La présente invention a pour objets un appareil de coupe rotatif et son utilisation.
Des appareils de coupe rotatifs sont utilisés dans différentes applications, pour couper un ruban en mouvement en plusieurs segments. Une application caractéristique réside dans l'emballage de gants de chirurgie dans des enveloppes de papier qui sont découpées dans un ruban continu. Dans le passé, le ruban de papier était coupé en plusieurs segments par un appareil de coupe par pression dans lequel le papier était pincé entre une lame rotative formant enclume et une lame rotative de pressage . Les deux lames venaient en contact le long d'une ligne rectiligne avec une pression considérable de maniére à presser le ruban de papier entre elles.
Ce dispositif de coupe par pression présentait l'inconvénient de provoquer des secousses importantes chaque fois que les lames se rencontraient, ce qui produisait des vibrations perturbatrices, tendait à désaligner les lames et entraînait une usure rapide des bords de coupe des lames. De plus, les vibrations causées par la rencontre des lames déplaçaient parfois les segments de papier hors de leur position d'arrêt, ce qui entraînait un fonctionnement défectueux des autres parties de la machine d'emballage. De plus, la coupe par pression donnait lieu à des bords coupés de façon irrégulière.
La présente invention a pour but de diminuer la pression de coupe et par conséquent les vibrations et l'usure des bords de coupe des lames. De plus, la coupe est plus régulière, les bords de coupe des lames venant frotter l'un contre l'autre en produisant une action de coupe par cisaillage.
Selon l'invention, I'appareil de coupe qui comprend deux éléments de coupe destinés à tourner en synchronisme, autour d'axes de rotation séparés, et venant en contact périodiquement, est caractérisé en ce que les éléments de coupe sont supportes de façon que la distance entre le bord de coupe de l'un des éléments et son axe de rotation soit supérieure à la distance entre le bord de coupe de l'autre élément de coupe et son axe de rotation, de sorte que ces bords de coupe se déplacent à des vitesses linéaires différentes, lesdits éléments de coupe étant positionnés l'un par rapport à l'autre de façon qu'ils viennent en engagement de coupe une fois à chaque tour,
I'élément de coupe dont le bord est situé à la plus grande distance de l'axe de rotation étant supporté de façon à former un angle avec le bord de l'autre élément de coupe pour qu'une extrémité dudit bord de coupe du premier élément de coupe mène lorsqu'il vient en engagement de coupe, ledit bord de coupe formant ledit angle mentionné en premier étant également incliné en faisant un second angle avec l'axe de rotation, ladite extrémité meneuse étant située à la plus grande distance de l'axe de rotation.
L'invention a aussi pour objet une utilisation de l'appareil de coupe dans une machine comprenant un convoyeur de support d'un produit à couper, se déplaçant de façon rectiligne, présentant des intervalles espacés longitudinalement et passant entre les axes de rotation des éléments de coupe, caractérisée en ce que les bords de coupe des éléments de coupe viennent en contact de coupe à l'intérieur des intervalles du convoyeur, la venue en contact des éléments de coupe ayant lieu sensiblement dans le plan de la surface supérieure du convoyeur, le bord de coupe du premier élément de coupe se déplaçant à la même vitesse linéaire que le convoyeur et les bords de coupe venant en contact dans un intervalle du convoyeur une fois à chaque tour des éléments de coupe.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil de coupe, les mêmes parties étant affectées des mêmes indices de référence.
La fig. 1 est une vue partielle en perspective d'une forme d'exécution de l'appareil de coupe.
La fig. 2 est une vue en coupe de la forme d'exécution représentée à la fig. 1.
La fig. 3 est une vue de dessus de l'élément de coupe, ceci selon la ligne 3-3 de la fig. 2, cette vue montrant les moyens de montage et de réglage de l'angle de la lame de coupe.
La fig. 4 est une vue partielle en coupe selon la ligne 4-4 de la fig. 1, qui montre le bord de coupe des deux lames venant en contact l'un avec l'autre.
La fig. 5 est une vue partielle d'une lame dans son support, ceci en regardant de la gauche de la fig. 3.
La fig. 6 est une vue schématique des trajectoires suivies par les bords de coupe des deux lames, dans la région où les bords de coupe entrent en contact.
La fig. 7 représente une succession de vues lorsqu'on regarde vers le bas par rapport à la fig. 6 et qui représente le contact entre les deux bords de coupe pour différentes positions dans la fig. 6.
La fig. 8 est une séquence de vues, lorsqu'on regarde perpendiculairement à la fig. 6 et qui représente le contact entre deux bords de coupe pour différentes positions dans la fig. 6.
Les fig. 1 et 2 illustrent une forme d'exécution destinée à être utilisée en combinaison avec une machine d'emballage automatique de gants de chirurgie. Cette forme d'exécution comprend un convoyeur sans fin 10 pourvu d'un ensemble de plusieurs plaques de support 12 articulées ensemble par des chaînons 14. Le convoyeur 10 se déplace le long d'une machine d'emballage automatique, dont seule la partie située au voisinage immédiat de l'appareil de coupe intéresse ce dernier, seule cette partie de la machine d'emballage étant représentée dans les dessins. Le convoyeur 10 se déplace, à la fig. 1, du bas de la figure vers le haut et, à la fig. 2, de la droite à la gauche.
Un ruban continu de papier destiné à être coupé est supporté par le sommet des plaques 12 du convoyeur 14 les plaques 12 étant séparées à distance régulière le long du convoyeur 10 pour ménager des intervalles le long du convoyeur, intervalles dans lesquels les lames peuvent pénétrer pour couper le ruban. Les intervalles sont distribués réguliérement le long du convoyeur 10 et coïncident avec les emplacements où le ruban doit être coupé. Un tel espace ouvert est représenté en 16 aux fig. 1 et 2. L'appareil de coupe rotatif est synchronisé avec le mouvement du convoyeur 10 de manière que les lames de coupe de l'appareil rotatif pénètrent dans les espaces ouverts 16 comme représenté à la fig. 2.
Dans cette forme d'exécution particulière,
I'appareil de coupe rotatif comprend un arbre supérieur 18 et un arbre inférieur 20 qui sont montés de manière à tourner autour d'axes parallèles séparés par des moyens non représentés aux dessins. Un bras de coupe allongé 22 est fixé rigidement à l'arbre 18 et un bras de coupe allongé 24 est fixé rigidement à un arbre 20. Deux lames de coupe rectangulaires 26 et 28 sont fixées le long des extrémités extérieures des bras 20 respectivement 24 à l'aide de moyens qui seront décrits plus loin, et les lames sont positionnées de manière à se déplacer en contact de coupe l'une avec l'autre une fois à chaque tour des deux bras de coupe 22 et 24.
Les arbres 18 et 20 et leurs bras de coupe 22 et 24 tournent en synchronisme et à la même vitesse radiale grâce à des roues dentées 30 et 32 (voir fig. 1) dont les cercles primitifs sont repré sentés à la fig. 1 par des cercles tangents 34 et 36. Les roues dentées 30 et 32 sont entraînées en synchronisme avec le mouvement du convoyeur 10 par des moyens non représentés aux dessins mais qui sont bien connus des hommes du métier. Les moyens d'entraînement des roues dentées 30 et 32 sont synchronisés de manière que les bords de coupe des deux lames 26 et 28 viennent en contact dans chacun des espaces ouverts 16 du convoyeur 10. Ceci peut être obtenu par tous moyens de synchronisation connus imprimant un rapport de déplacement de 1:1 aux lames de manière qu'elles viennent toujours se rencontrer au même point.
La distance entre le bord de coupe de l'une des lames 26 et 28 et son axe de rotation est supérieure à la distance entre le bord de coupe de l'autre lame et son axe de rotation, de manière que lorsque les deux bords de coupe se rencontrent l'un d'eux se déplace plus vite que l'autre. Les bords de coupe sont orientés obliquement l'un par rapport à l'autre de manière que le bord le plus rapide balaie le bord le plus lent pour produire un effet de cisaillement. On voit à la fig. 2 que les deux cercles primitifs 34 et 36 sont de même rayon. Les bords de coupe des deux lames 26 et 28 se rencontrent à l'intérieur de la périphérie du cercle primitif inférieur 36 et à l'extérieur de la périphérie du cercle primitif supérieur 34.
Ceci indique que la distance entre le bord de coupe de la lame 26 et l'axe de son arbre 18 est supérieure à la distance entre le bord de coupe de la lame 28 et l'axe de son arbre 20.
Ainsi, le bord de coupe de la lame 26 se déplace plus rapidement que le bord de coupe de la lame 28 en ce qui concerne la vitesse linéaire, ceci bien que les deux lames tournent à la même vitesse.
Dans l'appareil représenté, la lame supérieure se déplace à la vitesse de la surface du convoyeur 10. Avant de décrire les angles formés d'une part entre les bords de coupe des deux lames 26 et 28 et d'autre part entre les bords de coupe et leurs axes de rotation, on décrira les moyens de montage des deux lames 26 et 28.
Comme on le voit le mieux à la fig. 1, la lame inférieure 28 est de forme rectangulaire et présente un ensemble de plusieurs rainures 38 destinées à recevoir des vis 40 maintenant la lame 28 en place contre le bras rotatif 24. Comme on le voit à la partie inférieure de la fig. 4, la lame 28 s'adapte dans une cavité 42 ménagée dans l'extrémité du bras 24. La face intérieure de la cavité 42 est percée et taraudée en plusieurs endroits le long de celle-ci pour recevoir des vis 40 maintenant en place la lame 28.
Un ensemble de plusieurs vis de positionnement 44 pénètrent à travers le bras 24 au voisinage du côté de la cavité 42 et viennent porter contre le bord latéral de la lame 28 pour en régler la position. Chacune des vis de positionnement 44 est verrouillée en place à l'aide d'un écrou 46. Le fond de la cavité 42 est quelque peu incliné relativement aux faces radiales du bras 24 de sorte que le bord arrière de la lame 28 est incliné comme représenté à la fig. 4. Dans cette forme d'exécution, les faces de la cavité 42 sont positionnées et disposées de manière que le bord de coupe de la lame 28 soit parallèle à l'axe de l'arbre 20 autour duquel tourne la lame 28.
Les deux bords de coupe sont obliques l'un par rapport à l'autre mais il n'importe pas que ce soit le bord de coupe supérieur qui est incliné par rapport au bord de coupe inférieur ou le bord de coupe inférieur qui soit incliné par rapport au bord supérieur. Dans cette forme d'exécution particulière, le bord de coupe de la lame 28 est maintenu parallèle à l'axe de son arbre 20, et le bord de coupe de la lame supérieure 26 est incliné d'un angle déterminé relativement à l'axe de son arbre de rotation de manière à établir l'obliquité nécessaire entre les deux lames.
La lame supérieure 26 est représentée en bout à la fig. 4 et en plan à la fig. 5, tandis qu'une partie de son bord de coupe est représentée à la fig. 3. Il y a lieu de noter que l'échelle de la fig. 3 est supérieure à l'échelle des fig. 4 et 5. On voit à la fig. 4 que le bras 22 présente une cavité 48 pour recevoir la lame 26. Comme représenté à la fig. 5, la lame 26 présente plusieurs rainures 50 pour recevoir un ensemble de plusieurs vis 52 destinées à maintenir la lame 26 en position contre la face de la cavité 48. La cavité 48 est percée et taraudée sur un côté pour recevoir les vis 52 et est percée et taraudée de l'autre côté pour recevoir un ensemble de plusieurs vis de positionnement 54 munies chacune d'un écrou de blocage 56.
Comme on le voit le mieux à la fig. 3, la face inférieure de la cavité 48 est inclinée relativement à l'axe de l'arbre 18 de manière à former un angle 58 de faible valeur. Ainsi le bord de coupe de la lame 26 est incliné relativement à une ligne parallèle à l'axe de l'arbre 18. L'angle 58 est relativement faible.
Dans cette forme d'exécution particulière, la lame 26 a 152,4 mm (6 pouces) de long tandis que l'angle est tel que la distance 58 illustrée à la fig. 3 est de 2,77 mm (7/64 de pouce). Il est toutefois clair que l'invention n'est pas limitée à l'angle indiqué ci-dessus et que des angles plus grands ou plus faibles peuvent être utilisés suivant le type et l'épaisseur du matériau à couper et d'autres facteurs bien connus des hommes du métier. Outre que le bord de coupe de la lame 26 est incliné de l'angle 58, il est également incliné dans un plan perpendiculaire à l'angle 58, cette dernière inclinaison étant réglable par les vis de positionnement 54. Ce second angle est illustré en 60 à la fig. 5. L'angle d'inclinaison 60 détermine le point où les bords de coupe des lames 26 et 28 établissent le contact sur les arcs qu'ils parcourent.
La fig. 6 est une vue partielle des arcs parcourus par les bords de coupe des deux lames 26 et 28, l'arc du bord de coupe de la lame 26 étant représenté en 26A, et l'arc du bord de coupe de la lame 28 étant représenté en 28A. Les arcs 26A et 28A sont tracés par les points des bords de coupe des deux lames 26 et 28 qui sont les plus écartés l'un de l'autre. L'angle 60 représenté à la fig. 5 est réglé comme indiqué en 17 à la fig. 6, de manière que l'extrémité avant du bord de coupe de la lame 26 engage initialement le bord de coupe de la lame 28 en un point B en avance de 7,5 sur la position centrale E des deux bords de coupe.
En pratique, l'angle 60 requis est obtenu en faisant tourner à la main les bras 22 et 24 jusqu'à ce qu'ils viennent dans une position située à 7,5 avant la position centrale E et en réglant ensuite les vis de positionnement 54 jusqu'à ce que les extrémités avant des bords de coupe des deux lames 26 et 28 viennent initialement en contact à l'extrémité de leur étendue. Il y a lieu de noter qu'un angle supérieur ou inférieur à 7,5 peut être utilisé pour la course de coupe, suivant le type de matériau utilisé et les conditions de travail comme cela sera bien compris des hommes du métier. La valeur de 7,5" n'est donnée qu'à titre d'exemple et ne constitue pas une limitation.
Les fig. 6, 7 et 8 sont des représentations schématiques des positions relatives du bord de coupe formé par la lame 26 et du bord de coupe formé par la lame inférieure 28 lorsque les lames se déplacent l'une devant l'autre en contact de coupe. Avant de décrire de façon détaillée ces figures, on notera qu'en gros l'action de coupe permet un balayage complet du bord de coupe plus rapide le long du bord de coupe plus lent, ceci dans l'arc de 7,5 illustré à la fig. 6 pendant lequel les bords de coupe sont en contact l'un avec l'autre. Pour produire cette action de balayage, il est essentiel qu'un bord de coupe se déplace à une vitesse linéaire supérieure à celle de l'autre. De plus, il est également nécessaire que les deux bords de coupe se rencontrent en faisant un angle correct de manière à produire ensemble un mouvement de cisaillement.
Les angles requis pour produire cette action ont été décrits plus haut.
Les points B, C, D et E de la fig. 6 représentent quatre positions successives des bords de coupe des deux lames 26 et 28 lorsqu'elles cheminent ensemble en engagement de coupe dans l'arc de rotation de 7,5 où elles viennent s'engager l'une avec l'autre. Les lignes B, C, D et E des fig. 7 et 8 représentent les positions relatives des deux bords de coupe lorsqu'ils passent successivement du point B au point C, au point D et au point central E. La fig. 7 est une vue depuis le haut, étant entendu que la ligne de la fig. 7 s'étend axialement aux arbres 18 et 20. La fig. 8 est une vue perpendiculaire à la fig. 7 ou prise de la gauche de la fig. 6.
En se référant à l'étape B des fig. 7 et 8 et à la position B de la fig. 6, on voit que les deux bords de coupe se rencontrent en un point F situé à l'extrémité terminale des deux bords de coupe.
Lorsque les deux bords de coupe se déplacent progressivement devant les points B, C, D et E de la fig. 6, leur point de contact F balaie progressivement la longueur des bords de coupe comme représenté aux fig. 7 et 8 et les deux bords de coupe se séparent lorsqu'ils atteignent le point central E de la fig. 5. Ceci produit une action de cisaille qui ne nécessite qu'une pression trés faible entre les deux bords de coupe mais qui produit une coupe propre avec un minimum d'usure des deux bords de coupe. Ceci supprime tous les problèmes inhérents aux vibrations des dispositifs de coupe par pression et produit également une coupe plus propre et une usure plus faible, ce qui diminue le temps mort nécessaire pour maintenir la machine en état de fonctionnement.
Cet appareil de coupe est particulièrement utile dans les machines destinées à emballer de façon continue les objets relativement plats. Dans une telle machine, un ruban continu, supporté sur le convoyeur 10, est plié depuis les deux bords par dessus l'objet, constitué par exemple par des gants de chirurgie, et les bords du ruban sont collés de façon continue le long d'une ligne longitudinale du ruban en mouvement. Les extrémités sont également formées transversalement au ruban et les couteaux coupent le ruban transversalement. Dans ce type de machine les espaces 16 du convoyeur 10 sont espacés, comme représenté à la fig. 2, d'une distance égale à la longueur de l'emballage obtenu.
Il est important, dans ce type de machines à emballer, que les couteaux soient capables de couper sans qu'il soit nécessaire de ménager des intervalles de grandes dimensions dans le convoyeur.
Si les intervalles 16 étaient trop grands, le produit ne serait pas suffisamment supporté et pourrait tomber ou s'introduire dans les intervalles du convoyeur. Grâce à la présente machine, on peut effectuer la coupe tout en utilisant un intervalle 16 relativement court dans le convoyeur, ceci comme représenté à la fig. 2, et l'action de coupe est effectuée sans les vibrations introduites par les lames travaillant à la pression qui ont été employées jusqu'à maintenant dans ce type d'appareil. Il y a lieu de noter en regard de la fig. 2 que le bord de coupe de la lame supérieure 26 établit le contact sensiblement à la surface supérieure du convoyeur 10 où il se déplace sensiblement à la vitesse de la surface du convoyeur, la lame inférieure se déplaçant à une vitesse plus faible.
Le dispositif décrit non seulement assure une coupe par cisaillage mais permet d'obtenir cette coupe à l'aide de deux lames se déplaçant à des vitesses de surface différentes tout en maintenant un rapport de
1:1 entre les lames de sorte qu'elles se rencontrent toujours au même point en étant parfaitement minutées avec les intervalles 16 du convoyeur. Le dispositif décrit permet d'obtenir un effet de cisaille rapide dans un espace relativement court délimité entre les plaques de support d'un convoyeur.
REVENDICATION I
Appareil de coupe rotatif comprenant deux éléments de coupe destinés à tourner en synchronisme autour d'axes de rotation séparés, et venant en contact périodiquement, caractérisé en ce que les éléments de coupe sont supportés de façon que la diStance entre le bord de coupe de l'un des éléments et son axe de rotation soit supérieure à la distance entre le bord de coupe de l'autre élément de coupe et son axe de rotation, de sorte que ces bords de coupe se déplacent à des vitesses linéaires différentes, lesdits éléments de coupe étant positionnés l'un par rapport à l'autre de façon qu'ils viennent en engagement de coupe une fois à chaque tour,
I'élément de coupe dont le bord est situé à la plus grande distance de l'axe de rotation étant supporté de façon à former un angle avec le bord de l'autre élément de coupe pour qu'une extrémité dudit bord de coupe du premier élément de coupe mène lorsqu'il vient en engagement de coupe, ledit bord de coupe formant ledit angle mentionné en premier étant également incliné en faisant un second angle avec l'axe de rotation, ladite extrémité meneuse étant située à la plus grande distance de l'axe de rotation.
SOUS-REVENDICATIONS
1. Appareil selon la revendication I, caractérisé en ce que lesdits éléments de coupe sont mis en rotation de façon synchrone à l'aide de deux roues dentées engrenant l'une avec l'autre, dont les rayons sont égaux et dont les cercles primitifs sont tangents, lesdits deux éléments de coupe étant positionnés de manière à établir un contact de coupe entre eux le long d'une ligne de coupe située à l'intérieur de la circonférence du cercle de l'élément de coupe qui est le plus proche de son axe de rotation.
2. Appareil selon la revendication I, caractérisé en ce que l'élément de coupe dont le bord de coupe est le plus éloigné de son axe de rotation est supporté dans une position assurant un angle de croisement avec le bord de l'autre élément de coupe.
3. Appareil selon la revendication I, caractérisé en ce que l'élément de coupe dont le bord de coupe est à la plus faible distance de son axe de rotation est parallèle à l'axe de rotation, et en ce que le bord de coupe de l'autre élément de coupe est supporté de façon à former les deux angles dans des plans différents.
4. Appareil selon la revendication I, caractérisé en ce que l'élément de coupe situé à la plus grande distance de son axe de rotation est supporté par un bras allongé, ledit bras allongé présentant une face dans laquelle est ménagée une cavité, l'été ment de coupe étant supporté de façon amovible dans la cavité, et la face inférieure de la cavité étant inclinée de manière à supporter de telle façon l'élément de coupe, lorsqu'il est appliqué contre ladite face inclinée, que son bord de coupe forme un angle tel qu'une extrémité dudit bord de coupe mène lorsqu'il vient en contact de coupe avec le bord de coupe de l'autre élément de coupe.
5. Appareil selon la sous-revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour faire varier de façon réglable l'angle du bord de coupe de ladite lame inclinée dans un plan perpendiculaire au plan de la face inférieure de la cavité pour que l'extrémité meneuse du bord de coupe soit également à plus grande distance de l'axe de rotation que l'autre extrémité.
6. Appareil selon la revendication I, caractérisé en ce que l'extrémité meneuse du bord de coupe de l'élément de coupe situé à la plus grande distance de l'axe de rotation vient rencontrer le bord de coupe de l'autre élément de coupe en avant d'une position centrale en maintenant son contact de cisaillement avec l'autre bord de coupe jusqu'à ce que ladite position centrale soit atteinte.
REVENDICATION II
Utilisation de l'appareil de coupe selon la revendication I, dans une machine comprenant un convoyeur de support d'un produit à couper, se déplaçant de façon rectiligne, présentant des intervalles espacés longitudinalement et passant entre les axes de rotation des éléments de coupe, caractérisée en ce que les bords de coupe des éléments de coupe viennent en contact de coupe à l'intérieur des intervalles du convoyeur, la venue en contact des éléments de coupe ayant lieu sensiblement dans le plan de la surface supérieure du convoyeur, le bord de coupe du premier élément de coupe se déplaçant à la même vitesse linéaire que le convoyeur et les bords de coupe venant en contact dans un intervalle du convoyeur une fois à chaque tour des éléments de coupe.
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The present invention relates to a rotary cutting apparatus and its use.
Rotary cutters are used in various applications to cut a moving tape into several segments. A typical application is in the packaging of surgical gloves in paper envelopes which are cut from a continuous tape. In the past, the paper tape was cut into several segments by a pressure cutter in which the paper was clamped between a rotating anvil blade and a rotating pressing blade. The two blades came into contact along a straight line with considerable pressure so as to press the paper tape between them.
This pressure cutting device had the disadvantage of causing significant jerking each time the blades met, which produced disturbing vibrations, tended to misalign the blades and caused rapid wear of the cutting edges of the blades. In addition, vibrations caused by the meeting of the blades sometimes moved the paper segments out of their stop position, causing other parts of the packaging machine to malfunction. Additionally, pressure cutting resulted in irregularly cut edges.
The object of the present invention is to reduce the cutting pressure and consequently the vibrations and the wear of the cutting edges of the blades. In addition, the cut is smoother, with the cutting edges of the blades rubbing against each other producing a shearing cutting action.
According to the invention, the cutting apparatus which comprises two cutting elements intended to rotate in synchronism, around separate axes of rotation, and coming into contact periodically, is characterized in that the cutting elements are supported so that the distance between the cutting edge of one of the elements and its axis of rotation is greater than the distance between the cutting edge of the other cutting element and its axis of rotation, so that these cutting edges move at different linear speeds, said cutting elements being positioned relative to each other so that they come into cutting engagement once in each revolution,
The cutting element, the edge of which is located at the greatest distance from the axis of rotation, being supported so as to form an angle with the edge of the other cutting element so that one end of said cutting edge of the first cutting element leads when it comes into cutting engagement, said cutting edge forming said first-mentioned angle also being inclined at a second angle with the axis of rotation, said leading end being located at the greatest distance from it. 'rotation axis.
The invention also relates to a use of the cutting apparatus in a machine comprising a support conveyor for a product to be cut, moving in a rectilinear manner, having intervals spaced apart longitudinally and passing between the axes of rotation of the elements. cutting, characterized in that the cutting edges of the cutting elements come into cutting contact within the intervals of the conveyor, the contacting of the cutting elements taking place substantially in the plane of the upper surface of the conveyor, the cutting edge of the first cutting element moving at the same linear speed as the conveyor and the cutting edges coming into contact in a gap of the conveyor once with each revolution of the cutting elements.
The drawing shows, by way of example, an embodiment of the cutting apparatus, the same parts being assigned the same reference indices.
Fig. 1 is a partial perspective view of an embodiment of the cutting apparatus.
Fig. 2 is a sectional view of the embodiment shown in FIG. 1.
Fig. 3 is a top view of the cutting element, taken along line 3-3 of FIG. 2, this view showing the means for mounting and adjusting the angle of the cutting blade.
Fig. 4 is a partial sectional view along line 4-4 of FIG. 1, which shows the cutting edge of the two blades coming into contact with each other.
Fig. 5 is a partial view of a blade in its holder, this looking from the left of FIG. 3.
Fig. 6 is a schematic view of the paths followed by the cutting edges of the two blades, in the region where the cutting edges come into contact.
Fig. 7 represents a succession of views when looking downwards with respect to FIG. 6 and which represents the contact between the two cutting edges for different positions in FIG. 6.
Fig. 8 is a sequence of views, when viewed perpendicularly to FIG. 6 and which represents the contact between two cutting edges for different positions in FIG. 6.
Figs. 1 and 2 illustrate an embodiment for use in combination with an automatic wrapping machine for surgical gloves. This embodiment comprises an endless conveyor 10 provided with a set of several support plates 12 articulated together by links 14. The conveyor 10 moves along an automatic packaging machine, of which only the part located the latter is interested in the immediate vicinity of the cutting apparatus, only this part of the packaging machine being shown in the drawings. The conveyor 10 moves, in FIG. 1, from the bottom of the figure upwards and, in fig. 2, from right to left.
A continuous ribbon of paper to be cut is supported by the top of the plates 12 of the conveyor 14, the plates 12 being spaced evenly apart along the conveyor 10 to provide gaps along the conveyor which the blades can penetrate to. cut the ribbon. The intervals are distributed evenly along the conveyor 10 and coincide with the locations where the tape is to be cut. Such an open space is shown at 16 in FIGS. 1 and 2. The rotary cutting apparatus is synchronized with the movement of the conveyor 10 so that the cutting blades of the rotary apparatus enter the open spaces 16 as shown in FIG. 2.
In this particular embodiment,
The rotary cutting apparatus comprises an upper shaft 18 and a lower shaft 20 which are mounted so as to rotate about parallel axes separated by means not shown in the drawings. An elongated cutting arm 22 is rigidly attached to the shaft 18 and an elongated cutting arm 24 is rigidly attached to a shaft 20. Two rectangular cutting blades 26 and 28 are attached along the outer ends of the arms 20 respectively 24 through. using means which will be described later, and the blades are positioned so as to move in cutting contact with each other once at each turn of the two cutting arms 22 and 24.
The shafts 18 and 20 and their cutting arms 22 and 24 rotate in synchronism and at the same radial speed thanks to toothed wheels 30 and 32 (see fig. 1) whose pitch circles are shown in fig. 1 by tangent circles 34 and 36. The toothed wheels 30 and 32 are driven in synchronism with the movement of the conveyor 10 by means not shown in the drawings but which are well known to those skilled in the art. The drive means of the toothed wheels 30 and 32 are synchronized so that the cutting edges of the two blades 26 and 28 come into contact in each of the open spaces 16 of the conveyor 10. This can be obtained by any known synchronization means printing a 1: 1 displacement ratio to the blades so that they always meet at the same point.
The distance between the cutting edge of one of the blades 26 and 28 and its axis of rotation is greater than the distance between the cutting edge of the other blade and its axis of rotation, so that when the two edges of cuts meet one of them moves faster than the other. The cutting edges are oriented obliquely to each other so that the faster edge sweeps over the slower edge to produce a shearing effect. We see in fig. 2 that the two pitch circles 34 and 36 have the same radius. The cutting edges of the two blades 26 and 28 meet inside the periphery of the lower pitch circle 36 and outside the periphery of the upper pitch circle 34.
This indicates that the distance between the cutting edge of the blade 26 and the axis of its shaft 18 is greater than the distance between the cutting edge of the blade 28 and the axis of its shaft 20.
Thus, the cutting edge of blade 26 moves faster than the cutting edge of blade 28 in linear speed, although both blades rotate at the same speed.
In the apparatus shown, the upper blade moves at the speed of the surface of the conveyor 10. Before describing the angles formed on the one hand between the cutting edges of the two blades 26 and 28 and on the other hand between the edges cutting and their axes of rotation, the means for mounting the two blades 26 and 28 will be described.
As best seen in fig. 1, the lower blade 28 is rectangular in shape and has a set of several grooves 38 intended to receive screws 40 holding the blade 28 in place against the rotary arm 24. As seen in the lower part of FIG. 4, the blade 28 fits in a cavity 42 formed in the end of the arm 24. The inner face of the cavity 42 is drilled and tapped in several places along the latter to receive screws 40 holding the screw in place. blade 28.
A set of several positioning screws 44 penetrate through the arm 24 in the vicinity of the side of the cavity 42 and come to bear against the lateral edge of the blade 28 to adjust its position. Each of the set screws 44 is locked in place with a nut 46. The bottom of the cavity 42 is tilted somewhat relative to the radial faces of the arm 24 so that the rear edge of the blade 28 is tilted as. shown in fig. 4. In this embodiment, the faces of the cavity 42 are positioned and arranged so that the cutting edge of the blade 28 is parallel to the axis of the shaft 20 around which the blade 28 rotates.
The two cutting edges are oblique with respect to each other but it does not matter whether it is the upper cutting edge which is tilted relative to the lower cutting edge or the lower cutting edge which is tilted by relative to the upper edge. In this particular embodiment, the cutting edge of the blade 28 is kept parallel to the axis of its shaft 20, and the cutting edge of the upper blade 26 is inclined at a determined angle relative to the axis of its rotation shaft so as to establish the necessary obliquity between the two blades.
The upper blade 26 is shown at the end in FIG. 4 and in plan in FIG. 5, while part of its cutting edge is shown in FIG. 3. It should be noted that the scale of fig. 3 is greater than the scale of FIGS. 4 and 5. It can be seen in FIG. 4 that the arm 22 has a cavity 48 for receiving the blade 26. As shown in FIG. 5, the blade 26 has several grooves 50 to receive a set of several screws 52 intended to hold the blade 26 in position against the face of the cavity 48. The cavity 48 is drilled and tapped on one side to receive the screws 52 and is drilled and tapped on the other side to receive a set of several positioning screws 54 each provided with a locking nut 56.
As best seen in fig. 3, the lower face of the cavity 48 is inclined relative to the axis of the shaft 18 so as to form an angle 58 of small value. Thus the cutting edge of the blade 26 is inclined relative to a line parallel to the axis of the shaft 18. The angle 58 is relatively small.
In this particular embodiment, the blade 26 is 152.4 mm (6 inches) long while the angle is such that the distance 58 shown in FIG. 3 is 2.77 mm (7/64 inch). It is however clear that the invention is not limited to the angle indicated above and that larger or smaller angles can be used depending on the type and thickness of the material to be cut and other factors. known to those skilled in the art. Besides that the cutting edge of the blade 26 is inclined by the angle 58, it is also inclined in a plane perpendicular to the angle 58, the latter inclination being adjustable by the positioning screws 54. This second angle is illustrated in 60 in fig. 5. The angle of inclination 60 determines the point where the cutting edges of the blades 26 and 28 make contact with the arcs they travel through.
Fig. 6 is a partial view of the arcs traversed by the cutting edges of the two blades 26 and 28, the arc of the cutting edge of the blade 26 being shown at 26A, and the arc of the cutting edge of the blade 28 being shown in 28A. The arcs 26A and 28A are traced by the points of the cutting edges of the two blades 26 and 28 which are the furthest apart from each other. The angle 60 shown in FIG. 5 is adjusted as indicated at 17 in fig. 6, so that the leading end of the cutting edge of the blade 26 initially engages the cutting edge of the blade 28 at a point B in advance of 7.5 over the central position E of the two cutting edges.
In practice, the required angle 60 is obtained by rotating the arms 22 and 24 by hand until they come to a position 7.5 before the central position E and then adjusting the positioning screws. 54 until the leading ends of the cutting edges of the two blades 26 and 28 initially come into contact at the end of their extent. It should be noted that an angle greater than or less than 7.5 can be used for the cutting stroke, depending on the type of material used and the working conditions as will be well understood by those skilled in the art. The value of 7.5 "is given as an example only and is not a limitation.
Figs. 6, 7 and 8 are schematic representations of the relative positions of the cutting edge formed by the blade 26 and the cutting edge formed by the lower blade 28 as the blades move past each other in cutting contact. Before describing these figures in detail, it should be noted that roughly the cutting action allows full sweeping of the faster cutting edge along the slower cutting edge, this in the 7.5 arc shown at fig. 6 during which the cutting edges are in contact with each other. To produce this sweeping action, it is essential that one cutting edge moves at a higher linear speed than the other. In addition, it is also necessary that the two cutting edges meet at the correct angle so as to together produce a shearing motion.
The angles required to produce this action have been described above.
Points B, C, D and E in fig. 6 show four successive positions of the cutting edges of the two blades 26 and 28 when they travel together in cutting engagement in the arc of rotation of 7.5 where they engage with one another. Lines B, C, D and E of fig. 7 and 8 show the relative positions of the two cutting edges when they pass successively from point B to point C, point D and central point E. FIG. 7 is a view from above, it being understood that the line of FIG. 7 extends axially to the shafts 18 and 20. FIG. 8 is a view perpendicular to FIG. 7 or taken from the left of FIG. 6.
Referring to step B of Figs. 7 and 8 and in position B in fig. 6, it can be seen that the two cutting edges meet at a point F located at the terminal end of the two cutting edges.
As the two cutting edges gradually move past points B, C, D and E in fig. 6, their point of contact F progressively sweeps the length of the cutting edges as shown in FIGS. 7 and 8 and the two cutting edges separate when they reach the central point E of FIG. 5. This produces a shearing action which requires very little pressure between the two cutting edges but produces a clean cut with minimal wear on both cutting edges. This eliminates all of the problems inherent in vibration of pressure cutters and also produces a cleaner cut and lower wear, which decreases the downtime required to keep the machine in working order.
This cutting apparatus is particularly useful in machines intended to continuously package relatively flat articles. In such a machine, a continuous tape, supported on the conveyor 10, is folded from both edges over the object, e.g. surgical gloves, and the edges of the tape are continuously glued along a longitudinal line of the moving tape. The ends are also formed transversely to the tape and the cutters cut the tape transversely. In this type of machine the spaces 16 of the conveyor 10 are spaced apart, as shown in FIG. 2, by a distance equal to the length of the packaging obtained.
It is important, in this type of packing machines, that the knives are able to cut without having to leave large gaps in the conveyor.
If the intervals 16 were too large, the product would not be sufficiently supported and could fall or get into the intervals of the conveyor. By means of the present machine, the cutting can be carried out while using a relatively short gap 16 in the conveyor, this as shown in FIG. 2, and the cutting action is performed without the vibrations introduced by the pressure working blades which have been employed heretofore in this type of apparatus. It should be noted with regard to fig. 2 that the cutting edge of the upper blade 26 makes contact substantially with the upper surface of the conveyor 10 where it moves substantially at the speed of the conveyor surface, with the lower blade moving at a slower speed.
The device described not only ensures a cut by shearing but makes it possible to obtain this cut using two blades moving at different surface speeds while maintaining a ratio of
1: 1 between the blades so that they always meet at the same point being perfectly timed with the 16 intervals of the conveyor. The device described makes it possible to obtain a rapid shearing effect in a relatively short space defined between the support plates of a conveyor.
CLAIM I
Rotary cutting apparatus comprising two cutting elements intended to rotate in synchronism about separate rotational axes, and periodically coming into contact, characterized in that the cutting elements are supported so that the distance between the cutting edge of the 'one of the elements and its axis of rotation is greater than the distance between the cutting edge of the other cutting element and its axis of rotation, so that these cutting edges move at different linear speeds, said elements of cup being positioned relative to each other so that they come into cutting engagement once in each turn,
The cutting element, the edge of which is located at the greatest distance from the axis of rotation, being supported so as to form an angle with the edge of the other cutting element so that one end of said cutting edge of the first cutting element leads when it comes into cutting engagement, said cutting edge forming said first-mentioned angle also being inclined at a second angle with the axis of rotation, said leading end being located at the greatest distance from it. 'rotation axis.
SUB-CLAIMS
1. Apparatus according to claim I, characterized in that said cutting elements are rotated synchronously by means of two toothed wheels meshing with one another, the radii of which are equal and the pitch circles of which are tangent, said two cutting elements being positioned so as to establish cutting contact between them along a cutting line located inside the circumference of the circle of the cutting element which is closest to its axis of rotation.
2. Apparatus according to claim I, characterized in that the cutting element whose cutting edge is furthest from its axis of rotation is supported in a position ensuring an angle of intersection with the edge of the other element of chopped off.
3. Apparatus according to claim I, characterized in that the cutting element whose cutting edge is at the smallest distance from its axis of rotation is parallel to the axis of rotation, and in that the cutting edge of the other cutting element is supported so as to form the two angles in different planes.
4. Apparatus according to claim I, characterized in that the cutting element located at the greatest distance from its axis of rotation is supported by an elongated arm, said elongated arm having a face in which is formed a cavity, the The cutting element being removably supported in the cavity, and the underside of the cavity being inclined so as to support the cutting element, when pressed against said inclined face, that its cutting edge forms an angle such that one end of said cutting edge leads when it comes into cutting contact with the cutting edge of the other cutting element.
5. Apparatus according to sub-claim 4, characterized in that it comprises means for adjusting in an adjustable manner the angle of the cutting edge of said inclined blade in a plane perpendicular to the plane of the underside of the cavity for that the leading end of the cutting edge is also at a greater distance from the axis of rotation than the other end.
6. Apparatus according to claim I, characterized in that the leading end of the cutting edge of the cutting element located at the greatest distance from the axis of rotation meets the cutting edge of the other cutting element. cuts forward from a central position maintaining its shear contact with the other cutting edge until said central position is reached.
CLAIM II
Use of the cutting apparatus according to claim I, in a machine comprising a conveyor for supporting a product to be cut, moving in a rectilinear fashion, having intervals spaced apart longitudinally and passing between the axes of rotation of the cutting elements, characterized in that the cutting edges of the cutting elements come into cutting contact within the intervals of the conveyor, the contacting of the cutting elements taking place substantially in the plane of the upper surface of the conveyor, the edge of cutting the first cutting element moving at the same linear speed as the conveyor and contacting cutting edges in a gap of the conveyor once with each revolution of the cutting elements.
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