Brevet FR2702414A1 — publié le 19940916

i PROCEDE DE FABRICATION EN CONTINU DE CORPS TUBULAIRES DE BOITES NOTAMMENT EN CARTON La présente invention concerne un procédé de fabrication en continu de corps tubulaires de boîtes notamment en carton, au moyen de plusieurs bandes longitudinales superposées, dans lequel on fait défiler les bandes en continu, on encolle au moins une face d'une ou de plusieurs bandes, puis on applique ces bandes longitudinalement contre un guide stationnaire se terminant par un mandrin dont le pourtour détermine le profil transversal du corps tubulaire, cette application étant effectuée selon une génératrice du corps tubulaire de façon que chaque bande présente un volet latéral de chaque côté de ladite génératrice et suivie d'un rabattement desdits volets latéraux sur le pourtour du mandrin pendant que les bandes défilent le long de ce dernier. Le brevet US N 2 256 263 décrit un tel procédé et un dispositif pour fabriquer en continu des corps tubulaires de récipients faits de plusieurs épaisseurs de papier, par superposition et collage de bandes continues disposées longitudinalement et ayant une largeur égale au périmètre du tube à former Dans ce procédé, on fait avancer les bandes simultanément, on encolle certaines de leurs surfaces, on superpose ces bandes de façon qu'elles soient légèrement décalées latéralement les unes par rapport aux autres, on les presse à plat entre deux rouleaux pour former une bande multicouche, puis on fait glisser la bande obtenue le long du guide stationnaire en l'appliquant progressivement contre celui-ci pour lui donner la forme tubulaire voulue avant que la colle durcisse Les deux bords de chacune des bandes initiales se placent alors l'un à côté de l'autre pour former un joint longitudinal sans se recouvrir mutuellement, la continuité transversale de la paroi multicouche du tube étant assurée par le décalage mutuel des joints des différentes couches Le tube est ensuite tronçonné pour former les corps tubulaires. Ce procédé a l'avantage d' être mis en oeuvre au moyen d'un dispositif relativement simple, mais il présente de sérieux inconvénients en ce qui concerne la qualité des corps tubulaires ainsi fabriqués. En particulier, pendant qu'on incurve transversalement la structure multicouche humidifiée par la colle, les couches intérieures ont tendance à se plisser au lieu de glisser sur les couches extérieures. Ce phénomène est particulièrement marqué dans les angles des tubes à section polygonale Il conduit à un mauvais état de la surface intérieure du tube, à des irrégularités de l'épaisseur et de la compacité de la structure multicouche, ainsi qu'à un affaiblissement de la paroi du tube puisque seules les couches non plissées résistent aux efforts transversaux De plus, l'existence d'un plissement dans une couche correspond à un rétrécissement de la bande correspondante et empêche donc que les bords de cette bande se joignent correctement Le joint devient trop large et se rapproche du joint précédent ou suivant, ce qui affaiblit le tube D'autre part, si le glissement transversal d'une couche sur l'autre a bien lieu, il peut se faire d'une manière imprévisible, plus fortement d'un côté ou de l'autre de la génératrice appliquée en premier contre le guide stationnaire, de sorte que des joints de deux couches successives peuvent se trouver trop près l'un de l'autre et donc affaiblir excessivement le tube. La présente invention a pour but de créer un procéder de fabrication permettant d'obtenir une bonne qualité des corps tubulaires produits, en évitant les phénomènes de plissement mentionnés ci-dessus et en assurant une géométrie précise des joints longitudinaux, de façon à garantir la résistance voulue de la paroi du tube dans la ou les zones o se trouvent ces joints. Dans ce but, l'invention concerne un procédé du genre indiqué en préambule, caractérisé en ce que l'on applique les bandes successivement le long de ladite génératrice, et en ce que l'on effectue le rabattement des volets latéraux de chaque bande au moins partiellement de manière dissymétrique, de sorte que le rabattement d'un desdits volets d'une même bande est achevé avant le rabattement de l'autre volet de cette bande. De préférence, on applique une deuxième bande sur une première bande seulement après avoir commencé le rabattement des volets latéraux de la première bande. Dans une forme particulière du procédé, ladite génératrice se trouve sur une face inférieure du guide stationnaire et du mandrin, et le rabattement des volets latéraux d' une bande comprend une première phase o l'on rabat les deux volets sur des côtés du guide et/ou du mandrin, une deuxième phase o l'on achève le rabattement d'un des volets sur le dessus du mandrin, puis une troisième phase o l'on achève le rabattement de l'autre volet Dans une première variante, on commence le rabattement d'un des volets avant de commencer celui de l'autre volet Dans une autre variante, on rabat les deux volets simultanément au cours de ladite première phase. Une forme particulièrement avantageuse du procédé consiste en ce que les bords longitudinaux d'au moins une des bandes sont profilés en biseau dans l'épaisseur de la bande et se recouvrent sous la forme d' un joint en biseau après rabattement complet des deux volets latéraux de ladite bande Dans une autre forme, les bords longitudinaux d'au moins une des bandes sont profilés en gradin, par écrasement des bords avant l'application de ceux-ci sur le mandrin, et se recouvrent sous la forme d'un joint en gradin après rabattement complet des deux volets latéraux de ladite bande Les joints en biseau ou en gradin d'au moins deux bandes successives peuvent être superposés, ces deux bandes étant appliquées sans décalage latéral l'une par rapport à l'autre. Selon une variante de réalisation, au moins l'une desdites bandes est une bande composite formée par assemblage en continu d'au moins deux bandes individuelles avant son encollage et son application contre le guide. Selon une autre variante, l'on réalise en continu une gaine intérieure étanche du corps tubulaire au moyen d'une première bande d'un matériau imperméable qu'on applique en continu contre le guide, puis sur le pourtour du mandrin jusqu'à ce que les deux bords longitudinaux de cette bande soient appliqués 1 ' un contre l'autre, puis on soude ces deux bords avant qu'ils soient recouverts par une deuxième bande Les bords de ladite première bande peuvent être appliqués et soudés face à face dans un plan sensiblement radial par rapport au mandrin, puis rabattus latéralement et collés sur ladite gaine avant qu'ils soient recouverts par une deuxième bande. D'autres caractéristiques et avantages du procédé selon l'invention seront mis en évidence dans la description suivante d'une forme de réalisation préférée du procédé, appliqué à la fabrication continue d'un tube en carton à section sensiblement rectangulaire qui est ensuite découpé en tronçons pour former des corps de boîtes, en référence aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue schématique simplifiée en élévation latérale d'un dispositif de fabrication utilisant le procédé selon l'invention, les figures 2 à 8 sont des vues schématiques en coupe transversale respectivement suivant les lignes II-II à VIII-VIII de la figure 1, montrant des étapes successives du procédé, la figure 9 est une vue agrandie en coupe transversale de la paroi d'un tube fabriqué selon une forme particulière du procédé, la figure 10 est une vue agrandie en coupe transversale d'un joint longitudinal formé par les bords d'une bande utilisée dans une autre forme particulière du procédé, la figure 11 est une vue analogue à la figure 10, montrant une configuration légèrement défectueuse du joint, les figures 12 à 14 illustrent trois dispositions possibles de joints selon les figures 9 et 10, la figure 15 est une vue analogue à la figure 10 et montre une autre forme de réalisation d'un joint longitudinal, la figure 16 est une vue partielle analogue à la figure 1 et montrant une forme de réalisation particulière de l'invention, pour fabriquer des corps tubulaires ayant une gaine intérieure étanche, et les figures 17 et 18 sont des vues de détail en coupe transversale d'un joint longitudinal de la gaine intérieure réalisée conformément à la figure 16. Le dispositif représenté à la figure 1 est essentiellement connu dans le domaine de la fabrication continue des tubes en carton ou similaires, c' est pourquoi le dessin ne montre que les éléments constructifs qui sont indispensables à 'La compréhension de la présente invention Dans cet exemple, le tube en carton 1 est fabriqué par superposition de trois bandes 2, 3, 4 de papier ou d'autres matières appropriées, disposées longitudinalement, la largeur de chaque bande correspondant au périmètre du tube 1 Chaque bande 2, 3, 4 est délivrée en continu à partir d'un rouleau non représenté et passe à travers un poste d' encollage respectivement 5, 6, 7 avant d'être appliquée contre un guide stationnaire 8 ou contre la bande précédente déjà appliquée contre le guide Celui-ci est supporté à son extrémité arrière par un bâti 9, tandis que le reste du guide 8, en direction de l'avant, est un mandrin horizontal 10 à section constante correspondant à la section intérieure du tube 1. Cette section peut notamment être circulaire ou polygonale Dans le cas présent, elle a approximativement la forme d'un rectangle à coins arrondis Le mandrin 10 et le tube 1 qui l' entoure sont soutenus et guidés par des rouleaux inférieurs 12, latéraux et supérieurs (non représentés), qui sont entraînés par un mécanisme motorisé afin de faire avancer le tube 1 suivant la flèche A le long du guide 8. De même, des rouleaux de guidage (non représentés) sont prévus pour guider et entraîner les volets latéraux des bandes 2, 3, 4 afin de les appliquer graduellement contre le guide 8 ou le tube en formation, comme on le décrira plus loin Quand le tube 1 arrive à l'extrémité avant 14 du mandrin 10, il passe dans un dispositif de coupe 15 équipé d'un organe de coupe 16 se déplaçant en va-et-vient suivant la flèche B pour tronçonner le tube en éléments égaux 17 constituant des corps tubulaires pour des boîtes en carton. Il faut noter qu'au moins une des bandes 2 à 4 peut être une bande composite, c'est-à-dire faite de deux ou plusieurs couches de matériaux semblables ou différents Par exemple dans la figure 1, on voit que la dernière bande 4 est une bande composite réalisée immédiatement avant son encollage et son application sur la bande précédente 3, par assemblage d'une bande de cartonnette 4 ' et d'une bande de papier imprimé 4 " constituant la surface visible des corps tubulaires 17. Bien que les éléments décrits ci-dessus soient connus, la figure 1 montre un aspect caractéristique de l'invention, à savoir que les bandes 2, 3 et 4 ne sont pas appliquées en même temps contre la face inférieure du guide 8, mais successivement, une fois que le formage de la bande précédente a déjà commencé Les étapes du formage des bandes successives sont illustrées par les figures 2 à 8, o la représentation des rouleaux de guidage et d'entraînement des bandes est à nouveau omise pour des raisons de clarté du dessin. Au stade de la figure 2, la partie médiane de la première bande 2 est appliquée contre la face inférieure horizontale du guide 8, de part et d'autre de laquelle la bande 2 forme un premier volet latéral 2 a et un second volet latéral 2 b Ces volets peuvent avoir des largeurs égales ou inégales, selon la position de la génératrice du tube o leurs bords libres 20 et 21 devront se joindre Si le tube avait une forme cylindrique, à ce stade la bande 2 serait appliquée uniquement contre une génératrice de la surface du guide 8. A partir de la position de la figure 2, les volets 2 a et 2 b commencent à être rabattus vers le haut comme l'indiquent les flèches des figures 2, 3 et 4 Dans le présent exemple, le rabattement s'effectue de manière dissymétrique dès le début, le mouvement du volet 2 a ayant de l'avance sur celui du volet 2 b, ce qui a l'avantage de n'amorcer que successivement les pliages de la bande sur les deux angles inférieurs du guide, de sorte que les efforts de friction sont mieux répartis sur la longueur de la bande Toutefois, le rabattement peut aussi s'effectuer symétriquement à ce stade, comme l'illustre la position 2 b' du second volet dans la figure 3. Dès que le rabattement des deux volets 2 a et 2 b a commencé, la deuxième bande 3 peut être appliquée sur la première dans la zone de la face inférieure du guide 8, comme le montre la figure 4, et présente des volets latéraux 3 a et 3 b Comme le pliage de la première bande sur les angles qui bordent cette face est déjà amorcé et presque achevé, il n'y a pas d' efforts parasites de cisaillement entre les deux bandes successives lors du pliage de la deuxième bande, contrairement au cas o les deux bandes seraient déjà collées. Pendant ce temps, le rabattement des volets 2 a et 2 b de la bande 2 se poursuit et s'achève comme le montrent les figures 4 et 5, c'est-à- dire que le premier volet 2 a est rabattu en premier sur la face supérieure du mandrin 10 et le second volet 2 b est rabattu ensuite de façon que les deux bords 20 et 21 de la bande se réunissent pour former un joint longitudinal 22 (figure 6) La nature de ce joint peut varier et sera discutée par la suite. La bande 2 constitue ainsi la première couche du tube en carton, sur laquelle le rabattement des volets 3 a et 3 b de la deuxième bande peut s'effectuer de la même manière que celui des volets 2 a et 2 b, comme on le voit dans les figures 5 à 7 Les bords de la bande 3 se réunissent pour former un joint longitudinal 23 (figure 8) qui peut être décalé latéralement par rapport au premier joint 22 si la bande 3 a été appliquée initialement avec le décalage voulu. L'application de la troisième bande 4 et le rabattement de ses volets latéraux 4 a et 4 b se déroulent de la même manière que pour la bande 3. La figure 9 illustre une disposition possible des joints longitudinaux 22, 23, 24 des bandes 2, 3, 4 dans le cas o les bords de chaque bande sont simplement juxtaposés sans recouvrement Les joints doivent alors être décalés latéralement les uns par rapport aux autres, ce qui nécessite un décalage correspondant des bandes. Avec la présente invention, il est avantageux d' éviter un tel affaiblissement de la paroi du tube, grâce à un recouvrement mutuel et un collage des bords de chaque bande 2, 3, 4, ces bords étant profilés en biseau comme le montrent les figures 10 à 13. L'exemple de la figure 10 montre une configuration idéale du joint en biseau 25 des deux bords 20 et 21 de la bande 2, qui sont effilés en biais sur une largeur supérieure à l'épaisseur de la bande 2 Au moins l'un des deux bords est encollé avec la face adjacente de la bande Le positionnement précis des bords qui est assuré par le procédé selon l'invention, grâce à l'application séparée de chaque bande, permet d'obtenir une bonne coïncidence des bords 20 et 21 appliqués l'un après l'autre sur le mandrin, dans la configuration de la figure 10 Le joint 25 est alors collé et assurera une transmission continue des efforts dans cette couche du tube Si néanmoins la bande manifeste une légère variation de largeur, par exemple un rétrécissement E, le décalage qui en résulte au joint 25 (figure 11) rétrécit d'autant la zone collée, mais ne la supprime généralement pas D'une part, la continuité de la couche reste assurée et d'autre part, le décalage E ne crée ni de vide ni de variation notable de l'épaisseur de la paroi multicouche du tube. Les figures 12 à 14 montrent trois dispositions différentes des joints , 26, 27 des trois couches ou bandes 2, 3, 4 constituant la paroi du tube Dans le cas de la figure 12, les trois joints sont superposés, c' est-àdire que les trois bandes peuvent être amenées sans décalage mutuel lors de la fabrication du tube Grâce au collage de chaque joint, la résistance et la rigidité de la paroi ne sont pas réduites dans cette zone Dans le cas de la figure 13, la bande intermédiaire 3 est décalée par rapport aux deux autres par mesure de sécurité, afin d'éviter un affaiblissement de la paroi si deux joints successifs présentent accidentellement une configuration telle que celle de la figure 11 Dans l'exemple de la figure 14, les trois joints , 26, 27 sont décalés mutuellement dans une mesure égale à la largeur de chaque joint, de sorte qu'ils sont sensiblement dans le prolongement l'un de l'autre. Au lieu des joints en biseau illustrés par les figures 10 à 14, on peut prévoir des joints en gradin tels que le joint longitudinal 28 représenté à la figure 15 Dans ce cas, chacun des deux bords longitudinaux 20 et 21 de la bande 2, 3, 4 a été écrasé en continu juste avant d'être appliqué sur le mandrin, de façon que son épaisseur soit réduite approximativement à la moitié de l'épaisseur de la bande De cette façon, la superposition des deux bords 20, 21 comme le montre la figure 15, ne produit aucun supplément d'épaisseur de la paroi du corps tubulaire Les joints des bandes successives peuvent être soit superposés, soit calés, comme les joints en biseau décrits ci-dessus Les figures 16 à 18 illustrent la fabrication de corps tubulaires dont la paroi comporte, en plus de deux couches de cartonnette formées au moyen de bandes 2 et 3, une gaine intérieure étanche 30 réalisée au moyen d' une première bande 31 d'un matériau imperméable, par exemple un matériau composite aluminium-polyéthylène, ou papier-polyéthylène La largeur de la bande 31 est un peu plus grande que le périmètre du mandrin 10, de façon à laisser deux bords longitudinaux 32, 33 en saillie quand la feuille 31 est entièrement appliquée sur le mandrin 10 Les deux bords 32 et 33 sont alors appliqués l'un contre l'autre, face à face dans un plan sensiblement radial, comme le montre la figure 17, et sont soudés en continu au moyen d'un appareil approprié 34, par exemple par soudure aux ultra-sons, pour fermer la gaine étanche Les deux bords assemblés 32, 33 sont ensuite rabattus latéralement sur la gaine 30 comme le montre la figure 18 et sont collés sur celle-ci, de manière continue ou discontinue, avant d'être recouverts par la bande suivante 2 Les corps tubulaires ainsi formés permettent la fabrication de boîtes ayant d' excellentes qualités d'étanchéité, de conservation des produits, de sécurité et d'inviolabilité, grâce à la possibilité de souder les fonds et les couvercles à la gaine intérieure 30. La présente invention n' est pas limitée aux exemples de réalisation décrits ci-dessus mais elle s' étend à toute modification ou variante évidente pour l'homme de l'art. là Revendications 1 Procédé de fabrication en continu de corps tubulaires de boîtes, notamment en carton, au moyen de plusieurs bandes longitudinales superposées, dans lequel on fait défiler les bandes ( 2, 3, 4) en continu, on encolle au moins une face d'une ou de plusieurs bandes, puis on applique ces bandes longitudinalement contre un guide stationnaire ( 8) se terminant par un mandrin ( 10) dont le pourtour détermine le profil transversal du corps tubulaire ( 1, 17), cette application étant effectuée selon une génératrice du corps tubulaire de façon que chaque bande présente un volet latéral de chaque côté de ladite génératrice et suivie d'un rabattement desdits volets latéraux sur le pourtour du mandrin pendant que les bandes défilent le long de ce dernier, caractérisé en ce que l'on applique les bandes ( 2, 3, 4) successivement le long de ladite génératrice, et en ce que l'on effectue le rabattement des volets latéraux ( 2 a, 2 b; 3 a, 3 b; 4 a, 4 b) de chaque bande au moins partiellement de manière dissymétrique, de sorte que le rabattement d'un desdits volets d'une même bande est achevé avant le rabattement de l'autre volet de cette bande. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on applique une deuxième bande ( 3) sur une première bande ( 2) après avoir commencé le rabattement des volets latéraux de la première bande. 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite génératrice se trouve sur une face inférieure du guide stationnaire ( 8) et du mandrin ( 10), et en ce que le rabattement des volets latéraux d'une bande comprend une première phase o l'on rabat les deux volets ( 2 a, 2 b) sur des côtés du guide et/ou du mandrin, une deuxième phase o l'on achève le rabattement d'un ( 2 a) des volets sur le dessus du mandrin, puis une troisième phase o l'on achève le rabattement de l'autre volet ( 2 b). 4 Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que, dans la première phase, on commence le rabattement d'un ( 2 a) des volets avant de commencer celui de l'autre volet ( 2 b). 5 Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que, dans la première phase, on rabat les deux volets ( 2 a, 2 b) simultanément. 6 Procédé selon l' une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les bords longitudinaux ( 20, 21) d'au moins une des bandes ( 2, 3, 4) sont profilés en biseau ( 25, 26, 27) dans l'épaisseur de la bande et se recouvrent sous la forme d' un joint en biseau après rabattement complet des deux volets latéraux de ladite bande. 7 Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les bords longitudinaux ( 20, 21) d'au moins une des bandes sont profilés en gradin, par écrasement des bords avant l'application de ceuxci sur le mandrin, et se recouvrent sous la forme d'un joint en gradin ( 28) après rabattement complet des deux volets latéraux de ladite bande. 8 Procédé selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que les joints en biseau ( 25, 26, 27) ou en gradin ( 28) d'au moins deux bandes successives ( 2, 3, 4) sont superposés, ces deux bandes étant appliquées sans décalage latéral l'une par rapport à l'autre. 9 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins l'une desdites bandes ( 2, 3, 4) est une bande composite formée par assemblage en continu d'au moins deux bandes individuelles ( 4 ', 4 ") avant son encollage et son application contre le guide. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on réalise en continu une gaine intérieure étanche ( 30) du corps tubulaire ( 17) au moyen d'une première bande ( 31) d'un matériau imperméable qu'on applique en continu contre le guide ( 8), puis sur le pourtour du mandrin ( 10) jusqu'à ce que les deux bords longitudinaux ( 32, 33) de cette bande soient appliqués l'un contre l'autre, puis on soude ces deux bords avant qu'ils soient recouverts par une deuxième bande. 11 Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'on applique et l'on soude face à face dans un plan sensiblement radial par rapport au mandrin les bords ( 32, 33) de ladite première bande ( 31), en ce qu'on les rabat latéralement et en ce qu'on les colle sur ladite gaine ( 30) avant qu'ils soient recouverts par une deuxième bande.