Brevet FR2241406A1 — publié le 19750321

la présente invention a pour objet-une méthode de fabrication de carton ondulé et la machine à -façonner simple correspondante, qui est un élément dsun équipement de gaufrage. Hie machine à façonner simple est utilisée dans la fabrication- de carton ondulé d'un seul côté. Dans une machine classique, deux cylindres de gaufrage paral lèles eomportent des cannelures s'engrénant qui déforment le matériau d'une feuille de carton provenant d'un rouleau de carton de façon à obtenir des ondulations transversales. Un adésif est appliqué sur les crêtes des cannelures des ondulations du carton, et une feuille de renfort est comprimée dessus gr ace à un cylindre de pression à surface lisse. L'axe longitudinal du cylindre de pression est parallèle à l'axe longitudinal des cylindres de gaufrage. Généralement, le cylindre de pression est maintenu juxtaposé à a périphérie du cylindre de gaufrage inférieur par des moyens exerçant une force élas- tique* par exemple, des ressorts, des cylindres hydrauliques* etc. Le cylindre de gaufrage inférieur est généralement con necté directement au système d'entrainement au moyen d'un réducteur de vitesse et d'un moteur électrique. Conventionnellement, le cylindre de gaufrage supérieur est entraîné par le cylindre de gaufrage inférieur grâce à l'engrenage des cannelures pratiquées sur les surfaces des cylindres.Conventionnellement, le cylindre de pression est entraîné par le eylindre de gaufrage inférieur grâce à n'importe quel moyen approprié tel que engrenage, flottement, etc. Les surfaces des cylindres de gaufrage sont munies de cannelures associées* également espacées. Les cannelures sont couramment appelées cannelures , , C ou-E suivant leurs dimensions et le nombre de cannelures par centimètre du carton ondulé qui est fabriqué par celles-ci. Ia machine selon l'invention est construite de manière à réduire ou atténuer matériellement et de manière importante le haut niveau sonore. de ces machines quand elles sont en-fonctionnement. Cette réduction est obtenue en rendant oblique l'axe longitudnal du cylindre de gaufrage supérieur.Par exemples cette obliquité peut être comprise environ entre 0,20 et 3 , de façon que p;Lus d une canne- lure de chaque cylindre soit en contact afin de transmettre la charge. -En outre, la surface du cylindre de gaufrage supé rieur est convexe et les diamètres d'extrémité sont inférieurs au diamètre du point milieu lorsque le cylindre de gaufrage supérieur n'est pas chargé. Quand une charge normale est ap plique aux extrémités du cylindre de gaufrage supérieur, elle prend une forme concave à l'endroit où les cannelures s'engrè- nent de sorte que, lorsque les cylindres de gaufrage tournent sous l'effet de la pression, l'on obtienne le contact désiré sur la longueur- active des cannelures qui s'engrènent. Si on le désire, le cylindre de gaufrage supérieur peut avoir une surface légèrement concave de façon à obtenir le contact dé siré pour des charges légères. Jusqu'à maintenant, les réa lisateurs des cylindres de gaufrage d'une telle machine con sidéraient comme essentiel que les axes longitudinaux des cylindres soient parallèles. Cette condition était probablement considérée comme essentielle, parce que la charge est transmise d'un cylindre à l'autre aux pieds des cannelures, par comparaison avec les engrenages dans lesquels la charge est transmise sur les flancs des dents. Il est surprenant qu'il ne faille qu'un petit angle d'inclinaison pour réduire le bruit et que cette inclinaison d'un seul cylindre de gau frage n'affecte pas la transmission d'une charge sur les pieds des cannelures des cylindres de gaufrage. L'invention sera mieux com prise en regard de la description ci-aprbs et des-dessins an nexés représentant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - la figure 1 est une vue de côté d'une telle machine, conformément à la présente invention partiellement en coupe. - la figure 2 est une vue simplifiée, en section transversale, de cette machine, en ce qui concerne le cylindre de gaufrage supérieur. " la figure 3 représente schématiquement la disposition axiale relative des cylindres de gaufrage. - la figure 4 est une vue, en section transversale, des moyens pour supporter les extrémités du cylindre de gaufrage supérieur. - la figure 5 est une représentation graphique des cylindres de gaufrage, quand le cylindre supérieur est chargé. En se référant aux dessins en détail, dans lesquels des numéros identiques indiquent des éléments identiques, on a représenté dans la figure 1 une machine à façonner, rep ée dans son ensemble par 10, qui peut titre conventionnelle à l'exception de ce qui suit. Le matériau de carton déroulé 12, à gaufrer, passe sur des premier et second cylindres de guidage soutenus de manière conventionnelle par un bâti 29. Puis, le carton 12 vient en contact avec un pulvérisateur de vapeur 14, qui humidifie le carton, afin de le rendre plus facile à onduler. Ensuite, le carton 12 est envoyé entre le cylindre de gaufrage supérieur 18 et le cylindre de gaufrage infér ieur 20. Pour faciliter la compréhension, le cylindre 18 est au-dessus du cylindre 20. Cependant, ceux qui sont versés dans la-technique se rendront compte que le cylindre 18 peut être tout aussi bien le long du cylindre 20 ou bien au-dessous. Après avoir été gaufré par les cylindres 18 et 20, le carton 12 est retenue sur le cylindre de gaufrage inférieur 20 grâce à un certain nombre de chevrons 22 placés tout le long en des points espacés. Un agent de liaison, somme de I amidon qui peut être rendu adhésif quand il est rendu gélatineux, est appliqué aux sommets des ondulations par un -cylindre applicateur 24 qui tourne en étant partiellement immergé dans la solution d'amidon placée dans un bac 26. Une certaine force peut être exercée sur un cylindre de pression-30, de façon à le rappeler sur le cylindre de gaufrage inférieur 20. Une telle force de rappel sur le cylindre 30 peut ttre obtenue au moyep d'un cylindre hydraulique ou pneumatique ou bien par des moyens. mécaniques. De préférence, le cylindre 30 est supporté sur le bSti 29 par des bras ou biellettes 34 montés de manière à entre mobiles, bras grave auxquels la force de rappel est appliquée. Chatm des cylindres de gaufrage 18 et 20 est creux et peut être chauffé par de la vapeur, de l'huile ou d'autres moyens. Un carton de renfort 28 est disposé autour de cylindres préréchauffeurs 36 et 38 ainsi qu'autour du cylindre de pression 30. Ce carton de renfort 28 est en contact avec l'agent de liaison sur les cannelures et est combiné avec le matériau ondulé 12 en un carton ondulé d'un seul côté. À la place du cylindre 30,n'importe quel dispositif peut être utilisé qui remplit le rôle du cylindre 30.De m0nie, si on le désire, le cylindre 30 peut être bombé. Le cylindre de gaufrage supérieur 18 est rappelé sur le cylindre de gaufrage inférieur 20, dont il peut être écarté et rapproché. Ainsi, pour régler l'intervalle entre les cylindres 18 et 20 pour laisser passer le carton 12, et afin d'appliquer une certaine charge sur le cylindre 18, de façon u'il soit convenablement en contact avec le cylindre 20, le cylindre 18 est supporté par des bras ou biellettes 32 qui à leur tour sont supportés par le bâti 29 grâce à la goupille 33. Le réglage des éléments 32 et l'application -d'une charge sur les extrémités du cylindre 18 peuvent titre obtenus de n'importe quelle manière appropriée, grâce par exemple à des cylindres hydrauliques 37 ou à des moyens mécaniques connectés aux éléments 32. On remarquera que les axes des cylindres 20 et 30 peuvent être parallèles. Sur'la figure 2, on a représenté le cylindre de gaufrage supérieur 18 supporté par les éléments 52, mas non d'un seul tenant à l'échelle. La ligne AB de la figure 3 représente l'axe longitudinal du cylindre de gaufrage inférieur 20, tandis que la ligne CD représente l'axe longitudinal du cylindre de gaufrage supérieur 18. L'angle inclus entre les lignes AB et CD peut varier entre 0,2 et 3 degrés et est appelé iei l'angle alpha. Cette condition d'inclinaison peut être obtenue grâce à un grand nombre de structures, comme des paliers à auto-alignement dans @ un alésage oblique ou mal aligné des éléments 32. Les longueurs effectives des biellettes 32 peuvent ne pas être les mêmes. Sur la figure 4, on a repré- senté un modèle de support de palier 36 dans lequel les extrémités du cylindre de gaufrage supérieur 18 peuvent être supportées par le bâti 29. Les bras ou biellettes 32 compor tept un alésage 38, dans lequel est monté le support de palier 36, lequel contient un palier à auto-alignement. Le support de palier 36 comporte des première et seconde cages 40, 41. La cage extérieure 40 est emmanchée à force ou fixée de toute autre manière dans l'alé- sage 38. les cages extérieures 40, 41 ont leurs surfaces in- curvées qui se correspondent. Une cage intérieure 42 est emmanchée à force ou fixée de toute autre manière sur le touril Ion du cylindre 18. Des paliers 44 en forme de rouleau cylin- drique sont disposés entre la cage intérieure 42 et la cage extérieure 41. En réglant la position des éléments 32,- l'axe longitudinal du cylindre 18 sera incliné à volonté, comme on l'a décrit ci-dessus. L'inclinaison du cylindre 18 est facilitée par la nature auto-accomodante des surfaces associées sur les cages 40, 41.La surface périphérique du cylindre -de gaufrage supérieur t8 est convexe, les diamètres d'extrémité 46, 48 étant plus petits que le diamètre 50 au point milieu, d'une quantité comprise approximativement entre 0,25 et 1,75 mm. Les cannelures du cylindre de gaufrage supérieur 18 sont hélicoïdales, et inclinées par rapport à l'axe longitudinal du cylindre 18, de façon à être rigoureusement parallèles aux cannelures du cylindre de gaufrage inférieur 20. Ainsi, l'angle d'inclinaison entreles cannelures du cylindre 18 et l'axe longitudinal du cylindre 18 est égal à l'angle d'inclinaison alpha. Les surfaces de cannelure en contact sur les cylindres 18 et 20 sont perpendiculaires au sens de déplacement du carton 12 ; de cette manière les ondulations qui y sont produites seront perpendiculaires aux bords latéraux du rouleau 35. Un bombement est obtenu sur le cylindre supérieur 18 grâce aux différents diamètres 46, 48, 50 (voir la figure 2). Quand une charge est appliquée sur les extrémités du cylindre îa, de façon à garantir que les cylindres 18 et 20 sont en contact intime tout le long de leur longueur active, le cylindre 18 est légèrement concave à l'endroit où les cannelures s'engrènent, comme le montre la figure 5.L'inclinaison des axes - et CD assure une continuité de contact entre plus d'une cannelure de chaque cylin- dre de gaufrage, un peu comme le contact obtenu avec des engrenages hélicoidaux qui s'engrènent et/ou des-roues tangentes globoïdales.Comme il est bien connu, les cylindres de gaufrage drune machine à façonner ne transmettent pas les charges de la même manière que des engrenages hélicoïdaux. Ainsi, len- grenage des cannelures des cylindres de gaufrage 18 et 20 se traduira par un fonctionnement plus doux, puisqu'il y a un contact progressif sur toute la longueur d'un premier jeu de cannelures engrénées. UE tel contact progressif est un contact en-ligne, dans lequel la longueur de celle-ci est inférieure à celle des cannelures. De même, il y a un contact similaire entre un second Jeu de cannelures engrénées avant que le premier Jeu de cannelures ne soit plus en contact. Un équipement spécialisé et coûteux n'est pas nécessaire pour faire les cannelures sur le cylindre de gaufrage 18. Les cannelures peuvent être faites sur le cylindre 18 grâce à un outil de découpe conventionnel0 Puisque les cannelures du cylindre 18 doivent être suivant un rayon, ce cylindre doit tourner. d'un are qui est fonction de l'angle alpha et de la longueur du cylindre puisque lroutil de découpe se déplace le long du cylindre 18. Le bombement du cylindre 18 est défini par un grand nombre de facteurs dont la dimension de la cannelure, le diamètre du cylindre de gaufrage ainsi que sa longueur, la pression entre les cylindres de gaufrage, l'épaisseur de la paroi du cylindre de gaufrage,etc. L'angle d'inclinaison alpha est défini par différents facteurs dont la longueur du cylindre 18. Ainsi, l'angle alpha sur un cy lindre de 198 cm de long comportant des cannelures Â sera différent de l'angle alpha d'un cylindre comportant des cannelures C et de 280 cm de long. A titre d'exemple et non dans. un but de restriction, le cylindre de gaufrage supérieur 18 du type Langston (marque de fabrique) XDB7 avec des cannelures A peut avoir un bombement de 0,5 mm, un angle d'inclinaison alpha de 0,377 'degré, il sera légèrement concave à l'endroit où s'engrènent les cannelures sous une charge de 33,5 kg/cm linéaire, et tournera d'un angle de 5,47 degrés lorsque lou- til de découpe se déplace sur toute la longueur du cylindre. Bien entendu, l'invention n test pas limitée à l'exemple de réalisation décrit et représenté ci-dessus, à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 10) Machine simple â façonner le carton ondulé d'un seul c8te, dans laquelle une feuille de carton est ondulée e par des premier et second cylindres de gaufrage qui tournent et est ensuite collée -par les crêtes à un carton de renfort, les cannelures des premier et second cylindres de gaufrage s engrènant et étant essentiellement perpendiculaires aux bords latéraux du carton, caractérisée en ce que l'axe longitudinal du premier cylindre de gaufrage (18) est maintenu incliné par rapport à l'axe longitudinal du second cylindre de gaufrage. (20). 20) Machine à façonner, suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'une charge est appliquée sur les extrémités du premier cylindre de gaufrage (18), de sorte que sa surface en contact avec le second cylindre de gaufrage (20) est légèrement concave. 30) Machine a façonner, suivant l'une quelconque des revendications. l ou 2, caractérisée en ce que l'angle d'inclinaison des axes est dtenviron 0,2 à 3 degrés. 40r Machine à façonner, suivant la revendication 1 comprenant un cylindre creux de gaufrage en metal, dont la longueur est au moins 5 fois égale à son diamètre au point milieu, ce cylindre comportant des cannelures disposées circonférentiellement sur sa périphérie, caractérisée en ce que les dites cannelures sont inclinées par rapport à l'axe longitudinal du cylindre (18)drun angle d'environ 0,2 à 3 degrés. 50 ) Machine à façonner suivant la revendication 4, caractérisée en ce que le cylindre possède un bombement. 60) Machine à façonner selon l'une quelconque des revendIcations 1, 2 ou 3 dans laquelle un carton ondulé est aggloméré à un carton de renfort au voisinage de l'intervalle entre le second cylindre de gaufrage et un cylindre de pression qui lui est juxtapose caracterisée par le fait què les cannelures des cylindres de gaufrage (18 et 2 & sont'rigou- reusement parallèles entre elles et à l'axe longitudinal du second cylindre (20), que le premier cylindre (18) possède un bombement (figure 2) et que son axe longitudinal est incliné par rapport i l'axe longitudinal du second cylindre de gaufrage (20).