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DISPOSITIF POUR MACHINE COUPEUSE A DEBIT CONTINU.
L'invention a pour objet un dispositif spécialement destiné pour l'équipement des machines coupeuses en continu et plus spécialement pôur de telles machines pour le découpage en format de papiers et de matières susceptibles d'être coupés par le même moyen.
Les machines les plus connues dans la technique du papier pour découper en format le papier en rouleaux sont de deux genres.- les coupeuses à guillotine et les machines rotativeso
L'invention se rapporte plus spécialement aux machines du deu- xième typeo Ces machines sont elles-mêmes de deux types très distincts. Dans le premier, la lame coupante est placée radialement dans la paroi d'un cylin- dre rotatif tournant en regard d'un deuxième cylindre pourvu d'une rainure longitudinale telle que, pour chaque révolution de ces deux cylindres qui ont leur axe parallèle, ladite lame pénètre partiellement dans ladite rainu- re. La bande de papier se déroulant en continu entre ces deux rouleaux est coupée à intervalles équidistants dépendant de la longueur de la trajectoire circulaire décrite par le tranchant de la lame.
Ge dispositif offre l'inconvénient d'exiger un cylindre pourvu d'une telle lame pour chaque formate De plus, l'enlèvement et le remplace- ment d'un tel cylindre entraînent des manipulations relativement nombreuses et délicates, notamment pour l'a.justage et le réglage du cylindre. En effet, il faut obligatoirement maintenir un synchronisme parfait entre la vitesse linéaire de la bande de papier et la vitesse linéaire du tranchant de la la- me. Ce type de machine, tout en donnant techniquement de bons résultats, est . relativement très coûteux et inconfortable pour les changements de format.
Dans le second type de machine rotative, la lame dépendante est placée tangentiellement et la vitesse de déplacement de la lame -qui coupe également à chaque tour peut être différente de la vitesse linéaire de la bande. Néanmoins, pour une vitesse linéaire donnée de la bande de papier, , chaque découpe est rigoureusement conditionnée à une révolution de la lame.
Il en résulte que l'avantage de l'indépendance entre les vitesses linéaires, respectivement de ladite bande et de la lame, se trouve sensiblement réduito
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Pour modifier le format dans une telle machine, il faut donc obligatoirement changer soit la vitesse de déplacement de la bande de pa- pier, soit la vitesse de rotation de la lame mais lès écarts de vitesse linéaireentre la bande de papier et la lame sont forcement limités et il est encore nécessaire, dans de nombreux cas, de disposer de toute une gamme de lames et de porte-lames. De plus, il est également nécessaire de disposer d'une gamme de roues dentées ou d'un variateur de vitesse, les réglages res- tant toujours délicats et relativement longs.
On a également constaté dans la pratique que le papier sollici- té tangentiellement a rapidement une tendance à être contrairié, en sorte que ce genre de machine réclame une surveillance spéciale. D'ailleurs, aussi bien dans les machines du premier type que dans les machines du second type, le papier a toujours une forte tendance à être contrarié dans son débit continu, ce qui produit des malfaçons et des arrêts relativement fréquents de la machi- ne. Le dispositif, objet de l'invention, élimine radicalement tous ces incon- vénients. Il consiste' essentiellement à substituer, aux mouvements rotatifs de la lame, un mouvement d'oscillation positivement commandé, et de vitesse angulaire et d'amplitude réglables.
La vitesse linéaire moyenne de la lame au moment du coupage doit être sensiblement égale à la vitesse linéaire moyenne de la bande de papier se déplaçant en continu et ces vitesses sont réglées d'une telle manière que le mouvement relatif entre le tranchant de la lame et la bande de papier est pratiquement nul à l'instant de la coupe.
Par ce moyen nouveau, on rend aisément possible le préréglage de l'interdistance entre chaque coupe, c'est-à-dire le format découpé. En effet, il suffit simplement de changer, pour une même vitesse de la bande de papier la vitesse angulaire de la lame, ce changement étant obtenu pratiquement par le changement approprié du nombre de tours du bouton d'une manivelle, comman- dée par l'élément moteur qui commande également les rouleaux entraîneurs de la bande de papier. En effet, en variant le nombre de tours dudit bouton de manivelle, on change de façon correspondante la vitesse angulaire du mouve- ment alternatif de la lame coupante.
Pour ramener alors la vitesse de dépla- cement de la lame à celle de la bande de papier, on peut déplacer le bouton de manivelle dans le sens approprié par rapport à son axe de rotation, en sorte que, tout en gardant le même nombre de tours du bouton de manivelle, sa vitesse angulaire est dûment réglée en sorte de donner à la lame de cou- pe la même vitesse linéaire que la bande de papier, sans que par cela la lon- gueur des découpes soit changée, puisqu'il n'y a qu'une opération de coupe par tour du bouton de manivelle.
Comme on le voit, par ce moyen nouveau; appliqué dans la technique des. machines coupeuses, on simplifie considérablement toute la question du préréglage du format à couper; on réduit sensiblement le nom- bre d'organes mécaniques en jeu et surtout on rend toute modification de for- mat confortable et pratiquement instantanée, Un autre avantage essentiel du dispositif, objet de l'invention, est que si on interpose, entre l'axe de com- mande des rouleaux d'entraînement du papier, et l'axe qui entraîne le bouton à manivelle, par exemple un variateur de vitesse continu, il devient possible de réaliser absolument tout format, entre zéro et une longueur maximum prédé- terminée sans que l'on soit matériellement lié à des rapports d'engrenage ou à des diamètres de tambour, comme dans les machines connues,
lesquelles ne permettent donc pratiquement que de réaliser une certaine gamme de formats, chaque format nouveau exigeant des organes nouveaux et particuliers employa- bles seulement pour le nouveau format adopté. Si l'on prend en considération qu'à l'heure actuelle les formats adoptés, par exemple pour les cahiers, bloc- notes, registres, etc,.., sont en nombres considérables, on pourra mieux ap- précier encore la portée industrielle du moyen nouveau caractérisant le dis- positif de l'invention.
On peut appliquer ce moyen de manières très différentes,'notam- ment suivant les combinaisons cinématiques adoptées pour produire le mouve- ment circulaire alternatif d'amplitude variable de la lame coupante. Toute- fois, tous ces moyens ressortent de la technique commune et. l'invention s'é- tend systématiquement à toutes les réalisations généralement quelconques pour autant que la lame coupante soit animée d'un mouvement circulaire alternatif.
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A simple titre d'exemple, sans aucun caractère limitatif d'au- cune sorte, une application de ce moyen, nouveau dans la technique des machi- nes coupeuses, est décrite plus en détail ci-après avec références aux des- sins annexés, dans lesquels: les figures 1 à 5 schématisent très sommairement les positions caractéristiques de la lame oscillante; la figure 6 est une vue schématique en élévation des principaux organes du dispositif coupeur objet de l'invention; la figure 7 est une vue schématique identique à celle de la fi- gure 6, le dispositif étant présenté dans une autre position; la figure 8 représente une autre position d'un organe d'entrai nement du support; la figure 9 est une vue en plan sommaire partielle du disposi- tif des figures 6 et 7;
les figures 10 et 11 schématisent deux positions caractéristiques d'un dispositif d'appoint pour assurer le cheminement correct de la bande de matière à découpero
Considéré dans ses éléments essentiels, le dispositif coupeur, objet de l'invention, comporte au moins une lame coupante 1 montée radiale- ment dans un support approprié 2 capable d'osciller autour d'un axe 3. Ladi- te lame 1 oscille en regard d'un support ¯4 tournant autour d'un axe parallè- le audit axe 3. Le support 1 présente au moins une rainure longitudinale 6.
La bande de matière à découper P est déplacée en continu entre le dispositif coupeur 1-2-3 et le dispositif support 4-5-6, étant guidée entre des rouleaux 7-8 et étant positivement entraînée par un dispositif schématisé dans lesdi- tes figures par les cylindres 28-29 et bandes sans fin 30-31.
Les phases successives du fonctionnement normal d'un tel dispo- sitif sont telles que schématisées aux figures 1 à 5, dans lesquelles la fi- gure 1 représente le dispositif un instant après le coupage d'une feuille; la lame oscille dans. le sens de la flèche f et la bande se déplace dans le sens de la flèche flo La lame coupante 1 oscille jusqu'à la -position repré- sentée à la figure 2 où sa vitesse instantanée est nulle. L'oscillation chan- ge alors de sens et la .lame .se déplace .dans le sens de .la flèche f2. Pour éviter le contact entre la lame et la bande de papier, on produit entre elles un mouvement de translation suffisant pour permettre à la lame -de passer li- brement au-dessus de la bande, comme schématisé à la figure 3.
Ladite lame peut ainsi, sans contraindre la bande P, atteindre la position représentée à la figure 4, qui sera généralement une position symétrique par rapport à celle de la figure 20 Dans cette position, la vitesse instantanée de la lame coupante est à nouveau nulle et,changeant de sens, la lame se déplace alors vers la bande P dans le sens de la flèche f3. Entretemps, la lame -coupante 1 et la bande P ont repris leur position respective initiale par un mouvement de translation en sens contraire à celui qui avait amené leur éloignement tem- poraire et ladite lame coupante atteint ainsi la position de coupe représentée à la figure 5.
Ces différentes-opérations sont conduites d'une telle manière que l'amplitude [alpha] est telle que la feuille soit découpée en formats prédé- terminés et, de plus, on fera en sorte que la vitesse linéaire instantanée de la lame coupante, au moment de la coupe, soit sensiblement la même que la vi- tesse linéaire instantanée de la bande de matière que l'on coupe.
Il va sans dire que le dispositif susdécrit pourrait aussi bien être réalisé en sorte que le support 2 à lame 1 exécute le mouvement de trans= lation qui évite l'opération de coupe à sa course retour, le support d'appui sousjacent , restant alors immobile. De même, ce mouvement de translation in- dispensable pourrait également être donné simultanément aux deux organes 2-la
De même encore, on pourrait prévoir que la lame 1 reste fixe an- gulairement, le mouvement d'oscillation étant alors exécuté par le support sousjacent 4.
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Un exemple de réalisation d'un dispositif appliquant les carac- téristiques susdites est schématisée aux figures 6, 7, 8 et 9. Dans cette exécution, la lame coupante 1 est fixée le long de la génératrice d'un cy- lindre-support 2 solidaire d'un bras.2. Le bout libre de ce dernier est articulé en bout d'une bielle 10 dont l'autre bout est articulé sur un ba- lancier 11 capable d'osciller autour d'un axe fixe 12. Le support est formé par un cylindre .4 pourvu d'une rainure longitudinle 6. Ce support est soli- daire d'un bras 13 semblable au susdit bras et ce bras 13 est articulé en bout d'une bielle 14 semblable à la susdite bielle 10 et vient également s'ar- ticuler avec cette dernière autour du même tourillon 15 en bout du balancier 11.
Le balancier 11est sollicité par une bielle 16 qui, d'une part, est ar- ticulée par le tourillon 17 sur le balancier 11 et,d'autre part, est arti- culée sur le tourillon 18 solidaire d'un curseur 19 capable d'être déplacé et fixé dans une glissière 20 d'une roue 21 montée sur l'axe 22. Ce dernier est capable d'être entraîné directement ou indirectement par tout moyen ou dispositif moteur.
L'axe ± du support ! est monté dans des glissières fixes 23 et l'un des bouts de cet axe traverse la lumière oblongue 24 d'un levier , dont un bout prend appui sur un axe fixe 26 et dont l'autre bout est garni par un galet 27 prenant appui sur la susdite roue 21 taillée en forme de came.
Le dispositif d'entraînement de la bande de papier et des feuilles coupées est représenté respectivement par la paire de rouleaux 28- 29 et les bandes sans fin 30-31. Le dispositif d'entrainement à vitesse va- riable de l'axe 22 est représenté par une poupée 32, un pignon baladeur 33 et un pignon entraîné 34 monté sur l'axe moteur 35. Cet axe peut être en- traîné directement ou indirectement par tout moyen moteur approprié. Sur ce même axe est fixée une roue à chaîne 36 entraînant, par une chaîne 37, la roue 38 fixée sur l'axe de l'un des rouleaux d'entraînement 28-29 de la bande de papier.
Il va de soi que, dans le but précité, le dispositif de trans- mission à vitesse variable disposé entre l'axe moteur 35 et l'axe 22 peut très avantageusement être remplacé par un variateur de vitesse continu, afin de pouvoir réaliser tout format de coupe.
Le fonctionnement du dispositif ainsi réalisé se comprend com- me suit.- la bande de matière P, généralement du papier, venant d'une bo- bine (non représentée) se déplace d'une manière continue entre la lame cou- pante et son support, à une vitesse linéaire moyenne V. L'axe 35 tourne à une vitesse appropriée à ladite vitesse linéaire V et entraîne donc - via les éléments 34-33-32-22 - l'excentrique 18 dans un mouvement de rotation.
Cet excentrique impose au balancier 11 un mouvement circulaire alternatif autour de l'axe fixe 12. L'amplitude de ce mouvement d'oscillation est di- rectement fonction de la distance radiale entre l'excentrique 18 et le sus- dit axe 22. Le balancier 11 entraîne, dans son mouvement oscillant, les deux bielles 10-14, lesquelles entraînent, à leur tour,les bras 9-13 soli- daires respectivement du support 2 de la lame 1 et le support à présentant la rainure longitudinale 6. Les mouvements oscillants de ces deux supports sont symétriques.En même temps, la came 21 sollicite le galet 27 entraî- nant l'oscillation du levier autour de l'axe fixe 26. Ce levier déplace verticalement et opportunément le support 4.
Ces différents mouvements sont ordonnés de manière à produire les différentes phases schématisées aux fi- gures 1 à 5.Au départ (figure 1) la lame 1 se trouve en regard de la rai- nure du support sous-jacent .4 un instantaprès une opération de coupage ayant libéré une feuille de longueur L' venant de la bande de matière P dont le tronçon L est déplacé continûment et débité par la bobine.
La lame 1 se déplace dans le sens de cheminement de ladite bande P pour atteindre une position + [alpha]/2, ce qui correspond au déplacement dans un sens du balan- cier 11 (figure 2) Puis, la lame ! se déplace en sens inverse d'une ampli- tude - [alpha] o Toutefois, vers le milieu de cette course retour, le support 4 a été abaissé par la sollicitation de son axe, par le levier 25, dont le galet 27 suit le profil approprié de la came 21. Cette disposition permet à la lame 1 de passer librement au-dessus de la bande de matière P sans la @
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toucher ni la contrarier dans son mouvement longitudinal.
Lorsque la lame 1 a atteint sa position -± (figure 4), elle se déplace à nouveau dans le sens de cheminement de la feuille de matière P et lorsqu'elle a balayé une nouvel- le amplitude + [alpha]/2, le support à ayant entretemps été ramené dans sa posi- tion haute, ladite lame 1:
tranche la feuille de matière P au droit de la rai- nure 6 libérant ainsi une nouvelle feuille de longueur L' .' Et ces différen- tes opérations se répètent ainsi d'une manière continue et systématique,,En modifiant le nombre de tours de l'axe 22 par rapport à l'axe moteur à l'aide du pignon baladeur 33 et de la poupée 32,on modifie de façon corres- pondante la vitesse angulaire de la lame la Or, la longueur L' de la feuille coupée est directement fonction de cette vitesse angulaire de la lame puis- qu'elle détermine la durée du déplacement de la bande de matière P sous la lame avant l'action de coupage de celle-ci.
Pour ramener la vitesse linéaire de la lame ]. à celle de la bande de papier P on peut modifier la distance qui sépare l'excentrique 18 de son axe de rotation 22.
On modifie ainsi pour une fraction de temps donnée, l'amplitu- de du mouvement d'oscillation, ainsique la vitesse linéaire de la lame, ces deux réglages combinés ayant seulement pour but d'obtenir le mouvement rela- tif nul entre le tranchant de la lame 1 et la bande de papier, puisque indé- pendamment de la position du bouton 18, il y aura toujours une coupe par tour de l'axe 22. On remarquera donc que le réglage de cette longueur L' est extrêmement simple et aisé puisqu'il revient, pour une vitesse linéaire don- née V de la bande de matière P,à régler le nombre de tours de l'axe 22, ainsi que la distance radiale entre l'excentrique 18 et son axe de rotation 22.
Comme ces réglages peuvent être progressifs et pourraient même être mi- crométriques, il est donc possible, entre zéro et un maximum prédéterminé, de couper des feuilles de longueur L' variables à l'infini.
Lorsque la feuille de longueur L' est séparée de la bande de matière P, il importe que celle-ci se déplace normalement entre la lame 1 et le support !Pour prévenir toute déviation dans ce cheminement,, le De- mandeur a estimé utile, dans certains cas tout au moins, de placer,,-en amont de la lame coupante, un dispositif extrêmement simple capable de sollici- ter la bande -de matière P d'une manière et dans un sens tels qu'est favo- risé le débit normal de ladite bande. Ce dispositif, schématisé aux figu- res 10 et 11, est substantiellement formé par au moins un levier coudé 39 capable d'osciller autour d'un pivot fixe 40 disposé au droit du coude du- dit levier.
La branche, approximativement verticale, de ce coude est termi- née par un galet 41 en contact avec une came 42 comportant un bossage ap- proprié 43; le bout libre de la seconde branche du levier 39 porte au moins un patin élastique 44 présentant une courbure dont la convexité vient en contact élastique avec la bande de matière P.
Le mouvement de rotation de la came 42 est conditionné d'une telle manière que, sitôt après une opération de coupage, le galet 41 est libéré du bossage 43, provoquant ainsi une oscillation du levier coudé 39 dans le sens de la flèche f4, ce qui produit un mouvement de chasse du pa- tin 44 sur la bande de matière P, forçant celle-ci de se déplacer en sens convenable. Ce dispositif complémentaire est évidemment facultatif mais a le grand avantage de pouvoir prévenir toute défaillance dans le cheminement de ladite bande de matière P.
On pourrait évidemment substituer à un tel dispositif tout au- tre moyen capable, par adhérence ou de toute autre manière, d'aider la feuille de matière à couper dans le sens de son déplacement normal.
Le dispositif qui vient d'être décrit peut évidemment être ap- pliqué de manières très différentes, en sorte que de telles machines coupeu- ses peuvent être simples ou complexes, complètement automatiques ou semi- automatiques et adaptées pour le découpage de formats pratiquement de tou- tes longueurs.
On pourra modifier, même très sensiblement, les moyens méca- niques capables de produire le déplacement circulaire alternatif de la la- me coupante et du support sous-jacent, ainsi que le mouvement vertical al-
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ternatif de ce dernier. Ces moyens peuvent appliquer des mouvements cinéma- tiques parfaitement connus et déjà utilisés pour des mouvements semblables dans d'autres machines.
Semblablement, l'excentrique permettant l'ajustage des vitesses relatives de la bande et de la lame peut' être remplacé par tout autre moyen capable de donner le même résultat; par exemple, on pourrait utiliser un dispositif à came, à manivelle ou autre,
Les moyens d'entraînement de la bande de matière P sont essen- ti.ellement variables et peuvent être largement puisés dans l'industrie de la fabrication et de la transformation du papier.
Egalement, le dispositif variateur de vitesse de l'axe d'entraînement de l'excentrique pourrait être un variateur progressif mécanique, électrique ou autre ou bien encore une boite de vitesse, un -dispositif à friction, hydraulique, mécanique on autre, Toutes ces réalisations sont directement dépendantes de l'objet essentiel de l'invention qui consiste en le moyen, nouveau dans la technique de cou- page .en continu du papier .en -formats variables, tel que décrit précédemment.
REVENDICATIONS.
1. - Dispositif pour machine coupeuse à débit continu, utili- sant une lame disposée transversalement par rapport à la bande de matière à couper et, en regard de ladite lame, un support généralement pourvu d'au moins une rainure longitudinale, caractérisé en ce qu'au moins ladite lame ou ledit support rainure est animé d'un mouvement circulaire alternatif au- tour d'un axe qui lui est parallèle et/ou d'un mouvement de translation.
2. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce- que, simultanément, ladite lame et¯ledit support rainuré entre lesquels se dépla- ce longitudinalement la bande de matière à couper, sont animés d'un mouve- ment circulaire alternatif, ladite lame ou ledit support étant en outre ani- mé d'un mouvement de translation.
3. - Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le mouvement circulaire alternatif de ladite lame et dudit support rainuré est tel que la vitesse linéaire du tranchant de ladite lame et du- dit support rainuré est la même ou approximativement la même au moins lors- que le tranchant de ladite lame pénètre partiellement dans la,dite rainure.
4. - Dispositif selon les revendications précédentes, caracté- risé en ce que la lame est fixée le long d'une génératrice d'un support cy- lindrique; le support sous-jacent est formé par un cylindre comportant au moins une rainure longitudinale; le tranchant de ladite lame pénètre dans la- dite rainure lorsque la lame est disposée dans un plan perpendiculaire et dans des plans voisins dudit plan perpendiculaire; les deux supports cylin- driques sont animés d'un mouvement circulaire alternatif par un même moyen moteur permettant de régler aisément la vitesse angulaire et l'amplitude dudit mouvement circulaire alternatif.