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8Y8TEME DE COUPE ~r7~ L.LE AUTOMATIQUE
La presente invention 8 ~ inscrit dans le domaine de la
coupe longitudinale, aus6i appelee refendage, de maté-
riaux flexibles, tel6 que papier, non-ti66e, film plas-
tique ou f ibre6 de verre. Elle concerne plus particu-
5 liarement un 6y6tème de coupe tangentielle à vitesse
élevée .
Nécaniquement, une unite de coupe est composee d ' une
lame et d'une contre-lame, toutes deux circulaires et
lo montees sur leur support respectif. Le couteau est
l'ensemble forme par la lame et 60n support. La contre-
lame et son support eventuel 60nt appele6 contre-
couteau. L'ensemble constitue d'un couteau et de son
u~eau porte le nom d'unite de coupe. L'ensem-
ble des unites de coupe d'une machine constitue un sys-
tème de coupe. La coupe tangentielle signif ie que la
feuille est tangente au contre-couteau, à l'endroit de
la coupe.
Le domaine de la coupe longitudinale est en perpetuelle
evolution. Les constructeurs augmentent sans cesse les
performances de leurs systemes de coupe pour s'adapter
à la diversif ication continuelle des produits et pour
permettre d ' augmenter la pr~cision et les vitesses de
2 5 coupe .
Les systemes de coupe ~ --ent soit des contre-
couteaux à motorisation independante, soit des anneaux
de coupe montes sur un arbre traversant.
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Sur les machines appartenant aux nouvelles générations,
les problèmes les plus fréquents sont lies à la préci-
sion, la vitesse et la facilite de positionnement aux
largeurs désirées, à la sécurité d'utilisation, ainsi
qu ' à l ' obtention de largeurs de coupe tres étroites .
S' il est aisé de répvlld~a séparément ~ chacun des pro-
blemes énumerés ci-dessus, il est nettement moins évi-
dent de développer de6 systèmes de coupe présentant une
solutivn globale adéquate. Ces problames sont explici-
tés brièvement ci-après.
1) Précision et vitesse de positionnement
Le positionnement est l'opération de réglage des lar-
geurs de coupe. Sur la plupart des machines encore en
fonctiv~ t, le positinnr- s'effectue manuelle-
ment. Cette operation est relativement lente et la pre-
cision que l ' on peut obtenir est limitee. La dexterite
de l'operateur intervient pour beaucoup dans la qualité
du pOsitiDI.ll t.
Si la vitesse de positio --t ne revêt pas trop
d ' importance lorsque le nombre de couteaux est peu
elevé (3 à 5 couteaux~, 60n importance devient deter-
minante lorsque le nombre de couteaux sur une machine
atteint 40, voire même 60 unites. Dans ces cas il n'est
pas rare de devoir immobiliser la machine pendant plu-
sieurs heures pour repositionner les couteaux.
Dans le cas d'anneaux de coupe montés sur un arbre
traversant, le pOsitio~ des unites de coupe pour
atteindre le8 largeurs de coupe desirées ne peut s'ef-
fectuer que manuellement.
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Pour ce faire, il est nécessaire d'ajuster les contre-
lames à la largeur souhaitée et avec les précisions re-
qulses. Pour des précisions inférieures a 1 mm, l'usage
de calibre est in~ r--n~hle.
En plus de ce réglage des contre-lames, il faut encore
venir ajuster le couteau en face des contre-couteaux,
ce qui constitue une opération supplémentaire. Il
existe bien des systemes de positionnement automatique
lorsque les contre-couteaux sont entrainés avec leur
moteur individuel, mais avec de tels systemes, il n'est
pas possible d'atteindre des largeurs de coupe fort
étroites (habituellement + 200 mm).
L'operation de positi, t requiert dans presque
tous les cas un ajustage séparé pour les couteaux et
pour les contre-couteaux car ils ne sont pas reliés
entre eux par une connexion mécanique.
2) Affatage des contre-couteaux
L'affntage des contre-lames pose des problèmes plus
particuliers lorsqu'on est en présence d'un cylindre
rainuré ou d'anneaux de coupe. Dans ces cas, il n'est
guère envisageable de sortir les contre-couteaux de la
machine pour les affllter, car cette opération requiert
beaucoup trop de temps . Dans les autres cas, i 1 est
possible de démonter aisément les contre-couteaux pour
les remplacer par d'autres qui ont été aff~tés en de-
hors de la machine.
Les contre-couteaUx sont par conséquent af f ûtés sur
machine. Cette solution entraine à son tour un lot
d'inconvénients, tels que:
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. la néces6ité d'un outillage dédicacé à la machine
pour affater les cu~ uul.eaux;
. des temps morts machines plus ou moins importants;
la présence dans la machine de f ines ~ mé-
talliques résultant de l'opération d'aff~ltage.
Les opérations habituelles sur les couteaux, à savoir
le réglage de la largeur de coupe t aux contre-cou-
teaux), le remplacement des lames usées et diverses
opérations de maintenance sont des interventions
manuelles sur des éléments très coupants. Il en résulte
malheureusement de ~ ~uses blessures aux mains pour
les opérateurs . L' usage de gants adéquats peut réduire
ce risque mais pas l ' éliminer . De plus, le port de
gants ralentit toutes ces opérations ~e reglage et
d'ajustage des couteaux.
L'idéal est de limiter au maximum les opérations manu-
elles au niveau du système de coupe.
3 ) Largeur minimale de coupe
Une caractéristique qui a pris aussi de plus en plus
d'importance ces dernières années, est la largeur mini-
mum de coupe. Cette distance minimale de coupe repré-
sente la distance la plus proche à laquelle il est pos-
sible de rapprocher les unités de coupe.
Lorsque des largeurs très étroites (< 30 mm) sont né-
cessaires, on installe généralement des cylindres
rainurés. La largeur minimum de coupe dépend principa-
lement de la largeur des couteaux, car s ' il est aisé
d'obtenir des rainures fort rapprochées l'une de l'au-
tre, il est nettement moins facile de construire des
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couteaux fort étroits.
Le6 anneaux de coupe permettent aussi de faibles lar-
geurs de coupe, mais assorties des difficultés de ré-
glage décrites ci-avant.
Dans le cas de la coupe tangentielle, le problème est
d'obtenir des largeurs de coupe aussi faibles que pos-
sible, facilement réglables, ainsi qu'un remplacement
aisé des contre-lames usées. Lorsque chaque contre-
couteau est équipé de son propre moteur d'entraînement,
les dimensions de ce dernier limitent très souvent la
largeur minimale de coupe a ~ 200 mm, ce qui est trop
grand pour toute une série de produits. Les contre-
couteaux à motorisation inrl~r~n(l~nte, même s'ils don-
nent de très bons résultats au niveau de la qualité de
coupe, ne permettent donc pas d'obtenir de faibles lar-
geurs de coupe.
L' invention apporte une solution globale aux problèmes
évoqués plus haut et propose un système de coupe tan-
gentielle à plusieurs unités de coupe indépendantes,
qui permet d'atteindre à la fois une vitesse et une
précision de positi~ élevées et des largeurs de
coupe très faibles, inférieures à 200 mm.
Cet objectif est atteint par un système de coupe tan-
gentielle tel que déf ini dans les revendications .
Le dessin ci-joint montre une vue en perspective, avec
écorché, d'un système de coupe suivant l'invention. Sur
ce dessin, les différents organes sont désignés comme
suit:
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10 Bâti
11 Contre-couteau
12 Axe cannele commun portant les contre-couteaux
13 Unité linéaire
5 14 Chariot
15 Vérin pneumatique
16 Contre-lame
17 Couteau
18 Porte-lame pneumatique à deux ~ ntS
10 19 Lame
20 ChariQt pour couteau
21 Rail de guidage linéaire pour couteaux
22 Pi6ton pneumatique pour la connexion entre cou-
teau et contre-couteau af in d ' as6urer le déplace-
ment simultané des deux éléments de 1 ' unité de
coupe
23 Chambre i~ air de blocage de position
24 Crémaillère
25 Bouton moleté
20 26 Regle graduée
Les contre-couteaux 11 sont montés sur L' axe cannelé
commun 12 qui peut être entraIné en rotation. Les
CUII~ u~l~eaux peuvent coulisser le long de 1 ' axe 12
et leur positionnement se fait automatiquement par
l ' unité de posit i ~nr~ t linéaire 13 sous la commande
d'un dispositif de ~ nd~ comprenant un servo-moteur
ou un moteur pas-a-pas et un contrôleur numérique avec
interface utilisateur et lQgiciels de commande. Le long
de l'unité linéaire 13 coulisse le chariot 14 portant
un vérin pneumatique 15 qui vient positionner chaque
contre-couteau 11 de maniere rapide et précise. Les
couteaux 17 sont montés sur les chariots 20 capables de
coulisser le long des rails de guidage 21 pourvus de
35 roulements a billes. Chaque couteau comporte un porte-
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lame 18 pneumatique a deux ,u"~ Ls et une lame 19,
un piston pneumatique 22 pour solidariser le couteau au
collLL~= c~uu~eau associé afin de permettre le deplacement
lateral simultane des deux elements de l'unite de coupe
et une chambre à air 23 pour bloquer simultanement
toutes les unites de coupe. Un bouton de reglage molete
25 cooperant avec une .:1~ ;llère 24 permet le deplace-
ment manuel rapide, precis et aise de chaque unité de
coupe. La règle graduee 26 permet la mesure automatisée
de la position des unites de coupe.
Les avantages de 1' invention sur le plan de la coupe
sont resumes ci-après.
Le système est capable d'atteindre une précision de po-
sitiu~ de l'ordre de 0,1 mm. Il est possible de
le prevoir sur des machines nouvelles ou de 1 ' adapter
sur des machines existantes jusqu'à 6 m de lart~e. La
vitesse de l'operation de positionnement est environ de
2 0 3 à 5 unites de coupe par minute .
Specialement pour les machines requérant un grand nom-
bre de couteaux, ainsi qu'une précision élevée, l'in-
vention permet de diminuer le temps nécessaire pour
modifier un set-up d'un facteur 5 à 8, tout en augmen-
tant sensiblement la precision.
Les contre-lames pouvant facilement être demontées de
la machine en retirant simplement 1 ' axe cannelé, 1 ' af -
f~itage peut s'effectuer hors machine. L'emploi d'un
arbre cannelé permet de combiner la facilité de rempla-
cement des contre-lames, présentes dans le cas d'une
motorisation individuelle des contre-couteaux, et d' ob-
tenir de faibles distances minimales de coupe compara-
bles à celles obtenues avec des anneaux de coupe.
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Le grand avantage sur le plan de la sécurité est la
suppression de l'intervention manuelle sur les couteaux
pour 1 ' opération de positionnement, cette opération
étant en effet entièrement automatisée. En ef~et, le
piston pneumatique monté sur la tete du couteau permet
de solidariser couteau et ~:ullLLt c uuLeau lors du posi-
tif-nn ~~ t. L'alignement entre la lame et la contre-
lame est ainsi assuré de manière permanente . Il n ' est
donc pas n~c~ ire de vérifier cet ~ n ~ manuel-
lement avant de mettre les couteaux en service.
Une distance minimale de coupe faible jusqu ' à + 50 mm
est obtenue grâce à des rails de guidage étroits et à
l ' axe cannelé pour assurer 1 ' entra~nement en rotation
des ~u~lLLe ~ uuLeaux, ainsi qu'à un design approprie du
systeme automatique de positir~nn L des couteaux pour
qu'il n'y ait pas d'interférences avec cette largeur
minimale de coupe.
