Brevet FR2633869A1 — publié le 19900112

l L'invention est relative à un mandrin de tormage d'un boyau a soufflets destiné a être incorpore cans une chaîne de fabrication, notamment de sacs en papier. Elie concerne l'industrie du conditionnement. Quolque l'invention ait été développée dans le cadre des sacs en papier, d'autres matières pourraient également être utillsees conjointement au mandrin de formage de la présente i nvent ion. Une chaîne de fabrication de sacs a soufflets utilise 0o comme matière première une bande continue ae papler qul se présente en rouleau. Parml les différentes opérations de traitement de la bande, il y a la formation du Doyau. Pour cela, la bance de papier est préalablemernt encollée sur l'un de ses côtes avant d'être enroulée à la perlptierle d'un imandrln de formage. Cette opération permet ae transtormer la bande plate de papier en un boyau. Elle est menée a la continue, c'est-à-dire que l'on tire progressivement le boyau forme le long du mandrin de manière a provoquer le detile- ment de la bande de papier. La tâche se complique lorsqu'il s'agit, en plus, de former des soufflets. Le principe de base qui est alors appliqué par les constructeurs est réveélé dans le brevet americain LORENZ & HONISS n' 331.723 qul décrit une machine de fabrication de sacs en papier a partir d'une bande continue. Selon cette invention, la formation du boyau à soufflets est obtenue a î'aiae d'un mandrin ce formage en aépression autour auquel on forme le boyau et dont le profil est progressivement modifie a l'aide de molettes extérieures qul assurent la formation des plls nécessaires aux soufflets. Le mandrin de formage présente un profil de section sensiblement triangulaire à l'entrée pour progressivement s'aplatir en sortie de forme rectangulaire. L'utlllsatlon d'un mandrin de formage en dépression cons- titue un progres important vis-à-vis des techniques anterleures, étant donné qu'elle autorise un travail continu de tormage. il s'agit cependant du point sensible dans la chalne de fabrication des sacs en papler. La cadence ue Labrication est principalemtent ilmitée par i'aptitude du mandrin et des molettes à permettre le pilage du boyau sans le déchirer. Comme cela ressort du brevet américain n 331.723, les dretes Gu mandrin sont stl ictement linéaires et Ine correspondent, de ce fait, en aucun cas, à la trajecLoire emupruntee pal la bande ce papier. in consequence, au cours du tormage des sacs, la bande de papler est amenée a gllssel transversaiement sur le manarln, plus parti- CUlièrement au niveau des arêtes. C'est justement a ces endroits que les forces de frottement sur la bande sont iles plus importantes et il est fréquent que celles-cl provoquent la rupture cde ladite bande lors de cadences de production élevées. Ces déchirures sont extrêmement coûteuses pour le producteur car, outre le papier à rebuter, il est néces- salre de relancer toute la chaine en reamorçant chaque poste de travali, ce qul est très iong. Le but principal de la présente invention est de présenter un mandrin de úormage adapté aux cadences élevées de production. Pour cela, le profil du mandrin est déterminé pour minimiser les contraintes dans la bande de papler, ce qui mlnlmise les risques de déchirement. Contrairement aux mandrins de formage traditionnels sur lesquels la bande de papier est soumis à un effort de traction longitudinal correspondant à l'avancement de la bande et à un effort transversal nécessaire pour -la formation des plis du soufflet, le mandrln de formage de la présente invention ne suscite aucun effort trans- versal, seul l'effort de traction étant maintenu. Un autre but de la présente invention est de presen- ter un mandrin de formage d'un boyau à soufflets qui ne demande aucun équipement auxiliaire. En outre, le profil du boyau à soufflets est lndéré- glable avec le mandrin de Lormage de la presente lnven- tlon. Dans ces conditions, la mise au point de la machine est effectuee très rapidement sans intervention d'un personnel spécialisé. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, qui n'est cependant donnee qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter. Le mandrin de formage d'un boyau à soufflets, destiné à être incorporé dans une chaine de fabrication ae sacs, notamment en papier, à partir d'une bande continue qui est enroulée à l'entrée sur la periphérie du mandrin pour donner naissance au boyau et qui, par translation, se deplace le long du mandrin pour sortir sous forme de boyau aplati comportant deux soufflets intérieurs est caractérisé par le fait que le profil des arêtes du mandrdin suit la ligne de pliage des soufflets du boyau durant son avancement le long dudlt mandrin. L'inventlon sera mieux comprise à la lecture de la description suivante accompagnée de dessins en annexe parmi lesquels: - la figure 1 schématise une ligne de production de sacs en papier, - la figure 2 représente les détails de la formation du boyau avec les deux soufflets intérieurs, - la figure 3 illustre un mode préférentiel de réalisation du mandrin de formage de la présente invention. L'invention vise un mandrin de formage d'un boyau à soufflets destiné A être incorporé dans une chaîne de fa- brication de sacsnotamment en papier,à partir d'une bande continue qui est enroulée à l'entree s"r la périphérie du mandrin pour donner naissance au boyau et qui, par trans- lation,se déplace le long du mandrin pour sortir sous for- me de boyau aplati comportant deux soufflets intérieurs. Le mandrin de formage en dépression permet sur les chaînes de fabrication existantes de former le boyau a partir de la bande continue de papier. Pour la formation ues deux souútlets, ii est fait appel à des molettes extérieures qul créent les arêtes de pilage nécessaires. Selon les techniques actuelles, le boyau de papler se degage progressivement du mandrln, ce qui permet d'exercer une action ae pliage sur les zones libres. Cependant, cette maniere de travailler occasionne des contraintes éievées dans ia bande de papier qul a tendance à se decnlrer. Les aretes des mandrins sont traditionnellement rectilignes. or, ce trajet ne correspond absolument pas a celui effectue par la bande de papier. Il s'ensuit que la uanae de papier est amenée a gflsser transversalement le long des arêtes du mandrin, d'o la création de tension transversale qui s'ajoute à la tension longitudinale de circulation de la bande de papier. Pour éviter les déchirures de la bande continue de pa- pier, il est nécessaire de llmlter la cadence de fabrica- tLion. La rlgure i schématise une chaine cinématique de fabrication de sachets en papier à partir d'une bande continue 1 de papier traditionnellement conditionnée en rouleaux. Des cylindres d'appel 2 servent à alimenter la chaine cinématique. Un perforateur 3 effectue des perforations transversales sur la bande de papier 1 à Litezvalles réguliers pour délimiter la longueur des sachets. Ensuite, un poste d'encollage 4 enduit de colle l'un aes bords de la bande de papier 1 pour former un boyau 5. Ce boyau est obtenu par enroulement de la bande de papier 1 autour d'un mandrin de formage G. L'avancement du boyau 5 autour du mandrin 6 est assuré à l'aide d'un entrainemen à friction 7 ou réglable en vitesse. Le boyau est ensuite découpé en tronçons à l'aide des systèmes ac'entrainement 8 et 9 qui fonctlonnert à des vitesses et des rythmes différents. Les tronçons de boyau sont ensuite ciiemninés à l'aide de rouleaux transporteurs 10 vers un poste de pliage 11 et de collage du fond des sacs. Le poste de formation du boyau esc une fonction cie uu byst.elle, et.ailt donxie qu'il limite la cadence de fabrication et qu'li est tres sensible a la qualité du papler utlllse. Sulvallt la caracterlstique prilncipalie de Ia przesenle invention,.ie profil des arêLes du mandrin 6 suit la ligqne ue plIage aes soufilets du boyau b durant son-avancemernt le Àolig dudit mandrin 6. La figure 2 sciématise cette mise en oeuvre. A l'entréee au mdndlrin 6, la bande de papler 1 est appliquée sur toute id perlpnerie du mandrin pour former ie boyau. Le mandrllin preselJte a l'entree une section rectangulalre dont la largeur correspond a celle du sachet a former. De la sorte, les coins i2 du mandrla 6 corresponldent aux lignes de pilage 13 des soufflets à former. lb Le mandrln de formage 6 est de largeur constante. Pat consequent, aans sa partie centrale, les arétes 12 du natadrliii 6 qui formenc ies coins dudit mandrin sulvent toujours leb igiles de plicide 13 du boydu b tel qu'ilustre dans la partie centrale de la figure 2. Les flancs latéraux 14 du matirlt b épousent proglessivement la forme ues soufflets 15 du Doyau En taisol cde ia depressiolî régnant Udis ie mlarlailn 6, il est provoque' le repliage intérieur progressif des souflets ib. En sotie du malnrllî 6, celui-c] est tres effile et ses flancs lateraux 14 prennenc un profil en forme de "V' dlagu. Dans ces conditions, les soufflets 15 sont totalement tormes et les lignes de pliage 13 du boyau sont-nettement marquees. Ii faut. souligner que la section du boyau à soufflets est entièrement déterminée par le profil du mandrin. Aucun dereglage n'est à redouter. Durant toute sa course le long du mandrin 6, le boyau 5 voit ses lignes de pliage 13 correspon- dre avec ies arétes du mandrin 6. Ceci permet d'éviter tout mouvement de deplacement transversal de la bande de papler coJntre les armtes 12 du mandlrid 6. La banae de papler n'est soumise qu'à l'effort de traction lougitudînai. Pout garantlr le bon quldage du Doyau de papier le lonq du mandrin 6, il est préférable que.le perimetre du mandrln solt constant sur toute sa longueur. Alnsl, 1i y a corres- pondance entre perlmèLre du mandrin et perimetre du Doyau au cours ae la formatlon aes soufflets latéraux 1b. Cecl permet au papier d'être appliqué en permanence contre ies parois du mandrln. 1il est, toutefois, important ae respecter la formation progressive des soufflets. Dans ce but, les arêtes du manarin 6 obéissent à l'équatlon sulvante donnee dans le repère orthonormé x, y tel qu'illustré à la ilgure: y =S L2 avec L = Longueur du mandrin et S = Profondeur des soufflets La surface au mandrln est percée d'orlfices 16 qul, avec ie concours de la depression lntérleure du mandrln, permet- Lent ae malntenir la teuille de papler appllquée contre celul-cl. Des essais ont permls de determiner la dimension uptlliuni de ces orilices iO qui se situent aux environs de trois millimetres de dlametre. Le matérlau utlllsé pour la confectlon du marncrln b devra presenter un coefficient de frottement assez bas pour faci- lter le gllssement ae la bande de papler le long de sa surface. D'autres mlses en oeuvre de la présente invention a la portée de l'Homme de l'Art auraient égaiement pu être envi- sagees sans pour autant sortlr du cadre de celle-cl. Revendlcatlons i. Mandrin de formage d'un boyau a soufflets destine à être incorpore dans une chaine de fabrication de sacs, notam- ment en papier, à partir d'une bande continue (1) qui est enroulée à 'l'entrée sur la perlpherie du mandrin (6) pour donner naissance au boyau (5) et qul, par translation, se ueplace le long audit mandrin (6) pour sortir sous torme de boyau aplati (5) comportant deux soufflets (15) lntezleurs, caracterlse par le Lalt que le profil aes aretes (12) du mandrin (b) suit la ligne de pliage (13) des soutfletS (15) uu boyau (b) durant son avancement le long audit mandrin (6).. Z. Manarln ae formage d'un boyau a soufflets selon la revendication 1, caracterlsé par le falt que les flancs latéiaux (14) du mandrin (6) épousent progressivement la forme des soufflets (15) du boyau (5). 3. Mandrln de formage d'un boyau à soufflets selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le périmètre du mandrin (6) est de longueur constante. 4. Mandrln de formage d'un boyau a soufflets selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ie profil des arêtes (12)' du mandrin (6) suit la courbe caractéristique: y= S X- 2 L2 avec L Longueur du mandrin et S = Profondeur des soufflets b. Mandrin de formage d'un boyau à soufflets selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la largeur du mandrin (6) correspond à la largeur des sacs a confectionner. 6. Mandrln de formage d'un boyau a soufflets selon la revendication 2. caractérisé par le fait que la hauteur d'entrée des flancs latéraux (14) du mandrin (6) correspond a la profondeur des soufflets à former. 7. Mandrin de formage d'un boyau à soufflets selon la revendication 1, caracterlse par le fait qu'il présente des orifices (16) sur sa perlpherle de diametre d'environ trois mil lmetres.