EP3053716A1 - Dispositif de decoupe rotative de matiere - Google Patents

Dispositif de decoupe rotative de matiere Download PDF

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EP3053716A1
EP3053716A1 EP15306498.5A EP15306498A EP3053716A1 EP 3053716 A1 EP3053716 A1 EP 3053716A1 EP 15306498 A EP15306498 A EP 15306498A EP 3053716 A1 EP3053716 A1 EP 3053716A1
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EP
European Patent Office
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cutting
cylinder
anvil
rotation
anvil roll
Prior art date
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Application number
EP15306498.5A
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EP3053716B1 (fr
Inventor
Eric Le Cuziat
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Le Cuziat Eric
Original Assignee
Le Cuziat Eric
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Publication date
Application filed by Le Cuziat Eric filed Critical Le Cuziat Eric
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    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/26—Means for mounting or adjusting the cutting member; Means for adjusting the stroke of the cutting member
    • B26D7/2628—Means for adjusting the position of the cutting member
    • B26D7/265—Journals, bearings or supports for positioning rollers or cylinders relatively to each other
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D1/00—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor
    • B26D1/01—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work
    • B26D1/12—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work having a cutting member moving about an axis
    • B26D1/25—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work having a cutting member moving about an axis with a non-circular cutting member
    • B26D1/34—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work having a cutting member moving about an axis with a non-circular cutting member moving about an axis parallel to the line of cut
    • B26D1/36—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work having a cutting member moving about an axis with a non-circular cutting member moving about an axis parallel to the line of cut and rotating continuously in one direction during cutting, e.g. mounted on a rotary cylinder
    • B26D1/365—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work having a cutting member moving about an axis with a non-circular cutting member moving about an axis parallel to the line of cut and rotating continuously in one direction during cutting, e.g. mounted on a rotary cylinder for thin material, e.g. for sheets, strips or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/26—Means for mounting or adjusting the cutting member; Means for adjusting the stroke of the cutting member
    • B26D2007/2657—Auxiliary carriages for moving the tool holders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B26F1/00—Perforating; Punching; Cutting-out; Stamping-out; Apparatus therefor
    • B26F1/38—Cutting-out; Stamping-out
    • B26F1/384—Cutting-out; Stamping-out using rotating drums

Definitions

  • the present invention relates to the field of material cutting machines, in particular paper, and in particular relates to a rotary material cutting device having a high precision and variable cutting depth.
  • the cutting of self-adhesive paper requires cutting tools adapted to the protective support that supports the self-adhesive paper to be cut.
  • the quality of the protective media is more and more random and unstable, that is to say, their thickness varies more and more depending on the batch, cutting groups must today be able to adapt their depth of cut, the depth cutting unit of the cutting unit being fixed to the control thereof.
  • the cutting is carried out during the movement of the material while maintaining under pressure a cutting cylinder carrying a cutting die against an anvil cylinder (also called counterpart or counter-cylinder).
  • This pressure is obtained by pressing the ends of the cylinders reserved for this purpose, called “treads”, using a set called “pressure bar” consisting of screws and rollers, ensuring the pressure of the cutting die against the anvil cylinder.
  • the difference in cutting depth of an existing rotary cutting machine is obtained by varying the pressure of the rollers by means of the screws on the treads, which has the effect of ovalizing them and thus increasing the depth cutting.
  • the European patent application EP1710058 discloses a rotary cutting apparatus comprising a cutting cylinder and an anvil cylinder facing, said apparatus further comprising pressure actuating means for applying pressure to the cutting cylinder, the cutting cylinder and the anvil cylinder being in position. contact via treads disposed at their ends.
  • pressure actuating means for applying pressure to the cutting cylinder, the cutting cylinder and the anvil cylinder being in position. contact via treads disposed at their ends.
  • German patent application DE102011108954 discloses a cutting station for use in an adhesive label printing machine coil, said station comprising a cutting cylinder and an anvil cylinder facing, the anvil cylinder having a hydrostatic bearing to change the spacing between the two cylinders by changing a pressure in the hydrostatic bearing.
  • a hydrostatic bearing to change the spacing between the two cylinders greatly increases the complexity and cost of the cutting station.
  • the present invention aims at solving the disadvantages of the prior art, providing a device for rotary cutting of material, in particular of paper, comprising an anvil roll and a cutting roll facing the anvil roll, the anvil roll and the cutting roll not being in contact via strips of rolling, at least one of the anvil cylinder or the cutting cylinder being movable relative to the other in order to precisely modify the spacing between the two cylinders and thus the cutting depth of the device, said rotary material cutting device further comprising preloading means of the two cylinders exerting on the cutting cylinder a force greater than the reaction force and on the anvil roll a force greater than the cutting force in the cutting phase, and a locking means for blocking the position of the displaceable cylinder during the cutting phase.
  • cutting phase refers to the phase during which a paper web applied by guide rollers on the anvil roll is cut by the cutting cylinder, i.e., the period of time during which the roll cutter is applied against the paper web positioned by paper guide rollers on the anvil roll, and during which the two rolls are rotated by the rotating drive means.
  • cutting force refers to the force applied by the cutting cylinder on the anvil roll during the cutting phase.
  • reaction force refers to the force applied by the anvil roll on the cutting cylinder, and is of the same direction and value as the cutting force, but in the opposite direction.
  • the cutting cylinder is opposite the anvil cylinder, which means that the cutting cylinder and the anvil cylinder are arranged opposite one another, their axes of rotation being parallel.
  • the paper guide rollers are preferably mounted idle on the main frame. They guide a strip of paper from the entrance to the exit of the rotary cutter, by applying it to the anvil roll for cutting by the cutting cylinder.
  • the cylinders are no longer in contact, only the cutting die carried by the cutting cylinder may be in contact with the anvil cylinder, which prevents friction and heating.
  • the rotational speed of the cylinders is thus no longer limited by these phenomena of friction and heating.
  • the rotational speed of the rolls is therefore greater than that of the existing devices, which makes it possible to increase the paper cutting efficiency of the rotary material cutting device.
  • the displacement means makes it possible to precisely adjust the spacing between the two rolls, and therefore the cutting depth of the paper, so as to adapt, for example, to variations in the thickness of protective paper of a self-adhesive paper. , the cutting depth accuracy being about +/- 1 micron.
  • the prestressing means of the anvil roll and the prestressing means of the cutting cylinder allow respectively to apply a prestress greater than the cutting force and the reaction force in the cutting phase on the anvil roll and the cutting cylinder, each preload of a cylinder being applied in the same direction as the force exerted on this cylinder by the other cylinder through the cutting die so that the preload of the anvil cylinder is in opposition with the prestressing of the cutting cylinder, which makes it possible to make negligible the intensity of the cutting force and therefore the reaction force in cutting phase with respect to the prestress applied to the cylinders.
  • the locking means in position makes it possible to maintain the position of the anvil roll and the cutting cylinder with respect to one another in the cutting phase in order to ensure the precision of the cutting depth.
  • the axis of rotation of the anvil cylinder and the axis of rotation of the cutting cylinder are arranged in the same horizontal plane.
  • the cutting cylinder and the anvil cylinder are arranged horizontally so that the weight of the anvil cylinder and the weight of the cutting cylinder respectively influence the prestressing means in the same manner. of the anvil cylinder and the prestressing means of the cutting cylinder.
  • the upward preload applied to the upper roll should be greater than the downward preload applied to the lower cylinder to compensate for the weight of the upper cylinder.
  • the cutting cylinder is rotatably mounted by rolling bearings on the main frame
  • the anvil roll is rotatably mounted by rolling bearings on a secondary frame adapted to be moved relative to the frame main means by the displacement means so that the axes of rotation of the two cylinders opposite are parallel.
  • the anvil roll is rotatably mounted by rolling bearings on the main frame
  • the cutting cylinder is rotatably mounted by rolling bearings on a secondary chassis adapted to be moved relative to the frame main means by the displacement means so that the axes of rotation of the two cylinders opposite are parallel.
  • Bearings are preferably roller bearings, but could also be ball, conical, double-roller or needle bearings, without departing from the scope of the present invention.
  • the secondary chassis carrying the anvil cylinder, respectively the cutting cylinder can be moved relative to the main frame carrying the cutting cylinder, respectively the anvil cylinder, which allows to precisely adjust the spacing between the anvil cylinder and the cutting cylinder and thus the cutting depth of the paper.
  • the prestressing means of the cutting cylinder comprises two rolling bearings, respectively one at each end of the axis of rotation of the cutting cylinder, said rolling bearings being able to be urged in the same direction as the reaction force (applied by the anvil roll to the cutting cylinder in the cutting phase) by by means of two respective clamping means attached to the main frame, each clamping means comprising a clamping screw fixed to the respective rolling bearing.
  • the two rolling bearings of the prestressing means of the cutting cylinder are preferably roller rolling bearings, but could also be bearings with ball, conical, double-roller or needle bearings, without departing from the scope of the invention. the present invention.
  • the cutting cylinder is prestressed by the prestressing means of the cutting cylinder by means of removable bearings provided with bearings and bearings fixed to the main frame also provided with bearings, the prestressing being carried out by tightening the clamping screws.
  • clamping means fixed to the bearings fixed to the main frame which urges the two removable bearing bearings and the cutting cylinder in the opposite direction to the anvil roll, the prestress being greater than the reaction force in the cutting phase to compensate for it .
  • the measurement of the prestressing applied to the cutting cylinder can be carried out using torque wrenches, unlike other principles of prestressing type conical bearings.
  • the means of prestressing the anvil cylinder comprises two rolling bearings, one at each end of the axis of rotation of the anvil cylinder, said two rolling bearings being able to be urged in the same direction as the cutting force (applied by the cutting cylinder on the anvil roll in the cutting phase) by means of two respective clamping means fixed to the secondary chassis, each clamping means comprising a clamping screw attached to the respective rolling bearing.
  • the two rolling bearings of the preloading means of the anvil roll are preferably roller rolling bearings, but could also be bearings with ball, conical, double-roller or needle bearings, without departing from the scope of the invention. present invention.
  • the anvil roll is prestressed by the preloading means of the anvil roll by tightening the clamping screws of the clamping means fixed to the secondary frame, which urges the two rolling bearings in the opposite direction to the cutting roll, the prestress being greater than the cutting force in the cutting phase.
  • the measurement of the preload applied to the anvil cylinder can be performed using torque wrenches.
  • the rotational drive means comprises a first electric motor adapted to rotate the cutting cylinder on its axis of rotation and a second electric motor capable of rotating the anvil roll on its axis. rotation axis.
  • the rotational speeds of the anvil roll and the cutting cylinder are synchronized so as to be identical, the direction of rotation of the anvil cylinder being opposite to that of the cutting cylinder.
  • the rotational drive means comprises an electric motor capable of driving in rotation one of the anvil roll or the cutting cylinder on its axis of rotation, the anvil roll carrying a gear adapted to meshing during the cutting step with a gear carried by the cutting cylinder, so that driving in rotation of one of the anvil roll or the cutting cylinder in the cutting phase causes the rotation drive on the other side of the anvil roll or cutting cylinder.
  • gears are preferably conical gears.
  • the displacement means comprises one or more stepper motors respectively controlling one or more ball screws fixed to the secondary chassis, the secondary chassis being mounted movably on roller skates which slide on rails arranged horizontally on the main frame, perpendicularly to the axes of rotation of the anvil cylinder and the cutting cylinder.
  • the horizontal displacement of the secondary frame relative to the main frame is achieved by one or more stepper motors controlling one or more preloaded ball screws attached to the secondary frame, which allows to precisely adjust the spacing between the anvil cylinder and the cylinder of cutting and thus the cutting depth of the paper, the cutting depth accuracy being about +/- 1 micron.
  • the position locking means comprises pneumatic or hydraulic clamps adapted, during the cutting phase, to lock in position the secondary frame relative to the main frame.
  • the pneumatic or hydraulic blockers make it possible to ensure the stability in position of the anvil roll and the cutting cylinder with respect to the other during the cutting phase, the pneumatic or hydraulic blockers can for example block the position of the secondary frame on the horizontal rails of the main frame.
  • the rotating material cutting device further comprises an electronic control means of the moving means.
  • the electronic control means makes it possible to control the displacement means in order to reach a desired spacing between the two cylinders and thus a desired paper cutting depth.
  • the electronic control means advantageously comprises a user interface so that a user can enter a desired paper cut depth value in the user interface.
  • the cutting cylinder is magnetic with an etched metal plate retained by magnetization on the outer lateral surface thereof, the etched metal plate carrying a paper cutting pattern.
  • the engraved metal plate can be easily replaced when it is worn after too many hours of use.
  • the cutting cylinder comprises an external etched external surface, said external etched lateral surface carrying a paper cutting pattern.
  • the rotary material cutting device 1 comprises a main frame 2 on which are mounted an anvil cylinder 3, a cutting cylinder 4, paper guide rollers 5 and an electric motor 6 for rotating the anvil cylinder 3.
  • the cutting cylinder 4 is arranged facing the anvil cylinder 3, the axis of rotation of the cutting cylinder 4 and the axis of rotation of the anvil cylinder 3 being parallel and in the same horizontal plane.
  • axis of rotation of the cutting cylinder 4 and the axis of rotation of the anvil cylinder 3 could also be arranged in the same vertical or oblique plane, without departing from the scope of the present invention.
  • the main frame 2 comprises two parallel vertical metal plates 2a respectively disposed at the ends of the rolls 3 and 4, the two vertical metal plates 2a being perpendicular to the axes of rotation of the rolls 3 and 4, and four horizontal bars 2b parallel to the axes of the rollers.
  • rotation of the cylinders 3 and 4 and fixed by screwing and / or welding to the two vertical metal plates 2a to maintain the latter vertical the four horizontal bars 2b are respectively fixed at the four corners of each vertical metal plate 2a, without this provision be limiting, the role of the bars 2b being to maintain the plates 2a secured and parallel, without impeding the passage of paper.
  • the main frame 2 also comprises a vertical support plate 2c fixed to the opposite face to the cylinders 3 and 4 of one of the vertical metal plates 2a by horizontal bars 2d, the support plate 2c carrying the electric drive motor 6 in rotation of the anvil cylinder 3.
  • main frame 2 could further include four legs at its lower portion to lay it stably on a flat surface without departing from the scope of the present invention.
  • the electric motor 6 comprises a shaft 6a connected to one of the ends 3a, 3b of the axis of rotation of the anvil roll 3, the shaft 6a passing through a hole made in the support plate 2c, said end 3a of the cylinder anvil 3 passing through a hole made in the vertical metal plate 2a carrying the support plate 2c so as to be connected to the shaft 6a of the electric motor 6, so that the rotation drive of the shaft 6a of the motor 6 causes the anvil roll 3 to rotate on its axis of rotation.
  • the anvil cylinder 3 carries a gear 7 at one of its edges, the gear 7 being able to mesh with a gear 8 carried by the cutting cylinder 4 at the edge of the corresponding cutting cylinder 4 when the anvil cylinder 3 and the cutting cylinder 4 are brought closer to one another by means 9, which will be described in more detail below, so that the rotation of the anvil cylinder 3 causes the rotation of the cutting cylinder 4 when the gears 7 and 8 mesh, the sense of rotation of the anvil cylinder 3 being opposite to that of the cutting cylinder 4 by construction of the gears 7 and 8.
  • the gears 7 and 8 are tapered.
  • shaft 6a of the electric motor 6 could be connected to the cutting cylinder 4 in place of the anvil cylinder 3, without departing from the scope of the present invention.
  • cylinders 3 and 4 could not include gears 7 and 8, each cylinder 3, 4 being rotated by a separate electric motor 6, the two motors being synchronized, without departing from the scope of FIG. the present invention.
  • the paper guide rollers 5 are parallel to the rolls 3 and 4 and allow positioning of a paper web 10 (only shown on the Figure 2 ) on the anvil roll 3, the paper web 10 enveloping more than half of the outer lateral surface of the anvil roll 3.
  • the paper guide rollers 5 are mounted idle, but could also be rotated by electric motors or gears, without departing from the scope of the present invention.
  • paper guide rollers could differently guide the paper web 10 to enclose the anvil roll 3 without departing from the scope of the present invention.
  • the cutting cylinder 4 is intended to be applied against the paper strip 10 positioned by the paper guide rollers 5 on the anvil roll 3, the anvil cylinder 3 and the cutting cylinder 4 being adapted to be brought closer to one another by the displacement means 9 which will be described in more detail below.
  • the cutting cylinder 4 has an external etched external surface (not shown on the Figures 1 to 6 ), said etched outer side surface carrying a paper cutting pattern.
  • the cutting cylinder 4 could also be magnetic with an etched metal plate retained by magnetization on the outer lateral surface of the cutting cylinder 4, the engraved metal plate carrying a paper cutting pattern, without departing from the of the present invention.
  • the cutting cylinder 4 is rotatably mounted by two rolling bearings 11 on the main frame 2, the two rolling bearings 11 being respectively disposed at the two ends 4a, 4b of the cutting cylinder 4, and the two rolling bearings 11 being respectively attached to the two vertical metal plates 2a by screwing and / or welding.
  • the bearings 11a of the rolling bearings 11 are rollers, but could also be balls or needles, without departing from the scope of the present invention.
  • the anvil cylinder 3 is rotatably mounted by two rolling bearings 12 on a secondary chassis 13 adapted to be displaced relative to the main frame 2 by the displacement means 9 described in more detail below, so that the axes of rotation two cylinders 3 and 4 remain parallel and in the same horizontal plane, the secondary chassis 13 comprising two vertical plates 13a respectively disposed at the ends 3a, 3b of the anvil cylinder 3, the two vertical plates 13a being parallel to the two vertical metal plates 2a of the main frame 2, the two rolling bearings 12 being respectively disposed at the ends 3a, 3b of the anvil roll 3, and the two rolling bearings 12 are respectively embedded in the two vertical plates 13a of the frame secondary 13.
  • the bearings 12a of the rolling bearings 12 are rollers, but could also be balls, tapered bearings, double roller bearings or needles, without departing from the scope of the present invention.
  • paper guide rollers 5 are mounted loosely on the main frame 2 by screwing and / or welding, and that the other of the paper guide rollers 5, near the anvil roll 3, are mounted loosely. on the secondary chassis 13.
  • the displacement means 9 comprises two stepper motors 14 respectively controlling two ball screws 15 fixed to the secondary frame 13 by solid pieces 16, the two ball screws 15 being respectively disposed under the two vertical plates 13a of the secondary frame. 13, perpendicular to the axes of rotation of the cylinders 3 and 4.
  • the ball screws 15 are fixed to the main frame 2 by fixing brackets 15a respectively screwed and / or welded to the inner faces of the vertical metal plates 2a of the main frame 2.
  • Each vertical plate 13a of the secondary chassis 13 is mounted on two roller shoes 17 which slide respectively on two rails 18 arranged horizontally on the inner face of the corresponding vertical metal plate 2a of the main frame 2, perpendicularly to the axes of rotation of the anvil cylinder 3 and of the cutting cylinder 4.
  • the stepper motors 14 are able to control the ball screws 15, the movement of the ball screws 15 causing the displacement of the secondary chassis 13 by sliding the roller shoes 17 on the rails 18 arranged on the main frame 2.
  • the anvil cylinder 3 can thus be moved closer to or away from the cutting cylinder 4 by controlling the stepper motors 14.
  • the moving means 9 could comprise a single stepping motor 14 controlling a single ball screw 15, the single ball screw 15 being fixed to the secondary chassis 13, without departing from the scope of FIG. the present invention.
  • the rotary material cutting device 1 also comprises an electronic control means (not shown on the Figures 1 to 6 ) stepper motors 14, to allow a user to enter a displacement value of the secondary frame 13 to adjust the depth of cut of the rotary paper cutter 1.
  • the rotary material cutting device 1 also comprises pneumatic blockers 19 in order to block the position of the secondary frame 13 relative to the main frame 2, during the cutting phase, thereby blocking in position the anvil cylinder 3 and the cylinder cutting 4 relative to each other in the cutting phase.
  • cutting phase means the period of time during which the cutting cylinder 4 is applied against the paper strip 10 positioned by the paper guide rollers 5 on the anvil roll 3, and during which the two rolls 3 and 4 are driven in rotation by the electric motor 6 and the gears 7 and 8.
  • a pneumatic blocker 19 is arranged around each rail 18 fixed to the main frame 2.
  • pneumatic blockers 19 could also be arranged around each rail 18, without departing from the scope of the present invention.
  • blockers 19 could also be hydraulic blockers, without departing from the scope of the present invention.
  • the rotary material cutting device 1 further comprises a prestressing means 20 of the cutting cylinder 4 and a preloading means 21 of the anvil cylinder 3.
  • the prestressing means 20 is able to pre-constrain the cutting cylinder 4 on its axis of rotation, in the same direction as the reaction force applied by the anvil roll 3 to the cutting cylinder 4 in the cutting phase, said means pre-stressing 20 exerting a force greater than the reaction force in the cutting phase.
  • the prestressing means 21 is able to pre-constrain the anvil roll 3 on its axis of rotation, in the same direction as the cutting force applied by the cutting cylinder 4 to the anvil roll 3 in the cutting phase, prestress 21 exerting a force greater than the cutting force in the cutting phase.
  • the prestressing means 20 of the cutting cylinder 4 comprises two rolling bearings 22 respectively disposed at the two ends 4a, 4b of the axis of rotation of the cutting cylinder 4, each bearing at bearings 22 being disposed between the body of the cutting cylinder 4 and one of the rolling bearings 11, said two rolling bearings 22 being able to be urged in the same direction as the reaction force applied by the anvil roll 3 on the cutting cylinder 4 in cutting phase via two respective clamping means 23 fixed to the main frame 2 by rolling bearings 11, each clamping means 23 comprising a clamping screw 24 fixed to the rolling bearing 22 and screwed into the respective rolling bearing 11 via a threaded hole corresponding to the thread of the clamping screw 24.
  • the bearings 22a of the roller bearings 22 are rollers, but could also be balls, tapered bearings, double roller bearings or needles, without departing from the scope of the present invention.
  • the prestressing means 21 of the anvil roll 3 comprise two rolling bearings 25 respectively disposed at both ends 3a, 3b of the axis of rotation of the anvil roll 3, each rolling bearing 25 being disposed between one of the vertical plates 13a of the secondary frame 13 and the main frame 2, said two rolling bearings 25 being able to be urged in the same direction as the cutting force applied by the cutting cylinder 4 on the anvil roll 3 in the cutting phase by means of two respective clamping means 26 attached to the secondary frame 13, each clamping means 26 comprising a clamping screw 27 attached to the respective rolling bearing 25 and a screw holder comprising a threaded hole corresponding to the thread of the clamping screw 27, said screw support being fixed to the secondary frame 13 by screwing and / or welding.
  • the bearings 25a of the rolling bearings 25 are rollers, but could also be balls, tapered bearings, double roller bearings or needles, without departing from the scope of the present invention.
  • the horizontal bars 2b, the rolling bearings 11, the fixing brackets 15a and the rails 18 comprise bores (not shown in the Figures) for fixing them by screwing to the main frame 2.
  • roller shoes 17 and the clamping means 26 comprise bores (not shown in the Figures) for fixing them by screwing to the vertical plates 13a of the secondary frame 13, the vertical plates 13a also comprising bores of which a portion serves to receive some of the paper guide rollers 5.
  • clamping means 23 comprise bores (not shown in the Figures) for fixing them by screwing to the rolling bearings 11.
  • the prestressing means 20 and the prestressing means 21 respectively allow to put the rolls 4 and 3 in opposition with a prestress greater than the cutting force during the cutting phase.
  • the displacement means 9 then makes it possible to precisely adjust the spacing between the two rolls 3 and 4, and therefore the cutting depth of the paper strip 10, the precision of cutting depth being approximately +/- 1 micron .
  • the pneumatic clamps 19 ensure the stability of the position of the anvil cylinder 3 under the cutting force.
  • the motor 6 and the gears 7 and 8 then allow the rotation of the two cylinders 3 and 4 to be performed, which makes it possible to cut the paper strip 10 which passes by passing between the two rolls 3 and 4.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)

Abstract

L'objet de l'invention est un dispositif de découpe rotative de matière (1) comprenant un châssis principal (2) sur lequel sont montés un cylindre enclume (3), des rouleaux de guidage de papier (5), un cylindre de découpe (4) en regard du cylindre enclume (3), ledit cylindre de découpe (4) étant destiné à être appliqué contre une bande de papier positionnée par les rouleaux de guidage de papier (5) sur le cylindre enclume (3), et un moyen d'entraînement en rotation des cylindres (3, 4), caractérisé par le fait que le dispositif de découpe rotative de papier (1) comprend en outre un moyen de précontrainte (21) du cylindre enclume (3) sur son axe de rotation, un moyen de précontrainte (20) du cylindre de découpe (4) sur son axe de rotation, un moyen de déplacement (9) du cylindre enclume (3) et/ou du cylindre de découpe (4) l'un par rapport à l'autre, et un moyen de blocage en position du cylindre enclume (3) et/ou du cylindre de découpe (4) l'un par rapport à l'autre en phase de découpe.

Description

  • La présente invention concerne le domaine des machines de découpe de matière, en particulier de papier, et porte en particulier sur un dispositif de découpe rotative de matière ayant une précision élevée et variable de profondeur de découpe.
  • La découpe de papier autocollant, tel que des étiquettes adhésives, nécessite des outils de découpe adaptés au support protecteur qui supporte le papier autocollant à découper. La qualité des supports protecteurs étant de plus en plus aléatoire et instable, c'est-à-dire leur épaisseur variant de plus en plus en fonction des lots, les groupes de découpe doivent aujourd'hui pouvoir adapter leur profondeur de découpe, la profondeur de découpe du groupe de découpe étant fixée à la commande de celui-ci.
  • Sur les machines de découpe rotative existantes, on effectue la découpe lors du défilement de la matière en maintenant en pression un cylindre de découpe portant une matrice de découpe contre un cylindre enclume (également appelé contrepartie ou contre-cylindre). Cette pression est obtenue en appuyant sur les extrémités des cylindres réservées à cet effet, appelées « bandes de roulement », à l'aide d'un ensemble appelé « barre de pression » constitué de vis et de galets de roulement, assurant la pression de la matrice de découpe contre le cylindre enclume.
  • La différence de profondeur de découpe d'une machine de découpe rotative existante est obtenue en faisant varier la pression des galets par l'intermédiaire des vis sur les bandes de roulement, ce qui a pour effet de les ovaliser et ainsi d'augmenter la profondeur de découpe.
  • Il existe des systèmes de modification de la position des bandes de roulement par rapport au corps du cylindre à l'aide de bandes de roulement excentriques. Cependant, l'inconvénient de ces systèmes est l'échauffement des bandes de roulement qui provoque une dilatation du métal et donc une modification de la profondeur de découpe pendant le travail.
  • La demande de brevet européen EP1710058 décrit un appareil de découpe rotative comprenant un cylindre de découpe et un cylindre enclume en regard, ledit appareil comprenant en outre un moyen d'actionnement de pression pour appliquer une pression sur le cylindre de découpe, le cylindre de découpe et le cylindre enclume étant en contact par l'intermédiaire de bandes de roulement disposées au niveau de leurs extrémités. Cependant, comme indiqué ci-dessus, les frottements entre les deux cylindres et entre le cylindre de découpe et le moyen d'actionnement de pression entraînent une limitation de la vitesse de rotation des cylindres et des contraintes importantes de refroidissement.
  • La demande de brevet allemand DE102011108954 décrit une station de découpe pour une utilisation dans une machine d'impression d'étiquettes autocollantes en bobine, ladite station comprenant un cylindre de découpe et un cylindre enclume en regard, le cylindre enclume comportant un palier hydrostatique permettant de modifier l'écartement entre les deux cylindres par changement d'une pression dans le palier hydrostatique. Cependant, l'utilisation d'un palier hydrostatique pour modifier l'écartement entre les deux cylindres augmente fortement la complexité et le coût de la station de découpe.
  • La présente invention vise à résoudre les inconvénients de l'état antérieur de la technique, en proposant un dispositif de découpe rotative de matière, en particulier de papier, comprenant un cylindre enclume et un cylindre de découpe en regard du cylindre enclume, le cylindre enclume et le cylindre de découpe n'étant pas en contact par l'intermédiaire de bandes de roulement, au moins l'un du cylindre enclume ou du cylindre de découpe étant déplaçable par rapport à l'autre afin de modifier précisément l'écartement entre les deux cylindres et donc la profondeur de découpe du dispositif, ledit dispositif de découpe rotative de matière comprenant en outre des moyens de précontrainte des deux cylindres exerçant sur le cylindre de découpe une force supérieure à la force de réaction et sur le cylindre enclume une force supérieure à la force de découpe en phase de découpe, et un moyen de blocage afin de bloquer la position du cylindre déplaçable lors de la phase de découpe.
  • L'expression « phase de découpe » désigne la phase pendant laquelle une bande de papier appliquée par des rouleaux de guidage sur le cylindre enclume est découpée par le cylindre de découpe, c'est-à-dire la période de temps pendant laquelle le cylindre de découpe est appliqué contre la bande de papier positionnée par des rouleaux de guidage de papier sur le cylindre enclume, et pendant laquelle les deux cylindres sont entraînés en rotation par le moyen d'entraînement en rotation.
  • L'expression « force de découpe » désigne la force appliquée par le cylindre de découpe sur le cylindre enclume pendant la phase de découpe.
  • L'expression « force de réaction » désigne la force appliquée par le cylindre enclume sur le cylindre de découpe, et est de même direction et de même valeur que la force de découpe, mais de sens opposé.
  • Des frottements au niveau de bandes de roulement et un échauffement résultant de ces frottements sont donc supprimés, ce qui permet de ne pas limiter la vitesse de rotation des cylindres, augmentant ainsi la vitesse de découpe d'une bobine de papier. De plus, dans le cas de papier autocollant, l'ajustement précis de l'écartement entre les deux cylindres permet de s'adapter à des variations de l'épaisseur du papier protecteur du papier autocollant. De plus, la déformation des cylindres due à la pression exercée sur les bandes de roulement est limitée.
  • La présente invention a donc pour objet un dispositif de découpe rotative de matière, en particulier de papier, comprenant un châssis principal sur lequel sont montés un cylindre enclume, des rouleaux de guidage de papier, un cylindre de découpe en regard du cylindre enclume, ledit cylindre de découpe étant destiné à être appliqué contre une bande de papier positionnée par les rouleaux de guidage de papier sur le cylindre enclume, et un moyen d'entraînement en rotation des cylindres, caractérisé par le fait que le dispositif de découpe rotative de papier comprend en outre :
    • un moyen de précontrainte du cylindre enclume sur son axe de rotation, dans la même direction que la force de découpe appliquée par le cylindre de découpe sur le cylindre enclume en phase de découpe, ledit moyen de précontrainte exerçant une force supérieure à la force de découpe,
    • un moyen de précontrainte du cylindre de découpe sur son axe de rotation, dans la même direction que la force de réaction appliquée par le cylindre enclume sur le cylindre de découpe en phase de découpe, ledit moyen de précontrainte exerçant une force supérieure à la force de réaction,
    • un moyen de déplacement du cylindre enclume et/ou du cylindre de découpe l'un par rapport à l'autre, et
    • un moyen de blocage en position du cylindre enclume et/ou du cylindre de découpe l'un par rapport à l'autre en phase de découpe.
  • Le cylindre de découpe est en regard du cylindre enclume, ce qui signifie que le cylindre de découpe et le cylindre enclume sont disposés l'un en face de l'autre, leurs axes de rotation étant parallèles.
  • Les rouleaux de guidage de papier sont de préférence montés fous sur le châssis principal. Ils guident une bande de papier de l'entrée à la sortie du dispositif de découpe rotative, en l'appliquant sur le cylindre enclume en vue de sa découpe par le cylindre de découpe.
  • Ainsi, les cylindres ne sont plus en contact, seule la matrice de découpe portée par le cylindre de découpe pouvant se trouver en contact avec le cylindre enclume, ce qui évite tout frottement et tout échauffement. La vitesse de rotation des cylindres n'est ainsi plus limitée par ces phénomènes de frottement et d'échauffement.
  • La vitesse de rotation des cylindres est donc supérieure à celle des dispositifs existants, ce qui permet d'augmenter le rendement de découpe de papier du dispositif de découpe rotative de matière.
  • En outre, le moyen de déplacement permet d'ajuster précisément l'écartement entre les deux cylindres, et donc la profondeur de découpe du papier, afin de s'adapter par exemple à des variations d'épaisseur de papier protecteur d'un papier autocollant, la précision de profondeur de découpe étant d'environ +/- 1 micron.
  • Le moyen de précontrainte du cylindre enclume et le moyen de précontrainte du cylindre de découpe permettent respectivement d'appliquer une précontrainte supérieure à la force de découpe et à la force de réaction en phase de découpe sur le cylindre enclume et sur le cylindre de découpe, chaque précontrainte d'un cylindre étant appliquée dans la même direction que la force exercée sur ce cylindre par l'autre cylindre par l'intermédiaire de la matrice de découpe de telle sorte que la précontrainte du cylindre enclume est en opposition avec la précontrainte du cylindre de découpe, ce qui permet de rendre négligeable l'intensité de la force de découpe et donc de la force de réaction en phase de découpe par rapport aux précontraintes appliquées sur les cylindres.
  • Le moyen de blocage en position permet d'assurer le maintien de la position du cylindre enclume et du cylindre de découpe l'un par rapport à l'autre en phase de découpe afin d'assurer la précision de profondeur de découpe.
  • Selon une caractéristique particulière de l'invention, l'axe de rotation du cylindre enclume et l'axe de rotation du cylindre de découpe sont disposés dans un même plan horizontal.
  • Ainsi, contrairement à la plupart des dispositifs de découpe rotative existants, le cylindre de découpe et le cylindre enclume sont disposés horizontalement de telle sorte que le poids du cylindre enclume et le poids du cylindre de découpe influencent respectivement de la même manière le moyen de précontrainte du cylindre enclume et le moyen de précontrainte du cylindre de découpe.
  • Il est à noter que, dans le cas où le cylindre enclume et le cylindre de découpe sont disposés l'un au-dessus de l'autre, la précontrainte vers le haut appliquée sur le cylindre supérieur devrait être supérieure à la précontrainte vers le bas appliquée sur le cylindre inférieur afin de compenser le poids du cylindre supérieur.
  • Selon une caractéristique particulière de l'invention, le cylindre de découpe est monté rotatif par des paliers à roulements sur le châssis principal, et le cylindre enclume est monté rotatif par des paliers à roulements sur un châssis secondaire apte à être déplacé par rapport au châssis principal par le moyen de déplacement de telle sorte que les axes de rotation des deux cylindres en regard restent parallèles.
  • Selon une caractéristique particulière de l'invention, le cylindre enclume est monté rotatif par des paliers à roulements sur le châssis principal, et le cylindre de découpe est monté rotatif par des paliers à roulements sur un châssis secondaire apte à être déplacé par rapport au châssis principal par le moyen de déplacement de telle sorte que les axes de rotation des deux cylindres en regard restent parallèles.
  • Les paliers à roulements sont de préférence des paliers à roulement à rouleaux, mais pourraient également être des paliers à roulements à billes, coniques, à double rouleaux ou à aiguilles, sans s'écarter du cadre de la présente invention.
  • Ainsi, le châssis secondaire portant le cylindre enclume, respectivement le cylindre de découpe, peut être déplacé par rapport au châssis principal portant le cylindre de découpe, respectivement le cylindre enclume, ce qui permet d'ajuster précisément l'écartement entre le cylindre enclume et le cylindre de découpe et donc la profondeur de découpe du papier.
  • Selon une caractéristique particulière de l'invention, le moyen de précontrainte du cylindre de découpe comprend deux paliers à roulements, respectivement un à chaque extrémité de l'axe de rotation du cylindre de découpe, lesdits paliers à roulements étant aptes à être sollicités dans la même direction que la force de réaction (appliquée par le cylindre enclume sur le cylindre de découpe en phase de découpe) par l'intermédiaire de deux moyens de serrage respectifs fixés au châssis principal, chaque moyen de serrage comprenant une vis de serrage fixée au palier à roulements respectif.
  • Les deux paliers à roulements du moyen de précontrainte du cylindre de découpe sont de préférence des paliers à roulement à rouleaux, mais pourraient également être des paliers à roulements à billes, coniques, à double rouleaux ou à aiguilles, sans s'écarter du cadre de la présente invention.
  • Ainsi, le cylindre de découpe est précontraint par le moyen de précontrainte du cylindre de découpe à l'aide de paliers amovibles munis de roulements et de paliers fixés au châssis principal munis eux aussi de roulements, la précontrainte étant réalisée par serrage des vis de serrage des moyens de serrage fixés aux paliers fixés au châssis principal, ce qui sollicite les deux paliers à roulements amovibles et le cylindre de découpe dans la direction opposée au cylindre enclume, la précontrainte étant supérieure à la force de réaction en phase de découpe pour la compenser.
  • De plus, la mesure de la précontrainte appliquée sur le cylindre de découpe peut être réalisée à l'aide de clés dynamométriques, contrairement à d'autres principes de précontrainte de type roulements coniques.
  • Selon une caractéristique particulière de l'invention, le moyen de précontrainte du cylindre enclume comprend deux paliers à roulements, respectivement un à chaque extrémité de l'axe de rotation du cylindre enclume, lesdits deux paliers à roulements étant aptes à être sollicités dans la même direction que la force de découpe (appliquée par le cylindre de découpe sur le cylindre enclume en phase de découpe) par l'intermédiaire de deux moyens de serrage respectifs fixés au châssis secondaire, chaque moyen de serrage comprenant une vis de serrage fixée au palier à roulements respectif.
  • Les deux paliers à roulements du moyen de précontrainte du cylindre enclume sont de préférence des paliers à roulement à rouleaux, mais pourraient également être des paliers à roulements à billes, coniques, à double rouleaux ou à aiguilles, sans s'écarter du cadre de la présente invention.
  • Ainsi, le cylindre enclume est précontraint par le moyen de précontrainte du cylindre enclume par serrage des vis de serrage des moyens de serrage fixés au châssis secondaire, ce qui sollicite les deux paliers à roulements dans la direction opposée au cylindre de découpe, la précontrainte étant supérieure à la force de découpe en phase de découpe.
  • De plus, la mesure de la précontrainte appliquée sur le cylindre enclume peut être réalisée à l'aide de clés dynamométriques.
  • Selon une première variante de l'invention, le moyen d'entraînement en rotation comprend un premier moteur électrique apte à entraîner en rotation le cylindre de découpe sur son axe de rotation et un second moteur électrique apte à entraîner en rotation le cylindre enclume sur son axe de rotation.
  • Il est à noter que, dans cette première variante, les vitesses de rotation du cylindre enclume et du cylindre de découpe sont synchronisées afin d'être identiques, le sens de rotation du cylindre enclume étant opposé à celui du cylindre de découpe.
  • Selon une seconde variante de l'invention, le moyen d'entraînement en rotation comprend un moteur électrique apte à entraîner en rotation l'un du cylindre enclume ou du cylindre de découpe sur son axe de rotation, le cylindre enclume portant un engrenage apte à s'engrener pendant la phase de découpe avec un engrenage porté par le cylindre de découpe, de telle sorte que l'entraînement en rotation de l'un du cylindre enclume ou du cylindre de découpe dans la phase de découpe provoque l'entraînement en rotation de l'autre du cylindre enclume ou du cylindre de découpe.
  • Ainsi, un seul moteur électrique est nécessaire pour l'entraînement en rotation des deux cylindres, le sens de rotation du cylindre enclume étant opposé à celui du cylindre de découpe par construction des engrenages. Les engrenages sont, de préférences, des engrenages coniques.
  • Selon une caractéristique particulière de l'invention, le moyen de déplacement comprend un ou plusieurs moteurs pas-à-pas commandant respectivement une ou plusieurs vis à billes fixées au châssis secondaire, le châssis secondaire étant monté mobile sur des patins à rouleaux qui coulissent sur des rails disposés horizontalement sur le châssis principal, perpendiculairement aux axes de rotation du cylindre enclume et du cylindre de découpe.
  • Ainsi, le déplacement horizontal du châssis secondaire par rapport au châssis principal est réalisé par un ou plusieurs moteurs pas-à-pas commandant une ou plusieurs vis à billes préchargées fixées au châssis secondaire, ce qui permet d'ajuster précisément l'écartement entre le cylindre enclume et le cylindre de découpe et donc la profondeur de découpe du papier, la précision de profondeur de découpe étant d'environ +/- 1 micron.
  • Selon une caractéristique particulière de l'invention, le moyen de blocage en position comprend des bloqueurs pneumatiques ou hydrauliques aptes, lors de la phase de découpe, à bloquer en position le châssis secondaire par rapport au châssis principal.
  • Ainsi, une fois que l'écartement entre les deux cylindres a été ajusté par le moyen de déplacement, les bloqueurs pneumatiques ou hydrauliques permettent d'assurer la stabilité en position du cylindre enclume et du cylindre de découpe l'un par rapport à l'autre pendant la phase de découpe, les bloqueurs pneumatiques ou hydrauliques pouvant par exemple bloquer la position du châssis secondaire sur les rails horizontaux du châssis principal.
  • Selon une caractéristique particulière de l'invention, le dispositif de découpe rotative de matière comprend en outre un moyen de commande électronique du moyen de déplacement.
  • Ainsi, le moyen de commande électronique permet de commander le moyen de déplacement afin d'atteindre un écartement souhaité entre les deux cylindres et donc une profondeur de découpe de papier souhaitée.
  • Le moyen de commande électronique comprend avantageusement une interface utilisateur de telle sorte qu'un utilisateur peut entrer une valeur de profondeur de découpe de papier souhaitée dans l'interface utilisateur.
  • Selon une variante de l'invention, le cylindre de découpe est magnétique avec une plaque métallique gravée retenue par aimantation sur la surface latérale externe de celui-ci, la plaque métallique gravée portant un motif de coupe de papier.
  • Ainsi, la plaque métallique gravée peut être facilement remplacée lorsque celle-ci est usée après un trop grand nombre d'heures d'utilisation.
  • Selon une autre variante de l'invention, le cylindre de découpe comporte une surface latérale externe gravée, ladite surface latérale externe gravée portant un motif de coupe de papier.
  • Pour mieux illustrer l'objet de la présente invention, on va en décrire ci-après, à titre illustratif et non limitatif, un mode de réalisation préféré, avec référence aux dessins annexés.
  • Sur ces dessins :
    • la Figure 1 est une vue de dessus d'un dispositif de découpe rotative de matière selon la présente invention ;
    • la Figure 2 est une vue en coupe dans un plan médian vertical selon l'axe II-II de la Figure 1 du dispositif de découpe rotative de matière de la Figure 1 ;
    • la Figure 3 est une vue en coupe dans le plan horizontal contenant les axes de rotation des cylindres de découpe et enclume du dispositif de découpe rotative de matière de la Figure 1 ;
    • la Figure 4 est une vue en perspective du dispositif de découpe rotative de matière de la Figure 1, avec l'une des parois latérales du châssis principal omise ;
    • la Figure 5 est une vue en coupe dans un plan vertical selon l'axe V-V de la Figure 1 du dispositif de découpe rotative de matière de la Figure 1 ; et
    • la Figure 6 est une vue en coupe dans un plan vertical selon l'axe VI-VI de la Figure 1 du dispositif de découpe rotative de matière de la Figure 1.
  • Si l'on se réfère aux Figures 1 à 6, on peut voir qu'il y est représenté un dispositif de découpe rotative de matière 1 selon la présente invention.
  • Le dispositif de découpe rotative de matière 1 comprend un châssis principal 2 sur lequel sont montés un cylindre enclume 3, un cylindre de découpe 4, des rouleaux de guidage de papier 5 et un moteur électrique 6 d'entraînement en rotation du cylindre enclume 3.
  • Le cylindre de découpe 4 est disposé en regard du cylindre enclume 3, l'axe de rotation du cylindre de découpe 4 et l'axe de rotation du cylindre enclume 3 étant parallèles et dans un même plan horizontal.
  • Il est à noter que l'axe de rotation du cylindre de découpe 4 et l'axe de rotation du cylindre enclume 3 pourraient également être disposés dans un même plan vertical ou oblique, sans s'écarter du cadre de la présente invention.
  • Le châssis principal 2 comprend deux plaques métalliques verticales 2a parallèles respectivement disposées au niveau des extrémités des cylindres 3 et 4, les deux plaques métalliques verticales 2a étant perpendiculaires aux axes de rotation des cylindres 3 et 4, et quatre barres horizontales 2b parallèles aux axes de rotation des cylindres 3 et 4 et fixées par vissage et/ou soudage aux deux plaques métalliques verticales 2a afin de maintenir ces dernières verticales, les quatre barres horizontales 2b étant respectivement fixées au niveau des quatre coins de chaque plaque métallique verticale 2a, sans que cette disposition soit limitative, le rôle des barres 2b étant de maintenir les plaques 2a solidarisées et parallèles, sans gêner le passage du papier.
  • Il est à noter que sur la Figure 4 la plaque métallique verticale 2a avant du châssis principal 2 n'a pas été représentée afin de ne pas surcharger le dessin et de faciliter la compréhension du lecteur.
  • Le châssis principal 2 comprend également une plaque de support 2c verticale fixée à la face opposée aux cylindres 3 et 4 de l'une des plaques métalliques verticales 2a par des barres horizontales 2d, la plaque de support 2c portant le moteur électrique 6 d'entraînement en rotation du cylindre enclume 3.
  • Il est à noter que le châssis principal 2 pourrait comprendre en outre quatre pieds au niveau de sa partie inférieure afin de poser celui-ci de manière stable sur une surface plane, sans s'écarter du cadre de la présente invention.
  • Le moteur électrique 6 comprend un arbre 6a relié à l'une 3a des extrémités 3a, 3b de l'axe de rotation du cylindre enclume 3, l'arbre 6a traversant un trou réalisé dans la plaque de support 2c, ladite extrémité 3a du cylindre enclume 3 traversant un trou réalisé dans la plaque métallique verticale 2a portant la plaque de support 2c afin d'être reliée à l'arbre 6a du moteur électrique 6, de telle sorte que l'entraînement en rotation de l'arbre 6a du moteur 6 entraîne la rotation du cylindre enclume 3 sur son axe de rotation.
  • Le cylindre enclume 3 porte un engrenage 7 au niveau de l'un de ses bords, l'engrenage 7 étant apte à s'engrener avec un engrenage 8 porté par le cylindre de découpe 4 au niveau du bord du cylindre de découpe 4 correspondant lorsque le cylindre enclume 3 et le cylindre de découpe 4 sont rapprochés l'un de l'autre par un moyen de déplacement 9 qui sera décrit plus en détail ci-après, de telle sorte que l'entraînement en rotation du cylindre enclume 3 provoque l'entraînement en rotation du cylindre de découpe 4 lorsque les engrenages 7 et 8 s'engrènent, le sens de rotation du cylindre enclume 3 étant opposé à celui du cylindre de découpe 4 par construction des engrenages 7 et 8. Les engrenages 7 et 8 sont coniques.
  • Il est à noter que l'arbre 6a du moteur électrique 6 pourrait être relié au cylindre de découpe 4 à la place du cylindre enclume 3, sans s'écarter du cadre de la présente invention.
  • Il est à noter que les cylindres 3 et 4 pourraient ne pas comprendre d'engrenages 7 et 8, chaque cylindre 3, 4 étant entraîné en rotation par un moteur électrique 6 distinct, les deux moteurs étant synchronisés, sans s'écarter du cadre de la présente invention.
  • Les rouleaux de guidage de papier 5 sont parallèles aux cylindres 3 et 4 et permettent de positionner une bande de papier 10 (uniquement représentée sur la Figure 2) sur le cylindre enclume 3, la bande papier 10 enveloppant plus de la moitié de la surface latérale externe du cylindre enclume 3.
  • Les rouleaux de guidage de papier 5 sont montés fous, mais pourraient être également entraînés en rotation par des moteurs électriques ou des engrenages, sans s'écarter du cadre de la présente invention.
  • Il est à noter que les rouleaux de guidage de papier 5 pourraient guider différemment la bande de papier 10 afin d'envelopper le cylindre enclume 3, sans s'écarter du cadre de la présente invention.
  • Le cylindre de découpe 4 est destiné à être appliqué contre la bande de papier 10 positionnée par les rouleaux de guidage de papier 5 sur le cylindre enclume 3, le cylindre enclume 3 et le cylindre de découpe 4 étant aptes à être rapprochés l'un de l'autre par le moyen de déplacement 9 qui sera décrit plus en détail ci-après.
  • Le cylindre de découpe 4 comporte une surface latérale externe gravée (non représentée sur les Figures 1 à 6), ladite surface latérale externe gravée portant un motif de coupe de papier.
  • Il est à noter que le cylindre de découpe 4 pourrait également être magnétique avec une plaque métallique gravée retenue par aimantation sur la surface latérale externe du cylindre de découpe 4, la plaque métallique gravée portant un motif de coupe de papier, sans s'écarter du cadre de la présente invention.
  • Le cylindre de découpe 4 est monté rotatif par deux paliers à roulements 11 sur le châssis principal 2, les deux paliers à roulements 11 étant respectivement disposés aux deux extrémités 4a, 4b du cylindre de découpe 4, et les deux paliers à roulements 11 étant respectivement fixés aux deux plaques métalliques verticales 2a par vissage et/ou soudage.
  • Les roulements 11a des paliers à roulements 11 sont des rouleaux, mais pourraient également être des billes ou des aiguilles, sans s'écarter du cadre de la présente invention.
  • Le cylindre enclume 3 est monté rotatif par deux paliers à roulements 12 sur un châssis secondaire 13 apte à être déplacé par rapport au châssis principal 2 par le moyen de déplacement 9 décrit plus en détail ci-après, de telle sorte que les axes de rotation des deux cylindres 3 et 4 restent parallèles et dans le même plan horizontal, le châssis secondaire 13 comprenant deux plaques verticales 13a respectivement disposées au niveau des extrémités 3a, 3b du cylindre enclume 3, les deux plaques verticales 13a étant parallèles aux deux plaques métalliques verticales 2a du châssis principal 2, les deux paliers à roulements 12 étant respectivement disposés aux extrémités 3a, 3b du cylindre enclume 3, et les deux paliers à roulements 12 étant respectivement encastrés dans les deux plaques verticales 13a du châssis secondaire 13.
  • Les roulements 12a des paliers à roulements 12 sont des rouleaux, mais pourraient également être des billes, des roulements coniques, des roulements à double rouleaux ou des aiguilles, sans s'écarter du cadre de la présente invention.
  • Il est à noter que certains des rouleaux de guidage de papier 5 sont montés fous sur le châssis principal 2 par vissage et/ou soudage, et que les autres des rouleaux de guidage de papier 5, à proximité du cylindre enclume 3, sont montés fous sur le châssis secondaire 13.
  • Le moyen de déplacement 9 comprend deux moteurs pas-à-pas 14 commandant respectivement deux vis à billes 15 fixées au châssis secondaire 13 par des pièces massives 16, les deux vis à billes 15 étant respectivement disposées sous les deux plaques verticales 13a du châssis secondaire 13, perpendiculairement aux axes de rotation des cylindres 3 et 4. Les vis à billes 15 sont fixées au châssis principal 2 par des supports de fixation 15a respectivement vissés et/ou soudés aux faces internes des plaques métalliques verticales 2a du châssis principal 2.
  • Chaque plaque verticale 13a du châssis secondaire 13 est montée sur deux patins à rouleaux 17 qui coulissent respectivement sur deux rails 18 disposés horizontalement sur la face interne de la plaques métallique verticale 2a correspondante du châssis principal 2, perpendiculairement aux axes de rotation du cylindre enclume 3 et du cylindre de découpe 4.
  • Ainsi, les moteurs pas-à-pas 14 sont aptes à commander les vis à billes 15, le mouvement des vis à billes 15 entraînant le déplacement du châssis secondaire 13 par coulissement des patins à rouleaux 17 sur les rails 18 disposés sur le châssis principal 2. Le cylindre enclume 3 peut donc être rapproché ou éloigné du cylindre de découpe 4 par commande des moteurs pas-à-pas 14.
  • Il est à noter que le moyen de déplacement 9 pourrait comprendre un seul moteur pas-à-pas 14 commandant une unique vis à billes 15, l'unique vis à billes 15 étant fixée au châssis secondaire 13, sans s'écarter du cadre de la présente invention.
  • Le dispositif de découpe rotative de matière 1 comprend également un moyen de commande électronique (non représenté sur les Figures 1 à 6) des moteurs pas-à-pas 14, afin de permettre à un utilisateur d'entrer une valeur de déplacement du châssis secondaire 13 afin d'ajuster la profondeur de coupe du dispositif de découpe rotative de papier 1.
  • Le dispositif de découpe rotative de matière 1 comprend également des bloqueurs pneumatiques 19 afin de bloquer la position du châssis secondaire 13 par rapport au châssis principal 2, lors de la phase de découpe, permettant ainsi de bloquer en position le cylindre enclume 3 et le cylindre de découpe 4 l'un par rapport à l'autre en phase de découpe.
  • On entend par « phase de découpe », la période de temps pendant laquelle le cylindre de découpe 4 est appliqué contre la bande de papier 10 positionnée par les rouleaux de guidage de papier 5 sur le cylindre enclume 3, et pendant laquelle les deux cylindres 3 et 4 sont entraînés en rotation par le moteur électrique 6 et les engrenages 7 et 8.
  • Un bloqueur pneumatique 19 est disposé autour de chaque rail 18 fixé sur le châssis principal 2.
  • Il est à noter que plusieurs bloqueurs pneumatiques 19 pourraient également être disposés autour de chaque rail 18, sans s'écarter du cadre de la présente invention.
  • Il est à noter que les bloqueurs 19 pourraient également être des bloqueurs hydrauliques, sans s'écarter du cadre de la présente invention.
  • Le dispositif de découpe rotative de matière 1 comprend en outre un moyen de précontrainte 20 du cylindre de découpe 4 et un moyen de précontrainte 21 du cylindre enclume 3.
  • Le moyen de précontrainte 20 est apte à pré-contraindre le cylindre de découpe 4 sur son axe de rotation, dans la même direction que la force de réaction appliquée par le cylindre enclume 3 sur le cylindre de découpe 4 en phase de découpe, ledit moyen de précontrainte 20 exerçant une force supérieure à la force de réaction en phase de découpe.
  • Le moyen de précontrainte 21 est apte à pré-contraindre le cylindre enclume 3 sur son axe de rotation, dans la même direction que la force de découpe appliquée par le cylindre de découpe 4 sur le cylindre enclume 3 en phase de découpe, ledit moyen de précontrainte 21 exerçant une force supérieure à la force de découpe en phase de découpe.
  • Le moyen de précontrainte 20 du cylindre de découpe 4 comprend deux paliers à roulements 22 respectivement disposés aux deux extrémités 4a, 4b de l'axe de rotation du cylindre de découpe 4, chaque palier à roulements 22 étant disposé entre le corps du cylindre de découpe 4 et l'un des paliers à roulements 11, lesdits deux paliers à roulements 22 étant aptes à être sollicités dans la même direction que la force de réaction appliquée par le cylindre enclume 3 sur le cylindre de découpe 4 en phase de découpe par l'intermédiaire de deux moyens de serrage 23 respectifs fixés au châssis principal 2 par l'intermédiaire des paliers à roulements 11, chaque moyen de serrage 23 comprenant une vis de serrage 24 fixée au palier à roulements 22 respectif et vissée dans le palier à roulements 11 respectif par l'intermédiaire d'un trou fileté correspondant au filetage de la vis de serrage 24.
  • Les roulements 22a des paliers à roulements 22 sont des rouleaux, mais pourraient également être des billes, des roulements coniques, des roulements à double rouleaux ou des aiguilles, sans s'écarter du cadre de la présente invention.
  • Le moyen de précontrainte 21 du cylindre enclume 3 comprend deux paliers à roulements 25 respectivement disposés aux deux extrémités 3a, 3b de l'axe de rotation du cylindre enclume 3, chaque palier à roulements 25 étant disposé entre l'une des plaques verticales 13a du châssis secondaire 13 et le châssis principal 2, lesdits deux paliers à roulements 25 étant aptes à être sollicités dans la même direction que la force de découpe appliquée par le cylindre de découpe 4 sur le cylindre enclume 3 en phase de découpe par l'intermédiaire de deux moyens de serrage 26 respectifs fixés au châssis secondaire 13, chaque moyen de serrage 26 comprenant une vis de serrage 27 fixée au palier à roulements 25 respectif et un support de vis comprenant un trou fileté correspondant au filetage de la vis de serrage 27, ledit support de vis étant fixé au châssis secondaire 13 par vissage et/ou soudage.
  • Les roulements 25a des paliers à roulements 25 sont des rouleaux, mais pourraient également être des billes, des roulements coniques, des roulements à double rouleaux ou des aiguilles, sans s'écarter du cadre de la présente invention.
  • Il est à noter que les barres horizontales 2b, les paliers à roulements 11, les supports de fixation 15a et les rails 18 comprennent des perçages (non représentés sur les Figures) servant à fixer ceux-ci par vissage au châssis principal 2.
  • Il est à noter que les patins à rouleaux 17 et les moyens de serrage 26 comprennent des perçages (non représentés sur les Figures) servant à fixer ceux-ci par vissage aux plaques verticales 13a du châssis secondaire 13, les plaques verticales 13a comprenant également des perçages dont une partie sert à recevoir certains des rouleaux de guidage de papier 5.
  • Il est à noter que les moyens de serrage 23 comprennent des perçages (non représentés sur les Figures) servant à fixer ceux-ci par vissage aux paliers à roulements 11.
  • Ainsi, lorsque le cylindre enclume 3 et le cylindre de découpe 4 ne sont pas en phase de découpe, le moyen de précontrainte 20 et le moyen de précontrainte 21 permettent respectivement de mettre les cylindres 4 et 3 en opposition avec une précontrainte supérieure à l'effort de coupe pendant la phase de coupe. Le moyen de déplacement 9 permet ensuite d'ajuster précisément l'écartement entre les deux cylindres 3 et 4, et donc la profondeur de découpe de la bande de papier 10, la précision de profondeur de découpe étant d'environ +/- 1 micron. Une fois la valeur souhaitée d'écartement entre les deux cylindres 3 et 4 atteinte, les bloqueurs pneumatiques 19 assurent la stabilité de la position du cylindre enclume 3 sous l'effort de coupe. Le moteur 6 et les engrenages 7 et 8 permettent ensuite l'entraînement en rotation des deux cylindres 3 et 4, ce qui permet de réaliser la découpe de la bande de papier 10 qui se déroule en passant entre les deux cylindres 3 et 4.

Claims (13)

  1. Dispositif de découpe rotative de matière (1) comprenant un châssis principal (2) sur lequel sont montés un cylindre enclume (3), des rouleaux de guidage de papier (5), un cylindre de découpe (4) en regard du cylindre enclume (3), ledit cylindre de découpe (4) étant destiné à être appliqué contre une bande de papier (10) positionnée par les rouleaux de guidage de papier (5) sur le cylindre enclume (3), et un moyen d'entraînement en rotation des cylindres (3, 4), caractérisé par le fait que le dispositif de découpe rotative de papier (1) comprend en outre :
    - un moyen de précontrainte (21) du cylindre enclume (3) sur son axe de rotation, dans la même direction que force de découpe appliquée par le cylindre de découpe (4) sur le cylindre enclume (3) en phase de découpe, ledit moyen de précontrainte (21) exerçant une force supérieure à la force de découpe,
    - un moyen de précontrainte (21) du cylindre de découpe (4) sur son axe de rotation, dans la même direction que force de réaction appliquée par le cylindre enclume (3) sur le cylindre de découpe (4) en phase de découpe, ledit moyen de précontrainte (20) exerçant une force supérieure à la force de réaction,
    - un moyen de déplacement (9) du cylindre enclume (3) et/ou du cylindre de découpe (4) l'un par rapport à l'autre, et
    - un moyen de blocage en position du cylindre enclume (3) et/ou du cylindre de découpe (4) l'un par rapport à l'autre en phase de découpe.
  2. Dispositif de découpe rotative de papier (1) selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'axe de rotation du cylindre enclume (3) et l'axe de rotation du cylindre de découpe (4) sont disposés dans un même plan horizontal.
  3. Dispositif de découpe rotative de matière (1) selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé par le fait que le cylindre de découpe (4) est monté rotatif par des paliers à roulements (11) sur le châssis principal (2), et le cylindre enclume (3) est monté rotatif par des paliers à roulements (12) sur un châssis secondaire (13) apte à être déplacé par rapport au châssis principal (2) par le moyen de déplacement (9) de telle sorte que les axes de rotation des deux cylindres (3, 4) en regard restent parallèles.
  4. Dispositif de découpe rotative de matière (1) selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé par le fait que le cylindre enclume (3) est monté rotatif par des paliers à roulements (12) sur le châssis principal (2), et le cylindre de découpe (4) est monté rotatif par des paliers à roulements (11) sur un châssis secondaire (13) apte à être déplacé par rapport au châssis principal (2) par le moyen de déplacement (9) de telle sorte que les axes de rotation des deux cylindres (3, 4) en regard restent parallèles.
  5. Dispositif de découpe rotative de matière (1) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le moyen de précontrainte (20) du cylindre de découpe (4) comprend deux paliers à roulements (22), respectivement un à chaque extrémité (4a, 4b) de l'axe de rotation du cylindre de découpe (4), lesdits paliers à roulements (22) étant aptes à être sollicités dans la même direction que la force de réaction par l'intermédiaire de deux moyens de serrage (23) respectifs fixés au châssis principal (2), chaque moyen de serrage (23) comprenant une vis de serrage (24) fixée au palier à roulements (22) respectif.
  6. Dispositif de découpe rotative de matière (1) selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé par le fait que le moyen de précontrainte (21) du cylindre enclume (3) comprend deux paliers à roulements (25), respectivement un à chaque extrémité (3a, 3b) de l'axe de rotation du cylindre enclume (3), lesdits deux paliers à roulements (25) étant aptes à être sollicités dans la même direction que la force de découpe par l'intermédiaire de deux moyens de serrage (26) respectifs fixés au châssis secondaire (13), chaque moyen de serrage (26) comprenant une vis de serrage (27) fixée au palier à roulements (25) respectif.
  7. Dispositif de découpe rotative de matière (1) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le moyen d'entraînement en rotation comprend un premier moteur électrique (6) apte à entraîner en rotation le cylindre de découpe (4) sur son axe de rotation et un second moteur électrique (6) apte à entraîner en rotation le cylindre enclume (3) sur son axe de rotation.
  8. Dispositif de découpe rotative de matière (1) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le moyen d'entraînement en rotation comprend un moteur électrique (6) apte à entraîner en rotation l'un du cylindre enclume (3) ou du cylindre de découpe (4) sur son axe de rotation, le cylindre enclume (3) portant un engrenage (7) apte à s'engrener pendant la phase de découpe avec un engrenage (8) porté par le cylindre de découpe (4), de telle sorte que l'entraînement en rotation de l'un du cylindre enclume (3) ou du cylindre de découpe (4) dans la phase de découpe provoque l'entraînement en rotation de l'autre du cylindre enclume (3) ou du cylindre de découpe (4).
  9. Dispositif de découpe rotative de matière (1) selon l'une des revendications 3 à 8, caractérisé par le fait que le moyen de déplacement (9) comprend un ou plusieurs moteurs pas-à-pas (14) commandant respectivement une ou plusieurs vis à billes (15) fixées au châssis secondaire (13), le châssis secondaire (13) étant monté mobile sur des patins à rouleaux (17) qui coulissent sur des rails (18) horizontaux portés par le châssis principal (2), perpendiculairement aux axes de rotation du cylindre enclume (3) et du cylindre de découpe (4).
  10. Dispositif de découpe rotative de matière (1) selon l'une des revendications 3 à 9, caractérisé par le fait que le moyen de blocage en position comprend des bloqueurs pneumatiques (19) ou hydrauliques aptes, lors de la phase de découpe, à bloquer en position le châssis secondaire (13) par rapport au châssis principal (2).
  11. Dispositif de découpe rotative de matière (1) selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre un moyen de commande électronique du moyen de déplacement (9).
  12. Dispositif de découpe rotative de matière (1) selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que le cylindre de découpe (4) est magnétique avec une plaque métallique gravée retenue par aimantation sur la surface latérale externe de celui-ci, la plaque métallique gravée portant un motif de coupe de papier.
  13. Dispositif de découpe rotative de matière (1) selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que le cylindre de découpe (4) comporte une surface latérale externe gravée, ladite surface latérale externe gravée portant un motif de coupe de papier.
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