Brevet FR3090589A1 — publié le 20200626

Description Titre de l'invention : [0001] - Titre de l'invention : Procédé et machine de séparation de tronçons pour la formation de sacs flexibles. Domaine de l'Invention L'invention concerne un procédé de formation de sacs flexibles du genre comportant deux parois et fermés à une extrémité par un fond. Elle concerne en particulier la séparation de tronçons issus d'un boyau, chaque tronçon formant finalement un sac. L'invention concerne également une machine mettant en oeuvre un tel procédé. Art Antérieur On connaît depuis longtemps des procédés industriels de fabrication de sacs en matière flexible telle que du papier, de la matière synthétique en feuille, ou des composés de ces matières. Par exemple, le document FR 1 270 400 décrit une machine et un procédé dans lequel une bande est déroulée puis formée en boyau. Le boyau est aplati de telle sorte qu'il comporte une première et une deuxième paroi, puis le boyau est sectionné en tronçon de telle sorte qu'à chaque extrémité du tronçon subsiste une patte qui prolonge la première paroi à une extrémité et la deuxième paroi à l'autre extrémité. Dans une étape de pliage, la patte est pliée et collée en étant rabattue sur la paroi autre que celle dont la patte est issue. On peut ainsi fabriquer des sacs à une grande cadence avec une grande variété de matières et de formats. Le document FR 786 579 montre également plusieurs exemples de cette technique. Le boyau est formé en repliant chaque bord par-dessus la partie centrale et en collant entre eux les deux bords le long d'une jonction centrale de telle sorte que les perforations forment deux lignes transversales décalées respectivement sur l'une et l'autre des faces du boyau. Le boyau ainsi 'butté passe entre une paire de cylindres d'entraînement qui entraînent le boyau à une vitesse constante. La partie avant du boyau est saisie par le dispositif de pliage qui comporte un tambour et un rouleau de pliage contrarotatifs. Le tambour et le rouleau de pliage tournent avec une vitesse périphérique supérieure à celle de la paire de cylindres d'entraînement. Lc rouleau de pliage comporte une barre apte à pincer l'avant du hoyau contre le tambour, de telle sorte que la partie avant du hoyau est tirée et séparée par déchirement le long des perforations pour former un tronçon. À la séparation, du fait des décalages entre les lignes de perforation, une patte arrière est ainsi formée sur le tronçon, de même qu'une patte avant à l'extrémité du hoyau. Cette patte avant se re- trouvera sur le tronçon suivant. La patte avant est repliée par le dispositif de pliage sur une zone encollée pour fermer la partie avant du tronçon. Pour cela, le rouleau comporte en outre une lame de pliage, placée juste en arrière de la barre, qui pousse le hoyau dans une pince portée par le tambour de manière à plier le hoyau. La séparation de tronçons issus du hoyau est donc réalisée en prenant le hoyau entre deux paires de rouleaux qui tournent avec une vitesse différente entre chaque paire. Le document FR 829 591 propose une paire de rouleaux dits « arracheurs » qui viennent en contact avec le hoyau uniquement pendant la phase d'arrachement. Ces rouleaux peuvent être synchronisés soit avec le tambour de formation de fond, soit avec les rouleaux d'entraînement du hoyau. Le document WO 2016 097310 Al montre une variante dans laquelle les rouleaux arracheurs interviennent entre une paire de rouleaux d'entraînement et une paire de cylindres de séparation qui tournent à la même vitesse. Les rouleaux arracheurs peuvent avoir une vitesse périphérique inférieure aux autre paires de rouleaux de manière à retenir le hoyau pendant la phase d'arrachement. Il se forme alors une petite boucle avec le hoyau retenu en aval des rouleaux arracheurs. Pour rattraper la boucle, la machine comporte des bandes de transport qui avancent plus rapidement que la vitesse nominale d'avancement du hoyau. Une fois le retard rattrapé, il se produit un glissement permanent sur les bandes de transport, ce qui génère une usure précoce. La séparation par arrachement nécessite de préparer le boyau avec des perforations qui déterminent le lieu de la séparation. Ceci fragilise le boyau et on observe quelquefois une rupture du boyau le long des lignes de perforations avant l'opération de séparation, ce qui oblige un arrêt de la machine pour remettre le boyau en place et reprendre les opérations. Objectifs de l'invention L'invention vise à proposer un procédé et une machine de fabrication de sacs flexibles à partir d'une feuille continue et dont l'opération de séparation puisse être aisée sans induire d'usure prématurée ni de faiblesse de la feuille. Exposé de l'invention Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un procédé de formation de sac flexible à partir d'un boyau aplati et comportant une paroi supérieure et une paroi inférieure, selon lequel on utilise des moyens de séparation pour séparer le boyau en tronçons, les moyens de séparation comportant une première paire de cylindres et une deuxième paire de cylindres entre lesquels le boyau défile dans une direction longitudinale, le procédé étant caractérisé en ce que les moyens de séparation comportent en outre des moyens de coupe formés par une paire de rouleaux contra-rotatifs entre lesquels le hoyau défile et disposée entre la première et la deuxième paire de cylindres, chaque rouleau comportant au moins une lame s'étendant transversalement par rapport à la direction longitudinale, on manoeuvre les rouleaux pour que les lames viennent en appui cycliquement sur le hoyau en étant décalées l'une de l'autre dans la direction longitudinale de sorte à imposer une trajectoire en zig-zag à la portion de hoyau entre la première et la deuxième paire de cylindres et ainsi tendre le hoyau sur les lames et provoquer la coupe de chaque paroi en contact avec les lames et séparer un tronçon du hoyau. Ainsi, la séparation entre le hoyau et le tronçon est obtenue par les lames qui interviennent de part et d'autre du hoyau. La coupe intervient par la combinaison de la tension exercée par les lames qui tendent à allonger la portion du hoyau prise entre la première et la deuxième paire de cylindres, et par la pénétration des lames dans la matière du hoyau. La coupe est prévue pour intervenir le long du contact des lames sur les parois du hoyau, de sorte que les coupes sur la paroi supérieure et la paroi inférieure sont décalées, pour générer des pattes à chaque extrémité du tronçon, l'une servant à former le fond après pliage et collage, d'une manière connue en soi. La première et la deuxième paire de cylindres peuvent tourner à la même vitesse périphérique ou presque de sorte qu'aucun frottement n'est induit, ce qui limite l'usure des pièces. S'il existe un différentiel de vitesse, c'est la deuxième paire de cylindres qui fournit une vitesse circonférentielle supérieure afin de générer une tension sur le boyau. Il n'est pas nécessaire non plus de prévoir de moyen d'accélération de l'extrémité du boyau puisque celle-ci est reprise rapidement par la deuxième paire et n'a pas été retardée. Selon un premier mode de réalisation du procédé, le boyau est muni préalablement de lignes de perforations s'étendant sur une partie de la largeur seulement de part et d'autre d'une section centrale du boyau aplati, laquelle section reste sans perforations. Ceci permet de déterminer en particulier le lieu du passage de la jonction entre les lignes de coupe décalées. Les lignes de perforation permettent également de diminuer l'effort nécessaire pour réaliser la coupe, tout en préservant une résistance importante du boyau du fait de la subsistance d'une zone non perforée. Selon un deuxième mode de réalisation, le boyau est muni préalablement de lignes de perforations s'étendant sur toute la largeur du boyau, les lames venant en appui sur les lignes de perforations respectives. On permet ainsi de diminuer l'effort de coupe. Ceci peut être appliqué notamment lorsque le matériau du boyau est fort et qu'il y a peu de conséquences à prévoir de la présence de perforations sur toute la largeur du hoyau. Selon un perfectionnement, les lames sont tranchantes. On entend par lame tranchante une lame présentant une arête vive affûtée. Les lames tranchantes permettent d'obtenir plus facilement la coupe d'une paroi par la tension de ladite paroi sur l'arête de la lame, même en l'absence de perforations. On peut aussi utiliser des lames tranchantes en combinaison avec des perforations. L'invention a aussi pour objet une machine de formation de sac flexible à partir d'un boyau aplati et comportant une paroi supérieure et une paroi inférieure, dans laquelle des moyens de séparation sont prévus pour séparer le hoyau en tronçons, les moyens de séparation comportant une première paire de cylindres et une deuxième paire de cylindres entre lesquels le hoyau défile dans une direction longitudinale, la machine étant caractérisé en ce que les moyens de séparation comportent en outre des moyens de coupe formés par une paire de rouleaux contra-rotatifs entre lesquels le hoyau défile et disposée entre la première et la deuxième paire de cylindres, chaque rouleau comportant au moins une lame s'étendant transversalement par rapport à la direction longitudinale, la machine comportant des moyens d'entraînement pour actionner les rouleaux pour que les lames viennent en appui cycliquement sur le boyau en étant décalées l'une de l'autre dans la direction longitudinale de sorte à imposer une trajectoire en zig-zag à la portion de boyau entre la première et la deuxième paire de cylindres et ainsi tendre le boyau sur les lames et provoquer la coupe de chaque paroi en contact avec les lames et séparer un tronçon du boyau. Selon une disposition complémentaire, la machine comporte en outre des moyens de formation du boyau pour former le boyau à partir d'une bande de matériau flexible et des moyens de perforation pour réaliser des lignes de perforation sur la bande de matériau flexible en amont des moyens de formation du boyau, les lignes de perforation s'étendant sur au moins une zone latérale du boyau aplati de part et d'autre d'une section centrale du boyau. Selon une disposition constructive, chaque rouleau des moyens de coupe comporte deux lames diamétralement opposées. Pour la fabrication de sacs de comte longueur, le rouleau avec deux lames diamétralement opposées permet de réaliser une coupe à chaque demi-tour, ce qui permet une grande productivité. L'une des lames peut être amovible, ce qui permet de configurer la machine avec des rouleaux avec une ou deux lames, selon la longueur des sacs à produire, en minimisant les variations de vitesse de rotation des rouleaux au cours d'un cycle pour s'adapter au format. Selon une autre disposition constructive, les moyens d'entraînement pour entraîner les rouleaux en rotation permettent de générer une vitesse circonférentielle des lames proche de la vitesse d'avancement du hoyau lors du contact des lames avec le hoyau et de moduler la vitesse pendant le reste du cycle afin d'être en phase avec la position de la coupe suivante sur le hoyau. Il n'est ainsi pas nécessaire de modifier le diamètre où se trouvent les arêtes des lames, cc qui pourrait être fait en modifiant la taille des lames ou leur position sur un rayon, niais simplement d'adapter la programmation des moyens d'entraînement pour obtenir la bonne vitesse pendant la coupe et la synchronisation de la position pour le cycle suivant. Les mêmes rouleaux peuvent ainsi être utilisés pour réaliser des tronçons de longueurs différentes. On permet aussi, sans changer le diamètre du rouleau, que celui-ci joue un rôle de soutien et de transport de l'extrémité du hoyau après la coupe avant que l'extrémité soit saisie par la deuxième paire de cylindres. Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés parmi lesquels : [Fig.1] la figure 1 est une vue schématique de côté d'une machine selon l'invention ; [Fig.2] la figure 2 est une vue similaire à la figure 1 dans une phase de tension du boyau ; [Fig.3] la figure 3 est une vue en perspective d'un tronçon détaché du boyau et écarté ; [Fig.4] la figure 4 est une vue de dessus et de dessous d'un boyau muni de perforations partielles avant la coupe. Une machine de formation de sac flexible à partir d'un boyau aplati est montrée de manière schématique sur la figure 1. Une telle machine comporte successivement dans le sens de dévidage un dispositif de dévidage, non représenté recevant une bande de matériau flexible 2 tel que du papier en bobine pour la dévider, des moyens de perforation 1 pour réaliser des perforations transversalement sur la bande de papier 2 qui se dévide, des moyens de formation 7 d'un boyau 3 à partir de la bande de papier 2, des moyens de séparation 4 pour séparer le boyau 3 en tronçons 30 successifs, des moyens de transport 6 pour amener les tronçons 30 vers un tambour de formation de fond, non représenté, pour former le fond sur les tronçons 30 et les transformer en sacs. Les moyens de séparation 4 comportent une première paire de cylindres 41 et une deuxième paire de cylindres entre lesquels le boyau 3 défile dans une direction longitudinale Fl, le hoyau 3 étant pincé entre les cylindres de chaque paire 41, 42. Les moyens de séparation 4 comportent en outre des moyens de coupe 43 formés par une paire de rouleaux 431, 432 contra-rotatifs entre lesquels le hoyau 3 défile et disposés entre la première 41 et la deuxième paire de cylindres 42. Chaque rouleau 431, 432 comporte deux lames 433, 434 s'étendant transversalement par rapport à la direction longitudinale Fl . La machine comporte des moyens d'entraînement 5 pour actionner les rouleaux 431, 432 des moyens de séparation 4. Les moyens d'entraînement 5 peuvent être synchronisés mécaniquement avec les paires de cylindres 41, 42, cependant un entraînement indépendant tel que représenté sur la figure 1 offrira plus de souplesse et de possibilité de réglage. En particulier, les moyens d'entraînement 5 avec un moteur 50 indépendant permettent de générer une vitesse circonférentielle des lames proche de la vitesse d'avancement du hoyau 3 lors du contact des lames avec le hoyau 3 et de moduler la vitesse pendant le reste du cycle afin d'être en phase avec la position de la coupe suivante sur le hoyau 3. Le moteur 50 est par exemple du type synchrone, c'est-à-dire sans halais, et commandé par un convertisseur de puissance. On a représenté une courroie 51 qui permet d'entraîner les rouleaux 431, 432 de manière contrarotative. En fonctionnement, selon un premier mode de réalisation du procédé selon l'invention, la bande de papier 2 est déroulée et passe d'abord par les moyens de perforation 1 afin de réaliser des lignes de perforations 31. 32, 33 transversalement. La feuille passe ensuite par les moyens de formation du boyau 3 et en ressort sous la forme d'un boyau 3, les lés de la bande de papier 2 étant superposés et collés entre eux, d'une manière connue en soi. La figure 4 montre ces lignes de perforations sur le boyau 3 sur la face supérieure 34 en partie haute et sur la face inférieure 35 en partie basse. Sur la face supérieure 34, une première ligne 31 s'étend de manière oblique depuis chacun des bords 36 vers l'amont et est prolongée par une deuxième ligne 32 perpendiculaire aux bords 36, de manière symétrique pour chaque bord 36. Les deuxièmes lignes 32 ne se rejoignent pas et laissent subsister entre elles une section centrale 37 de la paroi supérieure 34 sans perforations. La face inférieure 35 comporte une troisième ligne 33 de perforations s'étendant depuis l'extrémité de la deuxième ligne 32 vers le milieu perpendiculairement au bord 36. Les premières lignes 31 ne se rejoignent pas et laissent subsister entre elles une section centrale 38 de la paroi inférieure 35 sans perforations. Lorsque le boyau 3 poursuit son chemin, il est entraîné par la première paire de cylindres 41 puis par la deuxième paire de cylindres 42 en passant entre les 7 rouleaux 431, 432 des moyens de coupe 43. Au niveau des moyens de coupe 43, les lames 433 viennent en appui cycliquement sur le hoyau 3 en étant décalées l'une de l'autre dans la direction longitudinale Fl . Dans le mode de réalisation représenté en particulier sur la figure 2, le rouleau inférieur 431 est décalé vers l'aval par rapport au rouleau supérieur 432. Lorsque les lames 433 viennent en contact avec le hoyau 3, elles imposent une trajectoire en zig-zag à la portion de hoyau 3 entre la première 41 et la deuxième paire de cylindres 42 et tend ainsi le hoyau 3 sur les lames 433. Les moyens d'entraînement 5 sont réglés pour que la lame 433 du rouleau inférieur 431 appuie au niveau des troisièmes lignes 33 de perforations et la lame du rouleau supérieur 432 appuie au niveau des deuxièmes lignes 32. On provoque ainsi la coupe de chaque paroi 34, 35 en contact avec les lames 433 et le long des premières lignes 31 de perforations et on sépare un tronçon 30 du hoyau 3, comme le montre la figure 3 dans laquelle l'extrémité du hoyau 3 et le tronçon 30 sont représentés séparés de manière plus importante qu'ils ne le sont réellement à cette étape, afin de hien distinguer les différentes parties. On constate que le tronçon 30 comporte en arrière une première languette 301 de même que l'extrémité du hoyau 3 comporte une deuxième languette 39. Le décalage du rouleau inférieur 431 dans la direction longitudinale Fl par rapport au rouleau supérieur 432 est ajustablc afin de régler la longueur des languettes 301, 39. Après la coupe, le tronçon continue son évacuation vers le tambour de formation de fond grâce à la deuxième paire de cylindres 42, tandis que l'extrémité du boyau 3, poussée par la première paire de cylindres 41, continue son avancée jusqu'à être happée par la deuxième paire de cylindres 42. Au cycle suivant, les lames 434 diamétralement opposées entrent en action pour la coupe après un demi-tour des rouleaux 431, 432. Dans un autre mode de réalisation, non représenté, les deuxièmes lignes se rejoignent en traversant également la zone centrale, de même que les troisièmes lignes de sorte toutes les zones de coupe sont déjà munies de perforations. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui a été décrit à titre d'exemple. On peut ne prévoir que les premières lignes obliques, ou ne prévoir aucune ligne de perforations sur le boyau. Le boyau peut être formé avec des soufflets le long des bords des parois supérieure et inférieure. Les lames peuvent être dentées. [0002] 8 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5]