EP0739710A1 - Presse-lisse dans une machine de fabrication de carton ondulé - Google Patents

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EP0739710A1
EP0739710A1 EP96105178A EP96105178A EP0739710A1 EP 0739710 A1 EP0739710 A1 EP 0739710A1 EP 96105178 A EP96105178 A EP 96105178A EP 96105178 A EP96105178 A EP 96105178A EP 0739710 A1 EP0739710 A1 EP 0739710A1
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EP
European Patent Office
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cylinder
machine
shoe
paper
hinge
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Granted
Application number
EP96105178A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP0739710B1 (fr
Inventor
Jens Schulz
Nicolaus Goerrissen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Peters Maschinenfabrik GmbH
Original Assignee
Peters Maschinenfabrik GmbH
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Filing date
Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B31—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER; WORKING PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31F—MECHANICAL WORKING OR DEFORMATION OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31F1/00—Mechanical deformation without removing material, e.g. in combination with laminating
    • B31F1/20—Corrugating; Corrugating combined with laminating to other layers
    • B31F1/24—Making webs in which the channel of each corrugation is transverse to the web feed
    • B31F1/26—Making webs in which the channel of each corrugation is transverse to the web feed by interengaging toothed cylinders cylinder constructions
    • B31F1/28—Making webs in which the channel of each corrugation is transverse to the web feed by interengaging toothed cylinders cylinder constructions combined with uniting the corrugated webs to flat webs ; Making double-faced corrugated cardboard
    • B31F1/2845—Details, e.g. provisions for drying, moistening, pressing
    • B31F1/2877—Pressing means for bringing facer sheet and corrugated webs into contact or keeping them in contact, e.g. rolls, belts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor
    • Y10T156/1002—Methods of surface bonding and/or assembly therefor with permanent bending or reshaping or surface deformation of self sustaining lamina
    • Y10T156/1007—Running or continuous length work
    • Y10T156/1016—Transverse corrugating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor
    • Y10T156/1002—Methods of surface bonding and/or assembly therefor with permanent bending or reshaping or surface deformation of self sustaining lamina
    • Y10T156/1025—Methods of surface bonding and/or assembly therefor with permanent bending or reshaping or surface deformation of self sustaining lamina to form undulated to corrugated sheet and securing to base with parts of shaped areas out of contact

Definitions

  • the present invention relates to a heald press in a so-called single-sided manufacturing machine of corrugated cardboard consisting of a sheet of fluting paper, the crests of which are glued to a first cover sheet.
  • This intermediate carton is also called single-sided.
  • this first cardboard is either directly assembled to a second sheet of outer cover paper to give a cardboard called double-sided, or previously assembled to a second single-sided cardboard to obtain a final cardboard called double-double.
  • the fluting paper is preheated and moistened before passing between two fluted cylinders which are heated with steam.
  • the groove thus formed is held against the lower grooved cylinder by means of combs, or a system for boosting the external environment, or a vacuum system from inside the lower grooved cylinder, the surface of which has communication slots.
  • a glue roller bathed in a glue tank deposits a predetermined amount of glue on the ridges of the grooves.
  • the also preheated cover paper and the flute paper are finally assembled by pressure between the lower fluted cylinder and a support device called a heald press.
  • the most commonly used heald press consists of a smooth cylinder parallel to the lower grooved cylinder against which it is supported.
  • the heald press consists of a cross member held at its ends by lower branches of levers, and the face of which active vis-à-vis the lower grooved cylinder is arcuate in a portion of cylinder of radius equal, or even slightly greater, than that of the grooved cylinder.
  • the edges of the active face can be folded outwards or be completed with deflection rollers to better guide the cover sheet.
  • This cross member can also be hollow for the passage of heating steam. However, less balanced and less rigid than a cylinder, such a cross member can twist and / or warp so that the application pressure is no longer uniform over the entire length of the grooved cylinder. The quality of the gluing is then greatly altered.
  • the heald press consists of an endless band passing between upper and lower rollers situated parallel and close to the lower grooved cylinder, respectively at mid-height and below. This strip is thus in contact with the grooved cylinder on a quarter of the lower periphery.
  • This endless strip can be a thin strip of steel or a carpet of copper, cotton or synthetic fibers.
  • the pressure applied to the sheets by this baler depends on the tension applied to the endless belt. It is then necessary to provide a complex mechanical spacing device for one of the rollers of the endless belt with respect to the other, and this with the possibility of adjusting this high tension to a precise value. Again, it is impossible to guarantee the maintenance of a constant tension throughout the width of the endless belt, therefore of a uniform application pressure of the cover sheet against the flute sheet.
  • the object of the present invention is a baler in a single-sided corrugated cardboard making machine which is more efficient, that is to say which constantly applies over time a uniform pressure over the entire width d a cover sheet joined to a flute sheet passing around the lower fluted cylinder.
  • the healer must allow adjustment to a precise value of the application pressure in order to obtain an effective setting of the adhesive without damaging the sheets.
  • the design of this baler must be relatively simple to ensure reliability of operation over time as well as ease of production and maintenance at reasonable costs.
  • each device since each device includes its shoe with an arcuate surface covering a plurality of grooves and its individual actuator for applying pressure, each of these support devices can effectively trigger the adhesive and correctly assemble the papers by exercising longer in its allocated area a lower but very precise pressure, therefore less damaging to the grooved cylinder and to the carton.
  • the use of a transverse series of separately adjustable devices makes it possible to reliably ensure the application of a uniform common pressure over the entire width of the carton.
  • Each device comprising a lighter force application structure than in the case of a single cylinder or cross member, can carry out faster and better controlled corrections in order to obtain the application of an exactly predetermined pressure.
  • such a series of small support devices reacts more quickly exactly to possible transverse or longitudinal variations in thickness of one or both sheets.
  • the bearing surface of the pads is covered or is made of a smooth and wear-resistant material such as a strip of polished metal: copper or stainless steel, or such as a synthetic material, for example that sold. under the name Teflon.
  • the support device comprises a plate carrying a shoe, this plate being pivotally mounted along its edge lower or higher than the frame of the machine, the other opposite edge being connected by a first hinge to a linear actuator, such as a jack, itself connected to the frame of the machine by a second hinge, this actuator pushing the plate and the pad against the grooved cylinder or withdrawing it. If the shoe is mounted on the plate close to its pivot, then this plate acts as a lever amplifying the force exerted by the actuator which can then safely be undersized for reasons of economy.
  • a linear actuator such as a jack
  • the shoe is an elastomer block whose arcuate bearing surface is covered with a smooth and wear-resistant material.
  • the periphery of the pad and its bearing surface can be square or rectangular oriented in the direction of movement of the papers, these forms being easily achievable. If one wishes to avoid any risk of smearing on the assembled cardboard, one can envisage a diamond shape, the pads being nested thanks to an arrangement according to two superimposed lines; or an alternately oval and thinned shape along the series.
  • the support device comprises a shoe in the form of a strip held at one of its ends by a cross member parallel to the cylinder and fixed to the frame of the machine, and at its other end by a movable cross member secured to a first end of a lever pivoting in its middle and the other opposite end of which is connected by a first hinge to a linear actuator, such as a jack, itself connected to the frame of the machine by a second hinge, this actuator raising or lowering the first end of the lever, which stiffens or releases the strip.
  • a linear actuator such as a jack
  • the strip may be metallic in copper or in polished stainless steel, or woven in metallic fibers, natural or synthetic, such as a mixture of carbon fibers and Teflon.
  • This strip may have a slight longitudinal elasticity. The structure of this device is particularly simple and therefore reliable.
  • the support device comprises a pad with prominent lower and upper edges on which are fixed the two ends of a curved strip, this pad being pivotally mounted along its upper or lower edge on a first half of one arm, the other edge resting on this same half of the arm through an elastic means, such as a spring or a block of elastomer, the end of the other half of the arm being pivotally fixed to the frame of the machine, the first half of the arm being connected by a first hinge to an underlying linear actuator, such as a jack, itself connected to the frame of the machine by a second hinge, this actuator pushing this first half of the arm, therefore the shoe, against the grooved cylinder or withdrawing it.
  • an elastic means such as a spring or a block of elastomer
  • the braking force of the cardboard induced by the friction forces generated at the level of the smoothing press according to the invention is compensated for by the fact that the cardboard is pulled downstream of the grooved cylinder and of the smoothing press by a device tractor, in particular by a grille composed of a tractor cylinder around which the cardboard is wound by contact with its cover paper over at least a third of the circumference, and a radially flexible backing roller in contact with the paper groove.
  • the cover paper is brought to the heald press by an upstream preheating and guide cylinder defining, with the downstream tractor cylinder, a tethering angle (e) of the cover paper, i.e. the angle at the top of the portion of grooved cylinder with which this cover paper is in contact, greater than 30 °. So the tension in the cover paper creates additional application pressure.
  • the bearing surface of the pads is arched at an apex angle corresponding to the angle of tying of the cover paper.
  • the width of the bearing surface is preferably between 100 and 200 mm.
  • the heald press according to the invention can be placed in the downstream part of the contact surface to have at the start up this surface a flexible roller for the first application of the cover paper.
  • the guide cylinder and the flexible roller are replaced by a single smooth cylinder, identical to that used according to the state of the art, but brought close to the grooved cylinder with a clearance just sufficient to ensure a first application of the paper. cover against the groove paper, but with pressure practically negligible.
  • Figure 1 is schematically illustrated in perspective a so-called single-sided manufacturing machine intended for the manufacture of a carton 6 also called single-sided consisting of the assembly of a fluting paper 2 and a cover paper 4. More precisely, the fluting paper 2 arrives from above and travels a first half-turn around an upper fluted cylinder 10. This paper 2 is fluted at the meshing of the upper cylinder 10 with a second fluted cylinder lower 12. The flute paper 2 ′ thus formed is held against this lower cylinder 12 during a second downward half-turn by a device not illustrated which may be combs, an external overpressure created in a coating box or an internal depression in the lower grooved cylinder having radial openings allowing the suction of the paper.
  • a device not illustrated which may be combs, an external overpressure created in a coating box or an internal depression in the lower grooved cylinder having radial openings allowing the suction of the paper.
  • a glue roller 13 illustrated in FIGS. 2 to 4 deposits a line of glue on each groove crest.
  • a cover paper 4 is preheated during its rotation around a cylinder 14 then guided towards the lower part of the lower grooved cylinder 12 so as to arrive well parallel to the groove paper 2 'against which it (4') is finally pressed.
  • a heald press formed, according to the invention, of a lateral series of support groups 30 applies a predetermined pressure necessary and sufficient to on the one hand burst the glue cells and on the other hand maintain firmly the two papers against each other while taking the threads of glue attaching the papers to each other.
  • the outgoing cardboard 6 is pulled downstream by a calender consisting of a traction cylinder 16 surmounted by a flexible support roller 18.
  • the cardboard 6 is thus wound up by its cover paper 4 more solid around the upper half of the traction cylinder 16.
  • This support roller comprises an elastomer periphery connected in its central shaft by a series of longitudinal radial fins also in elastomer, the cross section of which is oblique, or even curved.
  • the heddle press is composed of a series of support groups 30 arranged side by side along the lower downstream part of the grooved cylinder 12.
  • Each group of support 30 first comprises a plate 36 whose lower edge is rotatably mounted by a pivot 38 on the same first cross member secured to the frame of the machine.
  • the upper edges of the plates 36 are each connected to a second common cross member secured to the frame of the machine by means of an associated individual jack 40.
  • Each jack is connected to the bottom cross member by a hinge 44 and to the upper edge of its associated board by a second hinge 42.
  • each tray 36 carries a shoe 32 whose base fixed against the tray has a rectangular shape, the length of which is parallel to the direction of travel of the carton 6.
  • the face 34 located vis-à-vis the grooved cylinder 12 is curved into a portion of cylinder of radius substantially equal to, or even slightly greater than that of this cylinder 12.
  • the active bearing surface 34 pressing the cover paper 4 'against the paper groove 2 ' is preferably a surface having a low coefficient of friction and also a high resistance to wear.
  • this surface can be metallic, polished or a layer of synthetic material such as Teflon.
  • the body of the pad can be metallic, an elastomer block having a relative elasticity is preferred, making it possible to damp any residual vibration due to the speed or to accidental variations in thickness of one or the other of the papers.
  • the rectangular active surfaces 34 side by side together define a support zone in which the pressure can be strong enough to trigger the glue but moderate enough to damage neither the cardboard nor the flutes of the lower cylinder 12. If we fear the formation of possible streaks on the cardboard cover sheet due to possible momentary pressure differences from one support group to another, then we can consider pads whose shape has oblique lateral sides so that the transition from one skate to another is spread over a certain width.
  • pads 35 in the form of diamonds and arranged along two nested lines, or pads 33 side by side with curved lateral edges: these pads alternately having a convex oval and concave thinned shape.
  • pads 33 in the form of diamonds and arranged along two nested lines, or pads 33 side by side with curved lateral edges: these pads alternately having a convex oval and concave thinned shape.
  • We can also consider an S-shaped skate edge.
  • FIG. 2 a second embodiment of support groups 50 is illustrated from the side.
  • This embodiment is based on a shoe taking the form of a curved rectangular strip 58 oriented in the direction of scrolling papers.
  • the lower end of the strip 58 is attached to a first fixed cross member 56 of width equal to that of the strip.
  • the upper end of the strip is fixed to a movable cross member 54 because it is fixed to the end of a first branch of a lever 52 pivoting about an axis located at the end of an upright 51.
  • the opposite end of the second branch of the lever is connected to the frame of the machine by a jack 40 articulated on two hinges: a lower 44 fixed to the ground and an upper 42 fixed to the lever.
  • the lever branch carrying the cross member may have a length of between half and a quarter, preferably one third of the total length of the lever so as to obtain an effect of amplification of force applied by the jack 40 to the strip 58 to stiffen it against the lower grooved cylinder 12.
  • the crosspieces 54 and 56 have rounded upper surfaces so that the ends of the strip 58 are curved towards the 'outside.
  • the length of the strip 58 is substantially equal to the tying arc (e) of the contact surface of the cover paper 4 against the cylinder 12, as defined by the respective positions of the preheating cylinder and guide 14 and of the traction cylinder 16 relative to the lower grooved cylinder 12.
  • FIG. 3 is illustrated a third embodiment of a support group 60 based on an arm 64 movable in rotation around an upper base pivot 66.
  • the lower half of this arm 64 carries a shoe 61 mounted in pivoting around a hinge 65 close to its upper edge, while its lower edge rests on the arm 64 through an elastic means 63 such as a row of springs or a rubber stop.
  • the upper and lower edges of the shoe 61 are formed by transverse protrusions with rounded ends on which the rounded edges are fixed in correspondence with a strip 62 constituting the application surface of the cover paper 4 against the flute paper.
  • the arm 64 is also connected to a cross member of the frame of the machine by a jack 40 articulated on two hinges: a lower 44 and an upper 42.
  • the hinge 42 therefore the point of action of the jack 40, is located substantially in the middle of the pad 61 to push the latter in a balanced manner against the lower grooved cylinder 12.
  • the application strip 62 of this embodiment, as well as the strip 58 of the previous embodiment, are preferably metallic such as copper or polished steel.
  • these bands can also be woven from metallic or carbon-reinforced Teflon or metallic fibers or any other synthetic fiber having a low coefficient of friction and a high resistance to wear.
  • the length of the action of the strip 62 is only a fraction comprised between two thirds and three quarters downstream (e ') of the lashing angle ( e) cover paper 4 against the cylinder 12 as defined by the relative position of the upstream guide roller 15 and downstream traction cylinder 16 relative to this lower fluted cylinder 12.
  • the bursting of the glue cells is performed at this level by a flexible application roller 11, similar to the roller 18, and situated vertically under the grooved cylinder 12.
  • the pressure applied by the support groups 60 is then established at a value just sufficient to ensure the good hold of the cover paper 4 against the groove paper 2 during the setting of the glue.
  • the guide cylinder 15 is smaller than the guide cylinder 14 of the previous embodiment because the preheating is provided by a heating table 17 located upstream.
  • FIG. 4 is illustrated a variant of the embodiment according to FIG. 3 also using a series of supports 60 and in which the guide roller 15 and the heating table 17 are replaced by a smooth cylinder 72 according to the state of the technical.
  • this smooth cylinder is mounted on bearings 72 movable vertically according to a servo (subject to a co-patent application by the holder), this servo-control making it possible to bring this cylinder 70 close to the lower grooved cylinder 12 at a distance (h) exactly predetermined and regulated.
  • This clearance (h) is established so that the smooth cylinder only brings the preheated cover paper 4 into contact with the flute paper 2 and applies a force just necessary to cause the glue cells to burst, but in any case sufficiently low so as not to risk damaging the carton 6 or the splines.
  • an output deflection roller 19 located downstream of the calender made up of the tractor cylinders 16 and 18 increases the angle of attachment of the carton around this tractor cylinder 16 so as to induce in this carton a high tension T generating, at the level of the code take-up contact surface against the lower cylinder 12, a resultant of additional pressure P.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machines For Manufacturing Corrugated Board In Mechanical Paper-Making Processes (AREA)

Abstract

La presse-lisse réalise l'application d'un papier de couverture (4) contre un papier de cannelure (2) passant autour d'un cylindre cannelé (12). Elle comprend une série de dispositifs identiques d'appui (30) disposés côte-à-côte le long du cylindre cannelé (12). Chaque dispositif (30) comprend un patin (32) dont la surface d'appui (34) contre le cylindre cannelé (12) est arquée selon un rayon sensiblement égal à celui du cylindre cannelé (12) pour couvrir une pluralité de cannelures. Chaque patin (32) est mobile entre deux positions, engagée et désengagée, sous l'action d'un actuateur (40) associé dont la force d'action est réglable séparément. <IMAGE>

Description

  • La présente invention est relative à une presse-lisse dans une machine de fabrication dite simple face de carton ondulé constitué d'une feuille de papier de cannelure dont les crêtes sont collées sur une première feuille de couverture. Ce carton intermédiaire est également appelé simple-face. Dans une machine ultérieure dite double-face, ce premier carton est soit directement assemblé à une seconde feuille de papier de couverture extérieure pour donner un carton appelé double-face, soit préalablement assemblé à un deuxième carton simple-face pour obtenir un carton final appelé double-double.
  • Dans la machine simple-face, le papier de cannelure est préchauffé et humidifié avant de passer entre deux cylindres cannelés qui sont chauffés avec de la vapeur. La cannelure ainsi formée est maintenue contre le cylindre cannelé inférieur moyennant des peignes, ou un système de surpression de l'environnement extérieur, ou un système à dépression de l'intérieur du cylindre cannelé inférieur dont la surface présente des fentes de communication. Un rouleau encolleur baignant dans un bac de colle dépose une quantité prédéterminée de colle sur les crêtes des cannelures. Le papier de couverture également préchauffé et le papier de cannelure sont finalement assemblés par pression entre le cylindre cannelé inférieur et un dispositif d'appui nommé presse-lisse. La presse-lisse la plus couramment utilisée est constituée d'un cylindre lisse parallèle au cylindre cannelé inférieur contre lequel il est en appui. Ces deux cylindres tournent à une même vitesse périphérique de telle sorte que les papiers de couverture et de cannelure soient entraînés de manière identique lors de leur assemblage. Le cylindre lisse est par ailleurs appuyé contre le cylindre cannelé avec une force très importante de façon à ce que la pression au niveau du filet de contact soit suffisante pour faire éclater les cellules de colle et pour simultanément appliquer fermement le papier de couverture contre le papier de cannelure. Enfin, ce cylindre lisse est chauffé pour accélérer d'autant la prise de la colle. Toutefois, l'inconvénient majeur de ce cylindre lisse sont les à-coups brutaux et répétitifs produits à chaque passage d'une cannelure du cylindre inférieur, et ce notamment dûs à la force d'appui nécessairement importante. Non seulement ces à-coups endommagent le papier à la crête des cannelures du carton, mais ils génèrent un fort bruit environnant. De plus, à certaines vitesses, il peut se produire des phénomènes de résonance au cours desquels les cylindres peuvent osciller transversalement à leur axe de rotation faisant que les feuilles de papier ne sont plus correctement appliquées et collées. Ces à-coups provoquent également une usure prématurée des cannelures du cylindre inférieur.
  • Pour obvier ces problèmes, on a proposé des presse-lisses dont la surface de contact est supérieure à celle comprise entre deux cannelures. Selon une première solution mentionnée dans le document US 4 481 066 et décrite plus en détail dans le document FR 2 142 591, la presse-lisse est constituée d'une traverse tenue en ses extrémités par des branches inférieures de leviers, et dont la face active en vis-à-vis du cylindre cannelé inférieur est arquée en portion de cylindre de rayon égal, voire légèrement supérieur, à celui du cylindre cannelé. En agissant sur les branches supérieures des leviers d'extrémités au moyen d'une paire de vérins, on peut amener cette face arquée en contact avec le cylindre cannelé avec une pression prédéterminée. Les bords de la face active peuvent être repliés vers l'extérieur ou être complétés de rouleaux de renvoi pour mieux conduire la feuille de couverture. Cette traverse peut également être creuse pour le passage de vapeur de chauffage. Toutefois, moins équilibrée et moins rigide qu'un cylindre, une telle traverse peut se vriller et/ou gauchir faisant que la pression d'application n'est plus uniforme sur toute la longueur du cylindre cannelé. La qualité de l'encollage est alors fortement altérée. Selon une seconde solution mentionnée dans le document FR 2 142 591 et mieux décrite dans le document DE 25 27 819, la presse-lisse est constituée d'une bande sans fin passant entre des rouleaux supérieur et inférieur situés parallèles et proches du cylindre cannelé inférieur, respectivement à mi-hauteur et en dessous. Cette bande est ainsi en contact avec le cylindre cannelé sur un quart de la périphérie inférieure. Cette bande sans fin peut être une bande fine d'acier ou un tapis en fils de cuivre, de coton ou de fibres synthétiques. Toutefois, la pression appliquée aux feuilles par cette presse-lisse dépend de la tension appliquée sur la bande sans fin. Il convient alors de prévoir un dispositif complexe d'écartement mécanique de l'un des rouleaux de la bande sans fin par rapport à l'autre, et ce avec possibilité d'ajustement de cette tension importante à une valeur précise. A nouveau, il est impossible de garantir le maintien d'une tension constante dans toute la largeur de la bande sans fin, donc d'une pression d'application uniforme de la feuille de couverture contre la feuille de cannelure.
  • Le but de la présente invention est une presse-lisse dans une machine simple-face de fabrication de carton ondulé qui soit plus efficace, c'est-à-dire qui applique de manière constante dans le temps une pression uniforme sur toute la largeur d'une feuille de couverture assemblée à une feuille de cannelure passant autour du cylindre cannelé inférieur. De plus, la presse-lisse doit permettre l'ajustement à une valeur précise de la pression d'application afin d'obtenir une prise effective de la colle sans pour autant endommager les feuilles. Enfin, la conception de cette presse-lisse doit être relativement simple pour assurer une fiabilité de fonctionnement dans le temps ainsi qu'une facilité de réalisation et d'entretien à des coûts raisonnables.
  • Ces buts sont atteints grâce à une presse-lisse qui comprend :
    • une série de dispositifs identiques d'appui disposés côte-à-côte le long du cylindre cannelé,
    • chaque dispositif comprenant un patin dont la surface d'appui contre le cylindre cannelé est arquée selon un rayon sensiblement égal à celui du cylindre cannelé pour couvrir une pluralité de cannelures, chaque patin étant mobile entre deux positions, engagée et désengagée, sous l'action d'un actuateur associé dont la force d'action est réglable séparément.
  • Ainsi, du fait que chaque dispositif comprend son patin avec une surface arquée couvrant une pluralité de cannelures et son actuateur individuel d'application de pression, chacun de ces dispositifs d'appui peut déclencher efficacement la colle et assembler correctement les papiers en exerçant plus longtemps dans sa zone attribuée une pression plus faible mais très précise, donc moins dommageable au cylindre cannelé et au carton. L'utilisation d'une série transversale de dispositifs réglables séparément permet d'assurer d'une manière fiable l'application d'une pression commune uniforme sur toute la largeur du carton. Chaque dispositif, comprenant une structure d'application de force moins lourde que dans le cas d'un cylindre ou d'une traverse unique, peut effectuer des corrections plus rapides et mieux contrôlées pour obtenir l'application d'une pression exactement prédéterminée. Notamment, une telle série de petits dispositifs d'appui réagit plus rapidement exactement à d'éventuelles variations transversales ou longitudinales d'épaisseur de l'une ou des deux feuilles.
  • Avantageusement, la surface d'appui des patins est recouverte ou est constituée d'un matériau lisse et résistant à l'usure tel qu'une bande de métal poli : cuivre ou acier inoxydable, ou tel qu'une matière synthétique par exemple celle commercialisée sous la dénomination Téflon.
  • Selon un premier mode de réalisation, le dispositif d'appui comprend un plateau portant un patin, ce plateau étant monté en pivotement selon son bord inférieur ou supérieur au cadre de la machine, l'autre bord opposé étant relié par une première charnière à un actuateur linéaire, tel qu'un vérin, lui-même relié au cadre de la machine par une seconde charnière, cet actuateur poussant le plateau et le patin contre le cylindre cannelé ou le retirant. Si le patin est monté sur le plateau proche de son pivot, alors ce plateau fait office de levier amplifiant la force exercée par l'actuateur qui peut alors sans risque être sous-dimensionné pour des considérations d'économie.
  • Avantageusement alors, le patin est un bloc d'élastomère dont la surface arquée d'appui est recouverte d'un matériau lisse et résistant à l'usure. Utilement, la périphérie du patin et de sa surface d'appui peut être carrée ou rectangulaire orientée dans le sens du déplacement des papiers, ces formes étant aisément réalisables. Si on désire éviter tout risque de maculature sur le carton assemblé, on peut envisager une forme en losange, les patins étant imbriqués grâce à un agencement selon deux lignes superposées; ou une forme alternativement ovale et amincie le long de la série.
  • Selon un second mode de réalisation, le dispositif d'appui comprend un patin sous la forme d'une bande tenue en l'un de ses bouts par une traverse parallèle au cylindre et fixée au cadre de la machine, et en son autre bout par une traverse mobile solidaire d'une première extrémité d'un lever pivotant en son milieu et dont l'autre extrémité opposée est reliée par une première charnière à un actuateur linéaire, tel qu'un vérin, lui-même relié au cadre de la machine par une seconde charnière, cet actuateur levant ou abaissant la première extrémité du levier, ce qui raidit ou relâche la bande.
  • Avantageusement, la bande peut être métallique en cuivre ou en acier inoxydable poli, ou tissé en fibres métalliques, naturelles ou synthétiques, tel qu'un mélange de fibres de carbone et de Téflon. Cette bande peut présenter une légère élasticité longitudinale. La structure de ce dispositif est particulièrement simple donc fiable.
  • Selon un troisième mode de réalisation, le dispositif d'appui comprend un patin aux bords inférieur et supérieur proéminents sur lesquels sont fixés les deux bouts d'une bande incurvée, ce patin étant monté en pivotement selon son bord supérieur ou inférieur sur une première moitié d'un bras, l'autre bord reposant sur cette même moitié du bras au travers d'un moyen élastique, tel qu'un ressort ou un bloc d'élastomère, l'extrémité de l'autre moitié du bras étant fixée en pivotement au cadre de la machine, la première moitié du bras étant reliée par une première charnière à un actuateur linéaire sous-jacent, tel qu'un vérin, lui-même relié au cadre de la machine par une seconde charnière, cet actuateur poussant cette première moitié de bras, donc le patin, contre le cylindre cannelé ou le retirant. De préférence, la force de freinage du carton induite par les forces de friction générées au niveau de la presse-lisse selon l'invention est compensée du fait que le carton est tiré en aval du cylindre cannelé et de la presse-lisse par un dispositif tracteur, notamment par une calandre composée d'un cylindre tracteur autour duquel le carton est enroulé par contact avec son papier de couverture sur au moins un tiers de la circonférence, et d'un rouleau d'appui radialement souple en contact avec le papier de cannelure. Utilement, le papier de couverture est amené vers la presse-lisse par un cylindre amont de préchauffage et de guidage définissant, avec le cylindre tracteur aval, un angle d'embarrage (e) du papier de couverture, c'est-à-dire l'angle au sommet de la portion de cylindre cannelé avec laquelle ce papier de couverture est en contact, supérieur à 30°. Alors, la tension présente dans le papier de couverture crée une pression d'application supplémentaire.
  • Avantageusement, la surface d'appui des patins est arquée selon un angle au sommet correspondant à l'angle d'embarrage du papier de couverture. La largeur de la surface d'appui est de préférence comprise entre 100 et 200 mm. Lorsque la surface d'appui des patins est arquée selon un angle au sommet inférieur à l'angle d'embarrage, on peut disposer la presse-lisse selon l'invention dans la partie aval de la surface de contact pour disposer au départ amont de cette surface un rouleau souple de première application du papier de couverture. En alternative, le cylindre de guidage et le rouleau souple sont remplacés par un cylindre lisse unique, identique à celui utilisé selon l'état de la technique, mais amené près du cylindre cannelé avec un jeu juste suffisant pour assurer une première application du papier de couverture contre le papier de cannelure, mais avec une pression pratiquement négligeable.
  • L'invention sera mieux comprise à l'étude de modes de réalisation pris à titre nullement limitatif et illustrés dans les figures annexées dans lesquelles :
    • la figure 1 est une vue en perspective d'une d'une machine simple-face incluant une presse-lisse selon un premier mode de réalisation de l'invention,
    • la figure 2 est une vue de côté d'un second mode de réalisation d'une presse-lisse,
    • la figure 3 est une vue de côté d'un troisième mode de réalisation d'une presse-lisse,
    • la figure 4 est une vue de côté d'une presse-lisse selon la figure 3 installée dans une machine modifiée, et
    • les figures 5 illustrent des agencements de patins pour la presse-lisse selon la figure 1.
  • Sur la figure 1 est illustrée schématiquement en perspective une machine de fabrication dite simple-face prévue pour la fabrication d'un carton 6 également appelé simple-face constitué de l'assemblage d'un papier de cannelure 2 et d'un papier de couverture 4. Plus précisément, le papier de cannelure 2 arrive par en haut et parcourt un premier demi-tour autour d'un cylindre cannelé supérieur 10. Ce papier 2 est cannelé au niveau de l'engrènement du cylindre supérieur 10 avec un second cylindre cannelé inférieur 12. Le papier de cannelure 2' ainsi formé est maintenu contre ce cylindre inférieur 12 lors d'un second demi-tour vers le bas par un dispositif non illustré pouvant être des peignes, une surpression extérieure créée dans un caisson d'enrobage ou une dépression interne au cylindre cannelé inférieur présentant des ouvertures radiales permettant l'aspiration du papier. Lors de ce second demi-tour, un rouleau encolleur 13 illustré sur les figures 2 à 4 dépose une ligne de colle sur chaque crête de cannelure. Par ailleurs, un papier de couverture 4 est préchauffé lors de sa rotation autour d'un cylindre 14 puis guidé vers la partie inférieure du cylindre cannelé inférieur 12 de façon à bien arriver parallèlement au papier de cannelure 2' contre lequel il (4') est finalement plaqué. A ce niveau, une presse-lisse formée, selon l'invention, d'une série latérale de groupes d'appui 30 applique une pression prédéterminée nécessaire et suffisante pour d'une part faire éclater les cellules de colle et d'autre part maintenir fermement les deux papiers l'un contre l'autre pendant la prise des filets de colle attachant les papiers l'un à l'autre. Plus particulièrement selon l'invention, le carton 6 sortant est tiré en aval par une calandre constituée d'un cylindre de traction 16 surmonté d'un rouleau d'appui souple 18. Le carton 6 s'enroule ainsi par son papier de couverture 4 plus solide autour de la moitié supérieure du cylindre de traction 16. La pression de contact entre ce carton et ce cylindre de traction est renforcée par l'appui du rouleau 18 agissant contre le papier de cannelure plus fragile. Ce rouleau d'appui comprend une périphérie en élastomère reliée en son arbre central par une série d'ailettes radiales longitudinales également en élastomère dont la section transversale est oblique, voire incurvée. Selon un premier mode de réalisation illustré sur cette figure 1, la presse-lisse est composée d'une série de groupes d'appui 30 disposés côte-à-côte le long de la partie inférieure aval du cylindre cannelé 12. Chaque groupe d'appui 30 comprend d'abord un plateau 36 dont le bord inférieur est monté en rotation par un pivot 38 sur une même première traverse solidaire du cadre de la machine. Les bords supérieurs des plateaux 36 sont chacun reliés à une seconde traverse commune solidaire du cadre de la machine au moyen d'un vérin individuel associé 40. Chaque vérin est relié à la traverse inférieure par une charnière 44 et au bord supérieur de son plateau associé par une seconde charnière 42. Ainsi, la sortie de la tige du vérin permet de rapprocher le plateau 36 en direction du cylindre cannelé inférieur 12 par rotation autour de son pivot inférieur 38; alors que le retrait de la tige de vérin éloigne le plateau 36 s'accompagnant d'un léger abaissement du vérin 40 par rotation autour de sa charnière inférieure 44.
  • Comme bien visible sur cette figure 1, la partie inférieure de chaque plateau 36 porte un patin 32 dont la base fixée contre le plateau a une forme rectangulaire dont la longueur est parallèle au sens de défilement du carton 6. Par contre, la face 34 située en vis-à-vis du cylindre cannelé 12 est incurvée en une portion de cylindre de rayon sensiblement égal, voire légèrement supérieur à celui de ce cylindre 12. La surface active d'appui 34 plaquant le papier de couverture 4' contre le papier de cannelure 2' est de préférence une surface présentant un faible coefficient de friction et également une forte résistance à l'usure. Par exemple, cette surface peut être métallique, polie ou une couche de matière synthétique telle que du Téflon. Si le corps du patin peut être métallique, on préfère un bloc d'élastomère présentant une relative élasticité permettant d'amortir toute vibration résiduelle due à la vitesse ou à des variations accidentelles d'épaisseur de l'un ou l'autre des papiers. Comme illustré sur la figure 5, les surfaces actives 34 rectangulaires côte-à-côte définissent ensemble une zone d'appui dans laquelle la pression peut être suffisamment forte pour déclencher la colle mais suffisamment modérée pour n'endommager ni le carton ni les cannelures du cylindre inférieur 12. Si on redoute la formation d'éventuelles stries sur la feuille de couverture du carton dues à d'éventuelles différences momentanées de pression d'un groupe d'appui à l'autre, alors on peut envisager des patins dont la forme comprenne des côtés latéraux obliques faisant que la transition d'un patin à l'autre est répartie sur une certaine largeur. Par exemple, on peut envisager des patins 35 en forme de losanges et disposés le long de deux lignes imbriquées, ou des patins 33 côte-à-côte avec des bords latéraux incurvés : ces patins ayant alternativement une forme convexe ovale et concave amincie. On peut également envisager un bord de patin en forme de S.
  • Sur la figure 2 est illustré de côté un second mode de réalisation de groupes d'appui 50. Ce mode de réalisation est basé sur un patin prenant la forme d'une bande 58 rectangulaire incurvée et orientée dans le sens du défilement des papiers. Le bout inférieur de la bande 58 est attaché à une première traverse fixe 56 de largeur égale à celle de la bande. A l'inverse, le bout supérieur de la bande est fixé à une traverse 54 mobile du fait qu'elle est fixée à l'extrémité d'une première branche d'un levier 52 pivotant autour d'un axe situé à l'extrémité d'un montant 51. L'extrémité opposée de la seconde branche du levier est reliée au cadre de la machine par un vérin 40 articulé sur deux charnières : une inférieure 44 fixée au sol et une supérieure 42 fixée au levier. La branche de levier portant la traverse peut avoir une longueur comprise entre la moitié et le quart, de préférence le tiers de la longueur totale du levier de telle sorte à obtenir un effet d'amplification de force appliquée par le vérin 40 à la bande 58 pour la raidir contre le cylindre cannelé inférieur 12. Pour faciliter l'entrée et la sortie des papiers dans ces groupes d'appui 50, les traverses 54 et 56 présentent des surfaces supérieures arrondies faisant que les bouts de la bande 58 sont incurvés vers l'extérieur. Comme illustré, la longueur de la bande 58 est sensiblement égale à l'arc d'embarrage (e) de la surface de contact du papier de couverture 4 contre le cylindre 12, tel que défini par les positions respectives du cylindre de préchauffage et de guidage 14 et du cylindre de traction 16 par rapport au cylindre cannelé inférieur 12.
  • Sur la figure 3 est illustré un troisième mode de réalisation d'un groupe d'appui 60 basé sur un bras 64 mobile en rotation autour d'un pivot de base supérieur 66. La moitié inférieure de ce bras 64 porte un patin 61 monté en pivotement autour d'une charnière 65 proche de son bord supérieur, alors que son bord inférieur repose sur le bras 64 au travers d'un moyen élastique 63 tel qu'une rangée de ressorts ou une butée de caoutchouc.
  • Par ailleurs, les bords supérieur et inférieur du patin 61 sont formés de proéminences transversales d'extrémités arrondies sur lesquelles sont fixés les bords arrondis en correspondance d'une bande 62 constituant la surface d'application du papier de couverture 4 contre le papier de cannelure 2. Le bras 64 est par ailleurs relié à une traverse du cadre de la machine par un vérin 40 articulé sur deux charnières : une inférieure 44 et une supérieure 42. La charnière 42, donc le point d'action du vérin 40, se situe sensiblement au milieu du patin 61 pour pousser celui-ci de manière équilibrée contre le cylindre cannelé inférieur 12.
  • La bande d'application 62 de ce mode de réalisation, ainsi que la bande 58 du mode de réalisation précédent, sont de préférence métalliques tels que du cuivre ou de l'acier poli. En alternative, ces bandes peuvent également être tissées en fils ou fibres métalliques ou de Téflon renforcé de carbone ou toute autre fibre synthétique présentant un faible coefficient de friction et une importante résistance à l'usure. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 3, la longueur de l'action de la bande 62 n'est qu'une fraction comprise entre les deux tiers et les trois quarts aval (e') de l'angle d'embarrage (e) du papier de couverture 4 contre le cylindre 12 tel que défini par la position relative du rouleau de guidage amont 15 et cylindre de traction aval 16 par rapport à ce cylindre cannelé inférieur 12. En effet, l'éclatement des cellules de colle est effectué à ce niveau par un rouleau souple d'application 11, similaire au rouleau 18, et situé à la verticale sous le cylindre cannelé 12. La pression appliquée par les groupes d'appui 60 est alors établie à une valeur juste suffisante pour assurer le bon maintien du papier de couverture 4 contre le papier de cannelure 2 pendant la prise de la colle.
  • Enfin, dans ce mode de réalisation, le cylindre de guidage 15 est plus petit que le cylindre de guidage 14 du mode de réalisation précédent du fait que le préchauffage est assuré par une table chauffante 17 située en amont.
  • Sur la figure 4 est illustrée une variante du mode de réalisation selon la figure 3 utilisant également une série d'appuis 60 et dans lequel le rouleau de guidage 15 et la table chauffante 17 sont remplacés par un cylindre lisse 72 selon l'état de la technique. Toutefois, ce cylindre lisse est monté sur des paliers 72 mobiles verticalement selon un asservissement (faisant l'objet d'une co-demande de brevet par le titulaire), cet asservissement permettant d'amener ce cylindre 70 proche du cylindre cannelé inférieur 12 à une distance (h) exactement prédéterminée et régulée. Ce jeu (h) est établi de manière à ce que le cylindre lisse mette seulement en contact le papier de couverture 4 préchauffé et le papier de cannelure 2 et applique une force juste nécessaire pour faire éclater les cellules de colle, mais en tout cas suffisamment faible pour ne pas risquer d'endommager le carton 6 ou les cannelures. De plus, un rouleau de renvoi de sortie 19 situé en aval de la calandre constituée des cylindres tracteurs 16 et 18 augmente l'angle d'embarrage du carton autour de ce cylindre tracteur 16 de telle sorte à induire dans ce carton une tension importante T générant, au niveau de la surface de contact de prise de code contre le cylindre inférieur 12, une résultante de pression additionnelle P.
  • De nombreuses améliorations peuvent être apportées à cette presse-lisse et à cette machine simple-face dans le cadre des revendications.

Claims (10)

  1. Presse-lisse dans une machine simple-face de fabrication de carton ondulé (6), cette presse-lisse réalisant l'application d'un papier de couverture (4) contre un papier de cannelure (2) passant autour d'un cylindre cannelé (12), caractérisée en ce qu'elle comprend une série de dispositifs identiques d'appui (30, 50, 60) disposés côte-à-côte le long du cylindre cannelé (12), chaque dispositif comprenant un patin (32, 58, 61) dont la surface d'appui (34, 58, 62) contre le cylindre cannelé est arquée selon un rayon sensiblement égal à celui du cylindre cannelé pour couvrir une pluralité de cannelures, chaque patin étant mobile entre deux positions, engagée et désengagée, sous l'action d'un actuateur (40) associé dont la force d'action est réglable séparément.
  2. Presse-lisse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif d'appui (30) comprend un plateau (36) portant un patin (32), ce plateau étant monté en pivotement (38) selon son bord inférieur ou supérieur au cadre de la machine, l'autre bord opposé étant relié par une première charnière (42) à un actuateur linéaire (40) lui-même relié au cadre de la machine par une seconde charnière (44), cet actuateur (40) poussant le plateau (36) et le patin (32) contre le cylindre cannelé (12) ou le retirant.
  3. Presse-lisse selon la revendication 2, caractérisée en ce que le patin (32) est un bloc d'élastomère dont la surface arquée d'appui est recouverte d'un matériau lisse et résistant à l'usure.
  4. Presse-lisse selon la revendication 2, caractérisée en ce que la périphérie du patin (32) et de sa surface d'appui (34) est carrée; rectangulaire orientée dans le sens du déplacement des papiers; ou en losange, les patins étant imbriqués grâce à un agencement selon deux lignes superposées; ou en forme alternativement ovale et amincie le long de la série.
  5. Presse-lisse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif d'appui (50) comprend un patin sous la forme d'une bande (58) tenue en l'un de ses bouts par une traverse (56) parallèle au cylindre et fixée au cadre de la machine, et en son autre bout par une traverse mobile (54) solidaire d'une première extrémité d'un lever (52) pivotant en son milieu et dont l'autre extrémité opposée est reliée par une première charnière (42) à un actuateur linéaire (40) lui-même relié au cadre de la machine par une seconde charnière (44), cet actuateur levant ou abaissant la première extrémité (54) du levier (52), ce qui raidit ou relâche la bande (58).
  6. Presse-lisse selon la revendication 5, caractérisée en ce que la bande est en métal poli, ou tissé en fibres métalliques, fibres naturelles ou fibres synthétiques.
  7. Presse-lisse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif d'appui (60) comprend un patin (61) aux bords inférieur et supérieur proéminents sur lesquels sont fixés les deux bouts d'une bande incurvée (62), ce patin étant monté en pivotement (65) selon son bord supérieur ou inférieur sur une première moitié d'un bras (64), l'autre bord reposant sur cette même moitié du bras au travers d'un moyen élastique (63), l'extrémité de l'autre moitié du bras étant fixée en pivotement (66) au cadre de la machine, la première moitié du bras étant reliée par une première charnière (42) à un actuateur linéaire (40) sous-jacent lui-même relié au cadre de la machine par une seconde charnière (44), cet actuateur poussant cette première moitié de bras (64), donc le patin (61/62), contre le cylindre cannelé (12) ou le retirant.
  8. Machine simple-face comprenant une presse-lisse selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le carton (6) est tiré en aval du cylindre cannelé (12) par une calandre composée d'un cylindre tracteur (16) autour duquel le carton est enroulé par contact avec son papier de couverture (4) sur au moins un tiers de la circonférence, et d'un rouleau d'appui (18) radialement souple en contact avec le papier de cannelure (2).
  9. Machine simple-face selon la revendication 8, caractérisée en ce que le papier de couverture (4) est amené vers la presse-lisse (30, 50, 60) par un cylindre amont (14, 15) de préchauffage et de guidage définissant avec le cylindre tracteur aval (16) un angle d'embarrage (e) supérieur à 30°.
  10. Machine simple-face selon la revendication 9, caractérisée en ce que le cylindre amont de préchauffage et de guidage (70) est amené près du cylindre cannelé avec un jeu (h) juste suffisant pour assurer une première application du papier de couverture (4) contre le papier de cannelure (2), mais avec une pression pratiquement négligeable.
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