Brevet FR2663391A1 — publié le 19911220

La présente invention concerne essentiellement un joint d'étanchéité conçu de façon à éviter des pertes excessives d'air dans un système ou dispositif à pression positive destiné à la fabrication de carton ondulé simple face. Le carton ondulé simple face est fabriqué en collant une couverture sur un milieu ondulé dans des conditions qui sont contrôlées Une bande d'un matériau devant servir d'âme et devant être ondulée traverse une paire de rouleaux tournant en sens inverse l'un de l'autre et pourvus d'ondulations Un système d'application de pâte applique ensuite un adhésif sur les parties supérieures ou crêtes des ondulations Une bande d'un matériau devant constituer la couverture est appliquée sur les crêtes du matériau ondulé revêtues d'adhésif à l'aide d'un rouleau presseur coopérant avec l'un des rouleaux ondulés Le produit finalement obtenu est un carton ondulé simple face qui comporte la couverture sur l'une des faces de l'âme ondulée. Un problème classique que l'on rencontre lors de la fabrication de carton ondulé simple face réside dans le maintien de l'âme ondulée au niveau, contre le rouleau devant créer les ondulations lorsque le rouleau tourne pour amener l'âme ondulée vers l'intervalle qui est situé entre le rouleau d'ondulation et le rouleau presseur, à l'endroit o est appliquée la couverture L'élasticité de l'âme et la force centrifuge créée par la rotation des rouleaux pourvus d'ondulations tendent à séparer l'âme du rouleau d'ondulation avant que l'âme ne pénètre dans ledit intervalle, ce qui provoque la formation de boursouflures, de rayures, d'une mauvaise adhérence de la couverture ainsi que de nombreux autres problèmes Certaines tentatives pour résoudre un tel problème résident dans la réalisation de dispositifs mécaniques permettant de maintenir physiquement l'âme contre les rouleaux d'ondulation Certaines autres tentatives utilisent l'aspiration pour maintenir l'âme contre les rouleaux Un autre procédé communément utilisé consiste à enfermer les rouleaux d'ondulation, l'unité servant à déposer l'adhésif et le rouleau presseur dans une enceinte ou chambre qui est maintenue sous pression par de l'air à une pression suffisante pour maintenir l'âme contre les rouleaux d'ondulation Cette solution élimine certains problèmes liés aux systèmes mécaniques ou de mise sous vide mais elle exige que la chambre ou l'enceinte pressurisée soit rendue étanche à l'encontre de pertes excessives d'air de manière à maintenir dans la chambre la pression désirée. Dans de tels systèmes, on utilise un rouleau d'étanchéité qui coopère avec le rouleau presseur La couverture passe entre le rouleau d'étanchéité et le rouleau presseur assurant ainsi l'étanchéité de l'endroit par lequel la couverture pénètre dans la chambre Un système d'étanchéité fixe est nécessaire pour coopérer avec le rouleau d'étanchéité afin d'empêcher une fuite excessive d'air au delà du rouleau d'étanchéité. Deux types de système d'étanchéité sont généralement utilisés dans un tels dispositif Le premier type de système d'étanchéité est constitué par une barre d'étanchéité en cuivre (ou en laiton), biseautée et fixe. Cette barre est montée entre le rouleau d'étanchéité et la chambre Cependant, une telle barre présente de nombreux inconvénients Elle ne peut permettre aucune tolérance en ce qui concerne la dilatation thermique par rapport aux éléments auxquels elle s'adapte Un autre problème réside dans le fait que, si la surface du rouleau d'étanchéité n'est pas uniforme ou si elle présente une rotondité non parfaite, la barre d'étanchéité peut alors constituer une obstruction pour le rouleau Cet inconvénient peut conduire à une usure excessive et non uniforme de la barre d'étanchéité ou du rouleau d'étanchéité Par ailleurs, il n'existe aucun moyen permettant de régler facilement la position de la barre. Le second type de système d'étanchéité utilise une lame d'acier à ressort flexible et montée en porte à faux, qui comporte une partie d'usure en laiton ou en cuivre qui est boulonnée à une structure fixe du dispositif La lame est ensuite prolongée vers le haut selon un angle de 450 jusqu'à ce qu'elle vienne en contact intime avec le rouleau d'étanchéité Malheureusement, le système de bande d'acier à ressort flexible est presqu' invariablement trop flexible et instable de nature, ce qui donne lieu à un dispositif qui présente une courte durée de vie en service et qui doit donc être fréquemment remplacé. La présente invention se propose en conséquence d'apporter un dispositif qui ne présente pas les inconvénients des solutions selon la technique antérieure rappelée ci-dessus. Cette invention a donc pour objet un joint d'étanchéité pour une enceinte ou chambre sous pression délimitée partiellement par un rouleau d'étanchéité qui comprend une barre d'étanchéité conçue de façon à coopérer avec la surface du rouleau d'étanchéité, des moyens pour guider la barre de façon qu'elle puisse se déplacer vers le rouleau d'étanchéité et à partir de ce rouleau, au moins un dispositif élastique pour rappeler la barre vers le rouleau d'étanchéité et un certain nombre de dispositifs de retenue réglables pour limiter, de façon réglable, le mouvement de la barre vers le rouleau. 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 de l'invention dépourvu de tout caractère limitatif Sur les dessins: La figure 1 est une vue schématique en coupe représentant un dispositif de fabrication de carton ondulé simple face à pression positive, mettant en oeuvre le joint d'étanchéité conforme à la présente invention; La figure 2 est une vue en coupe, à échelle agrandie, selon un premier plan transversal, illustrant le joint d'étanchéité et le rouleau d'étanchéité selon l'invention; La figure 3 est une vue en coupe, à échelle agrandie, selon un second plan transversal, illustrant le joint d'étanchéité selon la présente invention; La figure 4 est une vue en coupe à échelle agrandie, selon un troisième plan transversal, illustrant le joint d'étanchéité selon la présente invention et, La figure 5 est une vue isométrique éclatée illustrant le joint d'étanchéité objet de la présente invention. Sur la figure 1 on a représenté une machine de fabrication de carton ondulé simple face à pression positive (ou pressurisée) désignée dans son ensemble par la référence 10 Dans une telle machine, une bande de matériau d'âme 12 pénètre dans le dispositif en passant sur un système conformateur 14 qui est conçu de façon à préconditionner la bande de matériau d'âme afin que ce matériau devienne plastique avant de pénétrer dans l'intervalle qui est situé entre des premier et second rouleaux 16 et 18 pourvus d'ondulations et tournant en sens inverse l'un de l'autre Le premier et le second rouleaux d'ondulation 16 et 18 possèdent une pluralité d'éléments en saillie longitudinale 20 parallèles à leur axe respectif de rotation et le long de leurs surfaces extérieures, ces éléments en saillie étant en prise les uns avec les autres Ainsi, lorsque la bande de matériau d'âme 12 passe entre les rouleaux d'ondulation 16, 18, elle est pourvue d'ondulation de la manière connue. Un rouleau applicateur d'adhésif 22 est positionné à proximité du second rouleau d'ondulation 18 Le rouleau applicateur 22 recueille un revêtement de colle, ou de tout autre adhésif approprié, sur sa surface extérieure, à partir d'un récipient d'alimentation (non représenté sur le dessin) et il applique ce revêtement sur les parties supérieures ou crêtes des cannelures de la bande du matériau ondulé constituant l'âme 12, sur le second rouleau d'ondulation 18 Un rouleau de mesure 24 élimine l'excès de colle de la surface du rouleau applicateur 22 de manière qu'une pellicule uniforme de colle présentant une épaisseur prédéterminée puisse être appliquée sur la bande de matériau d'âme 12 Un déflecteur de colle 26 est situé au dessus du rouleau applicateur 22 et il est positionné selon un angle choisi de manière à intercepter toute projection de colle qui pourrait provenir du rouleau applicateur 22. Une bande d'un matériau de couverture 28 pénètre dans le dispositif 10 à partir du côté opposé et cette bande est chauffée sur un rouleau de préchauffage 30 de manière à rendre plastique la bande de matériau de couverture d'une manière similaire à la bande du matériau d'âme La bande de matériau de couverture 28 est enroulée en boucle autour d'un rouleau d'enveloppe 31 et, à partir de ce rouleau, elle pénètre dans l'intervalle qui est compris entre un rouleau presseur 32 et un rouleau d'étanchéité 40 La bande du matériau de couverture 28 se déplace ensuite vers l'intervalle compris entre le rouleau presseur 32 et le second rouleau d'ondulation 18 o elle est appliquée à la bande du matériau d'âme ondulé 12 Afin de s'assurer que la bande du matériau ondulé d'âme 12 et la bande du matériau de couverture 28 se déplacent à la même vitesse, le rouleau presseur 32 est entraîné par le matériau combiné, c'est-à-dire par la première bande de matériau ondulé 12 et la seconde bande de matériau de couverture 28 On contrôle la pression et les déplacements du rouleau de pression 32 de manière à appliquer une pression uniforme sur les deux bandes. Afin de maintenir la bande de matériau ondulé 12, de niveau, contre le second rouleau d'ondulation 18, on applique une pression d'air positive sur la surface extérieure de la bande du matériau d'âme ondulé de manière que cette bande 12 se conforme à la surface extérieure du second rouleau d'ondulation Dans ce but, le côté du second rouleau d'ondulation 18 portant la bande de matériau ondulé 12 est exposé à une pression d'air positive provenant d'une enceinte ou chambre de pression 34. La chambre de pression 34 est enfermée en partie par un élément de structure supérieur 36, une première paroi d'extrémité 38, un élément de structure de fond et deux joints d'étanchéité latéraux (non représentés sur le dessin) qui sont positionnés à proximité immédiate l'un de l'autre Une seconde paroi d'extrémité est constituée par le premier et le second rouleaux d'ondulation 16, 18, par le rouleau presseur 32 et par le rouleau d'étanchéité 40. Le premier et le second rouleaux d'ondulation 16 et 18 ainsi que le rouleau presseur 32 sont alignés à proximité les uns des autres Il existe une petite ouverture dans la seconde paroi, à l'intervalle qui est formé entre le premier et le second rouleaux d'ondulation 16 et 18, de façon à permettre à la bande de matériau d'âme 12 de s'introduire dans cette petite ouverture. Cependant, l'ouverture s'oppose à une fuite d'air,de la chambre sous pression 34, supérieure à une fuite minimale. Il existe une seconde ouverture dans la chambre sous pression 34, à l'intervalle qui est situé entre le rouleau presseur 32 et le second rouleau d'ondulation, de manière à laisser le passage à la bande de matériau d'âme 12 et à la bande de matériau de couverture 28 Ici encore, la seconde ouverture s'oppose à toute fuite d'air supérieure à une fuite minimale. Le rouleau d'étanchéité 40 est monté à pivotement près du rouleau presseur 32 Ce rouleau d'étanchéité 40 est monté à rotation autour d'un axe longitudinal 41 (voir la figure 2) de manière à pouvoir absorber des variations d'épaisseur de la bande du matériau de couverture et des variations du rayon du rouleau presseur 32 Le rouleau d'étanchéité 40 a deux fonctions Tout d'abord, ce rouleau d'étanchéité 40 est utilisé pour éviter toute fuite d'air entre l'élément de structure supérieur 36 et le rouleau presseur 32 Une seconde fonction de ce rouleau d'étanchéité 40 est de maintenir la bande de matériau de couverture 28, de niveau contre le rouleau presseur 32. Un élément de structure en forme de L 42, qui a été représenté à échelle agrandie sur les figure 2-4, s'étend à partir de l'élément de structure supérieur 36 de manière à supporter un joint d'étanchéité réglable 44 près du rouleau d'étanchéité 40 Le joint d'étanchéité 44 est placé à proximité immédiate du rouleau d'étanchéité 40 afin d'empêcher toute fuite d'air entre le rouleau d'étanchéité 40 et l'élément de structure supérieur 36, et il complète la chambre ou enceinte sous pression 34. Une pression d'air positive est appliquée dans la chambre sous pression 34 à l'aide d'une turbine ou d'un ventilateur (non représenté sur le dessin) ou par l'intermédiaire de tout autre moyen approprié La pression d'air positive est dirigée vers le côté du second rouleau d'ondulation 18 muni de la bande de matériau d'âme, de manière à obtenir une pression différentielle entre la chambre de pression 34 et la partie interne du second rouleau d'ondulation 18, afin que la bande de matériau d'âme 12 reste en contact intime avec le second rouleau d'ondulation 18 jusqu'à ce que la bande de matériau de couverture 28 soit appliquée sur la surface de la bande de matériau ondulé Le second rouleau d'ondulation 18 est creux et il comporte des fentes sur sa surface extérieure qui sont en communication avec l'atmosphère (ces fentes n'ont pas été représentées sur les dessins). En se référant aux figures 2 à 5 on voit que le joint 44 comporte une barre en forme de U, allongée, faite de préférence en bronze, qui est parallèle à l'axe de rotation du rouleau d'étanchéité 40 Une portion centrale 46 A de la barre 46 fait face au rouleau d'étanchéité et elle possède une surface supérieure large qui est tangentielle au rouleau d'étanchéité La barre 46 s'ajuste sur une barre de guidage 52 (constituée généralement d'acier) grâce à laquelle elle est positionnée horizontalement tout en pouvant glisser verticalement par rapport à la barre de guidage qui est verrouillée sur l'élément de structure 42 par l'intermédiaire d'une pluralité de boulons 50 munis de têtes 51 (voir la figure 2).Un certain nombre de ressorts de compression 48 (figure 4) sont logés dans des évidements 53 formés dans la surface supérieure de la barre de guidage et ces ressorts repoussent la barre d'étanchéité 46 vers le rouleau d'étanchéité 40 Une pluralité de goujons réglables 55 (figure 3) sont espacés entre les ressorts de compression 48 et les boulons 50, ces goujons traversant la barre de guidage 52 (avec un certain jeu) et ayant leurs extrémités supérieures fixées sur la barre 46 à l'aide de vis 57 Les extrémités inférieures des goujons 55 sont filetées et elles sont pourvues d'écrous 59 par l'intermédiaire desquels la barre 46 peut être amenée vers le bas contre l'action des ressorts de compression. On règle l'étanchéité, lorsque la machine est froide, en serrant les écrous 59 jusqu'à ce qu'il existe un léger jeu (par exemple de l'ordre de 0,25 mm) entre la barre et le rouleau d'étanchéité 50 sur toute la longueur de ce rouleau d'étanchéité Lorsque la machine est en fonctionnement, le rouleau d'étanchéité chauffe et se dilate, ce qui l'amène au contact de la barre 46 du joint d'étanchéité La dilatation du rouleau presseur 32, résultant de la chaleur, déplace le rouleau d'étanchéité vers la gauche, contre l'action de verins pneumatiques (non représentés) situés aux extrémités du rouleau d'étanchéité de manière à le rappeler vers le rouleau presseur Pendant un tel déplacement du rouleau d'étanchéité, la surface supérieure plane de la barre 46 du système d'étanchéité maintient un léger contact avec le rouleau d'étanchéité de manière à obtenir l'étanchéité requise. Etant donné que le joint d'étanchéité est élastique, il peut fonctionner de façon efficace même lorsque la surface du rouleau d'étanchéité n'est pas parfaitement cylindrique (ou est légèrement excentrée par rapport à son axe de rotation) et il peut tolérer une dilatation thermique des éléments adjacents Le joint 44 peut également maintenir efficacement un contact (ou seulement avec un faible jeu) avec le rouleau d'étanchéité lorsque ce rouleau pivote de manière à s'adapter à des variations de l'épaisseur des bandes et du rayon du rouleau presseur (ou à toute autre condition résultant d'un défaut de la surface cylindrique). Il demeure bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisations décrits et/ou représentés ici mais qu'elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 Joint d'étanchéité pour une enceinte ou chambre sous pression délimitée partiellement par un rouleau d'étanchéité qui comprend une barre d'étanchéité ( 46) conçue de façon à coopérer avec la surface du rouleau d'étanchéité ( 40), des moyens ( 52) pour guider la barre de façon qu'elle puisse se déplacer vers le rouleau d'étanchéité et à partir de ce rouleau, au moins un dispositif élastique ( 48) pour rappeler la barre vers le rouleau d'étanchéité et un certain nombre de dispositifs de retenue réglables ( 55-59) pour limiter, de façon réglable, le mouvement de la barre vers le rouleau. 2 Joint d'étanchéité selon la revendication 1 caractérisé en ce que les dispositifs de retenue comprennent des goujons filetés ( 55) qui sont fixés à la barre d'étanchéité et qui s'étendent au travers d'ouvertures ou de fentes dans un élément de support ( 36) et un écrou sur chaque goujon qui, lorsqu'il est serré, tend à excercer une traction sur la barre d'étanchéité pour l'éloigner du rouleau, contre l'action du ou des dispositifs élastiques ( 48) et, inversement lorsqu'il est desserré permet de déplacer la barre d'étanchéité pour la rapprocher du rouleau ( 40) ou pour l'appliquer contre le rouleau sous l'action du ou des dispositifs élastiques. 3 Joint d'étanchéité selon la revendication 2 caractérisé en ce que la barre d'étanchéité ( 46) présente une section droite en forme de U et elle s'ajuste sur une barre de guidage ( 52) qui est fixée à l'élément de support ( 36) et guide la barre d'étanchéité lors de ses déplacements vers le rouleau ( 40) et à partir de ce rouleau tout en s'opposant à un déplacement latéral de cette barre d'étanchéité. 4 Joint d'étanchéité selon la revendication 3 caractérisé en ce que l'on prévoit une pluralité de dispositifs élastiques présentant la forme de ressorts de compression ( 48) disposés à intervalles le long de la barre d'étanchéité ( 46), chaque ressort de compression étant logé dans un évidement ( 53) prévu dans la barre de guidage ( 52) et appuyant sur la partie centrale ( 46 A) de la barre d'étanchéité faisant face à la barre de guidage. Dispositif pour la fabrication de carton ondulé simple face qui comprend: un premier rouleau d'ondulation ( 16); un second rouleau d'ondulation ( 18) adjacent au premier rouleau d'ondulation pour onduler une première bande ( 12) en coopération avec le premier rouleau d'ondulation, le second rouleau d'ondulation étant creux et comportant des fentes débouchant sur l'atmosphère dans sa surface extérieure; des moyens applicateurs ( 22) adjacents au second rouleau d'ondulation pour appliquer un adhésif sur les parties supérieures ou crêtes des ondulations qui sont formées dans la première bande; un rouleau presseur ( 32) adjacent au second rouleau d'ondulation pour recevoir une seconde bande d'un matériau de couverture et pour l'appliquer sur la première bande ondulée; un rouleau d'étanchéité ( 40) adjacent au rouleau presseur pour guider ledit matériau de couverture le long du rouleau presseur; une chambre de pression délimitée partiellement par le premier et le second rouleaux d'ondulation, par le rouleau presseur et le rouleau d'étanchéité, ladite chambre appliquant une pression d'air positive afin de maintenir la première bande sur le second rouleau d'ondulation et, un joint d'étanchéité ( 10) adjacent au rouleau d'étanchéité et comprenant un élément d'étanchéité allongé ( 46) parallèle à l'axe de rotation du rouleau d'étanchéité et présentant une surface d'étanchéité sensiblement tangentielle au rouleau d'étanchéité et légèrement espacée du, ou en léger contact avec le, rouleau d'étanchéité, et comprenant des moyens élastiques ( 48) pour rappeler l'élément d'étanchéité vers le rouleau. 6 Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'élément d'étanchéité comprend une barre d'étanchéité ( 46) conçue de façon à coopérer avec la surface du rouleau d'étanchéité ( 40), des moyens ( 52) pour guider la barre de façon qu'elle puisse se déplacer vers le rouleau d'étanchéité et à partir de ce rouleau, une pluralité de dispositifs élastiques ( 48) pour rappeler la barre vers le rouleau d'étanchéité et un certain nombre de dispositifs de retenue réglables ( 55-59) pour limiter, de façon réglable, le mouvement de la barre vers le rouleau. 7 Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que les dispositifs de retenue comprennent des goujons filetés ( 55) qui sont fixés à la barre d'étanchéité et qui s'étendent au travers d'ouvertures ou de fentes dans un élément de support ( 36) et un écrou sur chaque goujon qui, lorsqu'il est serré, tend à excercer une traction sur la barre d'étanchéité pour l'éloigner du rouleau, contre l'action des dispositifs élastiques ( 48) et, inversement lorsqu'il est dessérré permet de déplacer la barre d'étanchéité pour la rapprocher du rouleau ( 40) ou pour l'appliquer contre le rouleau sous l'action des dispositifs élastiques. 8 Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce que la barre d'étanchéité ( 46) présente une section droite en forme de U et elle s'ajuste sur une barre de guidage ( 52) qui est fixée à l'élément de support ( 36) et guide la barre d'étanchéité lors de ses déplacements vers le rouleau ( 40) et à partir de ce rouleau tout en s'opposant à un déplacement latéral de cette barre d'étanchéité. 9 Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce que l'on prévoit une pluralité de dispositifs élastiques présentant la forme de ressorts de compression ( 48) disposés à intervalles le long de la barre d'étanchéité ( 46), chaque ressort de compression étant logé dans un évidement ( 53) prévu dans la barre de guidage ( 52) et appuyant sur la partie centrale ( 46 A) de la barre d'étanchéité faisant face à la barre de guidage.