guidé en déplacement transversal par rapport à l'axe longitudinal du mandrin de coupe (3) et déplaçable dans ce dernier, contre l'action d'au moins un ressort de rappel (11), par l'intermédiaire d'un outil de coupe (1), pendant la fin de l'opération de tronçonnage des tubes et l'outil de chanfreinage réalisant simultanément un chanfrein intérieur sur le tronçon de tube coupé (4') et sur l'extrémité de tube (4) restant sur le mandrin (3). 2. Dispositif, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le coulisseau (9) est monté sur un palier de support (12) solidaire en rotation d'un tirant (8) d'actionnement d'une extrémité (3') du mandrin de coupe (3), est guidé sur ce dernier au moyen de deux mors parallèles de guidage (12') du palier de support (12), s'étendant de part et d'autre dudit coulisseau (9), parallèlement à sa direction de déplacement transversal et entoure ledit palier de support (12) par l'intermédiaire d'un trou oblong central (13). 3. Dispositif, suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est prévu sur le palier de support (12) au moins une broche (14), s'étendant parallèlement à l'axe longitudinal du mandrin de coupe (3) et du tirant (8) et coopérant avec une rainure de guidage (15) disposée orthogonalement à l'axe longitudinal du mandrin (3) et du tirant (8), cette broche (14) étant chargée, en outre, suivant l'axe longitudinal de la rainure de guidage (15), par un ressort de rappel (11) disposé dans un logement du coulisseau (9), en prolongement de ladite rainure de guidage (15). 4. Dispositif, suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le rappel du coulisseau (9) est assuré par deux broches (14) s'étendant symétriquement par rapport au plan horizontal passant par l'axe longitudinal du mandrin de coupe (3) et du tirant (8). 5. Dispositif, suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'outil de chanfreinage (10) est monté sur le coulisseau (9) de telle manière que ses arêtes de coupe s'étendent dans un plan horizontal parallèle au plan horizontal de l'axe longitudinal du mandrin-9- de coupe (3) et du tirant 8 et sont, en position de repos du coulisseau (9), en retrait par rapport à l'enveloppe définie par la paroi interne du tube (4). 6. Dispositif, suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le coulisseau (9) est pourvu, à son bord opposé à celui portant l'outil de chanfreinage (10), d'une butée (16) destinée à coopérer avec la face avant de l'outil de coupe ou de tronçonnage (1), sous l'arête de coupe de ce dernier. 7. Dispositif, suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, 5 et 6, caractérisé en ce que l'actionnement du dispositif de chanfreinage intérieur par l'outil de coupe (1) est synchronisé avec la commande simultanée d'un outil de chanfreinage extérieur (17) monté sur un chariot (18), commandé par un vérin ou analogue, la commande d'actionnement de l'outil de chanfreinage extérieur étant déclenchée par une butée de fin de course ou par un détecteur de position coopérant avec un chariot porte-outil (2) de l'outil de coupe (1). 8. Dispositif, suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, 5 et 6, caractérisé en ce que l'outil de coupe (1), qui actionne le coulisseau (9) de support de l'outil de chanfreinage intérieur (10), est muni d'un outil de chanfreinage extérieur s'étendant à une distance de l'arête de l'outil de coupe (1) égale à la distance à parcourir par ladite arête dudit outil de coupe (1) jusqu'à la fin de l'usinage du chanfrein intérieur par l'outil de chanfreinage intérieur (10).