EP0177418B1

EP0177418B1 - Dispositif de tronçonnage d'un tube carton à surface dure

Info

Publication number: EP0177418B1
Application number: EP85401900A
Authority: EP
Inventors: Pierre Vanlauwe
Original assignee: Lhomme SA
Current assignee: Lhomme SA
Priority date: 1984-10-02
Filing date: 1985-09-30
Publication date: 1989-03-01
Also published as: US4794684A; FR2570977A1; EP0177418A1; FR2570977B1; DE3568407D1

Description

L'invention concerne un dispositif de tronçonnage d'un tube carton à surface dure.
Les tubes en carton présentent, pour certaines applications, une dureté qui est sensiblement constante sur toute leur épaisseur ou seulement une dureté de surface.
Les tubes en carton sont généralement fabriqués en continu, sur des machines appelées spi- raleuses, par enroulement d'une pluralité de bandes de papier ou de carton. Le tube formé est entraîné en rotation et simultanément en translation longitudinale et tronçonné pendant sa formation, en tubes unitaires, dans un poste de coupe ou de tronçonnage.
Les tubes unitaires peuvent après transformation ou finissage être de nouveau tronçonnés. L'invention s'applique aussi bien au dispositif de tronçonnage disposé à l'extrémité d'une spiraleuse, qu'à un dispositif de tronçonnage de tubes unitaires.
Les dispositifs de tronçonnage généralement utilisés comportent au moins un couteau qui agit sur le tube mis en rotation, en coopérant avec un mandrin d'appui ou contrepartie disposé à l'intérieur dudit tube.
Lorsqu'au moins la surface du tube est dure (à cause par exemple d'opérations d'enduction effectuées pendant une fabrication en continu et/ou après un premier tronçonnage des tubes unitaires), le couteau qui agit sans enlèvement de matière, cause souvent un écaillage de ladite surface.
Pour pallier cet inconvénient, il est alors nécessaire de faire une opération postérieure de finition.
L'inventeur a cherché et trouvé une solution pour éviter cet écaillage et donc l'opération de finition.
Il fallait trouver un système avec enlèvement au moins partiel de matière, sans retomber dans les inconvénients des dispositifs antérieurs de sciage (bavures, poussière...), c'est à dire en conservant les avantages du tronçonnage par couteau.
Le brevet US 3 711 996 representant l'état de la technique le plus proche décrit un appareil destiné à réaliser des courroies en V à partir d'un manchon en caoutchouc. Dans cet appareil, des meules ou similaires ménagent des gorges en V sur la plus grande partie de l'épaisseur du manchon tandis que des couteaux disposés par paires sont aménagés pour découper des couroies en pénétrant dans lesdites gorges et en coupant la très faible épaisseur restante.
Avec cet appareil il s'agit d'abord de façonner classiquement des gorges dans un matériau relativement tendre avec des meules et ensuite de tronçonner de manière classique avec des couteaux.
Le problème résolu par l'invention est un simple tronçonnage d'un tube à surface dure dont les tranches, après tronçonnage, doivent être au contraire les plus planes et perpendiculaires à l'axe du tube possible.
Le dispositif selon l'invention, muni d'au moins un couteau, d'un dispositif de mise en rotation du tube, d'une meule et de moyens destinés à mouvoir cette dernière vers ledit tube, la meule et le couteau étant asservis pour agir successivement et de manière telle que le couteau n'entre en action au plus tôt qu'à la fin du meulage, est remarquable, selon un premier mode d'utilisation en ce que ladite meule et le couteau sont montés sur des chariots distincts disposés de part et d'autre d'un plan vertical passant par l'axe longitudinal du tube, lesdits chariots étant mûs dans un plan sensiblement parallèle à l'axe dudit tube, entre une position initiale et une position maximale de travail, positions qui sont éventuellement réglables en fonction du diamètre du tube et de la profondeur de meulage voulue et/ou de l'usure de la meule, le couteau étant de préférence, mais non impérativement, diamétralement opposé à la meule par rapport au tube.
L'utilisation préalable d'une meule n'a pour but qu'une préparation à la coupe et non un façonnage. Le meulage effectue un enlèvement de matière par abrasion sur la surface du tube qui n'est plus soumise directement à la forte contrainte du couteau, celui-ci agissant ultérieurement.
Dans ce cas, par exemple, la meule est aménagée sur son chariot mobile au moyen d'un support qui est lui-même monté légèrement coulissant sur ledit chariot à l'aide de moyens de réglage de la position dudit support sur le chariot afin de conserver, malgré l'usure, une position relative sensiblement constante de la partie active de la meule par rapport au tube, en rattrapant périodiquement ladite usure avec lesdits moyens de réglage.
Le brevet US 3 752 024 décrit un dispositif de coupe pourvu de deux couteaux rotatifs qui sont disposés de part et d'autre du tube à couper, tandis que l'un des couteaux est entraîné dans son mouvement, par l'autre couteau.
Ce dispositif connu ne préconise pas l'utilisation d'une meule et encore moins un travail successif meule-couteau.
Selon un autre mode de réalisation le couteau et la meule sont disposés en dessous l'un de l'autre et d'un même côté par rapport à un plan vertical passant par l'axe longitudinal du tube, dans des montures pivotantes actionnées par des moyens asservis de manière telle que ladite meule et ledit couteau agissent successivement en pivotant chacun entre deux positions extrêmes, la position maximale de travail de la meule étant prédéterminée en fonction du diamètre du tube et de la profondeur de meulage voulue et/ou de son usure.
Avantageusement mais non exclusivement, et quelque soit le mode de réalisation choisi, la meule présente la forme d'un disque dont le profil d'attaque, ou partie active, est sensiblement en forme de V, tandis qu'elle est mise en rotation dans le même sens que le tube pour un travail en opposition.
Si en effet plusieurs profils de rainures sont possibles, il y a lieu toutefois d'éviter celles présentant des arêtes vives.
De préférence le couteau est fixe en rotation.
L'invention prévoit aussi mais de manière non obligatoire, des moyens de rectification ou d'affûtage de la meule pour rectifier périodiquement ladite meule lorsque celle-ci n'est pas en action.
Avantageusement, si le dispositif présente des moyens de rattrapage de l'usure de la meule, par exemple, comme mentionés ci-avant à propos du premier mode de réalisation, par réglage des positions extrêmes du chariot porte meule, et/ou au moyen d'un support de meule mobile dans ledit chariot ou encore par réglage des moyens de pivotement pour le deuxième mode de réalisation cité, les moyens de rectification ou d'affûtage comportent des outils mûs par des moyens d'actionnement qui sont montés de manière fixe transversalement par rapport au tube, lesdits outils étant destinés à être actionnés en combinaison avec une modification de la position maximale de travail de la meule d'une valeur au moins égale à son usure.
Lorsque le dispositif selon l'invention est aménagé à l'extrémité d'une spiraleuse où il est nécessaire que les moyens de coupe suivent la progression du tube fabriqué en continu, la meule et le couteau peuvent alors être asservis au mouvement d'avancement longitudinal du tube, des moyens de retour en arrière, dans le sens longitudinal, du couteau et de la meule étant prévus pour des tronçonnages successifs.
L'invention sera bien comprise à la lecture de la description qui va suivre, de deux modes de réalisation selon l'invention et qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels:

- la figure 1 représente schématiquement en élévation un dispositif selon un premier mode de réalisation,
- les figures 2 et 3 montrent schématiquement et respectivement en élévation et en vue partielle de dessus une meule selon l'invention munie de moyens d'affûtage ou de rectification.
- la figure 4 montre un autre mode de réalisation selon l'invention avec couteau et meule montés de manière pivotante.

Sur la figure 1, on peut voir un tube en carton 1 à tronçonner, un couteau 2, monté sur un chariot 3 coulissant dans un bâti 4, et une meule 5, montée sur un chariot 6 coulissant dans un bâti 7. Le tube 1 est entraîné en rotation selon la flèche F₁ et la meule 5, sous forme d'un disque, est entraînée dans le même sens selon la flèche F₂ au moyen d'un moteur d'entraînement 8, pour un travail en opposition.
Les chariots 3 et 6 du couteau 2 et respectivement de la meule 5 sont disposés de part et d'autre du tube 1 de manière telle que ledit couteau et ladite meule soient diamétralement opposés par rapport au tube 1, les chariots 3 et 6 étant mûs transversalement à l'axe longitudinal dudit tube au moyen de vérins respectivement 9 et 10.
Des butées de fin de course 11 à 14, éventuellement pourvues, au moins pour certaines, de vis de réglage micrométriques, et des microcontacts 15, 15' et 16, 16' sont aménagés dans les bâtis 4 et 7 pour les raisons exposées ci-après.
La meule 5 a la forme d'un disque dont le chant est profilé sensiblement en V comme le montre la figure 3. En outre, ladite meule est disposée sur un support 17 pouvant légèrement coulisser dans le chariot 6 au moyen d'une vis micrométrique 18 mue par un volant 19 ou un moyen motorisé.
Dans le tube 1, est prévue de manière classique, une contrepartie 20, destinée à coopérer au moment de la coupe avec le couteau 2.
La figure 1 montre les chariots 3 et 6 dans des positions extrêmes reculées par rapport au tube 1.
Pour effectuer un tronçonnage, le vérin 10 est commandé de manière à entraîner le chariot 6 et la meule 5 vers le tube 1.
Dès le contact de la meule et du tube, ladite meule pénètre dans le tube en enlevant de la matière par abrasion.
La meule pénètre ainsi sur une faible partie de l'épaisseur du tube (par exemple sur environ 10% de celle-ci) jusqu'à ce que le chariot 6 rencontre simultanément la butée de fin de course 13 et le microcontact 16, la position de ces deux éléments étant prévue ou réglée en fonction de la profondeur de meulage choisie et du diamètre du tube, la meule ne devant en aucun cas rencontrer la contrepartie 20.
L'actionnement du microcontact 16 entraîne par le biais de moyens d'asservissement et des vérins 10 et 9, d'une part, le recul du chariot 6 jusqu'à sa position initiale, sa course se terminant sur le microcontact 16' et la butée 14 et, d'autre part, l'avance du chariot 3 et donc du couteau 2 vers le tube.
Le couteau termine la coupe en pénétrant dans la rainure laissée par la meule et ensuite dans le tube lui-même jusqu'à ce que le chariot 3 rencontre la butée de fin de course 12 et le microcontact 15.
L'actionnement dudit microcontact 15, cause alors une inversion de mouvement du vérin 9 et un recul du chariot 3 jusqu'à ce que ce dernier rencontre la butée de fin de course 11 et le microcontact 15', les éléments se retrouvant dans la position initiale de la figure 1, prêts à un nouveau tronçonnage.
Les figures 2 et 3 montrent en outre des moyens d'affûtage ou de rectification de la meule, comportant deux diamants 21 et 22 mûs par des vérins respectivement 23 et 24.
Les vérins 23, 24 sont disposés sur des montures 25 (figure 2) solidaires du bâti 7. Ces vérins et les diamants 21 et 22 qui les équipment permettent ainsi de rectifier périodiquement, par exemple pendant le recul du chariot 3 porteur du couteau 2, le profil de la meule 5, après (ou avant) que celle-ci ait été avancée d'une valeur au moins égale à son usure, au moyen de la vis 18 et du volant 19 décrits ci-avant (figure 1).
De la sorte, après chaque rectification du profil de la meule, sa partie active occupe toujours une même position relative par rapport au plan de travail, c'est-à-dire par rapport à la surface extérieure du tube à couper, malgré la diminution du diamètre de la meule.
Ainsi, le réglage des butées 13 et 14 n'a pas à être corrigé à chaque rectification du profil de la meule.
Il est clair que la fréquence des rectifications peut être programmée et que l'avancement de la meule par la vis 18 peut être automatisé.
Il est clair aussi que la rectification de la meule par les moyens décrits, montés sur le bâti 7 qui est fixe au moins transversalement, n'est possible que grâce aux moyens de rattrapage de l'usure qui permettent de conserver une position relative de la partie active de la meule sensiblement constante par rapport au bâti 7.
Le rattrapage de l'usure pourrait en outre n'être obtenu qu'au moyen du réglage des butées 13 et 14.
La figure 4 montre un autre mode de réalisation préféré selon l'invention.
On retrouve dans ce mode de réalisation le tube 1 à l'intérieur duquel est disposé la contrepartie 20. Cette figure montre en outre deux rouleaux (26 et 27) destinés à soutenir et guider le tube 1 en rotation (rouleaux qui peuvent bien sûr exister dans le mode de réalisation de la figure 1).
Par contre, dans ce mode de réalisation, la meule 5' et le couteau 2' sont montés dans des montures respectivement 28, 29 qui pivotent autour d'axes fixes 30, 31 d'un bâti 32. Les pivotements des montures 28, 29 sont assurés par des vérins respectivement 33 et 34 qui ont chacun une de leurs extrémités articulée audit bâti 32.
Comme le montre encore la figure 4, le couteau 2' et la meule 5' sont ici disposés en dessous l'un de l'autre (la meule 5' au dessus) et d'un même coté par rapport à un plan vertical passant par l'axe longitudinal du tube 1 (cette disposition n'étant évidemment pas restrictive).
Dans ce mode de réalisation, comme dans le mode de réalisation de la figure 1, le couteau 2 ou 2' peut-être libre en rotation ou moteur ou encore et de préférence fixe en rotation.
En outre, s'il est possible d'envisager un dispositif d'affûtage dans ce mode de réalisation du type décrit précédemment, il est avantageux d'utiliser une meule presque inusable, par exemple, une meule sur laquelle a été projetée une poudre de diamant (technique, bien sûr, utilisable aussi dans le mode de réalisation de la figure 1).
L'asservissement de la commande des verins 33 et 34 est tel que la meule 5' agit la première par action du verin 33 qui se rétracte ensuite, tandis que le verin 34 agit sur le couteau 2' avant de se rétracter à son tour pour revenir en position initiale.
Les positions extrêmes initiale et finale des monture 28, 29 sont bien sûr prédéterminées, mais il est clair que si la position maximale de travail de la meule 5' est relativement précise (et avantageusement réglable) et dépend du diamètre du tube, de la profondeur de meulage voulue et/ou de son usure, le couteau 2' (comme le couteau 2 de la figure 1) peut finir sur la contrepartie 20 avec une légère pression.
Il existe de très nombreuses façon d'asservir les éléments des modes de réalisation décrits ci-avant en fonction des applications et des mouvements du tube 1.
Par exemple, si les dispositifs montrés sont plus particulièrement destinés au tronçonnage de tubes unitaires, il est bien évident que de tels dispositifs peuvent aussi être utilisés au bout d'une spiraleuse de fabrication d'un tube en continu.
Toutefois, dans ce cas, le couteau 2, 2' et la meule 5, 5' doivent nécessairement, lorsqu'ils sont en action, suivre le mouvement d'avancement du tube 1, ce qui est parfaitement réalisable en asservissant à ce mouvement les bâtis 4, 7 et respectivement 32 qui sont alors pourvus de moyens de retour en arrière dans le sens longitudinal afin de pouvoir effectuer des tronçonnages successifs au cours de la fabrication du tube.
La profondeur de la rainure à réaliser sera fonction de la dureté du matériau et/ou de l'épaisseur de la couche dure, mais d'une manière générale celle-ci est faible par rapport à l'épaisseur du tube, le couteau effectuant la plus grande partie de la coupe.
En outre, si le profil de la meule décrite est en forme de V, celui-ci peut être légèrement concave de manière à former une rainure dont les parois sont légèrement convexes, les arêtes étant alors arrondies.

Claims

1. Dispositif de tronçonnage d'un tube carton à surface dure, muni d'au moins un couteau (2), d'un dispositif de mise en rotation du tube (1), d'une meule (5) et de moyens (6, 10) destinés à mouvoir cette dernière vers ledit tube, la meule (5) et le couteau (2) étant asservis pour agir successivement et de manière telle que le couteau n'entre en action au plus tôt qu'à la fin du meulage, dispositif caractérisé en ce que ladite meule (5) et le couteau (2) sont montés sur des chariots distincts (6, 3) disposés de part et d'autre d'un plan vertical passant par l'axe longitudinal du tube, lesdits chariots étant mûs dans un plan sensiblement parallèle à l'axe dudit tube, entre une position initiale et une position maximale de travail, positions qui sont éventuellement réglables en fonction du diamètre du tube et de la profondeur de meulage voulue et/ou de l'usure de la meule.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la meule (5) et le couteau (2) sont disposés de manière diamétralement opposés par rapport au tube.

3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la meule (5) est aménagée sur son chariot mobile (6) au moyen d'un support (17) qui est lui-même monté légèrement coulissant sur ledit chariot à l'aide de moyens de réglage (18, 19) de la position dudit support sur le chariot afin de conserver, malgré l'usure, une position relative sensiblement constante de la partie active de la meule par rapport au tube, en rattrapant périodiquement ladite usure avec lesdits moyens de réglage.

4. Dispositif de tronçonnage d'un tube carton à surface dure, muni d'au moins un couteau (2'), d'un dispositif de mise en rotation du tube (1), d'une meule (5') et de moyens (28, 33) destinés à mouvoir cette dernière vers ledit tube, la meule (5') et le couteau (2') étant asservis pour agir successivement et de manière telle que le couteau n'entre en action au plus tôt qu'à la fin du meulage, dispositif caractérisé en ce que le couteau (2') et la meule (5') sont disposés en dessous l'un de l'autre et d'un même côté par rapport à un plan vertical passant par l'axe longitudinal du tube, dans des montures (28, 29) pivotantes actionnées par des moyens (33, 34) asservis de manière telle que ladite meule (5') et ledit couteau (2') agissent successivement en pivotant chacun entre deux positions extrêmes, la position maximale de travail de la meule étant prédéterminée en fonction du diamètre du tube et de la profondeur de meulage voulue et/ou de son usure.

5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la meule (5, 5') présente la forme d'un disque dont le profil d'attaque, ou partie active, est sensiblement en forme de V.

6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la meule (5, 5') est mise en rotation dans le même sens que le tube pour un travail en opposition.

7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le couteau (2, 2') est fixe en rotation.

8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que des moyens de rectification ou d'affûtage (21 à 24) de la meule sont prévus pour rectifier périodiquement celle-ci lorsqu'elle n'est pas en action.

9. Dispositif selon la revendication 8, muni de moyens de rattrapage de l'usure de la meule caractérisé en ce que les moyens de rectification ou d'affûtage comportent des outils (21, 22) mûs par des moyens d'actionnement (23, 24) qui sont montés de manière fixe (25, 7) transversalement par rapport au tube, lesdits outils étant destinés à être actionnés en combinaison avec une modification de la position maximale de travail de la meule d'une valeur au moins égale à son usure.

10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9 pour tronçonner un tube fabriqué en continu, caractérisé en ce que la meule (5, 5') et le couteau (2, 2') sont asservis au mouvement d'avancement longitudinal du tube (1), des moyens de retour en arrière, dans le sens longitudinal, du couteau et de la meule étant prévus pour des tronçonnages successifs.