Procédé de découpage de matière thermoplastique, notamment en bandes, et appareil
pour la mise en oeuvre de ce procédé.
La présente invention concerne un procédé de découpage de matière thermoplastique, notamment en bandes.
Les procédés connus de découpage de matière thermoplastique en bandes ou en feuilles, consistent, en général, soit à découper ladite matière à la main à l'aide de ciseaux, soit à la découper par des moyens mécaniques, à l'aide de couteaux.
Ces deux manières de faire présentent des inconvénients. D'une part, le découpage à la main aux ciseaux est une opération fastidieuse lorsqu'il s'agit de déeouper de grandes séries d'objets semblables, d'autre part, les machines à découper la matière à l'aide de coirteai'x présentent l'inconvénient de rendre impossible toute ligne de coupe très sinueuse, étant donné la difficulté d'exécuter des couteaux d'une telle forme. En outre, ces machines demandent à être mises hors service après une certaine période d'utilisation pour procéder à l'affûtage des couteaux,
Le procédé selon l'invention est caractérisé par le fait qu'on met en contact un élément conducteur de chaleur, ayant la forme de la coupe à obtenir, avec ladite matière, l'échauffement dudit élément provoquant la coupe de la matière à l'endroit de son entrée en contact avec ladite matière.
L'invention comprend aussi un appareil pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus et qui est caractérisé par le fait qu'il comprend un support pour ledit élément conducteur de chaleur, ayant la forme de la coupe à obtenir et des moyens pour amener l'échauffement de cet élément à l'aide du courant électrique.
L'invention s'étend, enfin, à une bande de matière thermoplastique découpée par le procédé susindiqué.
Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'appareil pour la mise en u- vre du procédé selon l'invention.
La fig. 1 L montre, en coupe, une forme d'exécution simple de cet appareil.
La fig. 2 est un schéma d'une seconde forme d'exécution.
La fig. 3 montre, aussi sous forme de schéma et en perspective, une troisième forme d'exécution.
La - fig. 4 est une-variante d'exécution de ces deuxième et troisième formes.
La fig. 5 montre l'allure d'une bande de matière thermoplastique découpée par le procédé selon l'invention.
L'appareil simplifié représenté à la fig. 1 comprend un premier support 1, sur lequel est fixé un élément conducteur de chaleur 2 et un second support 3 pour la matière plastique à découper 4. Le support 3 peut être constitué, par exemple, par le dessus d'une table de travail qui aura été reconvertie d'une plaque de métal.
Dans cet appareil, l'élément condlucteur de chaleur constitue lui-même une résistance électrique, alimentée par un courant de chauffage amené aux bornes 5 de l'appareil.
Comme on le comprend sans autre, en amenant l'un contre l'autre les supports 1 et 3 avec interposition d'une couche de matière plastique 4, l'élément conducteur 2, chauffé par un courant électrique, provoque la coupe de ladite matière plastique, selon la forme dudit élément 2. Il est à noter que l'élément 2 fait légèrement saillie par rapport au support 1 pour que son entrée en contact avec la ma tière plastique soit assurée sur toute sa longueur.
Le schéma représenté à la fig. 2 montre un appareil à découper rotatif, dans lequel le premier support est constitué par un cylindre 6 dans la paroi extérieure duquel est fixé un élément conducteur de chaleur 7, dont le bord fait légèrement saillie par rapport à la périphérie du cylindre 6.
Le second support est constitué par un cylindre de pression 8, d'axe parallèle au cylindre 6. Dans cette seconde forme d'exécution, l'élément conducteur de chaleur est chauffé par une résistance électrique 9, disposée dans le cylindre 6, à proximité de l'élément 7. L'alimentation en courant de cette résistance 9 se fait par l'intermédiaire de bagues 10 et de frotteurs 11, montés aux extrémités du cylindre 6, ces frotteurs étant reliés à une source de courant.
Dans cette forme d'exécution, la matière plastique 4 en bandes ou fendilles est amenée entre les deux cylindres 6 et 8, entraînés euxmêmes en rotation, en sens contraire l'un de l'autre. Les cylindres 6 et '8 roulent donc l'un contre l'autre, en serrant entre eux la matière plastique 4. A chaque entrée en contact de l'élément 7 avec la matière plastique, celle-ei est coupée par échauffement selon la forme de l'élément 7.
La fig. 3 montre schématiquement en perspective une autre forme d'exécution d'appareil rotatif fonctionnant sur le principe de l'appareil représenté à la fig. 2.
En effet, cet appareil comprend aussi un cylindre 6 porteur d'un élément 7 logé dans une rainure 12 du cylindre 6.
Cet élément 7 est constitué par un fil de résistance du même genre que l'élément 2 re présenté à la fig. 1. A ehaque extrémité é du cylindre 6 est montée une bague 10 sur laquelle appuie un frotteur 11, alimenté en con- rant à partir des bornes 13. Le fil de résistance 7 est donc branché entre ces deux bagues 10. Comme à la fig. 2, cet appareil comprend un cylindre de pression 8.
En outre, des cylindres d'amenée de la matière plastique en bandes 14 ét 15 ont été représentés sur le côté droit de la figure, de même que des cylindres 16 et 17 de réception de la matière découpée. Le cylindre 17 a été indiqué seulement en pointillé, de manière à laisser apparaître la ligne de coupe obtenue sur la matière plastique à l'aide de ce dernier appareil.
En effet, comme on peut le voir à la fig. 3, l'élément 7 ne fait pas saillie de façon continue sur la périphérie du cylindre 6, mais présente des parties en retrait 18, destinées à ne pas entrer en contact avec la matière plastique. Une telle disposition de l'élément 7 permet d'obtenir une coupe incomplète de la matière plastique, de façon à permettre à celle-ci de conserver, après son passage entre les rouleaux 6 et 8, sa forme primitive de bandes ou feuilles même après l'opération de coupe.
La bande de matière plastique 4, après son passage dans l'appareil, présente une série de coupes identiques 19, disposées de façon successive le long de la bande, à intervalles réguliers.
La fig. 4 représente une variante des appareils selon les fig. 2 et 3, dans laquelle ] 'élé- ment conducteur de chaleur 7 est chauffé à l'aide d'un corps de chauffe à haute fréquence 20, fixe par rapport au bâti de l'appareil, et disposé à proximité du premier cylindre 6, de manière à permettre l'échauffement par induction du ou des éléments 7 portés par le cylindre 6 chaque fois que ceux-ci passent au voisinage du corps de chauffe 20. Ce dernier est constitué de manière connue, à l'aide d'un élément conducteur d'électricité, de forme tubulaire, dans lequel circule un cou rant de liquide de refroidissement. Une source de courant à haute fréquence, non représentée, est connectée à ce conducteur tubulaire.
Un tel appareil fonctionne donc selon un prin cipe semblable à celui des appareils représentés aux fig. 2 et 3.
La fig. 5 est une vue d'une bande de matière plastique 4 après l'opération de découpage. Comme on le voit sur cette figure, les lignes de coupe 19 présentent des discontinuités 21 assurant le maintien sous forme de bandes des pièces découpées 22 et des déchets de coupe 23.
Pour obtenir des lignes de coupe 19 ayant l'allure do celles représentées sur cette fig. 5, il est nécessaire que l'élément 7 ! fixé sur le cylindre 6 présente, en développement, une forme semblable aux lignes de coupe comprises entre les traits A et B de la fig. 5.
Il est à noter, en outre, au sujet de l'appareil représenté à la fig. 3, que la disposi- tion des cylindres 6, 8 et 14 à 17 a été choisie telle que la bande de matière plastique 4 soit légèrement pliée vers le bas après son passage entre les cylindres 6 et 8. Cette disposition s'est révélée aux essais la plus favorable pour l'obtention d'une ligne de coupe parfaitement nette. Dans une variante de construction de l'appareil selon la fig. 3, l'élément conducteur 7, au lieu d'être logé au moins partiellement dans des rainures 12 prévues sur le cylindre 6, est disposé sur la plues grande par. tie de sa longueur, directement contre la paroi externe du cylindre 6.
A cet effet, ce cylindre 6 est avantageusement constitué par un tube en matière isolante, percé de trous radiaux, disposés sur la surface extérieure du cylindre selon la forme de la coupe à obtenir.
Le e fil métallique conducteur 7 constituant en même temps une résistance électrique, est fixé sur le cylindre 6 par passage à travers les dits trous. Ce fil prend ainsi appui alternativement sur la surface interne et sur la surface externe du cylindre.
De préférence, les trous radiaux percés dans le cylindre 6 sont alternativement écartés les uns des autres d'une faible distance, prévue pour l'obtention des discontinuités de coupe 21, et d'une distance plus grande, sur laquelle la coupe effective doit être opérée.
Donc, entre chaque écartement desdits trois, le fil 7 fait saillie sur la paroi externe du cylindre 6, alors qu'entre chaque écartement rapproché des trous le fil 7 prend appui, sur la paroi interne du cylindre 6.
Il est bien entendu que le principe de fonctionnement des appareils représentés aux fig. 2 et 4 pourrait aussi être appliqué à un appareil simplifié du genre de celui représenté à la fig. 1.
De tels appareils simplifiés seraient spécialement indiqués dans les cas de fabrication en petite série d'objets en matière plastique.
Par contre, les appareils rotatifs tels que représentés schématiquement sur les fig. 2 à 4 sont tout particulièrement indiqués pour la fabrication en grande série d'un ou plusieurs objets donnés.
D'autres appareils intermédiaires entre l'appareil simplifié représenté à la fig. 1 et les appareils rotatifs représentés aux fig. 2 à 4 peuvent être réalisés.
En effet, on peut établir un appareil commandé manuellement comme l'appareil selon la fig. 1, comprenant un cylindre tel que le cylindre 6 ; des appareils rotatifs, l'axe de ce cylindre 6 étant relié à une poignée de guidage par l'intermédiaire de laquelle sé fait l'amenée de courant de chauffage aux éléments 7 portés par le cylindre 6.-Il suffit alors de faire rouler le cylindre 6 sur une bande ou une feuille de matière thermoplastique portée par un support plat, par exemple une table recouverte d'une plaque de métal, pour obtenir sur cette bande ou feuille une succession de lignes de coupe identiques.
Il va de soi que le découpage selon des lignes de coupe présentant des discontinuités est spécialement avantageux pour le travail à l'aide d'appareil rotatif; par contre, lors de l'utilisation d'appareils simplifiés tels que celui représenté à la fig. 1, employé de la même manière qu'une empreinte de découpage, it n'est pas nécessaire de prévoir des disconti nuitéswdans la ligne de coupe. Il est d'ailleurs à noter que, dans tous les cas, ces disconti nuités 21 sont prévues de faible longueur, de manière qu'une simple traction exercée sur les différentes parties découpées suffise à les séparer les unes des autres.
Comme les lignes de coupe obtenues avec les différents appareils représentés, et notamment avec l'appareil représenté à la fig. 3, sont déterminées par le contour d'un simple fil disposé sur le cylindre 6, l'on comprend que des formes quelconques peuvent être obtenues par découpage beaucoup plus facilement que ce n'était le cas à l'aide des machines connues à couteaux. D'autre part, comme il n'est nullement nécessaire de procéder à une opération d'affûtage quelconque des éléments de coupe 7, un tel appareil ne demande plus à être mis hors service en cours de production.
Il est à noter, en outre, que les différents appareils représentés au dessin pourraient très bien être complétés par des éléments permettant la soudure des pièces découpées soit simultanément à l'opération de coupe, soit successivement, soit encore avant l'opération de coupe.
On peut, par exemple, munir le cylindre 6 d'éléments chauffants disposés de part et d'autre de l'élément 7.
En faisant passer alors deux bandes de matière plastique 4, superposées entre les cylindres 6 et 8, on obtient la coupe des deux bandes selon la forme de l'élément 7 et la soudure des deux pièces découpées le long de leur ligne de coupe.
Bien entendu, la forme des éléments chauffants prévus pour la soudure et leur température doivent être choisies en consé quenee. Ces éléments chauffants peuvent être constitués par des lames ou plaquettes chauffées électriquement de la même manière que l'élément 7, et disposées sur le cylindre 6 parallèlement à l'élément 7.
Suivant l'épaisseur des bandes ou feuilles devant être découpées, il va de soi que le cylindre 8 peut aussi être muni d'éléments de coupe 7 et d'éléments chauffants pour la sou- dure.
L'entraînement en rotation des cylindres 6 et 8 est alors synchronisé pour que les éléments de coupe 7 et les éléments chauffants des deux cylindres 6 et 8 arrivent toujours en coinci- dence les uns avec les autres contre la matière plastique 4.
Bien entendu, les éléments chauffants pour la soudure, au lieu d'être disposés sur les cylindres 6 et 8, pourraient être disposés sur un ou plusieurs autres cylindres disposés avant ou après les cylindres 6 et 8 par rap- port au sens de déroulement des bandes 4, l'opération de soudure s'effectuant alors soit avant, soit après l'opération de coupe. Toutefois, il est préférable, pour garantir une parfaite synchronisation des opérations de coupe et de soudure, de disposer tous les éléments chauffants sur le même groupe de cylindres 6 et 8.
Un tel appareil, complété par des éléments prévus pour la soudure permet une production rapide d'objets identiques, tels que, par èxemple, ^ saes, sachets et autres contenants qui sortiraient ainsi de l'appareil à l'état terminé.
REVENDICATIONS :
I. Procédé de découpage de matière thermoplastique, notamment en bandes, caracté- risé en ce qu'on met en contact un élément conducteur de chaleur, ayant la forme de la coupe à obtenir, avec ladite matière, l'échauffement dudit élément provoquant la coupe de la matière à l'endroit de son entrée en contact avec ladite matière.
Process for cutting thermoplastic material, in particular into strips, and apparatus
for the implementation of this method.
The present invention relates to a process for cutting thermoplastic material, in particular into strips.
The known methods of cutting thermoplastic material into strips or sheets, generally consist of either cutting said material by hand using scissors, or cutting it by mechanical means, using knives.
These two ways of doing things have drawbacks. On the one hand, cutting by hand with scissors is a tedious operation when it comes to cutting large series of similar objects, on the other hand, machines for cutting material using coirteai ' x have the drawback of making impossible any very sinuous cutting line, given the difficulty of making knives of such a shape. In addition, these machines need to be taken out of service after a certain period of use in order to sharpen the knives,
The method according to the invention is characterized by the fact that a heat-conducting element, having the shape of the cut to be obtained, is brought into contact with said material, the heating of said element causing the material to be cut. place of its coming into contact with said material.
The invention also comprises an apparatus for carrying out the above method and which is characterized in that it comprises a support for said heat conducting element, having the shape of the cut to be obtained and means for bringing the heating of this element with the help of electric current.
The invention extends, finally, to a strip of thermoplastic material cut by the above-mentioned process.
The appended drawing represents, schematically and by way of example, several embodiments of the apparatus for carrying out the method according to the invention.
Fig. 1 L shows, in section, a simple embodiment of this device.
Fig. 2 is a diagram of a second embodiment.
Fig. 3 shows, also in the form of a diagram and in perspective, a third embodiment.
The - fig. 4 is an alternative embodiment of these second and third forms.
Fig. 5 shows the appearance of a strip of thermoplastic material cut by the process according to the invention.
The simplified apparatus shown in FIG. 1 comprises a first support 1, on which is fixed a heat conducting element 2 and a second support 3 for the plastic material to be cut 4. The support 3 can be constituted, for example, by the top of a work table which will have been converted from a metal plate.
In this device, the heat-conducting element itself constitutes an electrical resistance, supplied by a heating current supplied to terminals 5 of the device.
As can be understood without further, by bringing the supports 1 and 3 against one another with the interposition of a layer of plastic material 4, the conductive element 2, heated by an electric current, causes the said material to be cut. plastic, according to the shape of said element 2. It should be noted that element 2 protrudes slightly from the support 1 so that it comes into contact with the plastic material over its entire length.
The diagram shown in fig. 2 shows a rotary die-cutter, in which the first support is constituted by a cylinder 6 in the outer wall of which is fixed a heat-conducting element 7, the edge of which protrudes slightly from the periphery of the cylinder 6.
The second support is formed by a pressure cylinder 8, of axis parallel to cylinder 6. In this second embodiment, the heat conducting element is heated by an electrical resistance 9, arranged in cylinder 6, nearby of element 7. The current supply to this resistor 9 is effected by means of rings 10 and wipers 11, mounted at the ends of cylinder 6, these wipers being connected to a current source.
In this embodiment, the plastic material 4 in strips or slits is brought between the two cylinders 6 and 8, themselves driven in rotation, in opposite directions to each other. The cylinders 6 and '8 therefore roll against each other, clamping the plastic material 4 together. Each time the element 7 comes into contact with the plastic material, the latter is cut by heating according to the shape. of element 7.
Fig. 3 schematically shows in perspective another embodiment of a rotary device operating on the principle of the device shown in FIG. 2.
Indeed, this device also comprises a cylinder 6 carrying an element 7 housed in a groove 12 of the cylinder 6.
This element 7 is formed by a resistance wire of the same type as the element 2 shown in FIG. 1. At each end of cylinder 6 is mounted a ring 10 on which a wiper 11 rests, fed by the terminals 13. The resistance wire 7 is therefore connected between these two rings 10. As in FIG. . 2, this apparatus includes a pressure cylinder 8.
Further, rollers 14 and 15 for supplying the strip plastics material have been shown on the right side of the figure, as well as cylinders 16 and 17 for receiving the cut material. The cylinder 17 has been indicated only in dotted lines, so as to reveal the cut line obtained on the plastic material using the latter device.
Indeed, as can be seen in FIG. 3, the element 7 does not protrude continuously on the periphery of the cylinder 6, but has recessed parts 18, intended not to come into contact with the plastic material. Such an arrangement of the element 7 makes it possible to obtain an incomplete cut of the plastic material, so as to allow the latter to retain, after its passage between the rollers 6 and 8, its original form of strips or sheets even after the cutting operation.
The strip of plastic material 4, after it has passed through the device, has a series of identical sections 19, arranged successively along the strip, at regular intervals.
Fig. 4 shows a variant of the devices according to FIGS. 2 and 3, in which the heat conducting element 7 is heated by means of a high frequency heating body 20, fixed with respect to the frame of the apparatus, and disposed near the first cylinder 6. , so as to allow heating by induction of the element or elements 7 carried by the cylinder 6 each time they pass in the vicinity of the heating body 20. The latter is formed in known manner, using a electrically conductive element, tubular in shape, in which circulates a stream of coolant. A high frequency current source, not shown, is connected to this tubular conductor.
Such a device therefore operates according to a principle similar to that of the devices shown in FIGS. 2 and 3.
Fig. 5 is a view of a plastic strip 4 after the cutting operation. As can be seen in this figure, the cutting lines 19 have discontinuities 21 ensuring the maintenance in the form of strips of the cut pieces 22 and of the cutting waste 23.
To obtain cutting lines 19 having the appearance of those shown in this FIG. 5, it is necessary that item 7! fixed on the cylinder 6 has, in development, a shape similar to the cutting lines included between the lines A and B of FIG. 5.
It should also be noted with regard to the apparatus shown in FIG. 3, that the arrangement of the cylinders 6, 8 and 14 to 17 has been chosen such that the plastic strip 4 is slightly bent downwards after its passage between the cylinders 6 and 8. This arrangement has been shown to most favorable test for obtaining a perfectly clean cut line. In an alternative construction of the device according to FIG. 3, the conductive element 7, instead of being housed at least partially in grooves 12 provided on the cylinder 6, is disposed on the larger by. tie of its length, directly against the outer wall of cylinder 6.
To this end, this cylinder 6 is advantageously constituted by a tube of insulating material, pierced with radial holes, arranged on the outer surface of the cylinder according to the shape of the cut to be obtained.
The conductive metal wire 7 constituting at the same time an electrical resistance, is fixed on the cylinder 6 by passing through the said holes. This wire thus bears alternately on the internal surface and on the external surface of the cylinder.
Preferably, the radial holes drilled in the cylinder 6 are alternately spaced from each other by a small distance, provided for obtaining the cutting discontinuities 21, and by a greater distance, over which the effective cut must be. operated.
Therefore, between each spacing of said three, the wire 7 protrudes on the outer wall of the cylinder 6, while between each close spacing of the holes the wire 7 is supported on the internal wall of the cylinder 6.
It is understood that the principle of operation of the devices shown in FIGS. 2 and 4 could also be applied to a simplified apparatus of the type shown in FIG. 1.
Such simplified devices would be especially indicated in the case of small series production of plastic articles.
On the other hand, the rotary devices as shown schematically in FIGS. 2 to 4 are particularly suitable for the mass production of one or more given objects.
Other intermediate devices between the simplified device shown in FIG. 1 and the rotary devices shown in FIGS. 2 to 4 can be done.
Indeed, it is possible to establish a manually controlled device such as the device according to FIG. 1, comprising a cylinder such as cylinder 6; rotary devices, the axis of this cylinder 6 being connected to a guide handle through which the heating current is supplied to the elements 7 carried by the cylinder 6.-It is then sufficient to roll the cylinder 6 on a strip or sheet of thermoplastic material carried by a flat support, for example a table covered with a metal plate, to obtain on this strip or sheet a succession of identical cutting lines.
It goes without saying that cutting along cutting lines having discontinuities is especially advantageous for work with the aid of rotary apparatus; on the other hand, when using simplified devices such as that shown in FIG. 1, used in the same way as a cutting indentation, it is not necessary to provide overnight disconti in the cutting line. It should also be noted that, in all cases, these night disconti 21 are provided of short length, so that a simple traction exerted on the different cut parts is sufficient to separate them from one another.
As the cutting lines obtained with the various devices shown, and in particular with the device shown in FIG. 3, are determined by the contour of a single wire arranged on the cylinder 6, it is understood that any shapes can be obtained by cutting much more easily than was the case using known machines with knives . On the other hand, as it is not at all necessary to carry out any sharpening operation of the cutting elements 7, such an apparatus no longer needs to be taken out of service during production.
It should be noted, moreover, that the various devices shown in the drawing could very well be supplemented by elements allowing the welding of the cut pieces either simultaneously with the cutting operation, or successively, or even before the cutting operation.
It is possible, for example, to provide the cylinder 6 with heating elements placed on either side of the element 7.
By then passing two strips of plastic material 4, superimposed between the cylinders 6 and 8, one obtains the cutting of the two strips according to the shape of the element 7 and the welding of the two cut pieces along their cutting line.
Of course, the shape of the heating elements provided for the soldering and their temperature must be chosen accordingly. These heating elements can be constituted by blades or plates electrically heated in the same way as element 7, and arranged on cylinder 6 parallel to element 7.
Depending on the thickness of the strips or sheets to be cut, it goes without saying that the cylinder 8 can also be provided with cutting elements 7 and heating elements for the weld.
The rotational drive of the rolls 6 and 8 is then synchronized so that the cutting elements 7 and the heating elements of the two rolls 6 and 8 always come into contact with each other against the plastic 4.
Of course, the heating elements for the welding, instead of being placed on the rolls 6 and 8, could be placed on one or more other rolls placed before or after the rolls 6 and 8 with respect to the direction of unwinding of the rolls. bands 4, the welding operation then taking place either before or after the cutting operation. However, in order to guarantee perfect synchronization of the cutting and welding operations, it is preferable to place all the heating elements on the same group of cylinders 6 and 8.
Such an apparatus, completed by elements provided for welding, allows rapid production of identical objects, such as, for example, sacks, sachets and other containers which would thus leave the apparatus in the finished state.
CLAIMS:
I. Process for cutting thermoplastic material, in particular into strips, characterized in that a heat-conducting element, having the shape of the cut to be obtained, is brought into contact with said material, the heating of said element causing the heating. cutting the material at the place of its coming into contact with said material.