Titre de l'invention : Elément modulaire de support de coupe à aspiration d'une machine de coupe automatique de matériaux en feuilles

Domaine Technique

La présente invention est relative à un support de coupe à aspiration pour machine de coupe automatique de matériaux en feuilles, notamment de matériaux textiles, à l'aide d'une lame vibrante pénétrant dans le support de coupe. Elle concerne plus précisément un élément modulaire destiné à former un tel support de coupe.

Technique antérieure

Un domaine d'application de l'invention est celui de la découpe automatique de piles ou de matelas de feuilles de matériaux, notamment de matériaux textiles, à l’aide d'une lame vibrante pénétrant dans un support de coupe à aspiration.

Typiquement, une machine de coupe à lame vibrante comprend notamment un convoyeur de coupe qui sert à entraîner la pile de feuilles durant l'opération de coupe. Ce convoyeur de coupe est logé dans un caisson à l'intérieur duquel est établie une forte dépression afin de maintenir immobiles les feuilles de matériau à découper durant l'opération de coupe.

Dans ce type de machine, le convoyeur de coupe sert également de support de coupe pénétrant pour la lame vibrante. Il est en effet bien connu de rendre le support de coupe pénétrable par la lame de sorte que durant l'opération de coupe, la lame puisse non seulement traverser complètement le matériau à couper, mais également s'étendre vers le bas au-delà de la surface de support et dans le lit de matériau fournissant une telle surface.

Pour ce faire, le support de coupe est généralement constitué d'un assemblage de pavés entraînés par une courroie. Plus précisément, chaque pavé comprend une pluralité de poils montés sur une semelle en plusieurs rangées parallèles, chaque poil ayant une tête formant le support pour le matériau en feuilles à découper. Des canaux transversaux sont pratiqués au travers de la semelle pour permettre le passage de l'air d'aspiration. Ces pavés permettent ainsi de supporter le matériau à découper sous aspiration tout en pouvant être pénétrés par la lame de coupe.

Les pavés de support de coupe sont le plus souvent obtenus par moulage de matière plastique. Le moulage permet d'obtenir un pavé en une seule pièce avec la semelle et l'ensemble des poils de celui-ci. Pour assurer le démoulage d'une telle pièce, il est nécessaire que les poils, qui ont généralement une forme conique ou cylindrique, présentent un diamètre en tête plus petit que le diamètre en pied. On pourra notamment se référer au document US 4,205,835 qui décrit un exemple de réalisation d'un tel pavé de support de coupe.

Or, la pointe des lames de coupe étant biseautée, l'interférence entre la lame et les poils est favorisée par la conicité des poils associée à leur flexibilité, ce qui peut entraîner des coupes partielles ou totales de poils. La position en hauteur de cette découpe est directement liée à la conicité des poils et de la lame ou de la position de la lame par rapport à la génératrice des poils rencontrés par la lame.

Par ailleurs, la nécessité d'avoir des poils dont le pied présente un diamètre plus grand que la tête a pour inconvénient de limiter l'espace sur la semelle pour pratiquer les canaux de passage de l'air d'aspiration, ce qui réduit d'autant la capacité d'aspiration du support de coupe.

Exposé de l'invention

L'invention a donc pour but de proposer un support de coupe qui ne présente pas les inconvénients précités.

Conformément à l'invention, ce but est atteint grâce à un élément modulaire de support de coupe à aspiration d'une machine de coupe automatique par lame de matériaux en feuilles, comprenant une pluralité de poils arrangés selon une même et unique ligne, au moins certains poils ayant chacun un pied solidaire d'une semelle destinée à être montée sur un support, une tête opposée au pied sur laquelle est destinée à reposer un matériau en feuilles à découper, et une tige reliant la tête au pied et dont la plus grande section droite est strictement incluse dans la plus grande section droite de la tête, la semelle comprenant, au niveau de chacune de ses faces latérales, une pluralité de canaux transversaux pour le passage de l'air d'aspiration faisant communiquer une face supérieure de la semelle à partir de laquelle s'étendent les poils avec une face intérieure opposée à la face supérieure.

Par « section droite », on entend ici une section réalisée perpendiculairement à l'axe du poil. De plus, par « strictement incluse », on entend ici que tous les points de la plus grande section droite de la tige de chaque poil sont inclus (ou englobés) dans la plus grande section droite de la tête du poil mais qu'au moins un point de la plus grande section droite de la tête n'est pas inclus dans la plus grande section droite de la tige. Par exemple, lorsque la tête et la tige du poil ont chacun une section droite circulaire, cette condition équivaut à ce que la section droite de la tête présente un diamètre strictement supérieur à celle de la tige.

L'invention est remarquable en ce qu'elle permet de réaliser les supports de coupe par le montage d'une pluralité d'éléments modulaires sur au moins un support. Comme chaque élément modulaire comprend des poils arrangés selon une même et unique ligne, il est possible de donner à au moins certains poils une tête présentant une section droite englobant une section droite de la tige, tout en conservant la faculté de fabriquer ces éléments modulaires par moulage en une seule pièce avec leur semelle et leurs poils. Une telle forme géométrique des poils présente l'avantage de limiter les interactions entre la pointe de la lame de coupe et les poils en tangence.

De plus, la surface de support offerte par ces éléments modulaires est meilleure du fait que la tête des poils présente une section droite plus grande que celle des tiges. En outre, en diminuant la section droite des tiges et pieds des poils, il est plus aisé d'augmenter le diamètre des canaux transversaux pour le passage de l'air d'aspiration, et ainsi d'améliorer la porosité à l'air de la semelle afin de conserver un maximum d'aspiration et de limiter les pertes de charge.

Un autre avantage lié à la réalisation des supports de coupe par le montage d'une pluralité d'éléments modulaires selon l'invention réside dans la possibilité de pouvoir proposer des supports de coupe différenciés par lame de coupe, métiers, etc.

De préférence, la semelle comprend en outre, au niveau de chacune de ses faces latérales, au moins un canal longitudinal s'étendant entre les extrémités longitudinales de la semelle et communiquant avec les canaux transversaux afin de répartir de façon homogène l'air d'aspiration dans les canaux transversaux. Cette caractéristique permet de rendre l'aspiration de l'élément modulaire plus homogène sur toute la surface de la semelle.

De préférence également, la semelle comprend en outre, au niveau de chacune de ses faces latérales, au moins un organe d'assemblage mécanique avec un autre élément modulaire.

Dans ce cas, chaque organe d'assemblage mécanique peut comprendre au moins un ergot faisant saillie par rapport à une face latérale de la semelle et destiné à venir s'emboîter dans un évidement correspondant d'un organe d'assemblage d'un élément modulaire adjacent, et un évidement en retrait par rapport à la face latérale de la semelle et destiné à venir recevoir par emboîtement un ergot correspondant de l'organe d'assemblage de l'élément modulaire adjacent.

Au moins certains poils peuvent comprendre une tête ayant une forme de tronc de cône et une tige ayant une forme cylindrique. Dans ce cas, la tête de ces poils peut présenter une forme de tronc de cône ayant une section droite circulaire du côté intérieur qui est supérieure à celle du côté extérieur. Alternativement, la tête de ces poils peut présenter une forme de tronc de cône inversé ayant une section droite circulaire du côté extérieur qui est supérieure à celle du côté intérieur.

Alternativement, au moins certains poils peuvent présenter une tige et une tête ayant une section droite de forme polygonale, par exemple une tige de section droite de forme hexagonale et une tête de section droite de forme octogonale.

La semelle peut comprendre en outre une attache à chaque extrémité longitudinale pour l'assemblage de l'élément modulaire sur un support, et deux doigts faisant saillie vers l'intérieur et jouant le rôle de centreurs sur le support.

Les canaux transversaux peuvent avoir une section droite de forme semi-circulaire de façon à former des passages transversaux de forme cylindrique lorsqu'un autre élément modulaire est monté contre ledit élément. Les poils d'un même élément modulaire peuvent être arrangés selon une ligne droite formant une unique rangée de poils. Alternativement, les poils peuvent être arrangés selon une ligne brisée formant deux rangées parallèles de poils.

L’élément modulaire peut comprendre au moins deux poils dont les têtes respectives présentent des formes différentes.

L'invention a également pour objet un support de coupe à aspiration pour machine de coupe automatique de matériaux en feuilles comprenant une pluralité d'éléments modulaires tels que définis précédemment et montés sur au moins un support.

Les éléments modulaires peuvent être montés sur le support de sorte à obtenir un alignement des poils ordonné. Alternativement, des éléments modulaires peuvent être montés sur le support de sorte à obtenir un alignement des poils en quinconce. Encore alternativement, certains éléments modulaires sont montés sur le support de sorte à obtenir un alignement des poils ordonné et certains autres éléments modulaires sont montés sur le même support de sorte à obtenir un alignement des poils en quinconce.

De préférence, la distance entre deux poils adjacents est supérieure à la plus grande dimension de la section droite de la tige des poils. Cette caractéristique permet d'éviter qu'un poil coupé venant au fond du pavé ne vienne écarter les poils autour.

Brève description des dessins

[Fig. 1] La figure 1 est une vue en perspective d'un pavé de support de coupe selon un mode de réalisation de l'invention (configuration dite « ordonnée »).

[Fig. 2] La figure 2 est une vue en perspective d'un élément modulaire pour l'obtention du support de coupe de la figure 1.

[Fig. 3] La figure 3 est une vue de face de l'élément modulaire de la figure 2.

[Fig. 4] La figure 4 est une vue de côté de l'élément modulaire de la figure 2.

[Fig. 5] La figure 5 est une vue en perspective d'un pavé de support de coupe selon un autre mode de réalisation de l'invention (configuration dite « en quinconce »).

[Fig. 6] La figure 6 est une vue partielle et de dessus du pavé de support de coupe de la figure 5. [Fig. 7] La figure 7 est une vue en perspective d'un élément modulaire pour l'obtention du pavé de support de coupe de la figure 5.

[Fig. 8] La figure 8 est une vue d'une tête de poil d'élément modulaire selon une variante de réalisation.

[Fig. 9] La figure 9 est une vue en perspective d'un élément modulaire selon encore une variante de réalisation de l'invention.

[Fig. 10A] La figure 10A montre une variante d'arrangement des poils d'un même élément modulaire selon l'invention.

[Fig. 10B] La figure 10B montre une autre variante d'arrangement des poils d'un même élément modulaire selon l'invention.

[Fig. 11] La figure 11 est une vue en perspective d'un élément modulaire selon l'invention dépourvu d'organe d'assemblage mécanique.

[Fig. 12] La figure 12 est une vue partielle d'un élément modulaire selon encore une autre variante de réalisation de l'invention.

Description des modes de réalisation

Le convoyeur d'une machine de coupe à lame vibrante permet d'entraîner le matériau à découper durant l'opération de coupe. La partie supérieure du convoyeur sert de support de coupe et la partie inférieure est généralement logée dans un caisson à l'intérieur duquel est établie une forte dépression afin de maintenir immobiles le matériau à découper durant l'opération de coupe.

Le support de coupe à proprement peut être typiquement constitué d'un assemblage d'une pluralité de pavés montés sur une courroie d'entraînement tels que le pavé de support de coupe 2 représenté sur la figure 1.

Ce pavé de support de coupe 2 se compose de l'assemblage entre eux d'une pluralité d'éléments modulaires 4 (par exemple au nombre de onze sur le mode de réalisation représenté par la figure 1). L'assemblage des éléments modulaires entre eux s'effectue par emboîtement de leurs faces latérales respectives comme décrit ci- après. Comme représenté plus précisément sur les figures 2 et 3, chaque élément modulaire 4 selon l'invention comprend une pluralité de poils 6 qui sont alignés selon une même et unique rangée de poils.

Ces poils 6 présentent chacun un pied 8 qui est solidaire d'une semelle 10 commune à l'ensemble des poils, une tête 12 qui est opposée au pied et qui est destinée à servir de support de coupe, et une tige 9 qui relie le pied à la tête.

Par ailleurs, chaque poil 6 présente la particularité de posséder une tête 12 dont la plus grande section droite (c'est-à-dire la plus grande section réalisée perpendiculairement à l'axe principal du poil) englobe la plus grande section droite de sa tige 9. En d'autres termes, la plus grande section droite de la tête est strictement plus grande que la plus grande section droite de la tige 9 (i.e. elle l'entoure en lui étant plus grande).

Par exemple, comme représenté sur la figure 4, lorsque la tête 12 et la tige 9 du poil ont chacun une section droite de forme circulaire, la plus grande section droite de la tête présente un diamètre D qui est strictement supérieur au plus grand diamètre d de la section droite de la tige.

En outre, dans ce mode de réalisation, la tête 12 de chaque poil présente une forme de tronc de cône inversé ayant une section droite circulaire du côté extérieur qui est supérieure à celle du côté intérieur (i.e. la grande base B du tronc de cône est disposée vers l'extérieur de l'élément modulaire et la petite base b du tronc de cône est tournée vers l'intérieur).

Bien entendu, l'invention ne se limite pas à ces formes géométriques particulières pour le poil, sa tête et son pied. Par exemple, il est possible d'imaginer que le pied possède une forme de tronc de cône ou de pyramide à base polygonale et la tête présente une section droite autre que circulaire (carrée, hexagonale, etc.).

Afin de permettre l'assemblage mécanique de plusieurs éléments modulaires 4 entre eux, la semelle 10 de chacun d'entre eux peut comprendre, au niveau de chacune de ses deux faces latérales 10a, 10b, au moins un organe d'assemblage mécanique 13 avec un autre élément modulaire. Par exemple, chacune des faces latérales 10a, 10b de la semelle d'un élément modulaire peut être munie de quatre organes d'assemblage mécanique espacés les uns des autres, à savoir : un organe d'assemblage d'extrémité 13a à chacune de ses extrémités longitudinales 10c, lOd et deux organes d'assemblage centraux 13b positionnés entre ses extrémités longitudinales.

Toujours à titre d'exemple non limitatif, les organes d'assemblage 13 des deux faces latérales d'un élément modulaire peuvent être alignés les uns en face des autres.

Comme représenté plus précisément sur l'exemple de la figure 3, les organes d'assemblage mécanique 13 peuvent comprendre chacun au moins un ergot 14 qui fait saillie par rapport à la face latérale de la semelle et un évidement 16 en retrait par rapport à la face latérale de la semelle, l'ergot et l'évidement étant par exemple positionnés transversalement l'un au-dessus de l'autre.

Lors de l'assemblage mécanique de deux éléments modulaires entre eux, les ergots 14 des organes d'assemblage mécanique de l'un des éléments modulaires viennent s'emboîter à l'intérieur des évidements 16 des organes d'assemblage mécanique de l'autre élément modulaire (et réciproquement) avec un maintien pouvant être assuré par une colle ou par clipsage par exemple. L'assemblage entre eux de plusieurs éléments modulaires permet d'assurer une continuité de la face supérieure de la semelle.

Alternativement, les éléments modulaires pourraient être simplement positionnés les uns à côté des autres sur un pavé ou directement sur un support et maintenus entre eux par un mécanisme adéquat.

Toujours selon l'invention, les deux faces latérales 10a, 10b de la semelle 10 de l'élément modulaire comprennent chacune une pluralité de canaux transversaux 18 qui font communiquer la face extérieure de la semelle (c'est-à-dire la face à partir de laquelle s'étendent les poils) avec sa face intérieure (c'est-à-dire la face opposée à la face extérieure).

Ces canaux transversaux 18 qui sont avantageusement régulièrement répartis sur toute la longueur de la semelle permettent de donner une porosité à la semelle en permettant à l'air d'aspiration de passer au travers de la semelle. A titre d'exemple, les canaux transversaux 18 peuvent présenter chacun une section droite de forme semi-circulaire de façon à former des passages transversaux de forme cylindrique lorsque deux éléments modulaires sont montés l'un contre l'autre.

Bien entendu, il est possible d'envisager une forme différente pour la section droite des canaux transversaux, par exemple une forme elliptique, polygonale ou autre.

Selon une disposition avantageuse, la semelle 10 de l'élément modulaire comprend en outre, au niveau de chacune de ses deux faces latérales 10a, 10b, un canal longitudinal 20 qui s'étend entre ses deux extrémités longitudinales 10c, lOd et qui communique avec les canaux transversaux 18 afin de répartir de façon homogène l'air d'aspiration dans ces derniers.

A titre d'exemple, le canal longitudinal 20 peut présenter une section droite de forme semi-circulaire de façon à former un passage longitudinal de forme cylindrique lorsque deux éléments modulaires sont montés l'un contre l'autre.

Bien entendu, il est possible d'envisager une forme différente pour la section droite du canal longitudinal, par exemple une forme elliptique, polygonale ou autre.

Selon une autre disposition avantageuse, la semelle 10 de l'élément modulaire comprend en outre au moins une attache 22 en forme de crochet à chacune de ses extrémités longitudinales 10c, lOd, et deux doigts 24 faisant saillie vers l'intérieur de la semelle.

Les attaches 22 en forme de crochets permettent de monter le pavé de support de coupe formé par l'assemblage de plusieurs éléments modulaires sur un support (non représenté) destiné à être monté directement sur la courroie d'entraînement du convoyeur de coupe. Quant aux doigts 24, ils jouent le rôle de centreurs sur le support.

Bien entendu, il est possible d'envisager d'autres formes d'attaches pour permettre de monter les éléments modulaires sur un pavé ou directement sur un support de coupe. Par exemple, ces attaches pourraient avoir une forme de T.

Dans le mode de réalisation des figures 1 à 4, les éléments modulaires sont assemblés au sein d'un même pavé de sorte à obtenir un alignement ordonné des poils, c'est-à-dire que les poils 6 au sein d'un même pavé 2 sont alignés selon les directions longitudinales et transversales.

Dans un autre mode de réalisation représenté par les figures 5 à 7, au moins certains des éléments modulaires d'un même pavé peuvent être assemblés de sorte à obtenir un alignement des poils en quinconce.

Ainsi, dans le pavé 2' représenté sur les figures 5 et 6, les éléments modulaires 4-1 à 4-4 sont assemblés de sorte à obtenir un alignement des poils ordonné, tandis que les éléments modulaires 4'-l à 4'-4 sont assemblés de sorte à obtenir un alignement des poils en quinconce. Bien entendu, d'autres configurations sont possibles en fonction des besoins en mélangeant les deux types d'éléments modulaires.

La figure 7 représente en détails et en perspective un élément modulaire 4' permettant l'obtention d'un assemblage en quinconce des poils au sein d'un même pavé de support.

Par rapport au mode de réalisation des figures 1 à 4, cet élément modulaire 4' se distingue par la forme des canaux transversaux 18' pour le passage de l'air d'aspiration entre la face intérieure et la face extérieure de la semelle 10.

En effet, dans ce mode de réalisation, les canaux transversaux 18' de l'élément modulaire 4' présentent chacun une section droite en forme de double demi-cercle de façon à former des passages transversaux 26 en forme de haricot lorsqu'un autre élément modulaire est assemblé sur ledit élément (voir la figure 6).

Par ailleurs, un canal longitudinal 20' s'étendant entre les extrémités longitudinales de la semelle communique avec les canaux transversaux 18' afin de répartir de façon homogène l'air d'aspiration dans ces derniers.

La figure 8 représente une tête de poil d'élément modulaire selon une variante de réalisation, cette forme de poil pouvant s'appliquer aussi bien aux éléments modulaires du mode de réalisation des figures 1 à 4 qu'à ceux du mode de réalisation des figures 5 à 7.

Dans cette variante de réalisation, la tête 12' des poils 6' possède une forme de tronc de cône ayant une section droite circulaire du côté intérieur qui est supérieure à celle du côté extérieur (i.e. la petite base b_' du tronc de cône est disposée vers l'extérieur de l'élément modulaire et la grande base B_' du tronc de cône est tournée vers l'intérieur).

Dans cette variante de réalisation, la tête 12' présente également une section droite circulaire dont la plus grande section droite (c'est-à-dire au niveau de la grande base B_') présente un diamètre D_' qui est strictement supérieur au plus grand diamètre d_' de la section droite circulaire de la tige 9' du poil.

Par ailleurs, quelle que soit la variante de réalisation des poils des éléments modulaires 4, 4', la tige 9, 9' de chaque poil 6, 6' peut présenter une forme cylindrique entre sa tête 12, 12' et son pied 8, 8'. Bien entendu, toute autre forme est également envisageable (par exemple avec une section droite carrée, polygonale, etc.).

Ainsi, la figure 9 représente encore une autre variante de réalisation d'un élément modulaire 4" de support de coupe dans lequel la tige 9" des poils 6"présente une section droite de forme hexagonale entre la tête 12" et le pied 8". Par ailleurs, dans cette variante de réalisation, la tête 12" présente une section droite de forme octogonale.

Une telle forme générale des poils 6, 6', 6" et la réalisation d'éléments modulaires comprenant des rangées uniques de poils permet de fabriquer ces derniers par moulage en une seule pièce. En particulier, une telle configuration permet de s'affranchir des contraintes de forme de poils que nécessitait le démoulage.

Bien entendu, il est possible d'envisager un autre mode de fabrication des éléments modulaires, par exemple par fabrication additive ou tout autre procédé industriel de fabrication.

On notera encore que tous les poils d'un même élément modulaire n'ont pas nécessairement une tête dont la section droite englobe la plus grande section droite de la tige. Il est en effet possible d'envisager que seuls certains poils d'un même élément modulaire présentent une telle caractéristique, les autres poils de l'élément modulaire ayant une tête de section droite identique à celle de leur tige.

Par ailleurs, les figures 10A et 10B montrent deux arrangements possibles pour les poils 6, 6', 6" d'un même élément modulaire 4, 4'. Sur l'exemple d'arrangement de la figure 10A, les poils d'un même élément modulaire sont arrangés selon une ligne droite L1 formant une unique rangée de poils. En d'autres termes, les axes longitudinaux respectifs des poils sont tous alignés sur une même ligne droite Ll.

Alternativement, sur l'exemple de réalisation de la figure 10B, les poils d'un même élément modulaire peuvent être arrangés selon une ligne brisée (ou en dents de scie) L2 de sorte à former deux rangées de poils RI, R2 qui sont parallèles.

Quelle que soit la variante de réalisation, on notera que l'élément modulaire peut être fabriqué par moulage en une seule pièce.

De même, comme représenté sur la figure 11, l'élément modulaire 4 selon l'invention peut être dépourvu d'organe d'assemblage mécanique. Dans ce cas, les éléments modulaires d'un même support sont simplement positionnés les uns contre les autres sur le même support et maintenus entre eux par un mécanisme adéquat.

La figure 12 illustre, de façon partielle, encore une autre variante de réalisation d'un élément modulaire 4'" de support de coupe dans lequel les têtes des poils ont des formes différentes.

Ainsi, sur l'exemple de réalisation de la figure 12, l'élément modulaire comprend une alternance de poils 6a dont la tête respective 12a possède une forme de tronc de cône dont la grande base est tournée vers l'extérieur et de poils 6b dont la tête respective 12b possède une forme de tronc de cône dont la grande base est tournée vers l'intérieur.

Une telle alternance « en tête-bêche » des têtes de poils a pour avantage d'augmenter la densité apparente de poils, ce qui permet d'accroître le maintien du tissu.

Bien entendu, il est possible d'envisager toute autre configuration possible (avec plusieurs formes différentes de têtes de poils) en fonction des besoins. De même, cette variante de réalisation peut être associée aux autres variantes de réalisation précédemment décrite.