Brevet FR2656829A1 — publié le 19910712

i La présente invention concerne la fabrication du carton ondulé et elle vise plus particulièrement des perfectionnements apportés à la fabrication du carton rainuré devant être utilisé pour réaliser des bottes gaufrées et similaires. Le carton ondulé ainsi que les bottes gaufrées sont bien connus et largement utilisés De façon typique, les bottes gaufrées sont réalisées par assemblage à partir de flans de carton ondulé qui sont découpés en partant d'une bande ou ruban de carton ondulé Un flan typique est pourvu de volets et de lignes d'entaille qui sont utilisés pour assembler le flan en vue d'obtenir une botte terminée. Les volets sur un flan de carton ondulé sont réalisés à l'aide d'une machine généralement désignée sous la dénomination "plieuse-encolleuseflexo" ou "flexo" Une telle machine comporte généralement un certain nombre d'outils rotatifs montés sur un certain nombre d'arbres Cette machine flexo forme les volets sur un flan à l'aide d'un mécanisme "fendeur-rabatteur-fendeur" Dans un tel mécanisme, chaque flan est tout d'abord amené sur un premier jeu d'outils fendeurs conçus et disposés de manière à découper des fentes dans le bord de tête (bord menant) du flan puis un jeu d'outils rabatteurs (d'entaille), on réalise des lignes de pliage qui sont alignées avec les fentes et finalement, à l'aide d'un second jeu d'outils fendeurs, on réalise des fentes qui sont découpées dans le bord de queue (bord postérieur) du flan, ces fentes étant alignées également avec les lignes de pliage Une telle disposition permet d'obtenir automatiquement une concordance radiale des emplacements des fentes, comme décrit par exemple dans le brevet US-4 003 300. Des têtes classiques pour réaliser des fentes sur une machine fendeuse et d'impression comprennent un outil mâle et un outil femelle L'outil mâle est pourvu d'au moins une lame fendeuse qui fait saillie au-delà de la périphérie de l'outil La lame est conçue de façon à coopérer avec une rainure annulaire prévue dans un outil femelle fendeur disposé en regard de ladite lame Les outils sont montés sur des arbres de rotation parallèles. Il existe un problème de fabrication inhérent à ce mode de réalisation de cartons ondulés Par nature, le carton ondulé se comporte comme un matelas étant donné qu'il renferme de l'air Afin de pouvoir découper efficacement les fentes dans le carton ondulé, il est nécessaire d'en éliminer l'air Cette opération est bien réalisée à l'aide du second jeu d'outils de fendage étant donné que les outils préalables de rabattage déforment plastiquement la plaque de carton ondulé avant de réaliser les fentes, ce qui assure l'élimination de l'air. Le premier jeu d'outils de fendage ne doit pas comporter de mécanisme préalable de rabattage et il doit éliminer l'air instantanément et en coïncidence avec le début de l'opération de fendage Il en résulte la formation de fentes en dents de scie (qui ne sont pas découpées mais obtenues par arrachement) et également un endommagement de la zone qui est située à la naissance de la fente par écaillage et fracture des garnissages du carton ondulé Il est donc nécessaire que le carton ondulé présente une résistance de structure permettant l'empilage des plaques de carton ondulé, ce qui induit des efforts et des contraintes importants qui sont concentrés dans les angles des plaques de carton Des dommages apportés aux volets des plaques de carton ondulé entraînent un pré-cisaillage et/ou une augmentation des contraintes dans les angles des plaques, ce qui est indésirable car le produit a alors tendance à s'effondrer lors de son utilisation. La présente invention a donc pour objectif un système permettant de découper des fentes dans des plaques de carton ondulé dans lequel on dispose une lame fendeuse qui est immédiatement précédée par un outil de pré-écrasement La combinaison est similaire à celle utilisée dans une lame fendeuse classique et elle est montée de la même façon, sauf que la partie supérieure de l'outil de pré- écrasement est profilée de façon à obtenir un écrasement progressif lors de la rotation L'outil de pré-écrasement s'élargit progressivement dans une zone allant vers le point o la largeur de la surface d'écrassement est égale à la largeur de la lame fendeuse et son diamètre présente un maximum lorsqu'il est égal au diamètre du cercle primitif de l'outil Grâce à cette disposition, on élimine l'écaillage et la fracture mentionnés ci-dessus étant donné que l'énergie de travail n'est plus absorbée instantanément mais sur une distance radiale. L'outil de pré-écrasement est monté sur le même arbre et il précède la lame mâle de fendage prévue sur le premier jeu d'outils de fendage L'outil de pré-écrasement est conformé uniquement de manière que son diamètre, mesuré à partir de l'axe de l'arbre augmente progressivement le long de la circonférence de cet outil dans une direction orientée vers la lame mâle de fendage Simultanément, en même temps, la largeur de la surface circonférencielle de l'outil de pré-écrasement augmente en même temps que le diamètre de cet outil jusqu'à ce qu'elle soit sensiblement égale à la largeur de la lame mâle de fendage Grâce à cette conception, on élimine l'air de la plaque de carton ondulé, graduellement avant son découpage et l'on peut obtenir ainsi une découpe vive et franche par l'action de la lame fendeuse. En termes génériques, un système fendeur selon la présente invention comprend au moins un outil rotatif de fendage conçu et disposé de manière à découper une fente dans le bord de tête de chaque pièce de carton ondulé, lorsque cette dernière se déplace en passant devant l'outil de fendage, en s'étendant dans la direction du déplacement de la plaque de carton ondulé et comportant sur l'outil de fendage une saillie de préécrasement qui est conçue et réalisée de façon à écraser la zone pourvue de fentes préalablement au début de l'action de découpage des fentes par l'outil. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif Sur les dessins: la figure 1 est une vue éclatée représentant un jeu d'outils de fendage avec un outil de préécrasement selon la présente invention; la figure 2 est une vue en perspective de l'outil de pré- écrasement; la figure 3 est une vue en coupe verticale d'un jeu d'outils de fendage avec l'outil de pré-écrasement selon la présente invention représentés en relation avec une partie d'une machine encolleuse- plieuse-flexo et; la figure 4 est une vue en coupe verticale du jeu d'outils de la figure 3 utilisé sur une plaque de carton ondulé. Sur la figure 1 on a représenté un exemple de réalisation préféré du système de découpage de fentes 10 ainsi que ses composants de base L'outil mâle de fendage 12 comporte une lame fendeuse 14 et un outil de pré-écrasement 16 qui est connecté à la lame 12 par l'intermédiaire d'un système d'écrou et de boulon 20 avec une rondelle 18 L'outil mâle de fendage 12 est relié à une plaque d'usure 22. L'outil de fendage femelle 24 comporte une rainure annulaire de fendage 26 qui est délimitée par deux anneaux 28 et 30 Les anneaux de fendage 28 et 30 sont reliés à l'outil 24 ainsi qu'à une plaque d'usure 32 La lame 14 et l'outil de pré-écrasement 16 sur l'outil mâle de fendage 12 correspondent à la rainure de fendage 26 prévue sur l'outil femelle 24 et coopèrent avec cette dernière. La figure 2 est une vue à plus grande échelle de l'outil de préécrasement 16 Cet outil présente la forme d'un coin et sa surface circonférencielle possède une extrémité de tête étroite 34 dont la largeur augmente progressivement vers un bord postérieur 36. La largeur du bord postérieur 36 est sensiblement égale à la largeur de la lame fondeuse Le diamètre de l'outil 16 augmente également de l'extrémité de tête 34 vers l'extrémité postérieure 36 Le diamètre de l'extrémité de tête est égal au cercle de base lequel, ainsi que le comprendront les spécialistes de ce domaine, est égal au pas moins le calibre (c'est-à-dire l'épaisseur) du produit Le diamètre de l'extrémité postérieure 36 est égal au diamètre du cercle primitif. Le cercle primitif est la ligne imaginaire d'un pignon ne présentant aucun glissement et qui produit un écrasement progressif de la plaque de carton Le diamètre maximum de l'outil 16 est inférieur à celui de la lame 14. La figure 3 représente une machine destinée à la réalisation de boîtes qui comprend un second système classique pour la formation de fentes 38 monté sur des arbres 40 et 42, un système de rabattage 44 monté sur des arbres 46 et 48 et un premier système de fendage 10 monté sur des arbres Il et 13 avec un outil de pré-écrasement 16. Chaque système de fendage 10 et 38 et le système de rabattage 44 comprend un outil femelle et un outil mâle L'outil femelle 17 du premier système de fendage 10 présente une enclume de support en élastomère 15 qui coopère avec l'outil de pré-écrasement 16 sur l'outil de fendage mâle 12 L'enclume 15 présente l'élasticité nécessaire pour supporter de façon appropriée la plaque 58 (figure 4) avec une charge de réaction cependant que l'outil de pré-écrasement 16 est en position et agit sur la plaque 58. Sur l'outil de fendage mâle 12, le premier système de fendage comporte une lame de fendage 14 dont une portion de la circonférence de laquelle est immédiatement précédée par l'outil de pré-écrasement 16. La machine comporte un collier 50 pour chaque système de fendage 10-38 Le collier 50 est guidé en translation horizontale par l'intermédiaire d'arbres de guidage 52 et 54 Un arbre d'entraînement fileté 56 est en prise avec le collier 50 de manière à déplacer ce dernier vers une position désirée le long de la longueur des arbres de guidage 52 et 54. Comme on peut le voir sur la figure 4, lors du fonctionnement du dispositif selon l'invention, une plaque de carton ondulé 58 passe au travers de l'outil mâle de fendage 12 et de l'outil femelle de fendage 17 du premier système de fendage 10 La plaque de carton ondulé 58 vient au contact de l'outil de pré-écrasement 16 et elle est supportée par l'enclume en élastomère 15 sur l'outil de fendage femelle 17 L'outil de pré-écrasement 16 assure l'élimination de l'air de la plaque de carton ondulé 58 de façon graduelle La plaque 58 vient ensuite au contact de la lame de fendage 14 Le fait d'ajouter l'outil de pré-écrasement 16 à la lame de fendage 14 élimine l'écaillage et l'endommagement par fracture de la plaque de carton ondulé étant donné que l'énergie développée lors de cette opération est répartie sur une distance radiale La plaque de carton ondulé 58 passe ensuite au travers de l'outil de rabattage et du second système de fendage selon un mode de fonctionnement classique. L'outil de pré-écrasement permet d'obtenir une découpe nette et vive lors du fendage L'outil est conformé de façon unique de manière à permettre d'éliminer l'air de la plaque de carton ondulé de façon progressive et efficace. Un avantage de l'outil de pré-écrasement réside en ce qu'il peut être facilement ajouté à une machine existante et qu'il présente en outre un faible prix de revient Cet outil permet également d'aider la plaque de carton ondulé à conserver sa rigidité étant donné que la plupart des efforts de structure se situent dans les angles et que l'on élimine l'écaillage et l'endommagement par fracture de la plaque de carton ondulé par les outils de fendage, ce qui autrement affaiblirait les angles de la plaque de carton ondulé. Il demeure bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux divers exemples de réalisation et/ou d'applications décrits et mentionnés ici mais qu'elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 Système de fendage pour la réalisation de fentes dans les bords de tête de plaques de carton ondulé en déplacement, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un outil rotatif de fendage ( 12) conçu et disposé de façon à découper une fente dans le bord de tête de chaque plaque de carton ondulé ( 58) lorsque ladite plaque passe devant l'outil de fendage qui s'étend dans la direction du déplacement de la plaque de carton ondulé et comprenant sur l'outil de fendage une saillie de pré-écrasement conçue de façon à écraser la zone fendue de la plaque avant le début de l'action de découpage d'une fente par ledit outil. 2 Système de fendage, caractérisé en ce qu'il comprend: une paire d'outils rotatifs ( 12-17) pour recevoir une plaque de carton ondulé entre lesdits outils; des moyens d'écrasement ( 16) montés sur l'un desdits outils rotatifs de façon à venir au contact de ladite plaque de carton ondulé et à déformer plastiquement cette dernière et; des moyens de fendage ( 14) sur ledit outil rotatif de manière à venir au contact de ladite plaque de carton ondulé, après lesdits moyens d'écrasement, afin de produire au moins une fente, en au moins un emplacement de fendage dans ladite plaque de carton ondulé. 3 Système de fendage selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens élastiques ( 15) sur l'autre desdits outils rotatifs afin de coopérer avec lesdits moyens d'écrasement ( 16). 4 Système de fendage selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdits moyens d'écrasement ( 16) possèdent un diamètre et une surface circonférencielle qui augmentent dans une direction orientée vers lesdits moyens de fendage. Système de fendage selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le diamètre et la surface circonférencielle desdits moyens de fendage ( 14) sont au moins égaux à ceux desdits outils d'écrasement ( 16). 6 Système de fendage, caractérisé en ce qu'il comprend: des outils de fendage mâle et femelle contra-rotatifs ( 12- 24) disposés de manière à recevoir entre eux une plaque de carton ondulé; un outil de pré-écrasement ( 16) présentant une extrémité de tête étroite ( 24) et une extrémité postérieure ( 36) plus large que ladite extrémité de tête et qui est monté sur ledit outil de fendage mâle ( 12) de manière à déformer plastiquement ladite plaque de carton ondulé; une lame de fendage ( 14) sur ledit outil de f endage mâle disposé à la suite dudit outil de pré-écrasement ( 16) de manière à produire au moins une fente en au moins un emplacement de fendage dans ladite plaque de carton ondulé et; une enclume élastique ( 15) portée par ledit outil de fendage femelle qui coopère avec ledit outil de pré-écrasement lorsque ce dernier déforme plastiquement ladite plaque de carton ondulé. 7 Système de fendage selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits outils de fendage mâle ( 12) et femelle ( 24) sont montés sur des arbres parallèles et espacés. 8 Système de fendage selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que ledit outil de pré-écrasement ( 16) présente une surface circonférencielle ainsi qu'un diamètre qui augmente dans une direction orientée vers ladite lame de fendage. 9 Système de fendage selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le diamètre dudit outil de pré-écrasement ( 16) augmente jusqu'à ce que ce diamètre soit égal au cercle primitif desdits arbres. Système de fendage selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que la largeur dudit outil de pré-écrasement ( 16) augmente jusqu'à ce qu'elle soit sensiblement égale à la largeur de la lame de fendage ( 14). 11 Système de fendage selon la revendication 9, caractérisé en ce que le diamètre dudit outil de pré-écrasement ( 16), à ladite extrémité de tête ( 34), est égal audit cercle primitif moins l'épaisseur maximale de la plaque de carton ondulé ( 34). 12 Système de fendage d'une plaque de carton ondulé, 8 9 caractérisé en ce qu'il comprend une lame de fendage mâle ( 14) montée à rotation sur un arbre de rotation et une tête de fendage femelle ( 24) coopérant avec ladite lame mâle, cette lame de fendage mâle et ladite tête de fendage femelle étant conçues et disposées de manière à recevoir entre elles une plaque de carton ondulé devant être munie de fentes, un outil de pré-écrasement ( 16) associé à ladite lame de fendage et monté sur l'arbre rotatif, cet outil de pré-écrasement comprenant une surface incurvée venant en prise avec la plaque de carton ondulé et comportant un bord de tête ( 34) et un bord postérieur ( 36), le bord de tête constituant la première partie de la surface venant en prise avec la plaque de carton ondulé en venant au contact de cette dernière, la distance radiale entre l'axe de l'arbre et la surface d'engagement de la plaque de carton ondulé augmentant, de façon continue, dans une directin allant du bord de tête au bord postérieur et l'aire de la surface venant en prise avec la plaque de carton ondulé augmentant depuis sensiblement une arête coupante vers sensiblement celle de la surface de la lame de fendage.