Panneau composite en carton, utilisable notamment pour l'emballage,
procédé pour sa fabrication
et installation pour la mise en oeuvre de ce procédé
La présente invention a pour objet un panneau composite en carton, utilisable notamment pour l'emballage, caractérisé en ce qu'il se présente sous forme d'une plaque rigide, formée par la superposition et le collage entre elles d'une première feuille plane de dessus, d'une feuille ondulée transversalement au sens longitudinal du panneau, d'une série de longerons longitudinaux présentant des nervures continues imbriquées dans les cannelures de la feuille ondulée à laquelle elles sont collées, cette imbrication étant obtenue par écrasement partiel de ces nervures et de ces cannelures, et d'une deuxième feuille plane à laquelle sont collées, à leur tour, les embases desdits longerons.
Grâce aux cannelures de la feuille ondulée et aux nervures des longerons perpendiculaires à ces cannelures et s'interpénétrant avec elles, on obtient une rigidité parfaite du panneau composite dans tous les sens, au même titre que dans les panneaux en carton formés de deux cartons ondulés à simple face ou à double face à ondulations croisées, mais avec l'avantage considérable sur ces derniers de pouvoir être fabriqué en continu.
L'invention a également pour objet un procédé de fabrication du panneau défini ci-dessus, caractérisé en ce que, d'une part, on fabrique en continu un carton ondulé à simple face à cannelures transversales et, d'autre part, on fixe, également en continu, sur une bande de carton, des longerons longitudinaux en collant ceux-ci par leurs embases sur cette bande, puis, après encollage d'au moins l'une des deux séries de sommets formées respectivement par les sommets des cannelures du carton ondulé à sim- ple face et par ceux des longerons, on superpose, toujours en continu, le carton ondulé à simple face et la bande pourvue de ses longerons de manière que ces derniers soient en contact avec les cannelures du carton ondulé à simple face,
et on comprime progressivement l'ensemble pour imbriquer les nervures des longerons dans ces cannelures par leur écrasement partiel simultané.
L'invention a enfin pour objet une installation pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus, caractérisée en ce qu'elle comprend une première machine pour fabriquer en continu du carton ondulé à simple face, un magasin pour ce carton ondulé à simple face, dans lequel débite ladite machine, une deuxième machine pour former les longèrons et pour munir en continu une bande de carton de ces longerons longitudinaux, une encolleuse pour encoller l'une au moins desdites séries de sommets, et une partie aval agencée de manière à recevoir, dans des positions superposées et en synchronisme, le carton ondulé à simple face et la bande pourvue des longerons et à les presser progressivement l'un contre l'autre tout en produisant le séchage de la colle qui les relie.
Les dessins annexés représentent à titre d'exemple, une forme d'exécution du panneau selon l'invention et une forme d'exécution de l'installation pour sa fabrication.
La fig. I est une vue en perspective, avec arrachements partiels, d'une portion de panneau composite
les fig. 2 et 3 sont des coupes longitudinales suivant les lignes 2-2 et 3-3, c'est-à-dire respectivement entre deux longerons et au niveau de la nervure de l'un des longerons;
les fig. 4 et 5 sont des coupes transversales, respectivement, suivant les lignes 4-4 et 5-5 des fig.
2 et 3
la fig. 6 est une coupe longitudinale schématique d'une installation permettant de fabriquer le panneau composite des fig. 1 à 5
la fig. 7 est une vue en bout de la machine destinée à fabriquer la bande pourvue de longerons lon gitudinaux;
la fig. 8 est une vue en plan correspondante schématique;
la fig. 9 en est une coupe transversale suivant la ligne 9-9 de la fig. 8;
la fig. 10 en est une coupe analogue suivant la ligne 10-10 de la fig. 9 et montre, derrière l'un des flasques de la machine, les liaisons entre les différents organes en rotation;
la fig. 1 1 est une coupe verticale suivant la ligne 11-11 de la fig. 8, mais à plus grande échelle et représente les deux cylindres permettant d'appliquer les longerons sur la bande correspondante en combinaison avec des tiges formant les dents d'un peigne de formation, également représenté sur cette figure;
la fig. 12 est une vue en élévation correspondante limitée à une courte fraction de la longueur des cylindres;
la fig. 13 est une coupe partielle suivant la ligne 13-13 de la fig. 11, mais à échelle beaucoup plus grande.
On se reportera d'abord aux fig. 1 à 5 qui représentent un panneau composite de forme rectangulaire dont la longueur et la largeur peuvent, en principe, être quelconques.
Ce panneau est formé par la superposition et le collage entre elles d'une première feuille de couverture A, d'une feuille intermédiaire B ondulée de manière que ses cannelures 1 soient disposées dans le sens transversal du panneau, d'une série de longerons C parallèles les uns aux autres et à l'axe longitudinal du panneau et, enfin, d'une deuxième feuille de couverture D. Tous ces éléments sont en carton.
Les cannelures 1 de la feuille B sont collées à la feuille de couverture A par une couche de colle 2 préalablement appliquée contre cette feuille.
Quant aux longerons C, ils sont constitués par des bandes longitudinales de carton. La portion médiane 3 de chacun d'eux forme une nervure en relief vers la feuille ondulée B, cette nervure étant soit de forme semi-circulaire comme représenté, ou plus ou moins aplatie ou encore de forme triangulaire ou trapézoïdale et étant raccordée par sa base à deux parois latérales ou embases 4 par lesquelles chaque longeron est fixé à la feuille D de couverture par une autre couche 5 de colle.
Au point de croisement des cannelures 1 et des nervures 3 des longerons C, ces cannelures et ces nervures sont partiellement écrasées respectivement en 6 et 7.
Comme on peut le voir sur les différentes figures, ceci est obtenu sans la moindre découpe, c'est-à-dire sans interruptions dans ces cannelures et nervures, les portions déformées 6 et 7 étant réunies entre elles par de la colle 8 préalablement déposée sur les sommets correspondants des cannelures 1 et/ou des nervures 3.
En d'autres termes, le panneau composite est formé, d'une part, d'un carton ondulé à simple face
A-B et, d'autre part, d'un carton pourvu de longerons D-C, réunis entre eux par une imbrication des cannelures 1 et des nervures 3.
Ce panneau peut être facilement fabriqué en continu car on sait qu'il est possible, d'une part, de fabriquer en continu du carton ondulé à simple face dans lequel les cannelures sont transversales à l'axe longitudinal de ce carton à simple face et, d'autre part, comme on le verra plus loin, il est possible également de fabriquer en continu la bande composite C-D en appliquant en continu les longerons C sur une bande D.
Le procédé qui va être décrit consiste à fabriquer séparément et en continu les deux ensembles (A-B) et (C-D), à encoller les saillies de l'un au moins d'entre eux et à les appliquer en continu l'un sur l'autre en les pressant progressivement et en les chauffant pour obtenir, par le séchage et la prise de la colle, une bande continue rigide que l'on découpe ensuite à la longueur désirée.
On se référera maintenant à la fig. 6 qui représente l'ensemble d'une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé.
L'installation représentée est formée de trois parties:
une première partie I destinée à la fabrication du carton ondulé à simple face (A-B), à son emmagasinage provisoire permettant le séchage de la colle 2 qui relie les sommets alternés des cannelures 1 à la feuille A et, enfin, l'encollage des autres sommets, libres, des cannelures, en 8, en vue de leur collage sur les sommets des nervures 3 des longerons C;
une deuxième partie II destinée à la fabrication en continu des longerons C et à leur collage sur la feuille D, et
une troisième partie III destinée à l'application progressive du carton ondulé à simple face (A-B) sur l'ensemble (C-D) avec séchage des plages encollées 6 et 7.
On va décrire maintenant chacune de ces parties.
Partie I
Elle comporte une première machine M1 pour fabriquer le carton ondulé à simple face, qui est alimentée, d'une part, à partir d'une bobine 9 en une bande continue de carton destinée à constituer la feuille A de couverture et, d'autre part, à partir d'une deuxième bobine 10, en une deuxième bande
B destinée à etre ondulée transversalement pour fournir la feuille intercalaire ondulée B. Cette bande B1 passe entre deux rouleaux cannelés 1 1 et 12 pour être ensuite collée contre la face inférieure de la bande A qui, guidée par des rouleaux lisses 13 et 14, reçoit, au préalable, sur toute sa surface, un film de colle déposé par une encolleuse 15.
Les deux bandes A et B sont pressées l'une contre l'autre lors de leur passage entre le cylindre cannelé 12 et le cylindre 14, et le carton ondulé à simple face (A-B) obtenu est entraîné par les deux brins accolés de deux transporteurs sans fin jumelés 16 et 17 et déposé par eux sous forme de plis libres 18 à l'intérieur d'un magasin 19 où la colle réunissant les bandes A et B peut sécher soit à l'air libre si ce magasin est de longueur suffisante, soit par chauffage s'il est plus court.
A l'extrémité aval de ce magasin 19, le carton ondulé à simple face A-B passe sur un rouleau de renvoi 20 d'où il pénètre dans une encolleuse 21 qui termine la partie I de l'installation et qui est destinée à encoller en 8, les sommets libres des cannelures de la feuille B en vue de leur collage aux nervures 3 des longerons C de l'ensemble C-D qui arrive au-dessous de l'encolleuse 21, dans le sens de la flèche ft, à partir de la partie II de l'installation.
Partie Il :
Elle est constituée par une deuxième machine M-' ; des bobines 22 et 23 l'alimentent respectivement en une bande Cl dans laquelle cette machine découpera les longerons C et en une bande D, destinée à recevoir ces longerons. Ces deux bandes C et D sont guidées respectivement par des galets 24 et 25 avant leur entrée dans la machine.
Celle-ci est représentée en détail aux fig. 7 à 13.
Elle comporte un bâti formé essentiellement de deux flasques latéraux parallèles 26 et 27, fixés directement au sol ou sur une embase quelconque non représentée et entretoisés entre eux par des traverses non représentées et par les divers arbres qui sont décrits ci-après.
On examinera successivement le trajet dans cette machine de la bande C1 et sa transformation en longerons C, puis celui de la bande D.
La bande Cl, guidée par le rouleau 24, passe sur un rouleau. de renvoi 28 (fig. 9), puis sur un cylindre d'appui 29 qui tourne dans le sens de la flèche f-' (fig. 7 et 10) et contre lequel prennent normalement appui des molettes 30, destinées à découper dans la bande C1 des bandes plus étroites C2, destinées à constituer chacune un longeron C, en tranchant cette bande C1 suivant des lignes parallèles longitudinales (voir fig. 8).
Les molettes 30 sont montées folles sur des axes 31 portés par des leviers 32, clavetés sur un arbre 33. Cet arbre tourillonne dans le bâti et porte, à l'une de ses extrémités, un levier 34 qu'il suffit de faire basculer dans la position en traits mixtes 34a (fig. 7) pour permettre d'écarter les molettes 30 du cylindre 29 soit en vue de réglages, soit en vue de l'introduction de l'extrémité d'une nouvelle bande C1, soit en vue de réparations.
Les bandes élémentaires c2 qui succèdent donc à la bande C, passent ensuite au-dessus d'un peigne désigné dans son ensemble par la référence 35, puis entre deux cylindres, l'un supérieur 36 et l'autre inférieur 37, où ces bandes sont transformées en longerons C et à l'entrée desquels ils sont d'ailleurs rejoints par la bande D, comme on le précisera plus loin.
Le peigne 35 comporte un arbre 38 (fig. 7, 8 et 11) sur lequel est immobilisé, par un certain nombre de vis 39 (fig. 11), un support 40, sur lequel sont fixées des tiges 41 formant les dents du peigne.
Chacune de ces dents est coudée à son extrémité arrière en 42 (fig. 11) et les talons ainsi constitués des différentes dents sont bloqués contre le support 40 par une traverse 43 fixée par des vis 44. La section transversale des tiges 41 dépend, bien entendu, de la forme désirée pour les nervures 3 des longerons C. Dans l'exemple représenté (voir notamment la fig. 13), la section des dents est circulaire.
L'ensemble du peigne 35 peut être animé d'un mouvement de translation parallèle à ses dents en vue de permettre d'éloigner leurs extrémités des cylindres 36-37 vers l'amont, c'est-à-dire vers la gauche sur les diverses figures, en vue du nettoyage ou du remplacement des dents usées.
Dans ce but, l'arbre 38 est porté, à ses extrémités, par deux coulisseaux 44, mobiles dans deux glissières 45 du bâti et reliés rigidement, chacun, par une lame 46 (voir notamment fig. 7 et 8) à une crémaillère 47 avec laquelle engrène un pignon 48.
Les deux pignons 48 afférents aux deux extrémités du peigne sont clavetés sur un arbre 49 pourvu d'un volant 50 dont la rotation permet ainsi de déplacer le peigne entre la position active représentée et une position effacée amont. Dans la position active du peigne, ses dents 41 sont engagées entre les deux cylindres 36 et 37 ; leurs extrémités 51 (fig. 11) dépassent nettement vers l'aval le plan vertical transversal XX (fig. 7 et 11) dans lequel sont tangents suivant le plan YY (fig. 1 1 et 12) les deux cylindres superposés 36 et 37. Ces dents 41 sont, en outre, situées juste au-dessus de ce plan tangent, de telle sorte qu'elles sont tangentes elles-mêmes au cylindre inférieur 37 qui est lisse, tandis que le cylindre supérieur 36 comporte autant de gorges périphériques transversales 52 qu'il est prévu de dents 41 sur le peigne 35.
On notera que le nombre de dents 41, de gorges 52 et également de molettes 30 a été réduit sur le dessin pour la clarté de ce dessin.
On comprend tout de suite que les dents 41 des peignes étant engagées, chacune dans l'une des gor ges 52, les bandes séparées C2 qui abordent les dents du peigne dans le plan tangent YY sont déformées progressivement par ces dents et obligées de s'engager entre celles-ci et le fond des gorges 52, comme représenté à la fig. 13, pour former les longerons
C, cependant que les deux champs longitudinaux 53 et 54 de chaque bande et, par suite, de chaque longeron, se rapprochent progressivement (voir fig. 8) pour compenser le développement que prend la nervure 3 du longeron, de telle sorte qu'alors que ces champs touchaient les champs des bandes C2 voisines au moment où la bande C1 a été découpée par les molettes 30, les longerons C se trouvent écartés les uns des autres après leur formation.
On notera que les cylindres 36 et 37 sont en acier ou matériau similaire et sont, par exemple, évidés en 55 et 56 (fig. 11) en vue de leur chauffage par vapeur, cette vapeur étant admise dans chacun de ces cylindres à partir d'un tuyau 57 (fig. 8) par l'intermédiaire d'un joint tournant 58, car ces cylindres tournent respectivement dans le sens des flèches fs et f4 en vue de l'entraînement vers l'aval, dans le sens de la flèche fl, de l'ensemble C-D formé des longerons C et de la bande D préalablement encollée.
Le cylindre inférieur 37 a son axe fixe, ses deux tourillons 59 tournant dans les flasques du bâti. Par contre, le cylindre supérieur 36 est réglable en hauteur, ses tourillons 60 tournant dans des paliers 61, mobiles verticalement sur des glissières 62. Leurs déplacements sont assurés à l'aide d'un volant 63 (fig. 7 et 8) relié, par deux vis 64 fixées sur l'arbre 65 de ce volant, à deux roues 66 solidaires, chacune, d'un écrou 67 qui tourillonne dans un support fixe 68 et dans lequel est vissée une vis 69 portée par le palier 61 correspondant.
En ce qui concerne la bande D, celle-ci, qui aborde la machine M2 par le bas (on voit sur les fig. 7 et 9 ses deux derniers rouleaux 25 de guidage), remonte ensuite vers le haut, vers le cylindre inférieur 37, guidée par un cylindre 70.
Celui-ci est réglable en position autour de l'axe de ce cylindre 37, à l'aide d'un volant 71 (fig. 7) qui, par l'intermédiaire d'une vis 72, fait tourner un premier pignon 73, claveté sur un arbre 74 comportant un deuxième pignon à son autre extrémité. Les deux pignons 73 engrènent avec deux couronnes 75, montées folles sur les tourillons 59 du cylindre 37.
Chacune de ces couronnes porte rigidement une ferrure 76 dans laquelle tourne l'un des tourillons 77 du cylindre 70.
De ce cylindre 70, la bande D s'enroule sur le cylindre 37, en passant entre ce cylindre et le cylindre extrême 78 d'une encolleuse. Celle-ci comporte, entre ce cylindre extrême 78 et un bac à colle 79, qui est fixé sur le flasque 26 du bâti par des pattes 80, une série de cylindres intermédiaires 81. L'ensemble des cylindres 78 et 81 est porté par deux supports jumelés 82 (fig. 7) qui tourillonnent sur les flasques 26 et 27 du bâti, autour des tourillons 83 du premier cylindre 81, ce qui permet à volonté de rapprocher ou d'éloigner le dernier cylindre encolleur 78 du cylindre 37 à l'aide d'un levier de manoeuvre 84 tourillonnant dans le flasque 26 du bâti et relié au support 82 correspondant par une genouillère 85-86.
Les différents cylindres de la machine tournent dans le sens des flèches indiquées à la fig. 10. Ils sont entraînés à partir d'un arbre transversal 87 (fig.
8 et 10), lui-même entraîné en synchronisme avec la partie aval III de l'installation (fig. 6) à partir d'un arbre de sortie 88 qui est lui-même relié par chaîne ou courroie 89 à un moteur 90, les arbres. 87 et 88 étant reliés par une liaison de synchronisation qui a été schématisée sur cette fig. 6 par une chaîne 91 et deux pignons égaux 92 et 93.
L'arbre 87 comporte un autre pignon à chaîne 94 sur lequel passe une chaîne sans fin 95 et qui entraîne:
une couronne dentée 96 (fig. 10), clavetée sur l'un des tourillons 59 du cylindre inférieur 37, celuici entraînant, à son tour, le cylindre supérieur 36 grâce à une autre couronne 97 portée par l'un des tourillons 60 de ce cylindre et en prise avec la couronne 96;
un pignon 98, claveté sur l'un des tourillons de l'un des cylindres intermédiaires 91 de l'encolleuse, et
un pignon 99, claveté sur l'un des tourillons du cylindre de renvoi 28, ce pignon 99 entraînant à son tour un pignon 100 claveté sur l'un des tourillons du cylindre 29 d'appui des molettes 30.
L'ensemble C-D qui sort donc des cylindres 3637 dans le sens de la flèche f1 (fig. 6 et 9) se présente à la partie III de l'installation, au-dessous du carton ondulé à simple face (A-B) qui sort de l'encolleuse 21 dans le sens de la flèche fo (fig. 6) et les deux ensembles viennent se présenter l'un au-dessus de l'autre, mais encore séparés à l'entrée de la partie
III de l'installation.
Partie III
Elle comporte des tables chauffantes 101 et 102, au-dessus desquelles se déplace, de l'amont vers l'aval, dans le sens de la flèche 5, le brin inférieur d'une courroie sans fin 103 passant sur deux rouleaux d'extrémité, l'un amont 104, l'autre aval 105 le rouleau amont est fou tandis que le rouleau aval est entraîné dans le sens de la flèche f à partir de l'arbre 88 par une transmission comprenant deux couronnes dentées 106 et 107.
Le brin supérieur de la courroie sans fin 103 passe sous un rouleau tendeur 108 cependant que le brin inférieur actif, après avoir passé sous le rouleau de renvoi 104, passe sous une série de rouleaux presseurs 109 représentés schématiquement avec leurs dispositifs de réglage 110 qui peuvent être du type décrit à propos du cylindre 36 de la machine M.
Ces rouleaux 109 permettent de presser progressivement l'ensemble constitué par le carton ondulé à simple face (A-B) sur l'ensemble (C-D), de manière à obtenir l'imbrication progressive des cannelures 2 et des nervures 3, cependant que les tables chauffantes assurent la prise de la colle qui réunit les diverses parties du panneau obtenu qui défile en continu, de l'amont vers l'aval de l'installation, dans le sens de la flèche p.
A l'aval de la partie III, c'est-à-dire à la sortie de l'installation, il est prévu un tapis de traction sans fin dont le brin supérieur 111 passe au-dessus de la table chauffante 102 pour entraîner le panneau en combinaison avec le brin inférieur de la courroie sans fin supérieure 103.
Ce tapis sans fin inférieur 111 est porté par un rouleau amont 112 et un rouleau commandé aval 113, ce rouleau étant claveté sur l'arbre 86 de commande de l'ensemble de l'installation.
Le panneau composite sort terminé de l'installation en 114 et, à la suite de celle-ci, il est prévu un appareil de coupe de type quelconque connu, non représenté, permettant de débiter ce panneau soit en plaques de dimensions et formes désirées, pour le stockage, la vente ou une utilisation immédiate donnée, par exemple pour l'exécution de caisses d'emballage.
Le panneau composite décrit est, en effet, plus particulièrement destiné à être utilisé pour la réalisation d'emballages à la fois légers et indéformables, mais, bien entendu, il est susceptible de nombreuses autres applications, notamment dans le bâtiment pour constituer des parois d'une qualité isolante élevée grâce aux nombreuses cavités qui y sont formées et dans lesquelles stagne de l'air.
REVENDICATIONS
I. Panneau composite en carton, caractérisé en ce qu'il se présente sous forme d'une plaque rigide, formée par la superposition et le collage entre elles d'une première feuille plane de dessus, d'une feuille ondulée transversalement au sens longitudinal du panneau, d'une série de longerons longitudinaux présentant des nervures continues imbriquées dans les cannelures de la feuille ondulée à laquelle elles sont collées, cette imbrication étant obtenue par écrasement partiel de ces nervures et de ces cannelures, et d'une deuxième feuille plane à laquelle sont collées, à leur tour, les embases desdits longerons.