Brevet FR2710005A1 — publié le 19950324

L'invention concerne un procédé de fabrication en continu d'un gobelet pliable suivant la demande de brevet français n 93-08981, appelé ci-après "brevet cité". La Fig. représente une vue perspective d'une feuille semi rigide comportant des rai nages permettant de former en continu des gobelets suivant le brevet cité. La Fig.2 représente la forme prise par la feuille de la Fui. lors du préformage du fond du gobelet en configuration dépliée. Nous utiliserons la me me figure lors de 1 'explication du préformage du fond du gobelet en configuration repliée parce que la forme est très semblable. La Fig.3 représente les gobelets formés avec le fond déplié mais non séparés les uns des autres. La Fig.4 représente des gobelets séparés avec le fond replié et séparés les uns des autres. La Fig.5 représente un schéma de principe de la ligne de fabrication en continu des gobelets selon l'invention. La Fig.6 représente une vue de la roue de préformage du fond et des cotés latéraux du gobelet, et de la contre-roue de préformage du fond, vu parallèllement a leurs aes de rotation. Les roues ne sont que partiellement dessinées car leur diamètre et le nombre de dents peut varier considérablement en fonction du produit a fabriquer et des cadences recherchées. Le mt?me dessin est utilisé pour expliquer le préformage du fond du gobelet en configuration repliée et dépliée. les contre-roues de préformage des cotés latéraux ne sont pas représentées. La Fig.7 représente une vue de la roue de préformage du fond et des cOtés latéraux du gobelet, de la contre-roue de préformage du fond, et des contre-roues de préformage des cotés latéraux, vu perpendiculairement a leurs axes de rotation. Les roues ne sont que partiellement dessinées car leur diamètre et le nombre de dents peut varier considérablement en fonction du produit à fabriquer et des cadences recherchées. Le êe dessin est utilisé pour expliquer le préformage du fond du gobelet replié et déplié. La Fig.8 représente une vue par dessus des dispositifs de conformage, de fixation des bords des gobelets, de séparation et de repliage des gobelets. La Fig.9 représente en élévation le dispositif de support, de repliage et d'éjection des gobelets en configuration de support. La Fig.10 représente en élévation l'élément de la Fig.9 en configuration d'éjection du gobelet après repliage de ce dernier. Le gobelet pliable suivant le brevet cité, est fabriqué à partir d'une feuille mince rectangulaire pliée; les bords opposés de la feuille correspondant aux côtés du gobelet sont repliés sur eux mêmes pour Etre fixés; les autre bords de la feuille situés perpendiculaires aux premiers correspondent à l'ouverture du gobelet, étant entendu que cette ouverture peut subir une transformation ultérieure consistant notamment en la constitution de rabat permettant de stabiliser le gobelet en position verticale; le gobelet possède un fond concave (11) Fig .3 formé de deux triangles isocèles égaux (1) et (2) ayant une base commune (3) et dont les sommets opposés (4) et (5) forment un angle aigu et sont au contact des zones (7) et (8) de fixation de ses bords; les parois verticales du gobelet comportent deux dièdres dont les faces (9) et (10) sont reliées entre elles et au fond concave (11) par pliage, et dont les bords Le procédé, objet de l'invention, consiste dans la succession des opérations suivantes: déroulage de la bobine (19) Fig.5, rainage et prédécoupe éventuels (20), préformage (2) du fond (17) Fig.4 du gobelet lorsqu'vil est en configuration repliée et des côtés latéraux, préformage (22) Fig.5 du fond (11) Fig.3 du gobelet lorsqu'vil est en configuration dépliée et des cotés latéraux, formage (23) Fig.5 du gobelet en configuration dépliée, introduction à l'intérieur du gobelet du dispositif (24) de support, de repliage et d'éjection du gobelet, dispositif (25) fixation des bords latéraux (12) Fig.3 des dièdres formés par les cotés latéraux (9) et (10), dispositif (26) Fig.5 de séparation des gobelets, opération (27) de mise à plat du gobelet, opération (28) de transfert du gobelet à plat pour traitement ultérieur. Lorsqu'il est réalisé préalablement au formage le rainage est disposé de manière à ce que la zone de soudure (30) Fui. des bords latéraux (12) soit située perpendiculairement au sens de déplacement (29) de la feuille; au cours de la mEme opération, il est possible de réaliser aussi la découpe des rabats de stabilisation pour la réalisation d'un gobelet ou la prédécoupe des me mes rabats nécessaire à la réalisation d'un sachet gobelet suivant la description figurant dans le brevet cité; lorsque la prédécoupe n'est pas nécessaire, il est possible d'éviter d'avoir à faire un rainage préalable de la feuille et de faire entrer la feuille directement dans les dispositifs de préformage du fond; lorsque le gobelet doit être livré en configuration repliée il est préférable de faire un premier préformage du fond (17) du gobelet en configuration repliée, sans toutefois faire obligatoirement une conformation des cOtés latéraux; ensuite on fait un conformage du fond (il) dans la configuration dépliée; ces deux opérations sont très semblables et nous allons décrire ci-après l'une d'elle et en l'occurence le préformage du dispositif (21) dans le cas du préformage simultané du fond (17) et des cotés latéraux. Le dispositif (21) Fig.5 effectue le préformage du fond (17) Fig.4 lorsque le gobelet est en configuration repliée et éventuellement de préformage des dièdres formés des faces (9) et (10) Fig.2; il est composé d'une première roue (31) Fig.5, Fig.6 et Fît.7, tournant autour d'un axe (32) perpendiculaire au sens (29) de déplacement de la feuille, formée d'une partie centrale (33) Fig.6 et Fig.7 pour le préformage du fond (17) Fig.4 du gobelet lorsqu'il est replié et éventuellement de deu:: partie latérales coniques symétriques (34) Fig.6 et Fig.7 pour le préformage des côtés latéraux (9) et (10) Fig.3; dans sa partie centrale (33) cette roue (31) comporte des dents formée de facettes triangulaires rectangles et isocèles (35), légèrement plus petites que celle du gobelet, ayant leur base (36) commune, situé parallèlement à l'axe (32) de la roue (31), formant le creux de la dent tandis que leur sommet (37) est en saillie et prolongé par une art? te (38) située dans le plan de symétrie de la roue (31), correspondanb la zone de pliage (30) Fig.2 des bords sur eux mimes en vue de leur fixation, et dont la longueur (39) est le double de la largeur de la zone de fixation des bords latéraux (12) ; une contre roue (40) Fig.6 et Fig.7 tournant autour d'un axe (41) parallèle à celui (32) de la première roue (31) , comportant des dents (42), venant s'engrener sur celles précédemment décrites, qui présentent en saillie des arêtes (43) parallèles à l'axe de rotation (41), ayant la longueur de la base commune des triangles rectangles isocèles (14) et (15) Fig.4, au me me pas que celui de la roue de préformage (31) Fig.6 et Fig.7 correspondante. Les parties latérales coniques (34) de la roue de préformage (31) comportent des dents (44), en nombre identique à celui de la zone centrale (33), avec en saillie des arêtes rectilignes (45), situées dans un plan passant par 1 'axe (32) de la roue de préformage (31), correspondant à ligne de pliage des dièdres (9) et (10) Fig.2 constituant les bords latéraux du gobelet et de longueur de préférence au moins équivalente; chacune ces artels (45) Fig.6 et Fig.7 part de l'extrémité (46) du creux d'une dent de la partie centrale de la roue de préformage (31), forme avec elle un angle bien précis déduit directement de l'angle que font entre eux les triangles rectangles isocèles (14) et (15) Fig.4, constituant ainsi le creux des dents de la partie centrale (33) Fig.6 et Fig.7 de la roue (31); les parties latérales coniques (34) comportent en creux des bandes (47) de la largeur (39) du double de celle de la zone de fixation des bords latéraux (12); elles partent de l'arête (38) de la partie centrale (33) de la roue (31) située entre les creux en faisant un angle, avec l'axe (32) de la roue de préformage (31), bien défini, dépendant de l'angle que font les triangles rectangles isocèles (35) et elles sont tangentes, par leur ligne médiane, à une surface conique de révolution ayant pour axe l'axe (32) de la roue de préformage. Deux contre-roue latérales (48) coniques s'engrènent sur les parties latérales (34) de la roue de préformage (31); les dents (49) des contre roues latérales (48) comportent en creux la contrepartie (50) de l'partie (45), et en saillie la contrepartie (51) de la bande (47). La roue de préformage (31) et ses trois contre-roues (40) et (48) ont leurs axes (41) et (52) situés dans un me.me plan, et ces trois contreroues peuvent etre synchronisées par des trains d'engrenages ou des joints cardans homocinétiques. Lorsque la feuille est rainée dans le dispositif de rainage (20), elle est dirigée vers le dispositif de préformage (21) en la courbant longitudinalement en forme de tuile, à l'aide de guides fies, afin de donner lui donner un profil voisin de celui de la roue de préformage (31) ; la feuille passe dans la roue de préformage (31) de manière à ce que les rai nages soient correctement placés par rapport aux dents de la roue de préformage (31) tandis que les contre roues (40) et (48) poussent la feuille au fond du creux des dents pour donner au fond du futur gobelet la forme d'un dièdre concave, tandis que les cOtés latéraux prennent la forme de dièdres convexes; il est préférable de maintenir la feuille ainsi préformée en place sur la roue de préformage (31) sur un nombre de dents suffisant en la maintenant en place par des trous d'air -. de manière à assurer le maintien en tension de la feuille rainée en provenance du dispositif (20) Fi,3.1 de rainage. Puis la feuille ayant échappé au premier dispositif de préformage (21) est introduite dans un deuxième dispositif de rai nage (22), qui est organisé comme le précédent, avec une roue de préformage (53), une contre-roue de préformage du fond (54), deux roues coniques (55) de préformage des cOtés latéraux (9) et (10) Fig.2, mais qui réalise le préformage du fond concave (11) du gobelet lorsqu'il est déplié. Il est préférable de maintenir la feuille préformée sur la roue de préformage (53) par des orifices d'aspiration débouchant à des endroits recouverts par la feuille; suivant un angle de rotation suffisant pour permettre de positionner un conformateur (56). Lorsque la feuille ne comporte pas de rainage préalable il est nécessaire d'ajuster les roues de préformage pour que en cours de l'opération de préformage la feuille soit convenablement marquée aux endroits où elle doit filtre pliée. La feuille préformée Fig.2 est ensuite décollée de la roue de préformage (54) Fig.5 et entre dans un conformateur (56) dont le rôle est de rapprocher progressivement les côtés latéraux (9) et (10) des côtés latéraux opposés jusqu'à ce que les zones de fixation (30) des bords (12) viennent en contact; dans une version préférée de l'invention le conformateur (56) est constitué de surfaces sur lesquelles glisse la feuille en continuant à se plier aux endroits déjà pliés par le dispositif de préformage (22); au fur et à mesure que la feuille parcourt le conformateur (56), les angles des dièdres formant le fond (11) et les cOtés latéraux (9) et (10) se referment de manière coordonnée. Nu cours de cette opération on positionne un dispositif (24) Fiy.5 de repliage et d'éjection des gobelets entre les parois latérales (9) et (10); ce dispositif Fig.9 est formé d'un premier sous ensemble (57) qui est le dispositif replier de forme générale rectangulaire et peu épais qui vient se placer à l'intérieur du gobelet en cours de formation dans le plan constitué par la base commune (3) Fig.8 des triangles constituant le fond concave (11) et les arêtes (58) des dièdres formés par les cOtés latérau: (9) et (10) sa largeur (59) Fig.9 est légèrement inférieure à celle séparant les are tes (58) des deux dièdres formés par les cOtés latéraux (9) et (10) d'un mEme gobelet, et sa hauteur (60) est telle que son sommet (61) arrive sensiblement au point de l'arête (58) des dièdres correspondant à l'extrémité (62) Fig.3 de la base commune des triangles formant le fond (11) lorsque le gobelet est déplié; ce dispositif replieur (57) est susceptible de s'écarter Fig. 10 en prenant appui sur les are tes (58) des dièdres latéraux ce qui provoque l'aplatissement du gobelet; au cours de cette opération la position relative des arêtes (58) vis à vis du dispositif (57) change de manière à ce qu'en fin d'opération le sommet (61) du dispositif replieur (57) soit à hauteur de l'extrémité de la base commune (16) des deux triangles rectangles (14) et (15) constituant le fond replié; le glissement du gobelet le long du dispositif replieur (57), peut entre accompagné par le dispositif éjecteur (64) Fig.9 qui peut se déplacer comparativement au dispositif replieur (57); le dispositif replieur (57) comporte à sa base un dispositif éjecteur (64) qui est formé d'une surface plane (65), orientée parallèlement à l'orifice (66) Fig.3 et Fig.4 du gobelet opposé au fond (1-1), et qui peut coulisser suivant une direction (67) perpendiculaire à cet orifice (66) Fig.4 et de s'y appuyer afin d'éjecter le gobelet. Le dispositif de repliage et d'éjection (24) Fig.5 fait partie d'une channe (69) Fig.5 et Fig.8 de dispositifs (24) identiques reliés entre eux au pas (68) Fig.8 que font les gobelets entre eux lorsqu'ils sont formés; la channe (69) se déplace dans le sens de déplacement (29) de la feuille dans le conformateur (56) Fig.8 de manière à ce que les dispositifs relieurs (57) se placent progressivement dans le plan formé par les arêtes (58) de pliage des dièdres lorsque le gobelet est formé. Dans la phase suivante les zones de fixation (30) des bords latéraux (12) sont fiés entre elles; dans une version préférée de l'invention la feuille est thermosoudable sur au moins une face, qui est par exemple enduite d'une couche de polyéthylène; au moment du conformas la feuille est orientée de manière à ce que les faces thermosoudables soient en face l'une de l'autre; il suffit de les pincer entre soit une électrode chaude (70) et une contre-électrode (71), soit entre deux électrodes chaudes pour obtenir une soudure; la soudure obtenue doit recouvrir si possible la largeur (39) de la zone (30); ces électrodes et contre électrodes (70) et (71) peuvent constituer les dents de deux roues (72) situées en vis à YÎST qui tournent à une vitesse synchronisée avec le déplacement de la feuille conformée qui se déplace un peu comme une crémaillère à double denture entre des pignons, et ces roues (72) effectuent en continu la fixation des bords latéraux (12) des gobelets. Le poste suivant comporte un couple de roues (73) de me me nature dans lesquelles les électrodes sont remplacées par les couteau:: (74) et les contre électrodes par des enclumes (75) et qui séparent les gobelets terminés les uns des autres en effectuant une découpe sensiblement au milieu de la zone (30) de fixation des bords (12) et parallèlement à ces derniers. Les gobelets sont alors maintenus en place par le dispositif replieur (57) Fig.9 de la chaine (69) Fig.5; ce dernier peut alors s'écarter grace à un système de cames (76) Fig.9 et Fig.10 fixe sur lesquelles roulent des galets (77) solidaires du dispositif replieur (57) par une tringlerie (78). Ensuite le dispositif éjecteur (64) coulisse le long du dispositif replieur (57), grâce à des cames (79) sur lesquelles roulent des galets (80) solidaires du dispositif éjecteur (64) et éjecte le gobelet en prenant appui par sa face plane (65) sur l'orifice (66) Fig.4 du gobelet. Pendant la phase de retour des éléments de la channe (69) vers le conformateur (56), les cames sont profilées de manière à ramener le dispositif de repliage et d'éjection (24) dans la configuration initiale. Dans la version illustrée de l'invention i2 gobelet est fabriqué avec l'orifice (66) tourné vers le bas; l'éjection se fait alors de préférence lorsque la chaine a tourné de 180" et que l'orifice (66) du gobelet est tourné vers le haut pour bénéficier de la gravité. n ce stade les zones de fixation des bords latéaux restent dans un plan parallèle au sens de déplacement (29) de la chaine et devront entre rabattus le long des côtés latéraux (9) et (10) avant l'empilage des gobelets repliés afin d'occuper moins de place; cette opération est faite dans un stade ultérieur du processus non décrit dans le cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1-Dispositif de fabrication d'un gobelet pliable caractérisé en ce que le produit est fabriqué à partir d'une feuille semi rigide à l'aide d'au moins un dispositif de préformage (22) des dièdres du fond (11) et des cOtés latéraux (9) et (10) suivi d'un dispositif de formage (23) mettant en contact les zones (30) de fixation des bords latéraux (12), d'un dispositif (25) de fixation des bords latéraux (12) et d'un dispositif (26) de séparation des gobelets. 2-Dispositif de fabrication d'un gobelet pliable suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif de préformage (22) est précédé d'un dispositif (21) de préformage du fond (17) du gobelet replié, et qu'un dispositif (24) de support et de repliage (57) et d'éjection (64) des gobelets est associé aux dispositifs (23) (25) et (26). 3-Dispositif de fabrication d'un gobelet pliable suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce ,nue le dispositif de préformage (22) est formé d'une roue (31) dont la partie centrale sert à la formation du fond (11) à l'aide d'une contre-roue (40) tandis que les parties latérales (34) sont coniques et servent au formage des dièdres que constituent les cOtés latéraux (9) et (10) à la'aide de contre-roues coniques (48). 4-Dispositif de fabrication d'un gobelet pliable suivant les revendications 2 et 3 caractérisé en ce que le dispositif de préformage (2) est semblable au dispositif de préformage (22). 5-Dispositif de fabrication d'un gobelet pliable suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le conformage est réalisé par rapprochement des cOtés latéraux (9) et (10) des cOtés latéraux opposés, jusqu'à ce que les zones (30) de fixation des bords latéraux (12) viennent en contact. 6-Dispositif de fabrication suivant l'une quelconque des revendications 2 à 5 caractérisé en ce que le dispositif (24) est introduit dans le gobelet au niveau du dispositif de conformage (56), et que le repliage du gobelet est effectué en écartant par l'intérieur du gobelet les arêtes (58) des dièdres formés par les côtés latéraux (9) et (10) opposés. 7-Dispositif de fabrication suivant la revendication 6 caractérisé en ce que les dispositifs (24) sont assemblés sur une chaine (69) et que les mouvements des dispositifs de repliage (57) et d'éjection (64) sont commandés par des cames. 8-Dispositif de fabrication suivant l'une quelconque des vend i cati o ns précédentes caractérisé en ce que la soudure réalisée par des roues (72) synchronisées de manière a souder les zones (30) de fixation des bords en les pinçant entre électrode chaude (71) et une contre-électrode ou une électrode chaude (70). 9-Dispositif de fabrication suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la coupe est réalisées entre dieux roues synchronisées (73) comportant l'une les outils de coupe (74), et l'autre les enclumes (75). 10-Dispositif de fabrication suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la feuille est rainée et éventuellement prédécoupée, par un dispositif (20) préalablement au préformage.