EP0764501A1

EP0764501A1 - Châssis à serrage rapide pour un outil de découpe

Info

Publication number: EP0764501A1
Application number: EP96114940A
Authority: EP
Inventors: Eric Pache
Original assignee: Bobst SA
Current assignee: Bobst Mex SA
Priority date: 1995-09-21
Filing date: 1996-09-18
Publication date: 1997-03-26
Anticipated expiration: 2016-09-18
Also published as: CN1065469C; KR970014958A; ES2153527T3; BR9603807A; JPH09131699A; CH690988A5; ATE197926T1; AU684432B2; CA2185642C; KR100222456B1; EP0764501B1; CN1150080A; DK0764501T3; AU6566596A; CA2185642A1; DE69611135T2; DE69611135D1; JP2786427B2

Abstract

Le châssis à serrage rapide pour un outil de découpe est composé d'une traverse amont, de deux barres latérales, d'une traverse-butoir aval (12), et de deux dispositifs à serrage rapide installés dans la traverse amont. Un dispositif de serrage comprend une barrette d'appui (50) parallèle à la traverse et mobile en translation perpendiculaire pour pousser l'outil (3) contre la traverse opposée. Des moyens élastiques agissent entre la face interne de la traverse, et la face externe de la barrette pour la pousser, un mécanisme de retrait permettant de ramener cette barrette (50) en direction de la traverse, à l'encontre des moyens élastiques. Le mécanisme de retrait comprend une patte (55) solidaire de la face externe de la barrette (50), mobile en coulissement dans un logement ménagé en correspondance dans la traverse, cette patte présentant une lumière sensiblement rectangulaire orientée dans le sens de la barrette (50). Ce mécanisme comprend de plus une came de commande (65) présentant une tête supérieure logée dans un perçage de la traverse, et mobile en rotation selon un axe perpendiculaire à la patte, ainsi qu'un tenon cylindrique inférieur (69) excentré par rapport à la tête et engagé dans la lumière de la patte. <IMAGE>

Description

La présente invention est relative à un châssis à serrage rapide pour un outil de découpe utilisé dans une machine de découpe d'éléments en plaque, tels que des feuilles de papier ou de carton. L'invention est plus particulièrement relative à un châssis maintenant un outil sous la forme d'une planche, dans laquelle sont installés des couteaux, le tout étant disposé dans une presse à platine de découpe.
Par exemple, ces machines sont utilisées pour découper dans chaque feuille de papier ou de carton un ou plusieurs formats qui, après pliage et collage, peu vent être transformés en des boîtes. Chaque format inclut généralement les six faces d'une boîte, certains bords étant complétés de languettes de collage ou de fermeture. Utilement, les déchets, c'est-à-dire les zones inutilisées de la feuille entre les languettes ou entre les formats, sont immédiatement éjectés après la découpe pour n'accumuler dans la pile de sortie que des formats finis reliés entre eux par quelques points de rupture. Une telle machine comprend usuellement d'abord une station d'introduction, dans laquelle les feuilles sont appréhendées une à une du dessus d'une pile pour être envoyées sur une table de marge où elles sont mises en position contre des taquets frontaux et latéraux. La feuille peut alors être saisie en son bord frontal par une série de pinces montées le long d'une barre transversale, dont chaque extrémité est attachée à un train de chaînes latérales emmenant la barre, donc la feuille, dans les stations de traitement suivantes. La feuille est ainsi transportée dans une station de découpe comprenant une presse a platine munie de couteaux, puis dans une station d'éjection où les déchets sont pincés par des aiguilles pour être entraînés vers le bas dans un bac. Si désiré, la station de découpe peut être précédée d'une station d'impression également à platine. Ces stations de traitement sont suivies d'une station de réception, dans laquelle chaque feuille découpée est relâchée par les pinces pour tomber, à l'équerre, sur le dessus d'une pile de sortie.
Dans la suite de l'exposé, on utilisera les termes d'amont et d'aval en référence au sens de déplacement des feuilles, c'est-à-dire qu'une pièce côté amont est proche de l'entrée de la station, alors qu'une pièce côté aval est proche de sa sortie. De manière analogue, les expressions gauche et droite sont à considérer par rapport au sens de défilement de la bande, le côté gauche étant usuellement le côté conducteur et le côté droit le côté opposé au conducteur de la machine. Enfin, par outil, on entendra l'outil de découpe situé dans la presse à platine d'une station de découpe, au niveau de la face inférieure de la platine supérieure immobile.
L'outil couramment utilisé comprend une plaque de base rectangulaire en bois, dans laquelle on insère une série de couteaux. Cet outil est préalablement positionné et fixé dans un châssis métallique intermédiaire, lui-même monté par coulissement, depuis le côté gauche de la machine, en engageant ses barres, ou lardons, amont et aval dans des glissières en correspondance de la platine.
A chaque nouvelle série, cet outil doit être changé afin d'être adapté au nouveau format. Il y a donc lieu d'ôter le châssis métallique de la platine, de désolidariser l'outil du châssis, d'y réinstaller un nouvel outil, et, enfin, de remonter ce châssis dans la platine.
Le positionnement et la fixation de l'outil dans le châssis doivent être aisés afin de ne pas rendre les opérations de montage et démontage trop longues et fastidieuses, ainsi que fiables afin d'assurer une précision du positionnement de l'outil constante pendant toute l'exécution d'une série, et ce même après un grand nombre de changements de série.
A ce titre, le document CH 652 059 décrit un dispositif de centrage et de fixation d'un outil dans un châssis, dispositif dans lequel ces deux opérations sont réalisées au moyen de deux presseurs, un longitudinal, un latéral, situés dans le plan du cadre, et respectivement proches de la traverse amont et de la barre droite du cadre, poussant l'outil respectivement contre un butoir transversal aval et latéral gauche en vis-à-vis. Chacun de ces presseurs consiste en une lame déformable dont les faces d'appui, soit les faces en regard avec les butoirs, sont usinées suivant un profil correspondant à la courbe de déformation d'une poutre chargée uniformément sur deux appuis. La première opération de centrage consiste à avancer une première vis de réglage, qui agit simultanément par le biais d'une rampe sur les deux extrémités rapprochées de chacun des presseurs, ce qui pousse l'outil contre les deux butoirs opposés. La seconde opération de serrage consiste à avancer deux vis, qui sont placées respectivement sur les deux autres extrémités des presseurs, et qui en provoquent leur déformation. Pour obtenir un centrage et une fixation efficaces, chacune des trois vis susmentionnées est sensée être bloquée au fond d'un lamage réalisé en correspondance.
Un des inconvénients de ce dispositif provient du fait que les opérations de centrage et de serrage doivent être effectuées dans un ordre bien défini au risque d'obtenir une erreur de positionnement, puis une mauvaise fixation de l'outil dans son châssis. On ne peut déjà pas exclure une erreur de l'opérateur à ce niveau.
De plus, la qualité du centrage et du serrage dépend du couple appliqué à chacune de ces vis. Une force de serrage trop faible entraîne immanquablement un maintien en position aléatoire et peu précis de l'outil dans son châssis. Une force de serrage trop importante induit des tensions dans la plaque de bois qui gauchit par la suite, de par des variations de température et/ou d'humidité. De plus, la course de chaque vis est prédéterminée par la profondeur des lamages, ce qui limite, malgré la présence de rondelles-ressort, le rattrapage des évolutions structurelles de cette plaque de bois.
Un autre dispositif connu destiné à assurer la fixation d'un outil dans son châssis comprend une crémaillère incluse dans la traverse amont présentant dans son côté interne un ou plusieurs plans inclinés en vis-à-vis de plans identiques appartenant à l'arrière d'une barrette d'appui. En agissant sur cette crémaillère par rotation d'une roue dentée dans le sens adéquat, le déplacement latéral se traduit par une avance en translation orthogonale vers l'intérieur de la barrette pour pousser l'outil. Une pluralité de crémaillères est disposée le long du pourtour du châssis afin d'assurer un serrage efficace de l'outil.
Un premier inconvénient résulte du fait que ces crémaillères doivent être manoeuvrées individuellement dans un ordre prédéterminé avec une clé non standard, ce qui est long et fastidieux. Un autre inconvénient vient du fait que la commande de chaque crémaillère est indexée par des crans, faisant office de cliquets. Or, comme dans la première réalisation décrite, ce serrage est alors effectué par une action positive de l'opérateur, qui peut actionner sa clé avec une force trop importante ou trop faible, et de surcroît irrégulière. Il en résulte alors, selon les cas, un serrage insuffisant et/ou une déformation locale de la plaque de base.
Le but de la présente invention est un châssis comprenant un dispositif de serrage et de centrage rapide pour un outil de découpe sous la forme d'une plaque de base en bois garnie de couteaux, châssis dont le dispositif soit de conception simple, soit aisé à mettre en oeuvre, et applique une force de pression constante optimisée. Ce dispositif doit, en outre, pouvoir rattraper des modifications de dimensions de cette plaque dans le temps tout en conservant la précision du positionnement et la force de maintien dans son châssis.
Ces buts sont réalisés grâce à un châssis composé d'une traverse amont, de deux barres latérales et d'une traverse-butoir aval, et comprenant un dispositif de serrage rapide de l'outil incluant une barrette d'appui proche de l'une des barres, ou traverses, parallèle à celle-ci et mobile en translation perpendiculaire pour pousser l'outil contre la barre, ou traverse, en vis-à-vis, du fait que ce dispositif de serrage comprend des moyens élastiques agissant entre la face interne de la barre, ou traverse, et la face externe de la barrette pour la pousser, et un mécanisme de retrait permettant de ramener la barrette en direction de la barre, ou traverse, à l'encontre des moyens élastiques.
Grâce à cet agencement, la force de serrage de l'outil contre le cadre dépend essentiellement de la somme des forces pré-établies d'une pluralité de moyens élastiques, tels que des ressorts, qui peuvent évoluer en compression ou en détente pour suivre les évolutions dimensionnelles de cet outil en fonction des variations de température et d'hydrométrie.
De préférence, les moyens élastiques sont disposés symétriquement de chaque côté du mécanisme de retrait situé au milieu de la barrette de telle sorte à équilibrer les forces d'appui le long de la barrette, et éviter ainsi tout travers.
De préférence, chaque moyen élastique est un ressort logé dans un perçage borgne de la barre ou traverse et exerçant sa poussée au fond d'un lamage ménagé dans la face arrière de la barrette. Les ressorts sont ainsi correctement guidés dans leur évolution. De plus, cet agencement est fiable car simple à réaliser et robuste.
Selon un mode de réalisation préféré, le mécanisme de retrait comprend une patte solidaire de la face externe de la barrette, mobile en coulissement dans un logement ménagé en correspondance dans la barre, ou traverse, cette patte présentant une lumière sensiblement rectangulaire orientée dans le sens de la barrette, ce mécanisme comprenant de plus une came de commande présentant une tête supérieure logée dans un perçage de la barre, ou traverse, et mobile en rotation selon un axe perpendiculaire à la patte, ainsi qu'un tenon cylindrique inférieur excentré par rapport à la tête et engagé dans la lumière de la patte.
En d'autres termes, ce mécanisme de retrait, basé sur la rotation d'une came dimensionnée de manière adéquate, permet de contrer facilement des forces de ressorts très importantes nécessaires à un bon serrage. La force d'action étant raisonnable, on peut n'utiliser qu'une clé à six pans traditionnelle. Utilement, le tenon cylindrique agit dans la lumière au travers d'un patin libre en translation, et réalisé en un matériau de faible coefficient de friction, ce qui optimise d'autant le couple à appliquer avec la clé.
Selon un mode de réalisation avantageux, le dispositif de serrage rapide est disposé uniquement dans la traverse amont pour pousser l'outil contre la traverse-butoir aval, celle-ci comprenant un plot de centrage latéral pénétrant dans une encoche de centrage en correspondance de l'outil. Le serrage dans le sens de déplacement des feuilles étant puissant, on peut alors se contenter d'un simple calage latéral au moyen d'un plot pénétrant dans une encoche, ce qui facilite et accélère grandement la mise en place de l'outil dans son cadre.
Avantageusement, le châssis comprend une traverse-butoir réalisée d'un seul tenant, et présentant sur la longueur de la face interne un ou plusieurs évidements destinés à accueillir la tôle. Cette traverse-butoir monobloc usinée de manière précise constitue, dans ce châssis, une référence de positionnement particulièrement fiable.
Le châssis à serrage rapide selon l'invention sera mieux compris à l'étude d'un mode de réalisation non limitatif et illustré dans les figures suivantes :

la figure 1 est une vue de dessus du châssis selon l'invention,
les figures 2a, 2b, 2c sont des vues en coupe dans le plan du châssis du dispositif de serrage, respectivement en position retirée, en position intermédiaire, et en position de serrage,
la figure 3 est une vue d'un détail de la traverse-butoir longitudinale du châssis de la figure 1,
la figure 4 est une vue en coupe selon le plan IV-IV des figures 2 à 3,
la figure 5 est une vue en coupe selon le plan V-V des figures 2 à 3,
la figure 6 illustre en perspective une came appartenant aux moyens de commande du serrage.

Tel qu'illustré sur la figure 1, le châssis à serrage rapide selon l'invention comprend une traverse amont 10, deux barres latérales : une à droite 20 et une à gauche 21, et une traverse-butoir aval 12, disposées de manière à former un rectangle. Ce châssis présente sur toute la longueur de chacun des bords inférieurs des faces extérieures des traverses amont et aval un usinage formant un lardon, respectivement 15 et 16, également visible sur les figures 4 et 5. Ces lardons de section constante sont destinés à s'engager dans une glissière en correspondance de la platine supérieure de la presse. La barre latérale gauche 21 présente sur sa face extérieure deux poignées 25 permettant de rentrer et sortir aisément ce châssis dans ses glissières. La barre latérale droite 20 présente sur sa face extérieure une languette de centrage 18 destinée à coopérer avec un usinage en correspondance réalisé dans le côté droit de la platine.
Une tôle 1 est installée à mi-hauteur dans le châssis. Plus précisément, cette tôle est vissée dans la face inférieure de la barre latérale droite, est prise en sandwich entre une partie inférieure 14 et une partie supérieure 10 de traverse amont, tel qu'illustré sur les figures 4 et 5, et est également prise en sandwich entre une partie inférieure et supérieure de barre latérale gauche, où elle est tenue par le biais de goupilles et de moyens de fixation. La traverse-butoir aval 12, quant à elle, est réalisée en une seule pièce, et possède sur toute sa longueur une série d'évidements 49 à extrémités arrondies destinés à recevoir le bord aval ondulé de la tôle 1, comme bien visible sur les figures 3, 4 et 5. Chaque évidement 49 est séparé par un pont de matière de renfort. Au sein de cette traverse-butoir aval 12, la tôle 1 est positionnée au moyen de goupilles 46 et fixée par des vis 42 et entretoises 44 illustrées sur les figures 4 et 5.
La face inférieure d'une planche en bois 3, formant la base d'un outil de coupe, repose sur cette tôle 1, dont la surface est traitée par trempage pour constituer une base d'appui effective pour des couteaux installés dans l'épaisseur de cette planche 3.
Le maintien vertical de cette planche est réalisé au moyen de taquets aval 32 et de tenons amont mobiles 38 accrochant la surface supérieure de l'outil, et répartis respectivement sur la longueur de la traverse aval 12 et amont 10. Chaque taquet 32 est positionné au niveau d'un pont de matière. Chaque tenon 38 est amovible, c'est-à-dire qu'on peut le faire pivoter d'environ 90 degrés selon son axe de fixation. A cet effet, un usinage 40 est réalisé sur la surface supérieure de la traverse amont 10 afin de ménager un espace nécessaire au logement du tenon 38. Ces tenons sont orientés dans l'axe longitudinal de la traverse amont 10 lors de la mise en place de l'outil, et perpendiculairement à celle-ci lorsque l'outil est installé dans son châssis.
Par ailleurs, la traverse-butoir aval 12 présente sensiblement en son milieu et sur son côté intérieur un plot de centrage 34 destiné à interagir avec une encoche en correspondance de la planche 3. Ce plot 34 assure le positionnement latéral de l'outil dans son châssis. De plus, chacune des deux barres latérales 20, 21 possède en son bord intérieur une molette de réglage 30 disposée en vis-à-vis de l'autre, et destinée à confirmer le maintien en position latérale de l'outil.
Deux dispositifs 90 de serrage rapide de l'outil dans le sens de défilement des feuilles sont inclus dans la traverse amont comme bien visible sur les figures 1, 2, 4 et 5.
Comme mieux visible sur les figures 2 et 4, chaque dispositif de serrage comprend une barrette d'appui 50 reliée à une patte arrière 55. Cette patte 55 coulisse au sein d'un logement ménagé à cet effet dans la face inférieure de la traverse amont supérieure 10, et fermé par la traverse amont inférieure 14. Dans la face supérieure de cette patte 55 est réalisé un alésage cylindrique 56 peu profond. Dans l'épaisseur de cette patte est de plus réalisée une lumière 60 rectangulaire aux angles arrondis, et orientée parallèlement à la barrette d'appui, cette lumière débouchant dans l'alésage.
Au sein de cette lumière est installé, libre en translation, un patin 58 de forme octogonale réalisé en un métal présentant un faible coefficient de friction, par exemple du laiton. Ce patin présente en son centre un orifice circulaire débouchant 59. Une came de commande 65, illustrée en perspective dans la figure 6, comprend un tenon cylindrique inférieur 69 et une tête cylindrique supérieure 67 reliés par une collerette médiane 72, l'axe du tenon étant sensiblement décalé par rapport à celui de la tête. Le tenon cylindrique 69 vient prendre place dans l'orifice circulaire 59 du patin, le diamètre de ce tenon étant sensiblement égal à celui de cet orifice. La collerette 72 évolue dans l'alésage cylindrique 56 dont le diamètre est supérieur à celui de cette collerette. La tête supérieure 67 prend place dans un perçage vertical réalisé dans la traverse amont supérieure 10. Cette tête cylindrique 67 présente un orifice hexagonal pour recevoir une clé à six pans 70 usuelle.
Par ailleurs, trois perçages borgnes 77 sont réalisés de part et d'autre de la patte 55, perpendiculairement dans la traverse amont supérieure 10. Des lamages 74 sont ménagés dans la face arrière de la barrette d'appui 50, en regard de ces perçages 77. Un ressort 80 est installé dans chacun des perçages et appuie dans le lamage correspondant.
En position de serrage, la barrette 50 dépasse de la surface intérieure de la traverse amont 10 pour prendre appui contre le bord de la planche en bois 3 à serrer. Afin de s'adapter à des dimensions d'outils éventuellement inférieures, une cale 52 peut être rapportée contre la face externe de la barrette d'appui 50, et maintenue à celle-ci par le biais de tétons prenant place dans des orifices verticaux 51 de la barrette d'appui et dans des orifices en correspondance de la cale.
Le positionnement et le serrage de l'outil dans le châssis à serrage rapide selon l'invention s'effectuent de la manière suivante. Il y a tout d'abord lieu de s'assurer que les tenons amovibles 38 sont situés dans le prolongement de la barre longitudinale 10. L'outil est alors amené à l'intérieur du châssis contre la traverse-butoir aval 12, entre les taquets 32 et la tôle 1. Les couteaux disposés sur l'outil sont alors dirigés vers l'opérateur. L'encoche réalisée sur le bord aval de la planche de base 3 de l'outil vient s'engager dans le plot de centrage 34 de manière à assurer le positionnement latéral de cet outil. Les molettes de réglage 30 sont alors actionnées de manière à venir en contact avec les bords latéraux de cette planche 3 et confirmer ainsi le maintien en position latérale. Les tenons amovibles 38 sont alors orientés perpendiculairement à la barre longitudinale 10, de manière à être situés juste au-dessus de la surface supérieure de l'outil.
La position initiale des dispositifs de serrage est illustrée sur la figure 2a. Dans cette position, l'effet des ressorts 80 sur la barrette 50 se transmet tant dans la patte 55 est compensé par la contre-réaction de la traverse 10 sur la came 65 du fait que celle-ci est alignée avec le sens de déplacement des feuilles.
Après cette mise en position de l'outil, le serrage de celui-ci s'effectue en tournant la came de commande 65 de chacun des dispositifs de serrage 90 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre au moyen d'une clé 70. Par cette action, le tenon cylindrique 69 entraîne le patin 58 qui commence à décrire un arc de cercle. Les ressorts 80, comprimés jusqu'alors, se détendent et viennent exercer une force de pression au fond des lamages 74, ce qui a pour effet d'entraîner la barrette d'appui 50, comme décrit dans la figure 2b. Le tenon cylindrique 69 et le patin 58 n'étant plus dans l'alignement de la tête supérieure 67, la patte arrière 55 de la barrette est libre de coulisser en avant sous l'effet des ressorts. Le patin 58 décrit alors un mouvement de translation dans la lumière 60, combiné à un déplacement transversal.
En position finale, soit en position de serrage illustrée sur la figure 2c, la barrette d'appui est pressée directement contre le bord en correspondance de l'outil par les forces de chacun des ressorts répartis à intervalles sensiblement réguliers.
Cet outil a donc été mis en place convenablement et immobilisé fermement par l'action conjuguée d'une part du plot de centrage 34 et des molettes 30, et d'autre part par le serrage entre les deux barrettes d'appui 50 et la traverse-butoir aval 12. Ce serrage obtenu par ce dispositif ne dépend plus du couple imprimé par l'opérateur, mais uniquement de la force prédéterminée de compression des ressorts. L'appui de la barrette 50 contre l'outil est donc constant quel que soit l'opérateur, et s'adapte aux variations de dimensions de l'outil en contact, sans pour autant que la force de serrage ne soit altérée. De plus, ce mode de serrage est simple et rapide.
De nombreuses améliorations peuvent être apportées à ce châssis à serrage rapide dans le cadre des revendications.

Claims

Châssis à serrage rapide pour un outil de découpe composé d'une traverse amont (10), de deux barres latérales (20, 21) et d'une traverse-butoir aval (12), et comprenant un dispositif de serrage rapide (90) de l'outil (3) incluant une barrette d'appui (50) proche de l'une des barres, ou traverses, parallèle à celle-ci et mobile en translation perpendiculaire pour pousser l'outil (3) contre la barre, ou traverse, en vis-à-vis, caractérisé en ce que ce dispositif comprend des moyens élastiques (80) agissant entre la face interne de la barre, ou traverse, et la face externe de la barrette pour la pousser, et un mécanisme de retrait permettant de ramener la barrette (50) en direction de la barre, ou traverse, à l'encontre des moyens élastiques (80).
Châssis à serrage rapide selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens élastiques (80) sont disposés symétriquement de chaque côté du mécanisme de retrait situé au milieu de la barrette.
Châssis à serrage rapide selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque moyen élastique (80) est un ressort logé dans un perçage borgne (77) de la barre ou traverse et exerçant sa poussée au fond d'un lamage ménagé dans la face arrière de la barrette (50).
Châssis à serrage rapide selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme de retrait comprend une patte (55) solidaire de la face externe de la barrette (50), mobile en coulissement dans un logement ménagé en correspondance dans la barre, ou traverse, cette patte présentant une lumière (60) sensiblement rectangulaire orientée dans le sens de la barrette (50), ce mécanisme comprenant de plus une came de commande (65) présentant une tête supérieure logée dans un perçage de la barre, ou traverse, et mobile en rotation selon un axe perpendiculaire à la patte, ainsi qu'un tenon cylindrique inférieur (69) excentré par rapport à la tête et engagé dans la lumière (60) de la patte.
Châssis à serrage rapide selon la revendication 4, caractérisé en ce que le tenon cylindrique (69) agit dans la lumière (60) au travers d'un patin (58) libre en translation, et réalisé en un matériau de faible coefficient de friction.
Châssis à serrage rapide selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de serrage rapide (90) est disposé dans la traverse amont (10) et pousse l'outil (3) contre la traverse-butoir aval (12), celle-ci comprenant un plot de centrage latéral (34) pénétrant dans une encoche de centrage en correspondance de l'outil (3).
Châssis à serrage rapide selon la revendication 6, caractérisé en ce que la traverse-butoir (12) est réalisée d'un seul tenant, et présente sur la longueur de la face interne un ou plusieurs évidements (49) destinés à accueillir une tôle (1).