La présente invention concerne un dispositif séparateur destiné à assurer un repérage rigoureux, dans le sens longitudinal, des bandes résultant de la refente d'une nappe dans des rotatives de transformation de papier, de film, ou de tissu, dans les machines de façonnage notamment destinées à la fabrication d'étiquettes.

On sait qu'après l'opération de refente destinée à créer des bandes contiguës dans une nappe de papier, il est souvent nécessaire de positionner de façon positive les différentes bandes entre des joues de séparation prévues sur un cylindre de renvoi. La mise en oeuvre de tels dispositifs écarteurs implique que l'on intervienne sur le réglage de ceux-ci à chaque fois que l'on souhaite modifier soit le nombre soit la largeur des bandes. On sait par ailleurs qu'une telle mise en oeuvre est limitée par la tension de la nappe et/ou par la longueur des brins en entrée et en sortie lorsque l'on souhaite ne pas détériorer le support.

L'écartement des bandes est réalisé la plupart du temps par des cylindres écarteurs ou "cylindres bananes". Ces cylindres sont constitués d'un axe métallique cintré, dont la courbure est parfois réglable en amplitude et en orientation, sur lequel sont montées, en rotation libre les unes à côté des autres, des bagues métalliques. Les bagues sont parfois revêtues d'un manchon élastique en élastomère, qui

permet d'assurer notamment le lissage de la courbure de la surface externe de ces cylindres.

Les cylindres écarteurs de ce type présentent 1'inconvénient de ne pas former une courbe régulière puisque, par construction, ils sont constitués d'une série d'éléments rectilignes adjacents formant ainsi une ligne brisée. Si la courbure de tels cylindres est suffisamment régulière pour permettre d'assurer une séparation dans le sens latéral des bandes de papier elle ne permet pas, par contre, du fait de ce défaut de régularité de leur courbure, de procurer un repérage des différentes bandes les unes par rapport aux autres qui soit parfait dans le sens longitudinal. En effet la largeur des bandes obtenues par la refente n'est pas, tout au moins la plupart du temps, égale à la largeur des différents éléments rectilignes, si bien qu'une bande peut venir en appui sur plusieurs éléments ce qui détruit son repérage rigoureux dans le sens longitudinal. Or de telles machines doivent assurer un parfait alignement dans le sens longitudinal pour des bandes de largeur quelconque sans aucun recalage mécanique.

Un tel repérage relatif des bandes les unes par rapport aux autres dans le sens longitudinal est important lorsque l'on souhaite découper ces bandes de façon à constituer des éléments de petites dimensions, tels que par exemple des étiquettes. Pour assurer une telle découpe, on sait que l'on doit découper dans le sens transversal les bandes précédemment écartées. Cette découpe est réalisée la plupart du temps par un

seul et même ciseau transversal qui découpe à la fois les étiquettes des différentes bandes sur toute la largeur de la nappe. On comprend dans ces conditions, que le moindre décalage dans le sens longitudinal d'une bande par rapport à l'autre aurait pour effet de se traduire au niveau de la découpe par une erreur, soit en plus soit en moins par rapport à la cote nominale de chacune des étiquettes découpées. C'est pourquoi dans l'état antérieur de la technique, cette découpe transversale est habituellement effectuée sur des bandes qui n'ont pas été écartées les unes des autres.

La présente invention a pour but de proposer un dispositif séparateur permettant d'obtenir, après la refente d'une nappe et l'écartement des bandes formées, un positionnement longitudinal rigoureux de celles-ci les unes par rapport aux autres, permettant leur découpe transversale précise par un ciseau transversal unique.

La présente invention a ainsi pour objet un dispositif de séparation de bandes, notamment de bandes de papier ou de carton, obtenues après la refente d'une nappe, du type comportant deux cylindres séparateurs courbes, ou "cylindres bananes", à savoir un cylindre amont supérieur et un cylindre aval inférieur, la nappe prenant appui sur la partie supérieure du cylindre amont et sur la partie inférieure du cylindre aval, caractérisé en ce que les deux cylindres séparateurs amont et aval sont de même diamètre et leurs axes longitudinaux sont contenus dans des plans parallèles sensiblement verticaux perpendiculaires aux surfaces

respectives de la nappe en entrée et en sortie des deux cylindres séparateurs, la concavité de chacun de ceux- ci étant orientée vers le haut, la courbure de chacun desdits cylindres étant telle que toute perpendiculaire abaissée d'un point quelconque de l'axe longitudinal de chacun des cylindres, sur l'axe longitudinal de l'autre cylindre, est de même longueur.

Dans un mode de mise en oeuvre de l'invention, les éléments de la nappe en entrée et en sortie sont en appui respectifs sur des cylindres droits, respectivement disposés en amont et en aval des cylindres séparateurs amont et aval, les distances respectives de ces cylindres droits auxdits cylindres séparateurs amont et aval étant importantes en comparaison de la flèche de chaque cylindre séparateur.

Dans un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, les courbures de chacun des deux cylindres séparateurs amont et aval sont des arcs de cercle. Ces arcs de cercle peuvent, de façon intéressante, être parfaitement concentriques à un axe fictif situé à l'intersection du plan de symétrie des parties amont et aval de la nappe qui entrent et qui sortent du dispositif, avec un plan parallèle à ces dites parties.

On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel :

La figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif suivant la présente invention.

La figure 2 est une vue schématique, en coupe verticale suivant le plan de symétrie longitudinal de la nappe, du dispositif représenté sur la figure 1.

La figure 3 est une vue schématique en coupe

5 suivant la ligne III-III de la figure 2 d'un mode de mise en oeuvre de l'invention, la nappe n'étant pas en place.

La figure 4 est une vue en coupe transversale à plus grande échelle d'un mode de mise en oeuvre d'un lu cylindre séparateur suivant l'invention.

Les figures 4a et 4b sont des vues schématiques transversales de deux étapes de mise en oeuvre de la variante représentée sur la figure 4.

La figure 5 est une vue transversale schématique

15 d'un mode de mise en oeuvre de la variante représentée sur la figure 4.

La figure 6 est une vue en coupe transversale illustrant un mode de fabrication d'un cylindre séparateur utilisé suivant l'invention.

2ϋ On a représenté sur les figures 1 et 2 une nappe en papier 1 qui est reçue sur un premier cylindre droit 3 qui assure son maintien de façon que des moyens de découpage 5 puissent refendre la nappe 1 afin de constituer sept bandes de papier parallèles et

25 adjacentes 7. Les bandes 7, une fois découpées, prennent appui sur la face supérieure d'un cylindre séparateur amont 9. Le cylindre séparateur amont 9, qui est représenté en détail sur la figure 4, est constitué d'un élément tubulaire qui est courbé en forme d'arc de

30 cercle de rayon r, la concavité de ce cylindre étant

tournée vers le haut et étant contenue dans un plan P vertical, de préférence perpendiculaire au plan de la nappe 1. Le passage des bandes parallèles et adjacentes 7 sur le cylindre banane 9 assure, dans un mode de mise en oeuvre, l'entraînement en rotation de celui-ci et, de façon connue, la séparation et l'écartement des bandes 7 de sorte qu'en sortie du cylindre séparateur amont 9 les bandes de papier 7 ne sont plus parallèles mais sont écartées angulairement les unes des autres suivant un angle donné fonction de la courbure du cylindre séparateur 9. La plupart du temps les cylindres séparateurs seront animés d'un mouvement de rotation sous l'action de moyens d'entraînement, bien que dans certains modes de mise en oeuvre l'entraînement soit réalisé par le déplacement des bandes elles-mêmes. Les bandes 7 sont ensuite reçues sur la face inférieure d'un second cylindre séparateur aval 9' sur lequel elles sont en appui. Le cylindre séparateur aval 9 ^• est de même diamètre que le cylindre séparateur amont 9 et est agencé mécaniquement de la même façon que celui-ci. Ce cylindre possède ainsi un rayon de courbure r' , sa concavité étant contenue dans un second plan P" parallèle au plan P et étant également dirigée vers le haut. Le cylindre séparateur aval 9' est disposé à un niveau inférieur à celui du cylindre séparateur amont 9 et toute perpendiculaire abaissée d'un point quelconque Al, A2, ...An de l'axe longitudinal W ou WW' de chacun des cylindres séparateurs sur l'axe longitudinal de l'autre cylindre séparateur possède une même longueur.

Les bandes 7 après passage sur le cylindre aval 9' ressortent de celui-ci parallèles entre elles et écartées les unes des autres d'une distance e. En sortie du cylindre séparateur aval 9 ' , les bandes 7 prennent appui sur un second cylindre droit 11 qui permet d'assurer leur tension, et la partie aval l' de la nappe est parallèle à sa partie amont 1.

Comme représenté sur la figure 3, les cylindres séparateurs amont 9 et aval 9' possèdent des flèches respectives f et f' qui sont fonction de l'écartement e que l'on souhaite conférer aux bandes 7.

Suivant l'invention la longueur hι,h2,...h _n de chaque perpendiculaire A _j _B _] _, A2B2,--«A _n B _n abaissée de l'axe longitudinal W du cylindre séparateur 9 sur l'axe longitudinal w ' de l'autre cylindre séparateur 9' possède une valeur constante. De préférence, la distance longitudinale a séparant le premier cylindre droit 3, du cylindre séparateur amont 9 et la distance b séparant le cylindre séparateur aval 9' du second cylindre droit 11, sont importantes en regard des flèches f et f' des cylindres séparateurs 9 et 9 ' . Bien entendu l'on pourrait également utiliser des cylindres 9 et 9 ^* dont la longueur de chaque perpendiculaire abaissée de l'axe longitudinal ww" du cylindre séparateur aval 9' sur l'axe longitudinal W du cylindre séparateur amont serait constante.

De façon particulièrement intéressante, et comme représenté sur la figure 3, les cylindres séparateurs amont 9 et aval 9 ' sont en forme d'arcs de cercles de rayons respectifs r et r'. Ces arcs de cercle sont

parfaitement concentriques à un axe longitudinal fictif uu' situé à l'intersection du plan de symétrie Q des parties amont 1 et aval l' de la nappe qui entrent et qui sortent du dispositif, avec un plan R perpendiculaire au plan Q et parallèle à ces dites parties.

La courbure des cylindres séparateurs 9, 9' peut être obtenue par déformation de cylindres droits monoblocs auxquels on applique, à leurs extrémités respectives, un moment de flexion.

On a ainsi représenté sur la figure 4 un mode de réalisation dans laquelle la courbure de chacun des cylindres amont et aval est obtenue par déformation d'un élément de cylindre rectiligne. Sur la figure 4 un cylindre séparateur 9 est constitué d'un élément tubulaire métallique dont la paroi possède une épaisseur suffisante de l'ordre de 4 à 5 mm, évitant toute ovalisation en cours de travail sous l'effet des efforts de sollicitation de la nappe. Chacune des extrémités de l'élément tubulaire 9 est encastrée dans un manchon 17 qui est disposé à l'intérieur de deux roulements 19 eux-mêmes encastrés dans un élément support 21. A l'origine, comme représenté sur la figure 4a, l'élément tubulaire 9 est rectiligne, et l'on applique ensuite, comme représenté sur la figure schématique 4b, un moment de rotation M à chacun des éléments supports 21, de façon à conférer à l'élément tubulaire 9 la courbure appropriée. La demanderesse a ainsi établi que ce mode de mise en oeuvre permettait d'obtenir, pour chacun des cylindres

séparateurs amont 9 et aval 9' une courbure parfaitement régulière.

On a constaté que la régularité de cette courbure était telle qu'elle permettait d'obtenir un parfait alignement des sept bandes de papier dans le sens longitudinal. C'est-à-dire que, comme représenté sur la figure 1, si l'on réalise en amont du cylindre amont 9, un marquage transversal formant sur les bandes adjacentes 7 une série de segments transversaux alignés suivant une ligne droite LL', on retrouve, en aval du cylindre aval 9 ' , et après séparation transversale des bandes 7, des segments transversaux sur chacune des bandes qui sont également alignés suivant une ligne droite N ' . La présente invention permet ainsi de réaliser le découpage d'un ensemble de bandes préalablement préimprimées et écartées, au moyen d'un couteau transversal unique.

Comme représenté de façon schématique sur la figure 5 le moment de flexion M appliqué à chacun des éléments support 21 disposé aux extrémités des cylindres séparateurs 9 et 9 ^• peut être obtenu en réalisant sur cet élément support une surface chanfreinée 23 qui est inclinée de l'angle a dont on souhaite faire tourner l'élément support 21 par rapport à l'axe longitudinal

W du cylindre séparateur. Des tirants 25 permettent d'assurer le bridage de la surface chanfreinée 23 par rapport à un plan 27 prévu à cet effet sur la machine.

Les cylindres séparateurs du dispositif suivant l'invention peuvent être constitués d'éléments massifs

métalliques ou non. On utilisera ainsi notamment les métaux connus pour une bonne résistance à la fatigue. On retiendra ainsi tout particulièrement les aciers aptes à résister aux sollicitations répétitives tels que les aciers au chrome ou au manganèse. La plupart du temps, les cylindres séparateurs seront avantageusement réalisés sous forme tubulaire.

De tels cylindres séparateurs peuvent également être réalisés à partir de matériaux composites, c'est- à-dire de matériaux constitués de résine renforcée par des fibres, notamment de verre, de carbone ou de "Kevlar".

On a illustré sur la figure 6 un tel mode de mise en oeuvre de l'invention. On utilise pour ce faire un mandrin cylindrique 29 sur lequel on vient enrouler des fibres constituées notamment de carbone, de "Kevlar" ou de verre. La cohésion entre ces fibres est assurée par une résine, notamment une résine époxy. On pourra également faire appel à des fibres préenrobées d'un polymère, qui, après passage dans une buse chauffante, retrouveront leur caractère adhésif, caractère adhésif qui assurera la liaison des fibres entre elles. De préférence, les fibres seront enroulées sur le mandrin 29 en formant un angle θ par rapport à l'axe longitudinal w de celui-ci. L'inclinaison θ des fibres par rapport à l'axe du mandrin 29 permettra de contrôler la direction des caractéristiques mécaniques préférentielles du manchon ainsi constitué. On comprendra que des fibres inclinées sur 1•axe longitudinal W d'un angle θ faible conféreront au

manchon une résistance mécanique preferablement axiale alors que des fibres inclinées d'un angle θ voisin de 90° conféreront au manchon 29 ainsi constitué une résistance préférentielle radiale. Une fois l'enroulement réalisé on ôtera le mandrin du fourreau, cette opération étant éventuellement facilitée par la disposition sur celui-ci d'un élément anti-adhésif.

Afin d'améliorer la régularité de la surface externe de tels manchons, on disposera éventuellement sur leur périphérie un vernis, et notamment un vernis époxy, qui permettra par la suite de rectifier la surface externe du mandrin sans pour autant porter atteinte à l'intégrité mécanique des fibres. Dans le mode de mise en oeuvre décrit précédemment, on fait appel à des cylindres séparateurs constitués d'éléments montés à rotation autour de leur axe longitudinal. Dans un mode de mise en oeuvre suivant 1'invention on peut également utiliser des cylindres séparateurs qui sont fixés à leurs extrémités , le déplacement des bandes découpées se faisant alors par frottement sur la surface externe de ceux-ci. Un tel mode de mise en oeuvre de l'invention, permet, dans certains cas de simplifier la constitution mécanique du système utilisé, au détriment bien entendu de l'usure des cylindres séparateurs.