CA2190186A1 - Systeme de coupe tangentielle automatique - Google Patents

Systeme de coupe tangentielle automatique

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CA2190186A1
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cutting
knives
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Robert Baldan
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A CELLI BELGIUM SA
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26DCUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D7/00Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/26Means for mounting or adjusting the cutting member; Means for adjusting the stroke of the cutting member
    • B26D7/2628Means for adjusting the position of the cutting member
    • B26D7/2635Means for adjusting the position of the cutting member for circular cutters

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Details Of Cutting Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)

Abstract

Les contre-couteaux (11) sont montés pour pouvoir coulisser le long d'un axe commun (12) et une unité de positionnement linéaire (13) s'étendant parallèlment à l'axe commun précité, comprend un rail le long duquel coulisse un chariot (14) portant un vérin de positionnement (15) sous la commande d'un dispositif de commande. Les couteaux (17) peuvent être solidarisés aux contre-couteaux et coulissent le long d'au moins un rail de guidage (21) pendant le déplacement latéral des unités de coupe.

Description

219~6 WO 961Z8184 P -'I
8Y8TEME DE COUPE ~r7~ L.LE AUTOMATIQUE
La presente invention 8 ~ inscrit dans le domaine de la coupe longitudinale, aus6i appelee refendage, de maté-riaux flexibles, tel6 que papier, non-ti66e, film plas-tique ou f ibre6 de verre. Elle concerne plus particu-5 liarement un 6y6tème de coupe tangentielle à vitesse élevée .
Nécaniquement, une unite de coupe est composee d ' une lame et d'une contre-lame, toutes deux circulaires et lo montees sur leur support respectif. Le couteau est l'ensemble forme par la lame et 60n support. La contre-lame et son support eventuel 60nt appele6 contre-couteau. L'ensemble constitue d'un couteau et de son u~eau porte le nom d'unite de coupe. L'ensem-ble des unites de coupe d'une machine constitue un sys-tème de coupe. La coupe tangentielle signif ie que la feuille est tangente au contre-couteau, à l'endroit de la coupe.
Le domaine de la coupe longitudinale est en perpetuelle evolution. Les constructeurs augmentent sans cesse les performances de leurs systemes de coupe pour s'adapter à la diversif ication continuelle des produits et pour permettre d ' augmenter la pr~cision et les vitesses de
2 5 coupe .
Les systemes de coupe ~ --ent soit des contre-couteaux à motorisation independante, soit des anneaux de coupe montes sur un arbre traversant.

Wo 96128284 2 1 9 0 1 ~ 6 rcT~BEg6/00025~

Sur les machines appartenant aux nouvelles générations, les problèmes les plus fréquents sont lies à la préci-sion, la vitesse et la facilite de positionnement aux largeurs désirées, à la sécurité d'utilisation, ainsi qu ' à l ' obtention de largeurs de coupe tres étroites .
S' il est aisé de répvlld~a séparément ~ chacun des pro-blemes énumerés ci-dessus, il est nettement moins évi-dent de développer de6 systèmes de coupe présentant une solutivn globale adéquate. Ces problames sont explici-tés brièvement ci-après.
1) Précision et vitesse de positionnement Le positionnement est l'opération de réglage des lar-geurs de coupe. Sur la plupart des machines encore en fonctiv~ t, le positinnr- s'effectue manuelle-ment. Cette operation est relativement lente et la pre-cision que l ' on peut obtenir est limitee. La dexterite de l'operateur intervient pour beaucoup dans la qualité
du pOsitiDI.ll t.
Si la vitesse de positio --t ne revêt pas trop d ' importance lorsque le nombre de couteaux est peu elevé (3 à 5 couteaux~, 60n importance devient deter-minante lorsque le nombre de couteaux sur une machine atteint 40, voire même 60 unites. Dans ces cas il n'est pas rare de devoir immobiliser la machine pendant plu-sieurs heures pour repositionner les couteaux.
Dans le cas d'anneaux de coupe montés sur un arbre traversant, le pOsitio~ des unites de coupe pour atteindre le8 largeurs de coupe desirées ne peut s'ef-fectuer que manuellement.

~ Wo 96l28284 2 1 9 ~ 1 ~ 6 p Pour ce faire, il est nécessaire d'ajuster les contre-lames à la largeur souhaitée et avec les précisions re-qulses. Pour des précisions inférieures a 1 mm, l'usage de calibre est in~ r--n~hle.

En plus de ce réglage des contre-lames, il faut encore venir ajuster le couteau en face des contre-couteaux, ce qui constitue une opération supplémentaire. Il existe bien des systemes de positionnement automatique lorsque les contre-couteaux sont entrainés avec leur moteur individuel, mais avec de tels systemes, il n'est pas possible d'atteindre des largeurs de coupe fort étroites (habituellement + 200 mm).
L'operation de positi, t requiert dans presque tous les cas un ajustage séparé pour les couteaux et pour les contre-couteaux car ils ne sont pas reliés entre eux par une connexion mécanique.

2) Affatage des contre-couteaux L'affntage des contre-lames pose des problèmes plus particuliers lorsqu'on est en présence d'un cylindre rainuré ou d'anneaux de coupe. Dans ces cas, il n'est guère envisageable de sortir les contre-couteaux de la machine pour les affllter, car cette opération requiert beaucoup trop de temps . Dans les autres cas, i 1 est possible de démonter aisément les contre-couteaux pour les remplacer par d'autres qui ont été aff~tés en de-hors de la machine.
Les contre-couteaUx sont par conséquent af f ûtés sur machine. Cette solution entraine à son tour un lot d'inconvénients, tels que:

W096l28284 21 9~ ~ 86 r . la néces6ité d'un outillage dédicacé à la machine pour affater les cu~ uul.eaux;
. des temps morts machines plus ou moins importants;
la présence dans la machine de f ines ~ mé-talliques résultant de l'opération d'aff~ltage.
Les opérations habituelles sur les couteaux, à savoir le réglage de la largeur de coupe t aux contre-cou-teaux), le remplacement des lames usées et diverses opérations de maintenance sont des interventions manuelles sur des éléments très coupants. Il en résulte malheureusement de ~ ~uses blessures aux mains pour les opérateurs . L' usage de gants adéquats peut réduire ce risque mais pas l ' éliminer . De plus, le port de gants ralentit toutes ces opérations ~e reglage et d'ajustage des couteaux.
L'idéal est de limiter au maximum les opérations manu-elles au niveau du système de coupe.
3 ) Largeur minimale de coupe Une caractéristique qui a pris aussi de plus en plus d'importance ces dernières années, est la largeur mini-mum de coupe. Cette distance minimale de coupe repré-sente la distance la plus proche à laquelle il est pos-sible de rapprocher les unités de coupe.
Lorsque des largeurs très étroites (< 30 mm) sont né-cessaires, on installe généralement des cylindres rainurés. La largeur minimum de coupe dépend principa-lement de la largeur des couteaux, car s ' il est aisé
d'obtenir des rainures fort rapprochées l'une de l'au-tre, il est nettement moins facile de construire des 2 1 9~
~ Wl~ 96n8284 PcriBE96/ooo2s couteaux fort étroits.
Le6 anneaux de coupe permettent aussi de faibles lar-geurs de coupe, mais assorties des difficultés de ré-glage décrites ci-avant.
Dans le cas de la coupe tangentielle, le problème est d'obtenir des largeurs de coupe aussi faibles que pos-sible, facilement réglables, ainsi qu'un remplacement aisé des contre-lames usées. Lorsque chaque contre-couteau est équipé de son propre moteur d'entraînement, les dimensions de ce dernier limitent très souvent la largeur minimale de coupe a ~ 200 mm, ce qui est trop grand pour toute une série de produits. Les contre-couteaux à motorisation inrl~r~n(l~nte, même s'ils don-nent de très bons résultats au niveau de la qualité de coupe, ne permettent donc pas d'obtenir de faibles lar-geurs de coupe.
L' invention apporte une solution globale aux problèmes évoqués plus haut et propose un système de coupe tan-gentielle à plusieurs unités de coupe indépendantes, qui permet d'atteindre à la fois une vitesse et une précision de positi~ élevées et des largeurs de coupe très faibles, inférieures à 200 mm.
Cet objectif est atteint par un système de coupe tan-gentielle tel que déf ini dans les revendications .
Le dessin ci-joint montre une vue en perspective, avec écorché, d'un système de coupe suivant l'invention. Sur ce dessin, les différents organes sont désignés comme suit:

2~90~86 ~;Y0 96/2828 10 Bâti 11 Contre-couteau 12 Axe cannele commun portant les contre-couteaux 13 Unité linéaire 5 14 Chariot 15 Vérin pneumatique 16 Contre-lame 17 Couteau 18 Porte-lame pneumatique à deux ~ ntS
10 19 Lame 20 ChariQt pour couteau 21 Rail de guidage linéaire pour couteaux 22 Pi6ton pneumatique pour la connexion entre cou-teau et contre-couteau af in d ' as6urer le déplace-ment simultané des deux éléments de 1 ' unité de coupe 23 Chambre i~ air de blocage de position 24 Crémaillère 25 Bouton moleté
20 26 Regle graduée Les contre-couteaux 11 sont montés sur L' axe cannelé
commun 12 qui peut être entraIné en rotation. Les CUII~ u~l~eaux peuvent coulisser le long de 1 ' axe 12 et leur positionnement se fait automatiquement par l ' unité de posit i ~nr~ t linéaire 13 sous la commande d'un dispositif de ~ nd~ comprenant un servo-moteur ou un moteur pas-a-pas et un contrôleur numérique avec interface utilisateur et lQgiciels de commande. Le long de l'unité linéaire 13 coulisse le chariot 14 portant un vérin pneumatique 15 qui vient positionner chaque contre-couteau 11 de maniere rapide et précise. Les couteaux 17 sont montés sur les chariots 20 capables de coulisser le long des rails de guidage 21 pourvus de 35 roulements a billes. Chaque couteau comporte un porte-~ W096l2828~ 2 1 ~ 6 PCT/g~96l00025 lame 18 pneumatique a deux ,u"~ Ls et une lame 19, un piston pneumatique 22 pour solidariser le couteau au collLL~= c~uu~eau associé afin de permettre le deplacement lateral simultane des deux elements de l'unite de coupe et une chambre à air 23 pour bloquer simultanement toutes les unites de coupe. Un bouton de reglage molete 25 cooperant avec une .:1~ ;llère 24 permet le deplace-ment manuel rapide, precis et aise de chaque unité de coupe. La règle graduee 26 permet la mesure automatisée de la position des unites de coupe.
Les avantages de 1' invention sur le plan de la coupe sont resumes ci-après.
Le système est capable d'atteindre une précision de po-sitiu~ de l'ordre de 0,1 mm. Il est possible de le prevoir sur des machines nouvelles ou de 1 ' adapter sur des machines existantes jusqu'à 6 m de lart~e. La vitesse de l'operation de positionnement est environ de 2 0 3 à 5 unites de coupe par minute .
Specialement pour les machines requérant un grand nom-bre de couteaux, ainsi qu'une précision élevée, l'in-vention permet de diminuer le temps nécessaire pour modifier un set-up d'un facteur 5 à 8, tout en augmen-tant sensiblement la precision.
Les contre-lames pouvant facilement être demontées de la machine en retirant simplement 1 ' axe cannelé, 1 ' af -f~itage peut s'effectuer hors machine. L'emploi d'un arbre cannelé permet de combiner la facilité de rempla-cement des contre-lames, présentes dans le cas d'une motorisation individuelle des contre-couteaux, et d' ob-tenir de faibles distances minimales de coupe compara-bles à celles obtenues avec des anneaux de coupe.

Wo 96l28284 r~l/J _ C

Le grand avantage sur le plan de la sécurité est la suppression de l'intervention manuelle sur les couteaux pour 1 ' opération de positionnement, cette opération étant en effet entièrement automatisée. En ef~et, le piston pneumatique monté sur la tete du couteau permet de solidariser couteau et ~:ullLLt c uuLeau lors du posi-tif-nn ~~ t. L'alignement entre la lame et la contre-lame est ainsi assuré de manière permanente . Il n ' est donc pas n~c~ ire de vérifier cet ~ n ~ manuel-lement avant de mettre les couteaux en service.
Une distance minimale de coupe faible jusqu ' à + 50 mm est obtenue grâce à des rails de guidage étroits et à
l ' axe cannelé pour assurer 1 ' entra~nement en rotation des ~u~lLLe ~ uuLeaux, ainsi qu'à un design approprie du systeme automatique de positir~nn L des couteaux pour qu'il n'y ait pas d'interférences avec cette largeur minimale de coupe.

Claims (8)

REVENDICATIONS
1. Système de coupe tangentielle comprenant plusieurs unités de coupe constituées d'un couteau et d'un contre-couteau, caractérisé en ce que tous les contre-couteaux (11) sont montés pour pouvoir coulisser le long d'un axe commun (12), et en ce que le système com-porte une unité de positionnement linéaire (13) s'éten-dant parallèlement à l'axe commun précité, l'unité de positionnement linéaire précitée comprenant un rail le long duquel coulisse un chariot (14) portant un vérin de positionnement (15) sous la commande d'un dispositif de commande.
2. Système suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de commande comprend un contrôleur numérique.
3. Système suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé
en ce que l'axe commun (12) précité est un axe cannelé.
4. Système suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les couteaux (17) sont montés pour pouvoir coulisser le long d'au moins un rail de guidage (21) pourvu d'un roulement à billes.
5. Système suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque couteau com-porte un support (18) sur lequel est fixé un moyen (22) pour solidariser le couteau au contre-couteau.
6. Système suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen pour solidariser le couteau au contre-couteau est constitué d'un piston pneumatique.
7. Système suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque unité de cou-pe comporte un moyen (23) pour bloquer la position de l'unité de coupe le long du rail de guidage.
8. Système suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une règle graduée (26) parallèle au rail de guidage des couteaux pour la mesure automatisée de la position des unités de coupe.
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