Brevet FR2467162A1 — publié le 19810417

Dans les installations comportant des bobines de papier en bande continue, on place d'habitude, à côté de la bobine utilisée à ce moment-là, une autre bobine de réserve, laquelle remplacera la première, au moment précis o celle-ci est épuisée. A cette fin, et pour éviter un arrêt du processus, on connatt déjà l'existence de dispositifs de raccordement au moyen desquels on peut réaliser le raccordement automatique entre la fin de la bobine épuisée et le début de la bobine de réserve. Les dispositifs de raccord connus font appel au collage entre le papier se terminant et celui qui commence, au moyen d'un rabat entre les deux pour, une fois ce collage réalisé, sectionner la bande de papier se terminant, de sorte que la nouvelle bobine rentre dans le cycle. Cette solution détermine l'existence dans ladite zone de collage d'une frange transversale libre de rebord, s'étendant depuis la ligne de coupe jusqu'au début de l'union par collage; ledit rebord libre dans les installations de fabrication connues jusqu'à aujourd'hui n'entraînait aucun inconvénient, mais, du fait des améliorations apportées dans ce domaine, des difficultés impor- tantes ont été constatées à cause du rebord libre. En effet, dans les installations de fabrication du car- ton ondulé, en général, la bande passe entre deux cylindres ou rou- leaux cannelés lui conférant l'ondulation caractéristique pour faire passer ensuite la bande déjà ondulée entre l'un desdits rou- leaux et un autre rouleau d'encollage, de manière que les crêtes d'ondulations soient enduites de l'adhésif pour le placement posté- rieur de la feuille plate extérieure associée. Or, depuis la zone d'entrée en contact ou engrènement entre les rouleaux cannelés et la partie o la bande déjà ondulée sort munie de l'adhésif corres- pondant, se trouve un espace délimité o il faut tenir ladite bande déjà ondulée correctement placée par rapport au rouleau cannelé correspondant, et, à cet effet, on faisait appel à l'utilisation de quelques guides en arc qui s'accouplaient convenablement audit rou- leau. Par suite de progrès technologiques, la fonction de ces guides en arc a été supprimée grâce à l'établissement d'une dépression à 2467 1 62 l'intérieur de ce rouleau, par des conduits radiaux,débouchant en périphérie, une succion de la bande de papier déjà ondulée était établie, la bande demeurait ainsi parfaitement placée sans besoin desdits guides. Ainsi, en plus d'éviter le montage de guides, on peut obtenir une parfaite adaptation de la feuille de papier à la confor- mation ondulée du rouleau, une sinusoide étant ainsi réalisée sans crêtes aplaties ainsi qu'une résistance accrue du carton ondulé en fin du processus,ou encore on peut obtenir des valeurs de résis- tance égales aux valeurs connues, mais avec un papier de poids plus faible. Cette solution de dépression pneumatique, bien qu'offrant des avantages importants, soulevait une difficulté d'application en raison de l'existence du rebord mentionné, lequel n'est pas affecté par ladite succion, ce qui cause des zones défectueuses à rejeter dans le produit terminé, juste dans les zones de raccordement des bandes, en soulevant un problème plus important encore, tel que celui des engorgements et d'arrêt subséquent de tous le processus. Pour cette raison, on a donc étudié l'obtention d'un dis- positif de raccordement des bandes,épuisée et nouvelle, exemptées d'un rebord libre. Avec le nouveau dispositif, non seulement on a pu maintenir les résultats antérieurs, mais on a perfectionné la fiabi- lité et la robustesse du dispositif de raccordement, donc en simpli- fiant son entretien. Ce nouveau dispositif de raccordement comporte le mon- tage sur deux arbres parallèles et mutuellement voisins de deux structures identiques, dont l'une est rapportée à la bande de papier épuisée et l'autre à celle de la nouvelle bobine pour, à un moment donné, faire pivoter lesdites structures, en séquence préétablie, et à l'aide de moyens de freinage et de sectionnement, provoquer le raccordement et la coupe de la bande épuiséepour faire pivoter ensuite les deux structures, et les séparer alors jusqu'à ce qu'un nouveau raccordement soit nécessaire. Suivant l'invention et aux fins de celle-ci, lesdits arbres parallèles comportent des bielles supportant des pièces respectives profilées comportant l'outil de coupe de papier, ainsi 2467 1 62 qu'un élément frontal en caoutchouc pour le freinage du papier, lequel reste entre cet élément en caoutchouc et l'opposé de la pièce effilée de l'autre structure. Afin que les éléments de caoutchouc attaquent la bande de papier avec la plus grande surface possible et de front, la pièce profilée comportant chacun de ces éléments est équilibrée dans la pièce support de la bielle par une chambre d'amortissement pneumatique, une pression uniforme du papier étant ainsi obtenue entre lesdits éléments de caoutchouc au moment du raccordement. Pour effectuer le sectionnement correspondant de la bande de papier de la bobine épuisée après raccordement et dans le but d'obtenir une coupe sre et efficace, le système utilise une unité d'arrêt et de tension du papier. Cette unité est composée d'un support ayant au-dessus deux surfaces inclinées, se terminant en pointes et convergeant vers l'outil de coupe, ces surfaces compor- tant deux tampons élastiques serrant solidairement le papier pour réaliser les arrêt et tension nécessaires, cette unité étant réglable pour s'adapter aux différentes épaisseurs de papier et même à la nature du matériel d'alimentation de la machine. Une autre caractéristique du dispositif réside dans la réalisation de l'outil de coupe identique dans les deux structures soit dans l'exécution desdits moyens de coupe, soit dans le section- nement réalisé. En effet, chaque outil de coupe est logé dans la pièce profilée de la structure correspondante, cet outil étant constitué par une bande d'acier munie de quelques saillies ou dents de coupe inclinées et parallèles entre elles, régulièrement disposées, chaque outil étant actionné par au moins un vérin d'entrainement, présen- tant en même temps une fente, dont la configuration, en correspon- dance avec des tenons fixes et incorporés, provoque, sous l'action du vérin du cylindre, l'avance et l'approche de l'outil de coupe qui donne un sectionnement parfait par ses saillies sur la bande de papier. Le développement du processus de raccordement est le suivant: pendant que l'une des bobines est en utilisation, étant associée à une des deux structures identiques de raccordement, on prépare dans l'autre structure l'extrémité du papier de la nouvelle bobine, et,cette extrémité étant tendue, on lui incorpore des moyens adhésifs correspondants, puis la portion restante est sectionnée. La bobine nouvelle étant ainsi préparée, quand l'autre bobine a fini son cycle, des moyens de commande conventionnels donnent les ordres opportuns pour que ces structures identiques pivotent automatiquement l'une vers l'autre, suivant la séquence correspondante, et réalisent ainsi le freinage du papier, le collage de l'extrémité du papier de la nouvelle bobine au papier de la bobine épuisée et, en même temps, le sectionnement de l'extrémité libre du papier de cette bobine au moyen de l'outil de coupe de la structure correspondante; entre temps, la machine avance toujours du papier car, pendant le freinage et le collage, un rouleau d'entral- nement agissant comme guida du papier se déplace de manière à raccourcir le parcours de celui-ci dans une longueur correspon- dant au temps des collage et coupe de la nouvelle bobine; la machine, pendant ce temps, fonctionne donc normalement.- Une fois effectuées les opérations de collage et coupe, les deux structures sont séparées automatiquement et la nouvelle bande de papier, guidée par un rouleau de la structure correspondante, est mise en utilisation. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la descrip- tion qui va suivre d'un exemple préféré de réalisation et des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en plan d'une installation, représentant en trait fort les bobines, épuisée et nouvelle, ainsi que l'ensemble composant le mécanisme de raccordement; - la figure 2 est une coupe transversale schématique des éléments de fabrication de carton ondulé; - la figure 3 est une coupe analogue à la figure 2, mais avec le dispositif sous vide de l'invention rapporté au rouleau 37; - la figure 4 est une coupe transversale schématique de la partie essentielle du nouveau dispositif, une des bobines étant en fonctionnement et une autre en attente; - la figure 5 est une coupe analogue à la figure 4, mais après pivotement de la nouvelle bobine en position d'attente, pour le raccordement immédiat; 2467 1 62 - la figure 6 est une coupe analogue aux précédentes, les bobines étant raccordées et la bande de bobine épuisée ayant son extrémité sectionnée; la figure 7 montre la mise en service de la nouvelle bobine de papier et l'enlèvement de la bobine épuisée après sectionnement. Les figures 8, 9 et 10 sont des vues en perspective et par- tiellement coupées montrant la solution de coupe incorporée de l'in- vention, avec l'outil de coupe 14 ou 15 occupant différentes positions. Sur ces figures, les références indiquées ci-dessous sont utilisées: 1 ensemble du dispositif 2 et 3 - bielles 4 et 5 - arbres 6 et 7 - rouleaux ou cylindres 8, 9, 10 et l1 - éléments profilés 12 et 13 - coussins pneumatiques 14 et 15 - outils de coupe 16 et 17 - bourrelets élastiques 18 - bande de papier 19 - rouleau d'entrée - bande de papier ' - élément à deux faces adhésives 21 - chambre en dépression 22 - élément élastique 23 - support 24 - tige filetée - élément élastique 26 et 27 - garniture 28 feuilles en matière résistante 29 - vérin - boulon 31 - fente 32 - tige 33 - pièce accouplée au vérin 29 34 - rainure transversale - dents 36 et 37 rouleaux ou cylindres cannelés 38 - feuille plate 2 467 162 39 - guides en arc - rouleau d'encollage 41 - rouleau doseur 42 - portion libre 43 - conduits radiaux d'aspiration. La présente invention a pour objet des Ferfectionnements introduits dans les dispositifs de raccordement automatique de bandes laminées ou bobines de papier, raccordement qui a pour but l'union de l'extrémité d'une bobine de papier terminée avec l'extrémité d'une nouvelle bobine. Pour réaliser ce raccordement, on connaît déjà diverses solutions consistant à placer la nouvelle bobine à coté de celle qui est en usage et à utiliser un mécanisme de raccordement placé au- dessus de celles-ci (figure 1) pour que,à un moment donné et lorsque la bobine en usage arrive à la fin du cycle à travers ce mécanisme, le collage de la bande de papier de la bobine usée à la nouvelle bobine ait lieu. Pour que ce raccordement par collage ait lieu, il faut sectionner la bande de l'ancienne bobine, donc, entre la ligne de coupe et le commencement de la zone de collage, il reste une portion de papier détachée ou libre, portion indiquée sous la référence 42 dans la figure 2. Cette portion 42 libre ou détachée, bien qu'antérieure- ment ne causant pas de problèmes, depuis l'apparition des nouvelles machines a soulevé des difficultés importantes. En effet, dans la fabrication de papier ondulé, repré- sentée schématiquement sur la figure 2, on a toujours utilisé des rouleaux ou cylindres 36 et 37 de renvoi de la bande de papier, qui reçoit ainsi les ondulations caractéristiques et, ensuite, à l'aide d'un rouleau d'encollage 40 et son doseur 41 on enduit les crêtes des ondulations de l'adhésif nécessaire, pour le collage des feuilles finales 38. Cette bande de papier, ondulée après son passage entre les rouleaux 36 et37, sera placée en contact intime relativement aux formes du dernier rouleau, pour lequel on utilisait, tel que repré- senté sur la figure 2, des guides en arc 39 pour retenir la bande de papier. Suite aux progrès technologiques, on a remplacé les fonctions de ces guides 39 par le vide créé dans le rouleau 37 à l'aide de conduits radiaux 43 débouchant à sa périphérie, alors une succion maintient la bande de papier en contact parfait et intime avec ce rouleau 37. Cette solution, en plus de simplifier la réalisation de l'ensemble, offre des avantages supplémentaires,déjà indiqués au début de ce mémoire, relativement à la conformation sinusoidale plus parfaite de la bande de papier, mais l'existence de ladite portion libre 42 de la bande de papier dans la zone de raccordement apparaît comme un inconvénient sérieux. En effet, cette portion libre ou détachée 42 en arri- vant dans la zone du rouleau 37 ne peut pas être maintenue en contact intime avec le rouleau 37, et reste en position défectueuse, ce qui donne lieu à l'apparition d'une zone à rejeter dans le produit terminé et, de plus, à l'apparition d'engorgements ou problèmes simi- laires dans le fonctionnement de l'ensemble, jusqu'à l'arrêt du processus. Afin d'éliminer ces difficultés, on a réalisé un nouveau dispositif pour faire disparaître ladite portion libre ou détachée 42. Dans le nouveau dispositif, on fait disparaître ladite portion libre 42 et ainsi on obtient un processus de raccordement plus fiable, avec un matériel robuste d'entretien réduit au minimum. A cette fin et selon la figure 4, le dispositif est composé de deux structures identiques agencées sur des axes respec- tifs 4 et 5 parallèles et pouvant pivoter. Ces structures identiques sont munies de paires corres- pondantes de bielles 2 et 3, placées aux extrémités des axes 4 et 5 et comportant à leur partie supérieure des rouleaux 6 et 7 de renvoi de la bande de papier. Sur les deux paires de bielles 2 et 3 sont montés des profilés 8 et 9 comportant à leur tour des profilés 10 et 11 dis- posés selon un montage flottant, au moyen des coussins pneumatiques 12 et 13 constitués par des tubes en caoutchouc fermés à l'une de leurs extrémités et alimentés en air comprimé à l'autre, Ces cous- sins pneumatiques 12 et 13 sont intercalés (figure 4) entre les 2467 1 62 profilés 8 et 10 et les profilés 9 et 11 et, conjointement avec les jeux correspondants délimités entre ceux-ci,permettent le flottement des profilés 10 et 11. Ces profilés 10 et 11 sont munis de plus de moyens de coupe essentiellement composés d'outils respectifs 14 et 15 pouvant coulisser entre des feuilles 28 de résistance à l'usure. Egalement, ces profilés comportent solidairement dans toute leur longueur des bourrelets élastiques 16 et 17 respectifs, qui permettent l'amortissement de l'impact entre les deux structures identiques, au raccordement. Le dispositif qui vient d'être décrit fonctionne comme suit: D'abord et pendant l'utilisation d'une bobine, sa bande 18 de papier est, en déplacement, guidée par les rouleaux 6 et 19 successivement. La nouvelle bande de papier 20 de la bobine qui va remplacer la première en fin de cycle est guidée, au moyen du rouleau 7,et est appuyée sur le bourrelet élastique 17, étant disposée de manière à rester parfaitement tendue et alignée par rapport à la bande 18. La bande de papier reste en contact intime sur le bourrelet élastique 17 par le procédé le plus convenable, tel que par une dépression exercée dans la chambre 21 en communi- cation avec les bourrelets 17 et 16 ou l'utilisation d'un adhésif pulvérisé sur le bourrelet 17 ou toute autre solution similaire. La bande adhérant ainsi sur le bourrelet élastique 17, orn sectionne l'extrémité restante de la bande, manuellement. On voitsur la figure 4, que les profilés 10 et Il sont munis d'une rainure dans toute leur longueur, pour faciliter l'opération de coupe. Sur la partie de la bande 20 adhérant au bourrelet élastique 17, on place un élément adhésif 20' à double face et on fait pivoter les bielles 3 jusqu'à ce que le profilé 11 porte contre un élément élastique 22, la bande de papier 20 restant ainsi fortement serrée, selon la figure 5. A ce moment tout est prêt* pour amorcer le cycle de raccordement. Le processus de raccordement ou union des deux bandes de papier 18 et 20 a lieu comme suit. L'arbre 4 (figure 6) tourne très rapidement et pro- voque un fort impact entre les bourrelets élastiques 16 et 17 qui serrent la bande terminée 18 et l'extrémité de la nouvelle bande 20 sur la zone de l'élément adhésif 20'. Ensuite, on déplace l'élément de coupe 14 pour section- ner la bande de papier épuisée 18 à la partie inférieure de la zone de colage et d'union mutuelle des deux bandes de papier 18 et 20 (figure 6). On voit sur la figure 7 que, l'outil de coupe ayant sectionné la bande 18, les arbres 4 et 5 tournent en sens inverse, libérant la nouvelle bande de papier 20 adhérant à la bande 18, selon un raccordement parfait ne comportant pas les zones ou rebords libres des dispositifs antérieurs exposés plus haut. Suite à ce raccordement, on commence à utiliser la bande de papier 20 de la nouvelle bobine, en procédant à l'enlève- ment de la bobine épuisée et au montage d'une bobine en attente, de sorte que toutes les opérations analogues à celles décrites et effectuées sur le profilé Il auront lieu dans la suite sur le profilé 10, l'ensemble étant ainsi préparé pour un nouveau raccor- dement au moment nécessaire. L'élément élastique 22 est monté sur un corps de support 23 comportant un autre élément élastique 25 pour tenir, lors du procédé déjà décrit, la bande épuisée de papier 18 dament tendue pour faciliter son sectionnement. Les deux éléments élastiques 22 et 25 sont montés sur des surfaces inclinées qui convergent vers le haut, leur recouvre- ment étant prévu par des corps laminaires 26 et 27 en une matière synthétique plus résistants à l'usure que les éléments élastiques. On a aussi prévu le réglage de position du corps de support 23 pour l'adapter à différentes épaisseurs du papier ou autres conditions; à cet effet, ce corps pourrait être composé de lyres élastiquement déformables, selon les plans ci-joints, ou encore être rigide mais muni d'un élément inférieur fileté 24, pour permettre ledit réglage ou encore toute autre solution permettant le réglage. D'autre part, la flottabilité entre les profilés 8 et 10 et les profilés 9 et 11 permet de rendre uniforme la pression entre 2467 162 l'adhésif et les deux bandes de papier, en longueur et en largeur de toute la zone de collage, répartissant ainsi la flexion causée par le choc dans la partie centrale des points d'appui. Une autre particularité du nouveau dispositif réside dans le principe du système de coupe, comme suit. Sur la figure 8 est représenté avec des parties arra- chées le dispositif de coupe composé d'un profilé 10 ou 11 o sont montées deux feuilles 28 de matière résistant à l'usure, l'outil de coupe 14, 15 pouvant glisser entre elles lorsqu'il est déplacé par un vérin 29 associé au profilé 10,11 d'une plaquette. D'autre part, un ergot 30 fixe-est introduit dans la fente 31 de l'outil de coupe, cette fente ayant une zone initiale très oblique et, après celle-ci, une autre zone à légère incli- naison. Sur la tige 32 du vérin 29 est accouplée une pièce 33 dont une extrémité pénètre dans la fente 31. Ainsi, quand le vérin 29 est déclenché, la pièce 33 se déplace et entraîne l'outil de coupe 14, 15 lequel, guidé par l'ergot fixe correspondant le long de la fente, suit le profil de la fente, de sorte que, dans la position de repos, représentée dans la figure 8, les dents 35 de l'outil sont dissimulées entre les deux lames 28, puis exposées dans la position représentée dans la figure 9 correspondant à la fin de la zone la plus inclinée de la fente. Dans cette position de -M figure 9, les dents 35 ont perforé le papier, de sorte que, lorsque l'outil de coupe suit son trajet, elles coupent un secteur de papier correspondant à chacune d'elles,étant donné que la longueur de la fente 31 est suffisamment plus grande que la distance séparant les dents de la paire (figure 7). Ainsi, avec un petit déplacement de l'outil de coupe, on peut couper des épaisseurs importantes de papier. Il est à remarquer que la légère inclinaison de la partie plus longue de la fente détermine une avance des dents synchro- nisée avec leur apparition progressive, tout le fil des dents agissant dans chaque coupe, évitant ainsi des usures localisées des points concrets. 2467 162 Il apparaît clairement que ce système de coupe permet d'augmenter l'effort axial de l'outil de coupe par modification des caractéristiques des vérins 29 ou multiplication de leur nombre en fonction de la résistance de la matière à couper. D'autre part, il faut signaler que le nouveau système ou dispositif de raccordement peut être aussi utilisé avec des groupes de bobines qui sont assemblées sur un même arbre, les nouvelles bobines l'étant aussi. En effet, l'adaptation du système à une installation multiple ne demanderait que l'allongement des arbres 4 et 5 et d'y disposer les ensembles nécessaires des structures décrites plus haut, suivant le nombre de bobines de l'installation, de sorte que même une synchronisation de toutes les structures soit possible ainsi que le raccordement simultané de toutes les bobines, ou même le raccordement indépendant pour chaque paire de bobines, car chaque paire de structures identiques peut exécuter par elle-même les fonctions de préparation, freinage>collage et section- nement. 2 4 6 7 1 6 2 R E V E N D I C A T I 0 N S 1 - Dispositifs de raccordement automatique de bandes laminées ou de bobines de papier, caractérisés en ce que, sur deux arbres parallèles voisins,sont montées deux structures identiques dont l'une guide, au moyen d'un rouleau axial extrême, la bande de papier en déplacement, devant être prolongée, tandis que dans l'autre est montée l'extrémité libre d'une bande de papier devant être collée à l'extrémité libre de la bande épuisée et, à cet effet, chaque structure comporte, sur une pièce de support, une pièce profilée accouplée portant elle-uême des moyens de coupe, ainsi qu'un élément fontal et élastique de choc pour le freinage du papier; le collage des extrémités devant être raccordées du papier des bobines a lieu quand les moyens de commande respectifs, à un moment donné, émettent le signal opportun vers les moyens de commande des deux structures, moment o ils entrent en contact par pivotement pour coller et retenir les deux extrémités des deux bandes et couper l'extrémité de la bobine épuisée, un ensemble de fixation du papier contre des surfaces opposées desdites structures coopérant dans l'opération de coupe. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé de plus en ce que l'accouplement des deux structures est réglé au moyen de chambres d'amortissement pneumatiques, lesquelles sont placées entre chaque dite pièce profiléeet son support en l'équilibrant constamment,et maintenant l'alignement dans la zone de collage, afin- que la pression entre lesdits éléments élastiques respectifs soit uniforme dans toute la surface de contact. 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé de plus en ce que ladite pièce profilée de chaque structure est munie de moyens propres, tels qu'à dépression d'air, servant à retenir la bande de papier de la nouvelle bobine sur l'élément élastique frontal -et,ainsi disposée, cette bande est munie d'un élément adhésif correspondant qui réalise le raccordement, la partie restante étant ensuite sectionnée, et, à cet effet, la pièce profilée comportant une partie enfoncée pour faciliter et guider le sectionnement à l'aide d'un outil approprié. 2467 1 62 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que les moyens de coupe logés dans la structure sont disposés entre deux feuilles résistant à l'usure et sont composés d'une plaquette agencée en outil de coupe, présentant, à l'un de ses côtés, des dents acérées, son corps comportant une fente inclinée dans le sens horizontal et trans- versal respectivement, et de manière alternée, la fente inclinée étant rapportée par des ergots de guidage solidaires de la structure et la transversale rapportée à une saillie au moins,déplacée par un vérin d'entraînement, lequel, par la conjonction de la fente et des ergots, déplace la bande en provoquant l'apparition et ensuite l'avance des dents de coupe pour réaliser le section- nement. - Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que les tranchants des dents de coupe attaquent le papier en biais et simultanément en sectionnant ainsi toute la bande de papier dans un court déplacement de la bande correspondant à la longueur de l'extrémité inclinée de fente longitudinale. 6 - Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caracté- risé de plus en ce qu'un nombre de vérins est adapté à la résistance opposée par la bande de papier à sectionner. 7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé de plus en ce que ladite fente longitudinale de guidage présente une première partie inclinée dans le sens horizontal ou de sortie des dents de coupe, pour l'attaque initialeà la bande de papier et, à la suite de celle-ci, une deuxième partie pour déterminer le parcours de sectionnement de l'outil de coupe, cette partie présentant aussi une légère inclinaison afin d'éviter des points localisés de coupe dans les tranchants desdites dents. 8 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé de plus en ce que l'ensemble de fixation du papier est composé d'un sup- port comportant,des deux côtés, des tampons élastiques extérieurs pour serrer le papier, la pression étant réglée par des moyens inhérents audit support.