COMPRENANT

Arrière plan de l'invention

Domaine de l'invention

La présente invention concerne un dispositif porte lame à mécanisme de rentrée de lame automatique en fin de coupe et un couteau de sécurité le comprenant.

Dans le cadre de la protection des opérateurs manoeuvrant des couteaux comportant une lame sortant longitudinalement d'un corps de couteau pour la découpe d'objets tels que les emballages, les cartons, les films plastiques, il est connu de disposer la lame sur un porte lame entraîné en déplacement par un dispositif de manoeuvre tel qu'un poussoir et de prévoir des moyens permettant de désengager le poussoir et le porte lame en fin de coupe et en particulier un mécanisme de rétraction de lame automatique lorsque la lame échappe d'un objet à couper.

Arrière plan technologique

II existe de nombreuses réalisations de couteaux munis d'une lame pouvant prendre une position de sécurité dans le corps du couteau et une position de coupe sortie du corps du couteau et comportant un mécanisme de rétraction de lame automatique en fin de coupe et lorsque la lame échappe d'un objet à couper.

Un exemple de couteau de sécurité comportant un dispositif porte lame à mécanisme de rentrée de lame automatique est décrit dans le document EP 1 985 417 A1 . Ce document décrit un couteau comportant un porte lame et un chariot muni d'un poussoir de manoeuvre du porte lame coulissant longitudinalement dans le corps du couteau pour faire sortir la lame portée par le porte lame du corps du couteau.

Dans ce couteau, le porte lame et le chariot sont reliés par un premier élément ressort appliquant une première butée d'entraînement du chariot contre une seconde butée d'entraînement du porte lame, lesdites première et seconde butées étant adaptés à se désengager par rotation du porte lame par rapport au chariot sous un effort de coupe (E).

Brève description de l'invention

La présente invention a pour but de proposer un dispositif porte lame comportant un mécanisme de rentrée de lame compact et adapté pour offrir une bonne garantie de rétraction du porte lame en fin de coupe.

En outre le dispositif de la présente invention est conçu de façon à permettre un fonctionnement sécurisé garantissant la rentée de la lame en fin de coupe même si la lame n'est pas sortie entièrement du couteau, dans le cas notamment où l'opérateur effectue une coupe sans pousser complètement le poussoir.

Pour ce faire la présente invention propose un couteau de sécurité pourvu d'un mécanisme de rentrée automatique de la lame en fin de coupe, comportant un corps, un chariot et un porte lame, le porte lame pouvant coulisser par rapport au corps et au chariot entre une position rétractée de rentrée de la lame et une position avancée de sortie de la lame, caractérisé en ce qu'il est pourvu d'un système tourillons/glissières de guidage du porte lame entre la position avancée et la position rétractée, les tourillons formant en outre un axe de rotation du porte lame adapté à incliner le porte lame selon une position de coupe inclinée par rapport à la direction de sortie de la lame en réponse à un effort de coupe et pour lequel le mécanisme comporte une tige de poussée du porte lame disposé entre le chariot et le porte lame et adaptée, dans une première position, à pousser le porte lame vers l'avant et, dans une seconde position, à désolidariser le porte lame du chariot lors de l'inclinaison du porte lame vers la position de coupe inclinée.

Selon un mode de réalisation avantageux, la tige de poussée est pourvue d'un premier pion et mobile en rotation par rapport au porte lame de sorte que le premier pion soit en prise avec une butée d'arrêt sur le chariot, porte lame en position avancée pour que la tige pousse le porte lame, et le premier pion soit hors de prise avec ladite butée d'arrêt pour désolidariser le porte lame du chariot, porte lame en position de coupe inclinée, de sorte que le porte lame puisse passer, en fin de coupe, de la position de coupe inclinée à la position reculée sous l'action d'un premier ressort de rappel.

Avantageusement, la tige de poussée est montée à bascule et comporte un bras avant et un bras arrière s'étendant de deux côtés opposés d'un axe rotatif sur le porte lame.

Selon un mode de réalisation avantageux, le ratio longueur du bras arrière sur longueur du bras avant définit une amplification du déplacement en rotation d'une extrémité du bras arrière en réponse à un déplacement en rotation d'une extrémité du bras avant lors d'une inclinaison du porte lame sous un effort de coupe. Ainsi, l'angle d'inclinaison du porte lame peut rester limité alors que le premier pion se dégage franchement de sa butée.

Avantageusement, une extrémité distale du bras arrière de la tige de poussée porte le premier pion et une extrémité distale du bras avant porte un second pion, ledit second pion étant reçu dans une rainure du chariot.

Le second pion, retenu par les côtés de la rainure du chariot, et l'axe rotatif, retenu sur le porte lame, sont avantageusement configurés pour causer, lors d'une inclinaison du porte lame par rapport au chariot, une rotation du bras arrière de la tige de poussée par rapport au chariot, rotation qui désengage le premier pion de la butée d'arrêt.

Selon des modes de réalisation particuliers, la butée d'arrêt comprend une languette ou un épaulement d'interdiction du retour du premier pion en engagement avec la butée d'arrêt.

Avantageusement, le premier pion, une fois désengagé de la butée d'arrêt, se retrouve dans un chemin de came ou une gouttière s'étendant jusqu'à une partie arrière du chariot correspondant à une position rétractée du porte lame définissant la position de rentrée de la lame.

Le chemin de came comporte préférablement un profil adapté à ramener le premier pion en alignement avec la butée d'arrêt, porte lame en position rétractée.

Selon un mode de réalisation avantageux, le chariot comporte un poussoir de manoeuvre dépassant du corps au travers d'une ouverture du corps. Le chariot est avantageusement reliée au corps au travers d'un second ressort de rappel du chariot dans une position arrière de repos.

Selon un mode de réalisation particulier, le porte lame est relié au corps au travers du premier ressort de rappel.

Le chariot étant positionné dans une position arrière de repos, le corps comporte préférablement une butée de positionnement du porte lame par rapport au chariot en sorte d'engager le premier pion avec la butée d'arrêt.

Le chariot comporte avantageusement une butée temporaire adaptée à retenir le porte lame en position avancée en présence d'un effort de coupe.

La gouttière est préférablement constituée par une fenêtre du chariot dans laquelle est positionné un bras ressort porteur de la butée d'arrêt.

Selon une première variante les glissières de réception des tourillons sont réalisées par des fenêtres dans le chariot, selon une seconde variante les glissières de réception des tourillons sont réalisées par des rainures dans le corps du couteau.

Brève description des dessins

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront apparents à la lecture de la description qui suit d'un exemple de réalisation non limitatif de l'invention en référence aux dessins qui représentent:

en figure 1 : une vue en perspective éclaté d'un couteau réalisé conformément à l'invention;

aux figures 2A à 2D: des vues schématiques de côté du couteau de la figure 1 selon différentes phases de fonctionnement;

en figure 3: une vue représentant en vue de côté un porte lame et un chariot selon le principe l'invention;

aux figures 4A et 4B: des vues de côté des porte lame et chariot de la figure 4 selon deux positions de fonctionnement;

aux figures 5A et 5B: des vues éclatées d'une variante de réalisation de l'invention;

en figure 6: un détail en perspective coupe du chariot de la variante de la figure 5A;

en figure 7: une vue en perspective du chariot de la variante de la figure 5A. Description détaillée de modes de réalisation de l'invention Un exemple de couteau de sécurité réalisé selon l'invention est décrit en éclaté à la fiqurel .

Il comporte un corps de couteau 50, un chariot 10 et un porte lame 20. Le porte lame est inséré dans le chariot qui est adaptée pour coulisser dans le corps 50.

Le porte lame reçoit une lame 1 qui s'étend à l'avant du porte lame.

Le porte lame 20 peut coulisser longitudinalement par rapport au chariot 10 entre une position rétractée de rentrée de la lame et une position avancée de sortie de la lame.

II y a donc un double coulissement, celui du chariot qui approche le porte lame d'une ouverture 53, de sortie de lame du corps de couteau 50, et celui du porte lame dans le chariot qui, en position avancée, réalise la sortie effective de la lame et, en positon rétractée, fait rentrer la lame dans le couteau quelque-soit la position du chariot.

Pour faire sortir la lame du couteau, le chariot comporte un bouton de manoeuvre ou poussoir 16 dépassant du corps au travers d'une ouverture 51 du corps.

Ce poussoir, actionné par l'opérateur, permet de déplacer le chariot vers l'avant du corps de couteau où se trouve l'ouverture 53 de sortie de la lame.

Le porte lame est rappelé en arrière par un premier ressort 40, le chariot étant rappelé dans une position arrière de repos par un second ressort 60.

Les premier et second ressorts sont fixés sur des moyens de retenue disposés sur le corps du couteau.

Le porte lame comporte des tourillons 21 formés par des pions cylindriques alignés selon un axe commun perpendiculaire au mouvement de coulissement du porte lame et disposés en partie inférieure arrière du porte lame, ces tourillons étant définis comme des parties cylindriques autour desquelles le porte lame est susceptible d'avoir un mouvement de rotation.

Ces tourillons se déplacent dans des glissières 1 1 réalisées sur le chariot dans l'exemple des figures 1 à 4B.

Une tige de poussée à bascule 30 dont la fonction sera vu plus loin vient s'articuler sur le porte lame au moyen d'un axe rotatif 22 et d'un logement 35, l'axe étant ici sur le porte lame et le logement sur la tige de poussée, cette configuration pouvant toutefois être inversée dans le cadre de l'invention.

La tige de poussée 30 comporte un bras avant 33 et un bras arrière 32 s'étendant de deux côtés opposés du logement 35 pour l'axe rotatif 22 sur le porte lame.

Une extrémité distale du bras arrière 32 de la tige de poussée 30 porte un premier pion 31 et une extrémité distale du bras avant 33 porte un second pion 34, ledit second pion étant reçu dans une rainure 13 du chariot.

Les figures 2A à 2D représentent des étapes du fonctionnement d'un couteau selon l'invention et en particulier permettent de visualiser le coulissement du porte lame 20 dans le chariot entre une position avancée de sortie de la lame et une position rétractée de rentrée de la lame.

Le coulissement entre la position de sortie de la lame et la position de rentrée est réalisé au moyen d'un mécanisme de rentrée automatique de la lame en fin de coupe.

En figure 2A, la lame est sortie par la poussée sur le poussoir 16 du chariot 10 qui entraîne le porte lame par l'engagement du premier pion 31 avec la butée d'arrêt 12. Porte lame en position avancée, le premier pion 31 est en prise avec la butée d'arrêt 12 du chariot.

En figure 2B, sous l'action d'un effort de coupe E le porte lame pivote d'un angle a autour d'un axe constitué par les tourillons 21 en butée dans les glissières 1 1 .

Ce pivotement désengage le premier pion 31 de la butée d'arrêt 12, le pion 31 se trouvant alors en engagement avec une butée temporaire 101 de sorte que la lame reste en engagement avec l'objet à couper.

Une fois l'effort de coupe annulé, le pion se désengage de la butée temporaire et le porte lame recule sous l'action du ressort de rappel 40 ce qui fait rentrer la lame dans le corps du couteau même si le chariot est toujours poussé par l'opérateur appuyant sur le poussoir 16. Cette position de rentrée de la lame chariot avancé correspond à la figure 2C.

Enfin, lorsque l'opérateur relâche le chariot 10, ce dernier revient en position reculée selon la figure 2D et le porte lame se remet dans la position de départ pour laquelle le premier pion 31 est en engagement avec la butée d'arrêt 12.

Le mécanisme est donc principalement réalisé au moyen de la tige de poussée à bascule et d'une butée d'arrêt 12 de retenue du porte lame en position avancée, en prise dans ladite position avancée avec le premier pion 31 de la tige de poussée 30.

La butée d'arrêt est réalisée au moyen d'une languette flexible 12a dans le mode de réalisation des figures 1 à 4B.

Selon le mode de réalisation de la figure 1 , le porte lame et le chariot comportent un système tourillons/glissières 1 1 , 21 de guidage du porte lame entre la position avancée et la position rétractée lors du coulissement du porte lame.

Deux tourillons, l'un à gauche et l'autre à droite du porte lame coulissent dans deux glissières 1 1 de chaque côté du chariot 10.

Les tourillons 21 forment en outre un axe de rotation du porte lame que le porte lame soit totalement avancé ou dans une position d'avancée intermédiaire.

De ce fait, le porte lame est adapté à s'incliner vers l'arrière en réponse à un effort de coupe par rotation autour de l'axe constitué par les tourillons dans les glissières 1 1 pour prendre une position de coupe inclinée selon un angle a représenté à la figure 2B.

Lors de l'inclinaison du porte lame 20, 20', la tige de poussée 30 a un mouvement de bascule autour de son axe de rotation 22 sur le porte lame comme représenté en figure 3 où le porte lame et le chariot sont représentés séparés.

La position de départ de la tige de poussée est représentée en pointillés selon l'angle β et au départ le premier pion est à la position repérée 31 a.

Le mouvement de bascule de la tige de poussée est causé par la rotation de l'avant du porte lame par rapport au chariot qui induit une rotation du bras portant le second pion 34 retenu dans la rainure 13 du chariot par rapport à l'axe 22.

Dans ce mouvement de levier, le premier pion 31 se déplace lui même en rotation autour de l'axe 22 selon l'angle β selon un mouvement amplifié par l'effet bras de levier de la tige de poussée. La position d'arrivée du premier pion est repérée 31 b.

De ce fait, le premier pion 31 se désengage de la butée d'arrêt 12. Le ratio longueur du bras arrière 32 sur longueur du bras avant 33 définit l'amplification du déplacement en rotation de l'extrémité du bras arrière en réponse au déplacement en rotation de l'extrémité du bras avant lors de l'inclinaison du porte lame sous un effort de coupe.

Cette amplification permet comme représenté en haut de la figure 3 un dégagement franc du pion 31 par rapport à la butée 12 tout en conservant un angle a réduit et donc un petit déplacement du second pion.

Le mécanisme de rentrée automatique du porte lame en fin de coupe est basé sur l'utilisation de la tige de poussée 30 disposée entre le chariot et le porte lame et conçu pour désolidariser l'ensemble lors de l'inclinaison du porte lame en position de coupe inclinée. Cette désolidarisation se fait selon l'exemple par la sortie d'engagement du premier pion avec la butée d'arrêt, porte lame en position de coupe inclinée, de sorte que le porte lame peut reculer sous l'action du premier ressort de rappel 40 disposé entre le porte lame et le corps du couteau en fin de coupe lorsque l'effort sur la lame est relâché..

Selon l'exemple de la figure 1 , la butée d'arrêt est associée à une languette 14 d'interdiction du retour du premier pion 31 en engagement avec la butée d'arrêt 12.

Les figures 4A et 4B de l'exemple de réalisation de la figure 1 représentent de manière agrandie le fonctionnement du dispositif dans la phase de retour du porte lame en position rétractée arrière. En figure 4A le premier pion 31 est désengagé de la butée d'arrêt, le porte lame étant en position inclinée selon l'angle a sous l'action de l'effort de coupe et les ressorts 40, entre le porte lame et le corps de couteau et 60, entre le chariot et le corps du couteau, sont tendus.

Lorsque l'effort de coupe s'annule, le porte lame, dont le premier pion 31 n'est plus retenu, recule pour prendre la position arrière de la figure 4B où le pion 31 est en fin de course arrière dans le chariot 10 et où le ressort 40 est détendu.

Dans son mouvement de recul, le pion 31 est guidé dans un chemin de came 15 s'étendant jusqu'à une partie arrière du chariot correspondant à une position rétractée du porte lame définissant la position de rentrée de la lame.

Le chemin de came 15 comporte un profil adapté à ramener le premier pion 31 en alignement dans un axe longitudinal A du couteau avec la butée d'arrêt 12, porte lame 20 en position rétractée. La butée temporaire 101 représentée à la figure 2A permet de maintenir la lame avancée tant que la lame est en position de coupe même si l'effort de coupe est faible, le pion étant en appui arrière contre la butée temporaire comme représenté en figure 2B.

Par contre dès que la lame est ressortie du matériau à couper, le porte lame peut revenir en positon non inclinée sous l'action de la traction du ressort 40.

Ce ressort est notamment disposé par rapport à l'axe constitué par les tourillons 21 , 21 ' en sorte de rappeler le porte lame depuis la position inclinée vers une position dans l'alignement du chariot. Ceci fait sortir le premier pion de la butée temporaire et reculer le porte lame en position rétractée de rentrée de la lame.

Pour manœuvrer le couteau, le poussoir 16 dépasse du corps au travers d'une ouverture 51 du corps. Ce poussoir, solidaire du chariot 10, 10', permet de le pousser en position avancé. Le second ressort 60 de rappel du chariot dans une position arrière de repos agit à rencontre de la poussée sur le poussoir 16.

Comme vu précédemment, le porte lame 20 est relié au corps 50 au travers du premier ressort de rappel 40.

Lorsque le chariot 10 est positionné dans une position arrière de repos sous l'action du second ressort de rappel 60, le corps comporte une butée 52 qui stoppe le porte lame dans son recul sous l'action du premier ressort 40 et permet la mise du porte lame en position avancée par rapport au chariot et l'engagement du premier pion avec la butée d'arrêt 12 comme représenté en figure 2D.

En d'autres termes, le chariot recule par rapport au porte lame d'une distance suffisante pour que le pion revienne en engagement avec la butée d'arrêt.

L'exemple représenté aux figures 5A à 7 correspond à une variante de l'invention qui permet notamment de réduire la largeur et la hauteur du couteau.

En effet, en premier lieu, dans cette variante, le chariot n'entoure pas le porte lame latéralement mais vient à cheval sur ce porte lame ce qui réduit la largeur du couteau.

En outre, les tourillons du porte lame sont reçus dans des glissières 1 1 ' du corps de couteau au lieu de glissières du chariot ce qui permet de réduire la hauteur du chariot et donc du couteau. Une différence par rapport au mode de réalisation précédent est que la butée 12' est portée par un bras flexible 12b dans le mode de réalisation des figures 5A à 7

Selon ce mode de réalisation, le bras flexible 12b portant la butée 12' équivalente à la butée 12 est représenté en perspective coupe à la figure 6. La butée 12' est constituée par un épaulement en bout du bras, un capot 12c recouvrant la butée restant en appui sur le premier pion 31 pour maintenir le bras en contrainte tant que le premier pion est en appui contre la butée d'arrêt.

Selon la figure 5A, les glissières 1 1 ' sont en outre réalisées non pas par des lumières sur le chariot mais par des rainures dans deux demi-coques formant le corps du couteau reçoivent la paire de tourillons 21 ' du porte lame.

Les tourillons dans ce cas coulissent dans la paire de glissières sur le corps de couteau.

Ceci est plus simple à réaliser pour un couteau dont le corps 50' est courbe mais ne change pas le principe de l'invention puisque le porte lame 20' s'incline vers l'arrière par rapport au chariot 10' de la même façon que dans le mode de réalisation précédent en position de coupe lors de la rotation du porte lame autour de l'axe constitué par les tourillons 21 retenus dans les glissières 1 1 ' en fin de glissières ou avant la fin des glissières.

Dans le mode de réalisation de la figure 6, le bras 12b comprend un épaulement d'interdiction du retour du premier pion 31 en engagement avec la butée d'arrêt 12' réalisé par une face latérale 12d du bras 12b. Cet épaulement a le même usage que la languette 14 du mode de réalisation précédent tout en étant plus aisé à fabriquer.

Dans ce dernier mode de réalisation, lorsque le pion se déplace et sort de son engagement avec la butée 12', il se dégage du capot 12c ce qui supprime la contrainte de flexion du bras et lui permet de revenir dans une position de repos dans laquelle le pion 31 bute latéralement contre la face latérale 12d du bras et ne peut revenir en engagement avec la face 12' de butée d'arrêt.

Dans cette position, le pion ne retient plus le porte lame en avant et ce dernier recule sous l'action du ressort de rappel 40 dès que le premier pion sort de son engagement avec la butée temporaire 101 ' réalisée dans le chariot 10'. Une fois passé la butée temporaire 101 ' adaptée à retenir le porte lame en position avancée tant que l'effort de coupe est présent, le pion se retrouve ici libre de reculer dans une gouttière constituée par la fenêtre 102 du chariot 10' dans laquelle est positionné le bras 12b porteur de la butée d'arrêt 12 comme représenté en figure 7.

Une fois le porte lame en position reculée c'est à dire lorsque les tourillons 21 ' se retrouvent en partie arrière des glissières 1 1 ', une butée 52' assure que le porte lame 20' se positionne parallèlement au chariot de sorte que la tige de poussée se retrouve en alignement avec la butée 1 1 .

Un des aspects importants de l'invention est que la tige de poussée est une pièce montée à bascule entre le chariot et le porte lame et que son basculement angulaire est contrôlé par le déplacement de rotation du porte lame par rapport au chariot. Il s'agit d'un mouvement continûment contraint pour lequel la tige de poussée prend des positions définies par la rotation de la tige sous l'action de la rotation du porte lame contrairement par exemple à un dispositif où un ressort entre le porte lame et le chariot est mis en contrainte puis libéré par un déplacement relatif supplémentaire vers l'avant du porte lame par rapport au chariot.

En outre, lorsque le porte lame est lié au chariot au moyen de la tige de poussée, le porte lame est solidaire du chariot de sorte que le porte lame ne peut pas avancer par rapport au chariot.

L'invention n'est pas limitée aux exemples représentés et englobe des variantes de dispositifs à tiges de poussée ente un chariot et un porte lame entrant dans le champ des revendications et notamment il est possible d'utiliser des caractéristiques de réalisation du premier mode de réalisation décrit avec le second et vice-versa. Par exemple, il est possible d'utiliser la caractéristique selon laquelle les glissières de réception des tourillons sont sur le corps avec un dispositif butée et languette d'arrêt du type du premier mode de réalisation.