EP0130870A1 - Procédé de fabrication d'un corps creux en carton, de diamètre moyen décroissant, corps creux ainsi obtenu et son utilisation - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method of manufacturing a hollow cardboard body with a circular base, the mean diameter of which decreases - progressively from or in the vicinity of said base.
- the invention also relates to a hollow body produced according to the method and to the use of said hollow body as a protective or packaging element.
- the product according to the invention is a hollow cardboard body which can be discarded after use or the material of which can optionally be recycled in a simple manner.
- the manufacturing method according to the invention is remarkable in that it consists in manufacturing a cylindrical tubular blank in cardboard, with a circular base, and in forming a series of folds which extend from or in the vicinity of said base so substantially convergent towards a point on the longitudinal axis of the body and whose depth is increasing in the direction of convergence so that the average diameter of the body decreases in a substantially progressive manner along its axis from or in the vicinity of said base .
- the cylindrical tubular blank is produced by means of a spiraling machine.
- a preferred embodiment according to the invention consists in forming the folds on the tubular blank by means, on the one hand, of a male pleating element intended to be introduced into said blank and which is provided with a plurality angular projections or blades, the edges of which are arranged along generators of a truncated cone, and, on the other hand, of a female element intended to come to surround said blank and which is provided with a plurality of blades or projections angular whose edges are also arranged according to generatrix l of a truncated cone but whose angle at the top is more open than that of the truncated cone formed by the edges of the male element, the angular distribution of the projections or blades male and female elements being the same while the relative angular position of the latter during their mutual approximation being such that the projections or blades of one are inserted into those of the other.
- the hollow body thus obtained although developed for a specific use, can be used for very many applications since it is an element of general shape substantially cylindro-frustoconical or cylindro-ogival or frustoconical obtained in a particularly interesting from a cylindrical tube with a circular base.
- Such a body has qualities of shock resistance and shock absorption that are surprising and its use as a protective or packaging element, for example for an organ or mechanical part, is indicated.
- it further comprises a cardboard ring which is glued at its narrowed end and whose outside diameter corresponds substantially to that of the circle circumscribed at the folds at this point. place.
- the folds are formed at a distance from the circular base of the body while the latter has an inward fold.
- said body advantageously has at least one longitudinal cut on one at least part of its length and from at least one of its ends.
- it has at least two aligned longitudinal cuts, separated by a part of material preferably located closer to the ends opposite to that which must offer a possibility of elastic widening.
- said body can then have at least one puncture which is not uncorked and pushed inwards so as to form at least one tongue intended to serve as a stopper resting on a part. of the organ or part to be protected or packaged.
- Figures 1 to 3 show more particularly a pleating mandrel 1 formed of a truncated cone in which a plurality of angular projections have been cut in the form of dihedrons 2 whose edges constitute generators of a truncated cone of revolution, said first conical edges ending in a cylindrical part 3.
- the angle at the top of the dihedrons varies between approximately 70 ° and 80 ° and the edges have a small radius of approximately 0.5 mm.
- the dihedrons 2 are separated from each other by grooves 4, the depth of which could have been decreasing towards the cylindrical part 3 as will be seen below.
- Figures 4 and 5 show a blade holder 5 consisting of a cylinder 6 secured to a bottom ring 7.
- radially blades 8 which each have, as shown in Figure 4, an edge inclined towards the axis of the cylinder 6 from the open part of said cylinder.
- the blades 8 are arranged in such a way that their edges constitute generators of a truncated cone, the apex angle of which is slightly more open than that of the truncated cone formed by the edges of the dihedrons 2 of the mandrel 1. Furthermore, said blades are arranged in the cylinder 6 according to the same angular distribution as the dihedrons 2 of the mandrel 1.
- Figure 6 schematically illustrates the principle of manufacturing a hollow body according to the invention.
- a cylindrical tubular cardboard blank with a circular base 9 is positioned and wedged on the table 10 of a press.
- the press comprises the pleating mandrel 1 and the blade holder 5 already described.
- the tubular blank 9 is manufactured by any means and in particular according to the known technique of spiraling.
- the mandrel 1 and the blade holder 5 are subjected to a reciprocal, decomposed movement of movement (mandrel in motion, then blade holder) or substantially simultaneous (with possibly different speeds), all in such a way that the mandrel is introduced in the blank and for the blade holder to surround the latter, taking the positions 1 'and 5' respectively shown in dashed lines in FIG. 6.
- the relative angular position of the mandrel 1 and the blade holder 5 is obviously such that said blades are substantially opposite the grooves 4 of the mandrel.
- the diameters of the cylindrical part 3 of the mandrel and of the base of the truncated cone formed by the blades are respectively substantially equal to the inside and outside diameters of the blank 9.
- the subsequent spacing of the mandrel 1 and the blade holder 5 will release the body thus formed possibly by means of a stripper 21, for example in a fixed position and passing through the ring 7, which is intended to detach the body formed from the blade holder 5.
- the stripper 21 shown comprises at its periphery a series of notches intended for the passage of the blades 8.
- mandrel 1 can obviously be replaced by a blade holder, the blades of which are turned towards the outside, and that the blade holder 5 can be replaced by a hollow cone provided with angular projections facing towards the 'inside the role of said elements 1 and 5 being in fact to constitute elements for forming folds respectively male and female.
- the hollow body thus obtained is shown at 11 in FIGS. 7 to 10.
- This body 11 is provided with a series of substantially convergent folds 12 whose depth is increasing in the direction of convergence, which is due to the different conicities of the blades 8 and of the dihedrons 2.
- FIGS. 7 to 10 further show that for a particular application which will be discussed in more detail with respect to FIG. 10, the body 11 is provided with a cardboard ring 13 glued at its narrowed end and with corresponding outside diameter, of an unblocked puncture 14 forming a tongue 15 pushed inwards and turned towards the narrowed end and two aligned longitudinal cuts 16 and 16 ′ leaving between them a small portion of material 17 located closer to the ring 13 than the other end, the latter being provided with a fold 18 or crimping inwards.
- the cut 16 extends to cut the ring 13 diametrically (or at least radially).
- the hollow body 11 shown in perspective in Figures 7 and 8, at the end in Figure 9 and in section in Figure 10, are tiné to protect or pack a joint disposed at the end of a shaft 19 ( Figure 10) and which is coated with a bellows 20.
- the fold 18 is intended to come to bear on the fixing hoop of the large diameter of the bellows 20, the ring 13 comes to bear under said bellows (its internal diameter corresponds to that of the shaft 19) , while the tongue 15 abuts on the first bellows fold.
- a particularly resistant and effective protector is thus obtained which makes it possible to easily handle the mechanical part by taking it, for example, from below the ring 13.
- the cuts 16 and 16 ' allow easy removal by simple tearing of the small part of material 17.
- the different functions of the cuts 16, 16' make it a particularly interesting means by solving several delicate problems at the same time.
- the folds can be marked to the end, either by dying on the circular base of 1 1 blank, or even by already shrinking said base.
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Abstract
Description
- L'invention concerne un procédé de fabrication d'un corps creux en carton à base circulaire dont le diamètre moyen décroit-progressivement à partir ou au voisinage de ladite base. L'invention concerne aussi un corps creux fabriqué selon le procédé ainsi qu'une utilisation dudit corps creux comme élément protecteur ou d'emballage.
- Il est connu, notamment dans l'industrie automobile, de protéger temporairement certains organes ou pièces mécaniques destinés à être montés ultérieurement, tels que par exemple des articulations à rotule, cardan ou autres qui sont munies d'un soufflet, généralement en caoutchouc.
- De tels organes sont en effet transportés et manipulés de manière importante avant le montage et présentent des risques de détériorations.
- Les soufflets en caoutchouc ou matière plastique souple mentionnés ci-avant sont particulièrement vulnérables.
- C'est pourquoi il est connu de protéger lesdits soufflets au moyen d'un protecteur formé de deux demi-coquilles en plastique qui sont fixées entre elles de manière amovible, par exemple par un moyen élastique.
- Toutefois ces protecteurs présentent de nombreux inconvénients. Leur coût et aussi le fait qu'ils ne sont pas dégradables entraînent la nécessité de les recycler ce qui est particulièrement long et difficile. Il faut en effet les récupérer, rapparier les demi-coquilles entre elles et surtout les nettoyer car ils sont généralement couverts de graisse après utilisation.
- En outre la mise en place et le retrait prennent un temps de main d'oeuvre non négligeable .
- Pour éviter les inconvénients sus-mentionnés il était donc nécessaire de concevoir un nouveau produit dont la matière peut de préférence être facilement recyclable ou du moins dégradable et qui présente de bonnes qualités de protection et de maintien tout en permettant un stockage, un transport, une mise en place et un retrait faciles.
- Il est connu de protéger certains organes tels que les extrémités ou des parties d'arbres au moyen de tubes en carton cylindriques. Toutefois pour obtenir un bon calage sur des éléments de forme sensiblement tronconique il aurait été nécessaire à partir de tubes en carton cylindriques d'imaginer des moyens de calage intérieur particulièrement difficiles a concevoir. En outre l'encombrement d'un tube cylindrique sur une forme tronconique est génante et parfois même rédhibitoire, lorsque la pièce à protéger qui est mise en place avec son élément protecteur est disposée dans un espace réduit, ce qui est notamment le cas dans certaines transmissions articulées pour l'entraînement des roues d'un véhicule. Les tubes cylindriques sont de plus encombrants à stocker,à transporter et à manipuler.
- C'est pourquoi l'invention propose un produit simple qui offre les avantages mentionnés ci-avant.
- Le produit selon l'invention est un corps creux en carton qui peut être jeté après utilisation ou dont la matière peut éventuellement être recyclée de manière simple.
- Le procédé de fabrication selon l'invention est remarquable en ce qu'il consiste à fabriquer une ébauche tubulaire cylindrique en carton, à base circulaire,et à former une série de plis qui s' étendent à partir ou au voisinage de ladite base de façon sensiblement convergente vers un point de l'axe longitudinal du corps et dont la profondeur est croissante dans la direction de convergence de telle sorte que le diamètre moyen du corps décroit de manière sensiblement progressive le long de son axe à partir ou au voisinage de ladite base.
- Selon un mode de réalisation intéressant, l'ébauche tubulaire cylindrique est fabriquée au moyen d'une spiraleuse.
- Un mode de réalisation préféré selon l'invention consiste à former les plis sur l'ébauche tubulaire au moyen, d'une part, d'un élément plisseur mâle destiné à venir s'introduire dans ladite ébauche et qui est muni d'une pluralité de saillies anguleuses ou lames dont les arêtes sont disposées selon des génératrices d'un tronc de cône, et, d'autre part, d'un élément femelle destiné à venir entourer ladite ébauche et qui est muni d'une pluralité de lames ou saillies anguleuses dont les arêtes sont également disposées selon des génératricel d'un tronc de cône mais dont l'angle au sommet est plus ouvert que célui du tronc de cône formé par les arêtes de l'élément mâle, la répartition angulaire des saillies ou lames des éléments mâle et femelle étant la même tandis que la position angulaire relative de ces derniers au cours de leur rapprochement mutuel étant telle que les saillies ou lames de l'un s'intercalent dans celles de l'autre.
- Le corps creux ainsi obtenu, bien que mis au point pour une utilisation spécifique,peut servir à de très nombreuses applications puisqu'il s'agit d'un élément de forme générale sensiblement cylindro-tronconique ou cylindro-ogivale ou tronconique obtenu de manière particulièrement intéressante à partir d'un tube cylindrique à base circulaire. Un tel corps présente des qualités de résistance et d'amortissement au choc suprenantsset son utilisation comme élément protecteur ou d'emballage, par exemple pour un organe ou pièce mécanique, est tout indiquée.
- Toutefois, dans ce cas, d'autresaménagements sont utiles ou nécessaires et selon un mode de réalisation il comporte en outre une bague en carton qui est collée à son extrémité rétrécie et dont le diamètre extérieur correspond sensiblement à celui du cercle circonscrit aux plis à cet endroit.
- Avantageusement les plis sont formés à distance de la base circulaire du corps tandis que cette dernière présente un repli vers l'intérieur.
- Afin d'assurer une possibilité d'élargissement élastique d'au moins l'une de ses extrémités pour des raisons qui seront précisées ci-après, et pour permettre un retrait facile par déchirage, ledit corps présente avantageusement au moins une coupure longitudinale sur une partie au moins de sa longueur et à partir d'au moins l' une de ses extrémités.
- De préférence dans ce cas, il présente au moins deux coupures longitudinales alignées, séparées par une partie de matière située de préférence plus près de l'extrémités opposée à celle qui doit offrir une possibilité d'élargissement élastique.
- Dans certains cas il peut être utile de renforcer son calage ou son maintien et ledit corps peut alors présenter au moins un crevé non débouché et repoussé vers l'intérieur de manière à former au moins une languette destinée à servir de butée en reposant sur une partie de l'organe ou de la pièce à protéger ou emballer.
- L'invention sera bien comprise à la lecture de la description qui va suivre et qui se réfère aux dessins annexés dans lequels:
- - la figure 1 montre en demi-coupe longitudinale et selon I de la figure 2 un mandrin plisseur selon l'invention,
- - la figure 2 est une coupe selon II de la figure 1,
- - la figure 3 est une vue selon la flèche III de la figure 1,
- - la figure 4 montre en demi-coupe longitudinale et selon IV de la figure 5 un porte-lames selon l'invention,
- - la figure 5 est une coupe selon V de la figure 4,
- - la figure 6 montre schématiquement la disposition des éléments des figures précédentes pour expliquer le procédé selon l'invention,
- - les figure 7 et 8 montrent en perspective selon deux angles différents un corps creux en carton selon l'invention,
- - la figure 9 est une vue en bout (par le côté rétréci) du corps creux des figures 7 et 8,
- - la figure 10 est une coupe selon la ligne brisée X-X de la figure 9 et sur laquelle on a schématisé une pièce à protéger.
- Les figures 1 à 3 montrent plus spécialement un mandrin plisseur 1 formé d'un tronc de cône dans lequel on a taillé une pluralité de saillies anguleuses sous forme de dièdres 2 dont les arêtes constituent des génératrices d'un tronc de cône de révolution, lesdites arêtes d'abord coniques se terminant par une partie cylindrique 3.
- Dans l'exemple représenté l'angle au sommet des dièdres varie entre environ 7O et 80° et les arêtes présentent un petit rayon d'environ 0,5mm.
- Les dièdres 2 sont séparés entre eux par des rainures 4 dont la prodondeur aurait pu être décroissante vers la partie cylindrique 3 comme on le verra ci-après.
- Les figures 4 et 5 montrent un porte-lames 5 constitué d'un cylindre 6 assujetti à un anneau de fond 7.
- Dans le cylindre 6 et l'anneau 7 sont fixées radialement des lames 8 qui présentent chacune,comme le montre la figure 4, une arête inclinée vers l'axe du cylindre 6 en partant de la partie ouverte dudit cylindre.
- Les lames 8 sont disposées de manière telle que leurs arêtes constituent des génératrices d'un tronc de cône dont l'angle au sommet est légèrement plus ouvert que celui du tronc de cône formé par les arêtes des dièdres 2 du mandrin 1. En outre lesdites lames sont disposées dans le cylindre 6 selon la même répartition angulaire que les dièdres 2 du mandrin 1.
- La figure 6 illustre schématiquement le principe de fabrication d'un corps creux selon l'invention.
- Ure ébauche tubulaire cylindrique en carton et à base circulaire 9 est positionnée et calée sur la table 10 d'une presse. La presse comporte le mandrin plisseur 1 et le porte-lames 5 déjà décrits.
- L'ébauche tubulaire 9 est fabriquée par tout moyen et notamment selon la technique connu du spiralage.
- Le mandrin 1 et le porte-lames 5 sont soumis à un mouvement de rapprochement mutuel, décomposé (mandrin en mouvement, puis porte-lames) ou sensiblement simultané (avec des vitesses éventuellement différentes) le tout de manière telle que le mandrin s'introduise dans l'ébauche et que le porte-lames vienne entourer cette dernière, en prenant les positions respectivement 1' et 5' représentées en traits interrompus sur la figure 6.
- La position angulaire relative du mandrin 1 et du porte lames 5 est évidemment telle que lesdites lames soient sensiblement en face des rainures 4 du mandrin.
- En outre les diamètres de la partie cylindrique 3 du mandrin et de la base du tronc de cône formé par les lames sont respectivement sensiblement égaux aux diamètres intérieur et extérieur de l'ébauche 9.
- Il est clair qu'ainsi l'intercalation des lames 8 et des dièdres 2 (voir positions 5' et 1') vont former(en l'air)une série de plis sur l'ébauche 9. Les positions 5', 1' montrent bien comme il a été dit ci-avant que les rainures 4 pourraient avoir une profondeur décroissante jusqu'à disparaître au niveau de la partie cylindrique du mandrin.
- L'écartement ultérieur du mandrin 1 et du porte-lames 5 libèrera le corps ainsi formé au moyen éventuellement d'un dévétis- seur 21, par exemple à position fixe et traversant l'anneau 7,qui est destiné à décoller le corps formé du porte-lames 5. Le dévétis- seur 21 représenté comporte à sa périphérie une série d'encoches destinées au passage des lames 8.
- Pour une fabrication grande série, d'autres moyens peuvent évidemment être prévus tels que des moyens d'alimentation des ébauches et d'évacuation des produits finis.
- En outre il est important de noter que le mandrin 1 peut évidemment être remplacé par un porte-lames dont les lames seraient tournées vers l'extérieur et que le porte-lames 5 peut être remplacé par un cône creux muni de saillies anguleuses tournées vers l'intérieur le rôle desdits éléments 1 et 5 étant en fait de constituer des éléments de formation de plis respectivement mâle et femelle.
- Le corps creux ainsi obtenu est représenté en 11 sur les figures 7 à 10.
- Ce corps 11 est muni d'une série de plis 12 sensiblement convergents dont la profondeur est croissante dans la direction de convergence, ce qui est du aux conicités différentes des lames 8 et des dièdres 2.
- En fait il résulte de la propriété même de la matière utilisée que les plis présentent une légère courbure longitudinale malgré la forme du mandrin 1 et constituent transversalement des arcs successifs.
- Les figures 7 à 10 montrent en outre que pour une application particulière dont il sera question plus en détail à propos de la figure 10, le corps 11 est muni d'une bague en carton 13 collée à son extrémité rétrécie et de diamètre extérieur correspondant, d'un crevé non débouché 14 formant une languette 15 repoussée vers l'intérieur et tournée vers l'extrémité rétrécie et deux coupures longitudinales alignées 16 et 16' laissant entre elles une petite partie de matière 17 située plus près de la bague 13 que de l'autre extrémité, cette dernière étant pourvue d'un repli18 ou sertissage vers l'intérieur.
- En outre la coupure 16 se prolonge pour couper la bague 13 diamétralement(ou au moins radialement).
- Le corps creux 11 représenté en perspective sur les figures 7 et 8, en bout à la figure 9 et en coupe à la figure 10, est destiné à protéger ou emballer une articulation disposée à l'extrémité d'un arbre 19 (figure 10) et qui est revêtue d'un soufflet 20.
- Comme le montre la figure 10, le repli 18 est destiné à venir en appui sur le cerclage de fixation du grand diamètre du soufflet 20, la bague 13 vient prendre appui sous ledit soufflet (son diamètre intérieur correspond à celui de l'arbre 19), tandis que la languette 15 vient en butée sur le premier pli de soufflet.
- On obtient ainsi un protecteur particulièrement résistant et efficace qui permet de manipuler facilement la pièce macanique en la prenant par exemple par le dessous de la bague 13.
- Les saillies intérieures et extérieures des plis (d'amplitude variable comme le montre bien la figure 10), assurent un bon calage et un amortissement aux chocs.
- La mise en place est simple puisqu'il suffit de le glisser sur l'arbre 19, tandis que les coupures 16 et 16' assurent un élargissement élastique de son extrémité munie du repli 18. Cet élargissement élastique est également favorable lors des mouvements que l'on pourrait imprimer à l'articulation qui est généralement munie en sortie d'un embout ou arbre pouvant débattre angulairement par rapport à l'arbre 19.
- En outre les coupures 16 et 16' permettent un retrait facile par simple déchirage de la petite partie de matière 17. Les différentes fonctions des coupures 16, 16' en font un moyen particulièrement intéressant en résolvant plusieurs problèmes délicats à la fois.
- De très nombreuses modifications ou variantes peuvent être imaginées sur le produit ou les moyens de fabrication sans sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi notamment que les coupures 16, 16', crevés 14, bague 13 peuvent ne pas exister ou être prévus en nombresdifférentsde ceux montrés. Il est bien sûr évident que le nombre de plis et leur profondeur sont choisis en fonction de l'utilisation.
- Contrairement à ce qui est décrit les plis peuvent être marqués jusqu'au bout, soit en mourant sur la base circulaire de 11 ébauche, soit même en rétrécissant déjà ladite base.
- Il est clair aussi que si le produit selon l'invention est particulièrement bien adapté pour la protection représentée à la figure 10, sa forme facilitant son stockage et offrant une grande résistance lui confère des propriété propres à protéger d'autres pièces ayant d'autres formes.
- Enfin il est également possible, en restant dans le cadre de l'invention d'imaginer un corps creux muni de plis sur une partie seulement de sa surface, les outils mâle et femelle étant alors munis de parties cylindriques non déformantes. De même, si les troncs de cône formés par les arêtes des moyens plisseurs sont représentés ici de révolution, il est imaginable d'envisager d'autres formes tels que des troncs de cône à bases élliptiques ou autres.
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