Brevet FR2460778A1 — publié le 19810130

On connait des machines permettant de fabriquer des tubes en carton spiralé de section polygonale, dans lesquelles des bandes de carton préalablement encollées sont enroulées sur un mandrin circulaire fixe suivi d'un mandrin polygonal tournant et pouvant se déplacer axialement. Le tube continu formé, de section polygonale est découpé en éléments de la longueur désirée & l'aide d'une scie ou de couteaux qui sont mobiles axialement en synchronisme avec le mandrin polygonal et prenant appui sur ce mandrin. Pour que la pression des couteaux sur le mandrin soit constante, ce qui est nécessaire pour obtenir une découpe uniforme, la machine doit comporter un mécanisme reproducteur qui rapproche plus ou moins les couteaux du mandrin en synchronisme avec le mouvement de rotation de ce dernier, ce qui ne permet qu'une cadence relativement lente. La présente invention a pour objet une machine pour la fabrication continue de tubes en carton spiralé de section polygonale qui permet au contraire une vitesse de fabrication relativement importante. Cette machine comprend un mandrin circulaire fixe sur lequel peuvent être enroulées des bandes de carton ou matière analogue préalablement encollées, des moyens pour faire tourner et déplacer axialement sur le mandrin le tube formé, un mandrin de coupe monté à rotation et mobile axialement, des moyens pour faire tourner ce mandrin de coupe en synchronisme avec le mouvement de rotation du tube, des organes de tronçonnage pouvant 2appliquer sur le mandrin de coupe, et des moyens pour déplacer en synchronisme le mandrin de coupe et les organes de tron çonnage parallèlement à l'axe du mandrin, et est caractérisé en ce que le mandrin de coupe présente une section circulaire et est relié à un mandrin d'expansion fixe, de section polygonale, par un mandrin extensible, de section circulaire dont la partie aval est fixe alors que sa partie amont est fixe angulairement, mais mobile axialement avec le mandrin de coupe. Lors de l'utilisation de la machine, le tube continu formé, de section circulaire, est découpé par les organes de tron çonnage en éléments ayant la longueur désirée; le mandrin extensible assure une continuité de la portée, malgré le mouvement de va-et-vient du mandrin de coupe, de sorte que les éléments découpés sont repoussés sur le mandrin d'expansion qui les déforme et leur donne une section polygonale. Le tronçonnage étant effectué sur un tube circulaire, il n'est pas nécessaire de prévoir un mécanisme reproducteur, comme dans les machines connues antérieurement, et la cadence de fabrication peut être importante. La machine peut comporter une poulie d'entrainement qui est disposée sous le mandrin extensible, au contact des éléments de tube passant sur celui-ci, et dont l'axe est perpendiculaire à celui du mandrin. Cette poulie provoque la séparation des éléments de tube et les pousse sur le mandrin d'expansion; en outre, elle supporte le poids de l'ensemble des man drins. On a décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation d'une machine selon l'invention, avec référence aux dessins annexés dans lesquels La Figure 1 est une vue en élévation de la machine, les couteaux n'étant pas représentés; La Figure 2 en est une vue en plan, La Figure 3 est une vue en coupe axiale du mandrin d'elrou- lement et du mandrin de coupe, La Figure 4 est une vue en plan, avec coupe partielle, du mandrin extensible, La Figure S est une vue en coupe suivant V-V de la Figure 4; La Figure 6 est une vue en coupe du mandrin d'expansion et montre les galets formeurs appliqués sur les are tes de ce mandrin. Telle qu'elle est représentée au dessin, la machine selon l'invention comprend un mandrin cylindrique fixe 1 qui est supporté par un bati non représenté. De part et d'autre de ce mandrin sont montés deux cylindres rotatifs 2 à axes verticaux, sur lesquels circule une courroie sans fin 3 dont l'un des brins est enroulé suivant une spire 4 autour du mandrin 1. Cet ensemble, en lui-même connu, est destiné à assurer le pressage sur le mandrin 1 de bandes de carton encollées qu'on y enroule et également à assurer la progression sur le mandrin fixe 1 du tube de carton ainsi formé. Des moyens non représentés sont prévus pour porter le mandrin à une certaine température, par exemple pour faire passer un fluide chaud à travers ce mandrin. Le mandrin 1 est percé axialement et deux bagues 5 formant paliers sont emmanchées à force dans ses extrémités. Un fourreau 6 peut tourner et coulisser librement dans les bagues 5; les deux extrémités de ce fourreau font saillie de part et d'autre du mandrin 1. Un mandrin de coupe cylindrique 7, de meme diamètre que le mandrin 1, est fixé sur l'une des extrémités du fourreau 6 et se trouve devant un chariot 8 qui est monté coulissant sur des colonnes 9 parallèles à l'axe du mandrin 1 et porte un dispositif de tronçonnage 10. Ce dispositif est constitué par des couteaux ll en forme de disques qui sont montés sur une barre support 12 en étant séparés les uns des autres par des intervalles de longueur égale à celle des tronçons de tube à obtenir. Cette barre 12 est supportée à l'une de ses extrémités par l'une des branches d'un levier coudé 13 articulé sur un arbre 14 porté par le chariot 8. L'autre branche de ce levier coudé est articulée à l'extrémité de la tige 15a d'un vérin pneumatique 15 fixé verticalement sur le chariot 8.L'alimentation en air comprimé de la chambre basse du vérin 15 provoque le basculement du levier 13 dans le sens de la flèche 16, et, par conséquent, l'application des couteaux ll vers le mandrin. Inversement, l'alimentation en air comprimé de la chambre haute du vérin assure l'éloignement des couteaux du vérin. Le chariot 8 est relié par une bielle 17 à un levier 18 pouvant tourner sur l'extrémité du fourreau 6 opposée au mandrin de coupe 7,mais immobilisé axialement par rapport à ce fourreau. Un vérin 19 permet de déplacer axialement la bielle 17 et, par voie de conséquence, de mouvoir en synchronisme le mandrin de coupe 7 et le chariot 8 de sorte que les lames dé coupe ll sont toujours dans la meme position axiale par rapport au mandrin. Une poulie 20 peut coulisser par rapport au fourreau 6 mais est immobilisée angulairement par rapport à celui-ci par une clavette 21. Une courroie 22 passant sur la poulie 20 et sur une poulie motrice non représentée, permet d'entratner en rotation le mandrin de coupe 7 quelle que soit la position axiale de celui-ci. Le fourreau 6 est traversé par un axe 23 qui porte à son extrémité arrière, un toc d'immobilisation 24. Cet axe 23 traverse également deux paliers 25a et 25b montés à force dans le mandrin de coupe 7. Le palier arrière 25b est relié par un roulement 26 à l'élément 27 d'un mandrin extensible. Cet élément est constitué par un embout tronconique prolongé vers l'arrière par un certain nombre de baguettes 27a séparées par des entailles 27b. f;;e mandrin extensible comprend un deuxième élément 28 constitué par un embout cylindrique prolongé vers l'avant par des baguettes 28a qui sont engagées dans les entailles 27b et séparées par des entailles 28Q dans lesquelles sont engagées les baguettes 27a.L'élément 28 du mandrin extensible est rendu solidaire de l'axe 28 par une clavette 29 de sorte qu'il est fixe alors que son élément 27 est solidaire en translation du mandrin de coupe 7 en étant immobilisé en rotation par ltélé- ment 28. Le profil extérieur de l'embout de l'élément 27 et celui des baguettes 27a et 28a sont cylindriques et de même diamètre que le mandrin 1. Sous le mandrin expansible 27-28 est montée une poulie d'entra inement 30 qui est clavetée sur un arbré 30a et relié à l'arbre de sortie d'un variateur de vitesse. Cette poulie est situé à une faible distance du mandrin de façon que les tronçons de tube formés soient serrés entre le mandrin et la poulie et poussés vers l'avant par cette dernière, ce qui les sépare. Par ailleurs, deux roulettes d'entratnement 31 diamétralement opposées sont disposées au contact de la portion cy lindrique de l'élément de mandrin 28. L'élément 28 du mandrin extensible est prolongé par un mandrin d'expansion 32 auquel il est fixé par une goupille 33 et qui est donc fixe. Ce mandrin présente à sa partie arrière quatre rampes qui se raccordent progressivement à une partie de section carrée, de meme longueur périphérique que les mandrins 1, 7 et 27-28. Sur les arêtes de ces rampes sont disposés des galets 34 dont les axes portent des poulies d'entratnement 35 ou des pignons 36. Au contact de la portion de section carrée du mandrin 32 se trouvent des galets formeurs 37 dont la gorge intérieure est au profil du rayon extérieur des angles du mandrin. Les axes de ces galets portent également des poulies ou des engrenages d'entrainement. Le fonctionnement de la machine qui vient d'être décrite ressort clairement de ce qui précède. Des bandes de carton pré- alablement encollées sont enroulées sur le mandrin 1. Le tube continu formé est entrains à la fois en rotation et axialement par la spire 4 de la courroie 3. Ce tube arrive ainsi sur le mandrin de coupe 7 auquel le vérin 19 imprime un mouvement de va-et-vient longitudinal, sa course aller étant effectuée à une vitesse égale à la vitesse d'avance du tube. Les couteaux ll sont appliqués sur le tube, à l'aide du vérin 15, au moment où le mandrin est au voisinage de sa position extrême amont. Comme le chariot 8 se déplace en synchronisme avec le mandrin 7 et le tube formé, les couteaux 11 découpent ce tube en tronçons. Les éléments de tube passent sur le mandrin extensible 2728, sont séparés les uns des autres par la poulie 30 et refoulés par les galets 31 sur le mandrin d'expansion 32; celui-ci les déforme et leur donne une section carrée. Les galets 37 a pressent les éléments de tube sur le mandrin 32 et aident"cette déformation. Il va de soi que la présente invention ne doit pas entre considérée comme limitée au mode de réalisation décrit et représenté, mais en couvre, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. iachine pour la fabrication en continu de tubes en carton spiralé de ctionpolygonale, comprenant un mandrin circulaire fixe sur lequel peuvent être enroulées des bandes de carton ou matière analogue préalablement encollées, des moyens pour faire tourner et déplacer axialement sur le mandrin le tube formé, un mandrin de coupe monté à rotation et mobile axialement, des moyens pour faire tourner ce mandrin de coupe en synchronisme avec le mouvement de rotation du tube, des organes de tronçonnage pouvant s'appliquer sur le mandrin de coupe, et des moyens pour déplacer en synchronisme le mandrin de coupe et les organes de tronçonnage parallèlement à l'axe du mandrin, carac tériséeen ce que le mandrin de coupe présente une section circulaire et est relié à un mandrin d'expansion fixe, de section polygonale, par un mandrin extensible, de section circulaire dont la partie aval est fixe alors que sa partie amont est fixe angulairement, mais mobile axialement avec le mandrin de coupe. 2. - Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte une poulie d'entratnement qui est disposée sous le mandrin extensible, au contact des éléments de tube passant sur celui-ci, et dont l'axe est perpendiculaire à celui du mandrin. 3. - Machine selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que chacune des parties du mandrin extensible comprend un embout prolongé par des baguettes séparées par des entailles, les baguettes de chacun des éléments étant engagées dans les entailles de l'autre élément, et en ce que le profil extérieur des baguettes est cylindrique et sensiblement de même diamètre que le mandrin d'enroulement. 4. - Machine selon la revendication 3, caractérisée ence que l'embout de la partie amont du mandrin extensible et tronconique alors que celui de la partie aval de ce mandrin est cy cylindrique 5. - Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte, des galets d'entraînement au contact de la portion cylindrique de la partie aval du mandrin extensible. 6. - Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le mandrin d'expansionpré- sente à sa partie arrière des rampes qui se raccordent progressivement à une partie de section polygonale de même longueur périphérique que le mandrin extensible. 7. - Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprte un axe fixe sur l'extrémité aval duquel est fixée la partie aval du mandrin extensible, un fourreau qui peut à la fois coulisser a xialement et tourner sur ledit axe, dans 8 le mandrin d'enrou- lement, dont l'extrémité aval est reliée par un roulement à la partie amont du mandrin extensible, et sur lequel est fixé le mandrin de coupe, des moyens pour entraîner en rotation le fourreau, et des moyens pour déplacer en synchronisme le fourreau et les organes de tronçonnage parallèlement à l'axe des mandrins.