Brevet FR2558769A1 — publié le 19850802

L'invention est relative à un procédé de traitement cyclique d'une nappe en défilem:ent et une installation de mise en oeuvre du dit procédé. L'invention trouvera tout particulièrement son application dans l'industrie o les matériaux sont traités en bandes continues tels que dans l'industrie papetière et du carton ainsi que dans les impri me ries. Actuellement, certaines industries utilisent commllie mllatières premières un matériau qui se présente sous la fonire de nappes ou bandes continues. Pour simplifier la manutention, généralement on traite la bande sur toute sa longueur puis on la découpe en pièces selon un for- mat déterminé pour l'obtention du produit final. Cette mise en oeuvre se rencontre notamment dans l'industrie du carton o le carton est réalisé en continu en grande série puis lors d'une opération de reprise est découpé et imprimé pour former par exemple des boîtes d'emballage. Selon les dimensions de la boite finale à obtenir, on préforme des arêtes et on réalise des découpes et des impressions selon un rythme cyclique déterminé. Ces opérations de traitement cycliques peuvent être réalisées selon différents procédés, le premier consistant à arrêter la zone du carton à traiter sous une matrice d'outillage, à faire fonctionner cette dernière puis une fois le traitement réalisé on fait avancer la bande de carton d'un pas pour renouveler l'opération. Cette méthode de travail présente l'inconvénient de nécessiter un défilement discontinu de la nappe qui interdit par exemple de placer la machine de traitement en série avec la machine de production du carton qui elle délivre en continu le produit. Un second procédé de traitement qui peut cette fois-ci être réalisé en continu consiste à utiliser une matrice porte-outillage disposée sur la périphérie d'un tambour. Le tambour est animé d'une vi- tesse de rotation constante synchronisée avec la vitesse de défilement de la nappe d'o un traitement périodique de la nappe selon un pas dé- terminé qui correspond au diamètre du tambour porte-outil. Ce second procédé est le plus répandu actuellement. Toutefois, il est généralement effectué en opérations de reprise et l'installation de traitement cyclique n'est pas disposée en aval de la machine de pro- duction du carton par exemple. Par ailleurs, les caractéristiques géométriques du tambour le - 2 - rendent aptes à effectuer un type précis de traitement et toutes varia- tions dimensionnelles dans le format du produit final à obtenir demandent nécessairement une modification des dimensions du tambour. Cet inconvé- nient n'était pas rencontré avec le procédé précédent dans lequel l'avan- cement d'un pas de la nappe était indépendant du mouvement de la matrice porte-outil. Un des buts de la présente invention est de présenter un pro- cédé de traitement cyclique d'une nappe en défilement qui permette alors que la dite nappe est animée d'un mouvement de défilement par exem- ple uniforme comme cela est réalisé en sortie de machine de production de carton, de traiter selon un pas ajustable des portions de la nappe en défilement. De la sorte, l'outillage devient universel quel que soit le pas adopté, ce qui permet d'étoffer une gamme de fabrication sans entrai- ner de majoration de coût de fabrication. Par ailleurs, l'installation de traitement cyclique d'une nappe en défilement selon la présente invention pourra être disposée en sortie de machine de production des cartons par exemple d'o l'obten- tion d'une ligne de production entièrement intégrée qui ne nécessite aucune opération de reprise intermédiaire. Un autre but de la présente invention est de présenter une ins- tallation de traitement cyclique d'une nappe en défilement dans laquelle on place plusieurs organes porte-outil en série qui travaillent indépen- damment les uns des autres selon un pas ajustable d'o l'obtention d'un produit final qui peut être entièrement adapté selon les besoins. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaî- tront au cours de la description qui va suivre, qui n'est cependant donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter. Le procédé de traitement cyclique d'une nappe en défilement notamment pour assurer l'impression, la découpe ou le pré-formage des arêtes de boites ou autres formes à partir d'une bande continue de car- ton qui par contact ponctuel d'outils regroupés sur une matrice porte- outil est caractérisé en ce que: - on anime les outils d'une vitesse synchronisée à celle de la nappe en défilement, - on applique ponctuellement les outils sur la nappe, - on dégage les outiles en assurant une continuité de leur mouvement le long d'une trajectoire fermée et on désynchronise leur -3 - vitesse par rapport à celle de la nappe, - on applique à nouveau un cycle de traitement. L'installation de traitement cyclique d'une nappe en défile- ment notamment pour assurer 1 'impression, la découpe ou le pré-formage des arêtes de boites ou autres formes à partir d'une bande continue de carton qui comprend au moins un tambour porte-outil disposé transversa- lement à la nappe, mobile en rotation et qui assure par contact un traitement à la nappe est caractérisée par le fait que les outils sont regroupés sur une portion circulaire opérationnelle du tambour et que ce dernier est animé d'un mouvement circulaire synchronisé avec le défilement de la nappe lorsque la portion circulaire opérationnelle est en contact avec la nappe et d'un mouvement circulaire asynchrone durant la portion restante de la rotation. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante accompagnée de dessins en annexe parmi lesquels: - les figures la et b schématisent le traitement cyclique d'une nappe en défilement, - la figure 2 illustre un mode-de réalisation d'un porte-outil, - la figure 3 illustre une installation de traitement cyclique plus particulièrement adaptée au pré-formage d'arêtes et à la découpe, - la figure 4 illustre une installation de traitement cyclique équipée de plusieurs tambours porte-outils disposés en série, - la figure 5 illustre un exemple d'application de l'installa- tion de traitement cyclique pour l'obtention de panneaux imprimés de formats variables. Le procédé de traitement cyclique de la présente invention est plus particulièrement adapté au traitement de nappes continues en défilement, toutefois, comme il ressort de la description suivante, le procédé de la présente invention pourra également s'adapter aux nappes discontinues formées d'une succession de panneaux par exemple placés à la suite les uns des autres. Le procédé de la présente invention s'appliquera aux nappes quel que soit le matériau utilisé pour leur confection. Toutefois, pour faciliter la compréhension, il a été choisi d'appliquer le procédé à l'industrie du carton dans laquelle les traitements à assurer sont généralement l'impression, la découpe ou le pré-formage des arêtes de bottes ou autres formes à partir d'une bande continue de carton. Selon le procédé de la présente invention, la nappe est ani- - 4 - mnée d'un mouvement de défilement tel que celui par exemple produit en sortie de machine de production de carton, ce qui permiet d'intégrer la fabrication sur une seule ligne de production sans qu'aucune opération de reprise intermédiaire ne soit nécessaire. Le traitement de la nappe en défilement est obtenu par contact ponctuel d'outils. Il peut s'agir d'outils de découpe, d'outils de pré-formage, ou d'un relief d'impres- sion par exemple soit individuel ou en combinaison. Les différents outils sont regroupés sur une matrice porte-outil. Selon la présente invention, on anime les outils d'une vitesse synchronisée avec celle de la nappe en défilement. Puis, on applique ponctuellement les outils sur la nappe afin de réaliser l'opération de traitement désiré et une-fois cette étape réalisée on dégage des outils en assurant une continuité de leur mouvement le long d'une trajectoire fermée. La continuité du mouvement permet d'appliquer le procédé même à une matrice et un outillage de masse importante puisqu'aucune accélé- ration brutale n'est exigée. Par ailleurs, la trajectoire fermée permet au traitement d'être cyclique puisque, dans son parcours, l'outillage vient périodiquement en contact avec la nappe en défilement. Toutefois, un désynchronisme de la vitesse des outils par rap- port à celle de la nappe est réalisé à l'issue de l'opération de traite- ment!orsque les outils ont été dégagés du contact de la nappe. Ce désyn- chronisme est important car il permet de faire varier la périodicité du traitement d'o le pas du traitement sur la nappe en défilement. Par accélération de la vitesse des outils, on augmente la fréquence de trai- teinent d'o rapprochement des zones traitées sur-la nappe. Par contre, une décélération de la vitesse d'outillage à l'issue de la phase de traitement ralentira la fréquence de traitement d'o un allongement du pas séparant sur la nappe en défilement les zones traitées. Le procédé cyclique de la présente invention est formée de la succession des opéra- tions précédemment énumérées. Il ressort du procédé de la présente invention, qu'avec une même matrice porte-outil, il est possible de réaliser des produits de formats différents sans avoir à modifier la géométrie de la dite matrice. Ce résultat permet d'obtenir toute une gamnme de produits avec un seul outillage. Selon le procédé de traitement de la présente invention, les outils sont disposés sur une forme et la dite forme est appliquée tan- gentiellement sur la nappe en défilement. Cette conception permet d'ap- -5 - pliquer successivement et tangentiellement à la nappe les différents outils pour appliquer un traitement a la nappe. Le procédé de traitement cyclique d'une nappe en défilement peut être réalisé sur une installation telle que schématisée aux fi- gures la et lb. Dans ce cas, la matrice porte-outil se présente sous la forme d'un tambour 1 porte-outil disposé transversalement par rap- port au sens de défilement de la nappe 2. Le tambour porte-outil 1 est mobile en rotation et assure par contact des outils 3 un traitement, schématisé par une zone 4, hachurée aux figures la et lb. Selon l'invention, les outils 3 sont regroupés sur une portion circulaire opérationnelle du tambour porte-outil 1. La figure la illustre l'installation de traitement cyclique en phase opérationnelle c'est-a-dire lorsque les outils 3 sont en con- tact avec la nappe 2. Dans ce cas, le mouvement circulaire du tambour 1 est synchronisé avec la vitesse de défilement de la nappe 2. Il est en effet indispensable que la vitesse tangentielle du tambour 1 qui correspond à la vitesse des outils 3 soit identique à celle de la vi- tesse de défilement de la nappe 2 afin que les outils 3 puissent assu- rer un traitement ponctuel de la nappe 2. La figure lb illustre la phase de désynchronisation c'est-a- dire lorsque la zone opérationnelle porte-outil 3 du tambour 1 n'est plus en contact avec la nappe 2 en défilement. Dans ce cas, il n' existe plus aucun contact entre le tambour 1 et la nappe 2 et le tambour peut être animé d'un mouvement circulaire asynchrone. Selon la vitesse à synchrone choisie, il est possible d'ajuster la périodicité du trai- tement assuré par la portion circulaire opérationnelle 3 du tambour 1. De la sorte, avec un même tambour porte-outil 1, il est possi- ble de traiter une nappe en défilement 2 selon différents formats avec un ajustement progressif de ce dernier. L'installation de traitement de la présente invention peut être perfectionnée par exemple en disposant sur la périphérie du tambour porteoutil 1 plusieurs zones opérationnelles obtenues par l'adjonction aux différentes matrices porte-outil indépendantes les unes des autres. La conception du tambour porte-outil illustré aux figures la et lb peut également s'envisager sans que les outils soient nécessairement fixes sur la périphérie du tambour 1 telle qu'illustrée à la figure 2. Dans ce cas, les outils 3 sont disposés sur une bande sans fin 5 en circula- tion entre le tambour 1 et un second cylindre de renvoi 6. Le mouvement 6 - de la bande porte-outil 5 est identique à celui envisagé précédemment c'est-à-dire que la vitesse de la bande est synchronisée avec la vi- tesse de défilement de la nappe 2 lorsque la zone opérationnelle 3 d'outillage est en contact avec la nappe 2, par contre, aussitôt la phase opérationnelle terminée, la vitesse de la bande 5 devient asyn- chrone et est ajustée en fonction de la périodicité du traitement à appliquer sur la nappe 2. Cette conception est particulièrement avan- tageuse lorsque le pas du traitement à appliquer sur la nappe en défi- lement 2 est important. En effet, dans ce cas, le mouvement circulaire asynchrone demandé oblige à réduire considérablement la vitesse an- gulaire du tambour porte-outil. Afin de ne pas nécessiter une décélé- ration et une accélération très importante durant cette phase asynchro- ne, le secteur circulaire non opérationnel qui correspond au secteur complémentaire au secteur 3 opérationnel sur le tambour, doit être suffisamment dimensionné. Il en résulte dans ce cas, qu'il faut un diamètre de tambour porte-outil très important d'o un encombrement qui peut constituer une gêne pour l'installation. En utilisant le principe de la bande 5 disposée entre un cylindre de renvoi 6 et un tambour porte- outil 1, il est possible de constituer une zone non opérationnelle com- plémentaire à la zone opérationnelle 3 de dimension relativement impor- tante sans pour autant avoir un encombrement exagéré de l'installation. Pour l'application de certains traitements tels que la découpe d'une bande cartonnée ou le pré-formage d'arêtes sur une bande carton- née, il est souhaitable de disposer durant l'opération de traitement d'un support de la bande de carton. Un exemple de réalisation d'un tel support est donné à la figure 3. Dans cette figure 3, o il est illustré un exemple de traite- ment d'une bande de carton 2 par un cylindre porte-outil 1 muni sur sa périphérie d'une zone opérationnelle 3, le support 7 est réalisé par l'intermédiaire d'un cylindre 7 animé d'un mouvement circulaire syn- chronisé au défilement de la bande de carton 2 qui donc assure un con- tact tangentiel sans glissement. Selon un mode préférentiel de réalisa- tion du cylindre 7, celui-ci est muni sur sa périphérie d'une garniture 8 élastique réalisée dans un matériau tel qu'un polyuréthane. Les di- mensions du cylindre 7 sont peu importantes pourvu qu'il soit animé d'une vitesse périphérique sensiblement égale à celle de la bande 2 en défilement pour assurer un support tangentiel qui permet aux lames de découpe 3 de pénétrer dans le carton 2. Le contre-cylindre 7 pourra -7par exemple être entrainé en rotation par simple contact avec la bande en défilement 2, dans ce cas, le synchronisme des mouvements se fait naturel 1 ement. La figure 4 schématise une installation de traitement cyclique de la présente invention perfectionnée puisqu'elle se compose d'une succession de postes opérationnels, dans l'exemple choisi ici, le nom- bre de postes a été limité à deux. Toutefois, un nombre plus important de postes pourrait plus facilement être envisagé. Les tambours porte- outil 9 et 10 sont animés indépendamment l'un de l'autre d'un mouvement circulaire qui les synchronisent à la vitesse de défilement de la nappe 2 lorsque respectivement leurs zones opérationnelles 11 et 12 entrent en contact avec la nappe 2 et un mouvement asynchrone par rap- port à la vitesse de défilement de la nappe 2 lorsque les tambours porte-outil 9 et 10 ne présentent plus leurs zones circulaires opération- nelles 11 et 12 en contact avec la nappe 2. Chaque tambour porte-outil peut appliquer un traitement 13 et 14 cyclique. Toutefois, il est souhaitable de pouvoir obtenir un calage angulaire précis entre les tambours porte-outil 11 et 12 afin de positionner relativement les zones opérationnelles 13 et 14 respecti- veminent appliquées par des tambours porte-outil 9 et 10. Cette décomposition des traitements appliqués par les tam- bours 9 et 10 permet de varier plus amplement le produit fini. Par exem- ple en envisageant que l'un des tambours assure la découpe de la bande alors que l'autre applique une impression, il est possible de modifier en continu le format du produit fini en ajustant le mouvement rotatoire cyclique du tambour de découpe et de positionner quel que soit le format adopté l'impression par exemple au centre des découpes en ajustant le mouvenient rotatif du tambour d'impression. La figure 5 illustre une installation de traitement cyclique selon la présente invention adaptée à l'obtention de panneaux imprimés de carton 15. L'installation de traitement de la présente invention est alimentée à partir d'une bande de carton 2 défilant en continu et le tambour porteoutil 1 dans l'exemple choisi comprend deux lames 16 et 17 tangentielles qui assureront la découpe des flancs de carton 15. Pour faciliter la découpe, on utilise un contre-cylindre 7 muni sur sa périphérie d'une garniture de matériau élastique. En outre, entre les lames de découpe 16 et 17, le tambour porte-outil 1 est garni d'un tampon d'impression 18 qui permettra d'appliquer sur les flancs de car- 8 - ton 15 un motif 19 imprimé. Dans l'exemple choisi, on peut faire varier de façon continue le format des flancs de carton découpés 15 tout en utilisant toujours le même tambour porte-outil 1, ceci avec un positionnement central de l'impression 19. En effet, en faisant varier la vitesse angulaire du tambour porte-outil 1 durant le défilement de la bande de carton 2 sous le sec- teur angulaire séparant les lames 16 et 17 des tampons 18, on fait varier la périodicité de la découpe d'o les dimensions des flancs 15 et en ajustant la vitesse de rotation du tambour porte-outil 1 de telle sorte que les temps séparant les passages de la lame 1 au tampon 18 et du tampon 18 à la lame 17 soient égaux, on obtient un centrage de l'impression 19. D'autres mises en oeuvre de la présente invention, à la portée de l'Homme de l'Art, auraient pu être adoptées sans pour autant sortir du cadre de celle-ci. 9- REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement cyclique d'une nappe en défilement notamment pour assurer l'impression, la découpe ou le pré-formage des arêtes de boîtes ou autres formes à partir d'une bande continue de car- ton par contact ponctuel d'outils regroupés sur une matrice (3), carac- térisé en ce que: - on anime les outils (3) d'une vitesse synchronisée à celle de la nappe (2) en défilement, - on applique ponctuellement les outils (3) sur la nappe (2), - on dégage les outils (3) en assurant une continuité de leurs mouvements le long d'une trajectoire fermée mais en désynchronisant leur vitesse par rapport à celle de la nappe (2), - on applique un nouveau cycle de traitement. 2. Procédé de traitement cyclique d'une nappe en défilement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les outils (3) sont ap- pliqués tangentiellement à la nappe (2). 3. Installation de traitement cyclique d'une nappe en défile- mnient pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, qui comprend au moins un tambour (1) porte-outil disposé transversalement au sens de défilement de la nappe (2), mobile en rotation et qui assure par contact un traitement (4) à la nappe (2), caractérisée par le fait que les outils sont regroupés sur une portion circulaire opérationnelle (3) du tambour porte-outil (1) et que ce dernier est animé d'un mouve- mnient circulaire synchronisé avec le défilement de la nappe (2) lorsque la portion circulaire opérationnelle (3) est en contact avec la nappe (2) et d'un mouvement circulaire asynchrone durant la partie restante de la rotation du dit tambour porte-outil (1). 4. Installation de traitement cyclique d'une nappe en défile- ment selon la revendication 3, caractérisée par le fait que le cylindre porte-outil (1) présente sur sa périphérie plusieurs portions circulai- res opérationnelles (3). 5. Installation de traitement cyclique d'une nappe en défile- ment selon la revendication 3, caractérisée par le fait que plusieurs tambours (9) et (10) porte-outil sont placés en série dans l'installa- tion 6. Installation de traitement cyclique d'une nappe en défile- mnient selon la revendication 3, caractérisée par le fait qu'un contre- cylindre (7) est disposé symétriquement par rapport à la nappe (2) - 10 - vis-à-vis du tambour porte-outil (1), dont la périphérie est revêtue d'une garniture (8) élastique telle qu'un polyuréthane. 7. Installation de traitement cyclique d'une nappe en défile- ment selon la revendication 3, caractérisée par le fait que les outils (3) sont disposés sur une bande sans fin (5) en mouvement entre un tam- bour porte-outil (1) et un cylindre de renvoi (6).