Brevet FR2544704A1 — publié le 19841026

L'invention se rapporte a un appareil et à un Dro- cédé pour effectuer le pliage transversal de bandes de pa- pier, telles que celles formées en serviettes, mouchoirs ou analogues Des exemples représentatifs de la technique antérieure peuvent être trouvés dans les brevets des EUA no 1 566 079, no 3 689 061 et N O 3 870 292. Dans le procédé utilisé pour produire des piles de serviettes transversalement pliées, il est nécessaire d'arrêter le mouvement des serviettes dans la direction parallèle au plan des serviettes L'arrêt de ce mouvement provoque un empilage erratique suivant la vitesse des ser- viettes Cette vitesse peut limiter la vitesse de fonction- nement de la machine plieuse en provoquant une qualité inacceptable de la pile Antérieurement, la vitesse de dé- placement qui devait être ramenée à zéro pour créer une pi- le de serviettes était la même que la vitesse de la bande entrant dans la machine. Conformément à l'invention 2 on utilise une paire de cylindres équipés de moyens d'aspiration, le second cy- lindre disposé dans le trajet de déplacement du segment de bande étant entraîné à une vitesse périphérique inférieure à celle du premier cylindre équipé de moyens d'aspiration. On se référera à cette invention sous l'appellation "cy- lindres de pliage à faible vitesse". Les cylindres de pliage à faible vitesse produi- sent une vitesse des serviettes finies dans la direction parallèle au plan des serviettes qui est nettement inférieu- re à la vitesse de la bande entrant dans la machine Ceci signifie que: 1 A un taux donné de production des serviettes, la-vitesse des serviettes qui doit être annulée lorsqu'el- le sont empilées est nettement réduite, donnant de ce fait une qualité améliorée de la Pile obtenue au moyen des cy- lindres de pliage à faible vitesse. 2 Si l'on fait marcher la machine à la vitesse maximale acceptable des serviettes finies, qui donne une qualité acceptable de la pile, elle produit davantage de serviettes à la minute lorsqu'on utilise les cylindres de pliage a faible vitesse. En outre, la réduction de la vitesse des cylin- dres de pliage réduit les forces d'accélération radiales qui agissent pour détacher les serviettes pliées des cy- lindres de pliage en surmontant les forces du système à dépression qui servent à maintenir les-serviettes pliées fermement appliquées sur les cylindres de pliage Les forces du système à dépression sont limitées par des lois naturelles qui sont inévitables Les cylindres de pliage à faible vitesse permettent des taux de production des serviettes plus élevés que les plieuses classiques, en réduisant les forces d'accélération que les forces de dé- pression limitées doivent surmonter. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins annexés dans lesquels: la Fig 1 est une vue en élévation latérale, quel- que peu schématique, du mode de réalisation préféré de l'invention, utilisant trois cylindres équipés de moyens d'aspiration de façon à produire un double pli transversal; la Fig 2 est une vue partielle en bout et en élé- vation qui représente plus particulièrement les moyens d'en- trainement des cylindres; les Fig 3 à 14 (représentées sur la seconde plan- che des dessins) sont des vues schématiques en élévation latérale des deux cylindres supérieurs de la Fig 1, chacu- ne des vues successives représentant le cylindre supérieur avancé de 100 par rapport à la vue précédente; et les Fig 15 à 17 (représentées sur la troisième planche de dessins) sont des vues en élévation latérale des deux cylindres inférieurs montrant la séquence de for- mation d'une pièce de matière en bande pliée en double, la Fig 17 représentant une autre forme de mécanisme d'en- lèvement des pièces pliées. On se référera maintenant à la première planche de dessin et en particulier à la Fig 2, sur laquelle la réfé- rence 20 désigne dans l'ensemble un bâti Conformément à la pratique itablie, le bâti porte à rotation un cylindre d'entraînement 21 équipé de moyens d'aspiration, qui est muni d'un arbre 22 et d'un pignon 23 situés à l'extérieur du bâti Dans le mode de réalisation spécifique représen- té, le pignon 23 comporte 36 dents. Sur la Fig 2, la référence 24 désigne un cylin- dre de pliage transversal qui est le second dans le trajet de déplacement d'un segment de bande, qui est également muni d'un arbre 25 porté dans des roulements appropriés montés dans le bâti 20 et qui est muni d'un pignon mené 26 qui engrène avec le pignon 23 Dans le mode de réalisa- tion représenté, le pignon 26 a 54 dents. Sur la Fig 2, on voit également que l'arbre 25 du cylindre de pliage transversal porte un second pignon 27 Dans le mode de réalisation représenté, ce pignon a 39 dents et coopère avec le pignon 30 porté par l'arbre 29 du cylindre de pliage final 28 (le cylindre inférieur). Dans le mode de réalisation représenté, le pignon 30 a 52 dents. On constate donc que le cylindre de pliage trans- versal 24 tourne aux deux tiers de la vitesse du cylindre d'entraînement, à savoir, conformément au rapport 36/54. En outre, le cylindre de pliage final tourne aux trois quarts de la vitesse du cylindre de pliage transversal, à savoir, conformément au rapport 39/52 Ainsi il y a globa- lement une réduction de 50 % de la vitesse de la matière en bande qui passe entre les trois cylindres 21, 24 et 28 dans la succession décrite. La référence 31 désigne un mécanisme d'enlèvement des pièces de matière en bande pliées, telles que des ser- viettes, mécanisme qui a été représenté plus en détail dans le brevet des EUA n 4 360 194 Le mécanisme d'enlève- ment 31 est agencé de manière à séparer des Pièces de ma- tière en bande pliées du cylindre de pliage final et à les déposer sur un transporteur se déplaçant horizontalement, en une série de sous-piles qui sont ensuite accumulées-en une pile Au stade du fonctionnement o les pièces de ma- tière en bande pliées doivent s'arrêter que ce soit à l'état de pièces individuelles ou de sous-piles de piè- ces il se produit une brusque variation de la vitesse qui tombe à zéro C'est cette variation de vitesse qui a limité la vitesse de production des machines plieuses dans le passé. Lors du fonctionnement de la machine de l'inven- tion, une bande est introduite dans la région de pincement formée entre le cylindre d'entraînement 21 et un cylindre de sectionnement 32 qui est également porté par le bati 20 d'une manière classique Ces cylindres coopèrent pour pro- duire une série de segments de bande qui sont entraînés sur le cylindre d'entraînement par un actionnement sêlec- tif des orifices d'aspiration 33 formés dans le cylindre d'entraînement Des orifices d'aspiration 34 sont également formés dans le cylindre de pliage transversal 24. On se référera maintenant aux Fig 3 à 14 qui re- présentent le processus de formation d'un pli transversal par la coopération du cylindre d'entraînement 21 et du cy- lindre de pliage transversal 24. Comme précédemment indiqué, chacune des vues de la séquence représentées sur les Fig 3 à 14 représente le cylindre d'entraînement 21 avancé de 100 par rapport à la vue immédiatement précédente Le cylindre de pliage trans- versal 24 qui a une vitesse périphérique inférieure à cel- le du cylindre d'entraînement 21 et est représenté comme ayant le même diamètre que le cylindre d'entraînement 21 tourne de 60 40 ' entre deux vues successives Comme on peut le voir en considérant la séquence d'opérations, les orifi- ces d'aspiration 34 (voir la Fig 4) sont venus en appui contre le milieu de la longueur du segment de bande T Wa qu' ils retiennent, et provoquent le déplacement de cette par- tie de segment avec la périphérie du cylindre de pliage transversal 24 Etant donné que le cylindre de pliage transversal 24 tourne plus lentement, à savoir à une plus faible vitesse périphérique, il se produit une légère accu- mulation de matière de la bande immédiatement à l'arrière du point d'application de la dépression par les orifices 34 Pour empêcher que cette partie accumulée de la bande soit froissée, il est formé un évidement 37 dans la surfa- ce du cylindre d'entraînement 21 L'évidement 37 coopère avec des orifices d'aspiration supplémentaires 36 prévus dans le cylindre d'entraînement 21 pour immobiliser dans sa position d'origine la partie arrière du segment de ban- de W. s Les autres vues de la séquence des Fig 3 à 14 représentent la formation du premier pli transversal qui est formé en ouvrant et obturant le raccordement des ori- fices d'aspiration avec une source de vide (non représen- tée), opération qui est classique dans cette technique. Finalement (voir la Fig 14) un segment de bande est com- plètement plié transversalement pour constituer une pièce de matière en bande pliée Wf Dans certaines installations, par exemple, celles qui servent à produire des serviettes de cocktail, cette opération représente la totalité de pliage transversal requis et le produit est alors achevé. Cependant, dans le cas o l'on désire effectuer un double pliage transversal, on utilise le cylindre de pliage final 28 et la relation entre ce cylindre et le cy- lindre de pliage transversal 24 a été représentée dans la séquence des Fig 15 à 17 Sur la Fig 15, la pièce Wf de matière en bande pliée une fois est représentée disposée sur la partie inférieure de la périphérie du cylindre de pliage transversal 24, et sa partie longitudinalement cen- trale sur le point d'être arrêtée et retenue par l'un des orifices d'as Diration 35 du cylindre de pliage final 28. Cette action de retenue effective est représentée sur la Fig 16 qui montre le début de la formation du second pli transversal Finalement, le pli est achevé, comme représen- té par la pièce pliée W de la Fig 17 Ensuite, la pièce achevée est retirée et, pour représenter un autre type de mécanisme d'enlèvement, on a représenté schématiquement une butée qui ressemble beaucoup à celle représentée dans le brevet des EUA N O 3 870 292 Ce type classique de méca- nisme d'enlèvement utilise des doigts empaqueteurs (non représentés) qui coulissent dans des rainures formées dans le cylindre de pliage final 28 et séparent horizontalement les pièces de matière en bande, telles que des serviettes, du cylindre de pliage final 28 Ceci provoque un choc dû à un arrêt du mouvement de la pièce de matière en bande relativement légère, choc qui a été jusqu'à présent une cause de la limitation de la vitesse de fonctionnement des machines à cylindres de pliage Cependant, cette limitation est maintenant évitée grâce au fait que la vitesse de la pièce de matière en bande pliée, immédiatement avant qu'el- le soit arrêtée dans une direction parallèle à son plan est nettement inférieure à la vitesse d'arrivée de la ban- de, à savoir la vitesse prédéterminée de la bande. On comprendra que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation spécifique Par exemple, il n'est pas nécessaire que les cylindres aient les mêmes diamètres que ceux représentés En outre, il n'est pas nécessaire qu' ils présentent l'agencement représenté d'orifices d'aspira- tion, à savoir deux groupes d'orifices de succion 31 et 36 dans le cyclindre d'entraînement 21, trois orifices d'aspi- ration 34 dans le cylindre de pliage transversal 24, et quatre orifices d'aspiration 35 dans le cylindre de pliage final 28 Il est cependant nécessaire que le cylindre d'en- trainement 21 comporte au moins deux orifices d'aspiration afin de fournir un espace pour la formation d'un segment de bande suivant pendant qu'un segment de bande précédent est en train d'être enlevé par le cylindre de pliage trans- versal 24 D'autre part, cette limitation spatiale n'est caractéristique ni du cylindre de pliage transversal 24 ni du cylindre de pliage final 28, du fait qu'un espace supplé- mentaire est fourni grâce au fait que le segment de bande a sa longueur réduite de moitié à la suite du transfert d'un cylindre au suivant C'est cet espace qui est avanta- geusement utilisé dans la présente invention, et il est sur- prenant que bien que les cylindres de pliage à dépression soient utilisés depuis fcrt longtemps pour la fabrication de serviettes et analogues, personne n'ait reconnu les avantages que l'on pourrait obtenir en réduisant cet es- pace entre les produits pliés et en réduisant de ce fait la vitesse de l'appareil de pliage de façon à éviter les plissements éventuels des pièces de papier lorsqu'elles viennent buter contre un organe d'arrêt fixe pour l'empi- lage. On donnera ci-après un exemple qui montre l'inté- rêt des cylindres de pliage à faible vitesse pour obtenir des taux de production plus élevés de serviettes et pro- duits semblables. On admettra que 1 le produit est une serviette ou un mouchoir de 23 x 23 cm 2 le pli en V longitudinal réduit le produit en un produit de 23 cm de long sur 11,5-cm de large 3 le premier pli transversal réduit le produit en un produit de 11,5 cm de long sur 11,5 cm de large 4 le second pli transversal réduit le produit en un produit de 5,75 cm de long sur 11,5 cm de large tous les cylindres ont une circonférence de 46 cm, à savoir: le cylindre d'entraînement 21 le cylindre de pliage transversal 24 le cylindre de pliage final 28 Technique antérieure machine d'un modèle clas- sique ( 1) Informations techniques relatives au modèle de machine: - a) tous les cylindres (d'entraînement, de pliage transversal, de pliage final) com- portent deux orifices d'aspiration diamé- tralement opposés. b) tous les cylindres ont la même vitesse pé- riphérique qui est également la vitesse linéaire de la bande de papier fournie à la machine. ( 2) Informations techniques relatives au fonction- nement de la machine - a) cette machine fonctionne de manière fiable et produit des piles de produits satisfai- santes à un taux de production de 1000 produits à la minute. b) l'emploi d'une dépression convient pour retenir les produits sur les cylindres et effectuer des plis transversaux à un taux de 1000 produits à la minute. c) l'énergie cinétique des produits peut être absorbée lorsqu'on arrête et empile les produits, en produisant une pile convena- blement finie et une qualité acceptable du produit, à 1000 produits à la minute. ( 3) Calcul des vitesses acceptables: La vitesse acceptable de cette machine de la technique antérieure est: - produits _ cm V = 1000 () x 23 () = 23000 cm/mn minute produit V = 230 m/mn Nouveau modèle de machine muni de cylindres de pliage à faible vitesse: 1 Informations techniques relatives au modèle de machine: a) orifices d'aspiration: le cylindre d'entraînement comporte deux orifices d'aspiration diamétralement op- posés. le cylindre de pliage transversal compor- te trois orifices d'aspiration régulière- ment espacés autour de la circonférence du cylindre. le cylindre de pliage final comporte quatre orifices d'aspiration régulière- ment espacés autour de la circonférence du cylindre. b) vitesse périphérique des cylindres: la vitesse périphérique du cylindre d'entraînement est égale à la vitesse (V) de la bande de papier arrivante. la vitesse périphérique (V 1) du cylindre de pliage transversal est égale aux 2/3 de la vitesse périphérique du cylindre d'entraînement. la vitesse périphérique (V 2) du cylindre de pliage final est égale à la moitié de la vitesse périphérique du cylindre d'en- taînement. 2 Calcul du taux de production maximal Etant donné que la technique antérieure enseigne qu'une machine classique peut produire un produit de quali- té acceptable à une vitesse de distribution (V) de 230 m/ mn, une machine du nouveau type munie de cylindres de pli- age à faible vitesse produira des produits acceptables si sa vitesse de distribution (V 2) est égale à 230 m/mn. Par conséquent: V = 230 m/mn V 2 = 1/2 V O (d'après les informa- tions techniques relatives au modèle de machine). D'o: = 230 m/mn = 1/2 V 0, et V O = 460 m/mn = 46000 cm/mn. X produits/mn x 23 cm/produit =V O V 0 46000 Par conséquent: X produits/mn = = 23 23 X = 2000 produits/mn -J 5 La machine du nouveau type munie de-cylindres de pliage à faible vitesse produit deux fois plus de produits à la minute que la machine de la technique antérieure, avec la même qualité du produit. On comprendra qu'il existe une limite aux avanta- ges que l'on peut obtenir grâce à l'invention Théorique- ment, on pourrait ralentir les rouleaux suffisamment pour supprimer tous les intervalles entre les produits Ceci fournirait les avantages maximaux théoriques suivants de l'idée inventive: 1) Un pli transversal taux de production égal au double de celui de la machine de la techni- que antérieure. 2) Deux plis transversaux taux de production égal au quadruple de celui de la machine de la technique antérieure. En pratique, on ne peut pas escompter atteindre l'accroissement théoriquement maximal du taux de produc- tion par rapport aux machines de la technique antérieure du fait que 1) il est avantageux et souhaitable de laisser un certain intervalle entre les produits lors- qu'on forme des piles et sous-piles. 2) des différences de vitesses élevées entre les cylindres tendent à produire des défauts de qualité aux taux de production élevés Il sera nécessaire d'effectuer des essais avec diffé- rents modèles de machine et différents types de bandes de papier pour déterminer le ralen- tissement optimal des cylindres qui ne provo- que pas une détérioration inacceptable de la qualité. i 1 REVENDICATIONS 1 Machine plieuse conçue pour plier transversa- lement une matière en bande, cette machine comprenant un bâti ( 20), un premier cylindre à dépression ( 21) monté à rotation sur le bâti et muni d'au moins deux orifices d'aspiration ( 33) régulièrement espacés circonférentielle- ment autour de la surface du premier cylindre a dépression pour maintenir des segments de la matière en-feuille appli- qués contre la surface du cylindre et des moyens coopérant avec la surface du cylindre à dépression pour appliquer et supprimer sélectivement l'application d'une dépression aux orifices d'aspiration, et un second cylindre à dépression ( 24) monté à rotation sur-le bâti dans une disposition ad- jacente au premier cylindre à dépression et muni de moyens ( 34) formant orifices d'aspiration, ce second cyclindre étant agencé de façon à recevoir les segments de bande du premier cylindre et à les plier transversalement au cours du transfert de chaque segment de bande du premier cylin- dre à dépression au second cylindre a dépression, cette machine plieuse étant caractérisée en ce qu'elle est équi- pée de moyens ( 23, 26) pour faire tourner le second cylin- dre à dépression à une vitesse périphérique inférieure à la vitesse périphérique du premier cylindre à dépression. 2 Machine plieuse selon la revendication 1, ca- ractérisée en ce qu'un troisième cylindre à dépression ( 28) est monté à rotation sur le bâti et en ce que ladite ma- chine Dlieuse est équipée de moyens ( 27, 30) pour faire tourner le troisième cylindre à dépression à une vitesse périphérique inférieure à la vitesse périphérique du se- cond cylindre à dépression. 3 Machine plieuse selon la revendication 1, ca- ractérisée en ce que les premier et second cylindres à dé- pression ( 21, 24) ont le même diamètre. 4 Machine plieuse selon la revendication 3, ca- ractérisée en ce que le second cylindre à dépression ( 24) comporte un plus grand nombre d'orifices d'aspiration que le premier cylindre à dépression ( 21). -12 Machine plieuse selon la revendication 3, ca- ractérisée en ce que les moyens servant à faire tourner les cylindres comprennent des engrenages conçus pour ré- duire la vitesse de rotation du second cylindre à dépres- sion à partir d'un engrenage associé au premier cylindre à dépression. 6 Machine plieuse selon la revendication 1, ca- ractérisée en ce que le premier cylindre à dépression ( 21) est muni d'un évidement ( 37) et d'orifices d'aspiration supplémentaires ( 36) disposés entre lesdits orifices d'as- piration dont le premier cylindre comporte au moins deux. 7 Procédé pour plier transversalement une matiè- re en bande afin d'en former des piles, mis en oeuvre par la machine selon l'une des revendications 1 à 6, ce procé- dé étant caractérisé en ce qu'il consiste: à faire avancer séquentiellement des segments de bande sur un cylindre d'entra Inement ( 21) équipé de moyens d'aspiration et tour- nant à une vitesse périphérique prédéterminée, à enlever séquentiellement les segments de bande du cylindre d'en- trainement tout en les pliant transversalement pour former des pièces de matière en bande pliées approximativement planes et à faire avancer ces pièces de matière en bande pliées sur un cylindre de pliage transversal ( 24) équipé de moyens d'aspiration et tournant à une vitesse périphé- rique inférieur à ladite vitesse prédéterminée, et arrêter le déplacement des pièces en matière en bande dans une di- rection parallèle au plan des pièces de matière en bande pour former une pile. 8 Procédé selon la revendication 7, caractérisée en ce que les pièces de matière en bande pliées sont trans- férées du cylindre de pliage transversal ( 24) équipé de moyens d'aspiration à un autre cylindre de pliage ( 28) équipé de moyens d'aspiration pour former un second pli transversal dans les pièces de matière en bande pliées avant d'arrêter leur déplacement. 9 Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le cylindre d'entraînement ( 21)-équipé de moyens d'aspiration est muni d'un évidement ( 37) et d'orifices d'aspiration pour recevoir une partie détendue de la ban- de au cours de l'enlèvement des segments de bande du cy lindre d'entraînement.