EP0739711B1 - Presse-lisse dans une machine de fabrication de carton ondule - Google Patents

Presse-lisse dans une machine de fabrication de carton ondule Download PDF

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EP0739711B1
EP0739711B1 EP96105179A EP96105179A EP0739711B1 EP 0739711 B1 EP0739711 B1 EP 0739711B1 EP 96105179 A EP96105179 A EP 96105179A EP 96105179 A EP96105179 A EP 96105179A EP 0739711 B1 EP0739711 B1 EP 0739711B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cylinder
smooth
force
paper
cam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP96105179A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0739711A1 (fr
Inventor
Jens Schulz
Fabio Bettinelli
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Peters Maschinenfabrik GmbH filed Critical Peters Maschinenfabrik GmbH
Publication of EP0739711A1 publication Critical patent/EP0739711A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0739711B1 publication Critical patent/EP0739711B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B31F1/2831—Control
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a baler in a so-called single-sided corrugated cardboard manufacturing machine sheet of fluting paper whose crests are glued on a first cover sheet.
  • This intermediate box is also called single-sided.
  • this first carton is either directly assembled to a second sheet of cover paper outside to give a cardboard called double-sided, either before assembled with a second single-sided carton to obtain a final carton called double-double.
  • the groove paper is preheated and humidified before passing between two fluted cylinders which are heated with steam.
  • the groove thus formed is maintained against the lower grooved cylinder by means of combs, or a system of the external environment, or a vacuum system of the interior of the lower grooved cylinder, the surface of which has slots of communication.
  • a glue roller bathed in a glue tank deposits a predetermined amount of glue on the ridges of the grooves.
  • the paper also preheated cover and the groove paper are finally pressure assembled between the lower grooved cylinder and a device support called a smoothing press.
  • the most commonly used baler consists of a smooth cylinder parallel to the lower grooved cylinder against which it is support. These two cylinders rotate at the same peripheral speed of such so that the cover and groove papers are fed so identical when assembled.
  • the smooth cylinder is also supported against the grooved cylinder with a very large force so that the pressure at the contact thread is sufficient to burst the glue cells and to simultaneously firmly apply the paper cover against groove paper.
  • this smooth cylinder is heated to further accelerate the setting of the glue.
  • the major drawback of this smooth cylinder are the brutal and repetitive jolts produced at each passage of a groove in the lower cylinder, in particular due to the force necessarily important support.
  • the baler consists of a cross member held at its ends by lower branches of levers, and the active face of which faces the cylinder lower grooved is arched in portion of cylinder of equal radius, even slightly higher than that of the grooved cylinder.
  • 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 making 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 baler consists of an endless band passing between upper rollers and lower located 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 band endless can be a thin strip of steel or a carpet of copper wires, cotton or synthetic fibers.
  • the pressure applied to the sheets by this baler depends on the tension applied to the endless belt. It is therefore advisable to provide a complex mechanical spacing device for one of the rollers of the endless belt compared to the other, and this with the possibility of adjustment of this large voltage to a specific value. Again, it's impossible to maintain a constant tension throughout the width of the endless strip, therefore a uniform application pressure of the sheet of cover against the flute sheet.
  • the object of the present invention is a heald press in a more efficient single-sided corrugated machine in particular by constantly applying uniform pressure to full width of a cover sheet joined to a sheet of groove passing around the lower grooved cylinder.
  • the document DE 43 05 158 describes a device for regulating the bearing force of a cylinder upper arm against a lower grooved cylinder.
  • the smooth cylinder is mounted on both sides on a pair of levers, both upstream ends of the levers being rotatably mounted on an axis integral with the frame, while the two downstream ends each rest on a stop vertically movable under the control of a corresponding motorized cam.
  • a constant pressure hydraulic actuator exerts a vertical force pointing down also on the downstream end corresponding lever.
  • a force detector inserted between the stop and the downstream end of lifting measures the resulting force towards the lower cylinder weight and actuator support more or less compensated upwards by the feedback of the grooved cylinder. If the force result differs from a set value, the position of the cam is modified, which raises or lowers the stop and end of the lift, so changes the smooth cylinder feedback.
  • this device is essentially designed to regulate a support load from a single global measurement very important capable, at the level of a single contact net, of bursting glue cells and assemble the papers.
  • the force detectors are so chosen so that you can read important values with their precision given.
  • the force sensor In a low load regulation application, the force sensor would read the maximum force almost permanently resulting from the weight of the cylinder and the support of the actuators, and would absolutely insensitive to any variation in low load. In addition, variations in the apparent weight of the cylinder due to changes in tension cover paper, or a drift in actuator pressure may completely deceive the feedback. In addition, the baler must allow the adjustment of the application pressure to a fair value necessary and sufficient to obtain the effective setting of the adhesive without damaging the leaves. Finally, the design of this smooth press must be relatively simple to ensure operational reliability in the time and ease of implementation and maintenance at cost reasonable.
  • a heddle press comprising a smooth cylinder acting in conjunction with a lower grooved cylinder to apply a cover paper against a passing groove paper around this grooved cylinder, this press further comprising a device tractor downstream of the lower grooved cylinder, located in relation to the cylinder smooth so that there is a tying angle for the paper cover against the grooved cylinder, this tractor device applying to the cardboard a tension of tension repercussions in the form of a pressure of cover paper against groove paper at surface level lashing, characterized in that the linear bearing load of the cylinder smooth against the lower grooved cylinder is regulated to a low value between 0 to 7 N / mm and in that the smooth cylinder is mounted between a pair of levers underlying the grooved cylinder, pair of levers whose two ends on the same side are rotatably mounted on an axis secured to the smooth press frame, while the other two ends opposite levers are each carried by a pressure actuator constant through a first force detector, the upper edge of each lever abut
  • lashing angle is meant the angle at the top of the arc of circle defining, in a vertical plane transverse to the grooved cylinder, the contact surface, in a cylinder portion, between the cover paper and the grooved cylinder, surface also called tying surface.
  • Voltage tensile force is defined as the tensile force per unit width of papers.
  • the linear bearing load is defined as the bearing force per unit of width exerted by the smooth cylinder on its thread contact with the grooved cylinder.
  • the tractor device is supplemented by a parallel flexible roller with additional support acting on the fluting paper.
  • the contact between each lever and its stop is located at the contact thread between the smooth cylinder and the grooved cylinder.
  • the axis of rotation of the levers is located at the same height as the axis of the smooth cylinder, and in that the paper cover is guided by an upstream roller so as to enter contact with the smooth cylinder at its lower generator for the leave at the level of its upper generator.
  • the tractor cylinder is supplemented by a parallel flexible roller with additional support acting on the fluting paper, and this to limit the sliding of the cardboard to the strict necessary.
  • the two force sensors can be strain gauges whose resistance variations are detected within a circuit electric called Wheatstone Bridge.
  • the axis of rotation of the levers is located at the same height as the axis of the smooth cylinder, and the cover paper is guided by a upstream roller so as to come into contact with the smooth cylinder at level of its lower generator to leave it at the level of its generator higher, i.e. the two generators belonging to the same plane vertical center of the cylinder.
  • the harmful effects of variations in tension in the cover paper on the apparent weight of the smooth cylinder are annihilated.
  • the fluting paper 2 arrives from above and travels a first U-turn around an upper grooved cylinder 10.
  • This paper 2 is grooved at the level of the engagement of the upper cylinder 10 with a second lower grooved cylinder 12.
  • the groove paper 2 as well formed is held against this lower cylinder 12 during a second half-turn downwards by a device not illustrated which can be combs, a external overpressure created in a casing or a depression internal to the lower grooved cylinder with radial openings allowing the suction of the paper.
  • a roller sizing machine 13 deposits a line of glue on each groove crest.
  • a cover paper 4 is guided by a roller upstream 11 to arrive horizontally towards a lower smooth cylinder 14 with which it comes into contact tangentially at its generator lower.
  • This paper is preheated when it rotates half a turn towards the high around this smooth cylinder which it leaves at the level of its generator superior when applied well parallel to the paper flute 2 wound on the lower fluted cylinder 12.
  • the cardboard 6 thus formed and leaving the grooved cylinder 12 is pulled downstream by a grille made up of a traction cylinder 16 surmounted by a flexible support roller 18.
  • the cardboard 6 is thus wrapped by its more solid cover paper 4 around the upper half of the traction cylinder 16.
  • the contact pressure between this carton and this traction cylinder is reinforced by the support of the roller 18 acting against the more fragile fluting paper.
  • this roller support includes an elastomer periphery connected to its central shaft by a series of longitudinal radial fins also made of elastomer, the cross section is oblique, even curved.
  • the traction cylinder 16 rotates at a peripheral speed 4 to 6% greater, for example 5%, than the speed of the cardboard as imposed downstream by the common peripheral speed of rotation of the smooth cylinder and grooved cylinder 12. This slight speeding implies a sliding friction of the cylinder with respect to the cardboard, which induces in the entire width of the cardboard strip a tensile tension (f).
  • the tractor cylinder 16 is arranged parallel and close to the first upper grooved cylinder 10 of so as to increase the contact surface between the cardboard just formed and the lower grooved cylinder 12 at least at a lashing angle greater than 25 °, in this case practically equal to 45 °.
  • the tension of tension (f) is reflected under the form of a pressure (p) which keeps the paper cover 4 against the fluting paper 2 when setting the glue which can therefore be carried out more completely and more effectively.
  • this smooth cylinder is brought in and automatically kept close to the grooved cylinder with just clearance (h) sufficient to make the first application of the cover paper under a low load of the order of 0 to 7 N / mm, preferably between 3 and 5 N / mm. This charge is sufficient to burst and trigger the glue cells without any risk for papers and cylinders.
  • the axis of rotation 17 of the smooth cylinder 14 is maintained from on both sides by levers 50 movable in rotation in one of their ends, preferably on the supply side of the cover paper 4, at a axis 52 secured to the frame of the machine.
  • the other end of each lift 50 is supported by a hydraulic cylinder 60 through a first force detector 62.
  • the axis of articulation of the levers 52 being at the same height as the axis of rotation 17 of the smooth cylinder 14, the action of the cylinder 60 is essentially an ascent or descent of the smooth cylinder 14 vertically, allowing this cylinder to come into contact with the lower grooved cylinder 12 according to a coinciding contact thread respectively with the upper and lower generators.
  • this equal height of the axes of rotation means that a variation in tension at within the cover paper, resulting in a force on the cylinder also horizontal, does not create any torque at the articulation axis 52 risking inadvertently going up or down this smooth cylinder 14.
  • the upper edge of the levers 50 is in constant support on a linear cam with oblique face 70 through a second detector force 63.
  • this cam 70 can be moved horizontally by a motor 72 mounted on the lever 50.
  • the threaded outlet axis 74 of the motor 72 is engaged in a tapping of the cam 70.
  • the automatic gap regulation (h) can be performed on the base of a differential measurement according to the following method.
  • the cylinder 60 lifts the cylinder. 14 and the levers 50 without the latter touching the linear cam 70.
  • the first reading of the force detector 62 then corresponds to the only weight of its organs, which reading is memorized for subsequent subtraction, this which eliminates any influence of this weight in the rest of the process.
  • the jack 60 presses the levers 50 against the linear cam 70 with an upwardly directed force Fh, the cam 70 being sufficiently advanced so that the smooth cylinder 14 is not in contact with the papers and the lower grooved cylinder 12.
  • the feedback of the cam 70 implies a value Fb such that, at the level of the articulation axis 52 of the levers 50, an equality of torques is obtained.
  • Fh x Lh Fb x Lb . This is the tightening torque holding the levers 50 firmly in position.

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  • Machines For Manufacturing Corrugated Board In Mechanical Paper-Making Processes (AREA)

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 cannelure soient entraínés 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 sur 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 à 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 équilibré 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.
Dans le document US 4 481 066, il est de plus mentionné que l'appui de la traverse arquée induit des forces de friction importantes dans le papier de couverture. Le défilement de ce papier de couverture est alors ralenti par rapport à celui du papier de cannelure au point de devoir installer, en sortie de machine, un dispositif tracteur du carton agissant essentiellement sur ce papier de couverture pour compenser son retard. Toutefois, ce dispositif est uniquement prévu pour un rattrapage de vitesse. De plus, ce dispositif est lourd et complexe du fait qu'il est formé d'une pluralité de bandes sans fin côte-à-côte passant par-dessus un caisson dépressurisé, chaque bande présentant des orifices d'aspiration.
Selon une seconde solution mentionnée dans le document FR 2 142 591 et mieux décrit 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, notamment en appliquant de manière constante une pression uniforme sur toute la largeur d'une feuille de couverture assemblée à une feuille de cannelure passant autour du cylindre cannelé inférieur. Le document DE 43 05 158 décrit un dispositif de régulation de force d'appui d'un cylindre lisse supérieur contre un cylindre cannelé inférieur. Dans ce dispositif, le cylindre lisse est monté de part et d'autre sur une paire de leviers, les deux extrémités amont des leviers étant montées en rotation à un axe solidaire du cadre, alors que les deux extrémités aval reposent chacune sur une butée mobile verticalement sous le contrôle d'une came motorisée correspondante. De chaque côté, un actuateur hydraulique à pression constante exerce une force verticale orientée vers le bas également sur l'extrémité aval correspondante du levier. De part et d'autre, un détecteur de force inséré entre la butée et l'extrémité aval de lever mesure la force résultante vers le bas du poids du cylindre et de l'appui des actuateurs plus ou moins compensés vers le haut par la contre-réaction du cylindre cannelé. Si la force résultante diffère d'une valeur de consigne, on modifie la position de la came, ce qui monte ou abaisse la butée et l'extrémité du lever, donc modifie la contre-réaction du cylindre lisse. Toutefois, ce dispositif est essentiellement conçu pour réguler à partir d'une seule mesure globale une charge d'appui très importante capable, au niveau d'un seul filet de contact, de faire éclater les cellules de colle et d'assembler les papiers. Les détecteurs de force sont donc choisis de telle sorte à pouvoir lire des valeurs importantes avec leur précision donnée. Dans une application de régulation d'une charge faible, le détecteur de force lirait pratiquement en permanence la force maximum résultante du poids du cylindre et de l'appui des actuateurs, et serait absolument insensible à toute variation de la faible charge. De plus, des variations du poids apparent du cylindre dues à des changements de tension du papier de couverture, ou une dérive de la pression des actuateurs peut complètement tromper la contre-réaction. De plus, la presse-lisse doit permettre l'ajustement de la pression d'application à une valeur juste nécessaire et suffisante pour obtenir la 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 comprenant un cylindre lisse agissant conjointement avec un cylindre cannelé inférieur pour appliquer un papier de couverture contre un papier de cannelure passant autour de ce cylindre cannelé, cette presse comportant de plus un dispositif tracteur en aval du cylindre cannelé inférieur, situé par rapport au cylindre lisse de telle sorte qu'il se présente un angle d'embarrage du papier de couverture contre le cylindre cannelé, ce dispositif tracteur appliquant au carton une tension de traction se répercutant sous la forme d'une pression du papier de couverture contre le papier de cannelure au niveau de la surface d'embarrage, caractérisée en ce que la charge linéaire d'appui du cylindre lisse contre le cylindre cannelé inférieur est régulée à une valeur faible comprise entre 0 à 7 N/mm et en ce que le cylindre lisse est monté entre une paire de leviers sous-jacents au cylindre cannelé, paire de leviers dont les deux extrémités d'un même côté sont montées en rotation sur un axe solidaire du bâti de la presse lisse, alors que les deux autres extrémités opposées des leviers sont portées chacune par un actuateur à pression constante au travers d'un premier détecteur de force, la tranche supérieure de chaque levier venant en butée contre une came motorisée au travers d'un second détecteur de force.
Par angle d'embarrage, on entend l'angle au sommet de l'arc de cercle définissant, dans un plan vertical transversal au cylindre cannelé, la surface de contact, en portion de cylindre, entre le papier de couverture et le cylindre cannelé, surface également appelée surface d'embarrage. La tension de traction est définie comme la force de traction par unité de largeur des papiers. De manière analogue, la charge d'appui linéaire est définie comme la force d'appui par unité de largeur exercée par le cylindre lisse sur son filet de contact avec le cylindre cannelé.
Selon un mode de réalisation préféré, le dispositif tracteur est complété d'un rouleau souple parallèle d'appui complémentaire agissant sur le papier de cannelure.
Avantageusement, le contact entre chaque lever et sa butée est situé au niveau du filet de contact entre le cylindre lisse et le cylindre cannelé.
Selon un autre mode de réalisation, l'axe de rotation des leviers est situé à la même hauteur que l'axe du cylindre lisse, et en ce que le papier de couverture est guidé par un rouleau amont de telle sorte à entrer en contact avec le cylindre lisse au niveau de sa génératrice inférieure pour le quitter au niveau de sa génératrice supérieure. Le cylindre tracteur est complété d'un rouleau souple parallèle d'appui complémentaire agissant sur le papier de cannelure, et ce pour limiter le glissement du carton au strict nécessaire.
Le procédé de régulation de la force d'appui linéaire utilisé dans cette presse lisse consiste à :
  • faire lever par les actuateurs les leviers et le cylindre lisse pour lire la valeur des premiers détecteurs influencés que par le poids de ses organes, puis recalibrer ces lectures à une valeur nulle,
  • faire buter chaque levier par son actuateur contre sa came avec une force Fh lue sur le premier détecteur associé, relever la force de contre-réaction Fb de la butée correspondante telle que lue par le second détecteur, et établir, au niveau de l'axe de rotation des leviers, l'égalité des couples Fh x Lh = Fb1 x Lb, dans laquelle Lh et Lb sont les entre-axes respectivement de l'actuateur et de la came,
  • modifier la position de chaque came pour appuyer le cylindre lisse contre le cylindre cannelé créant de part et d'autre une force de contre-réaction Fp du cylindre cannelé diminuant celle de la came en obtenant la nouvelle égalité des couples Fh x Lh = (Fb2 x Lb) + (Fp x Lp), où Lp est l'entre-axe du filet de contact du cylindre lisse avec le cylindre cannelé et Fb2 la nouvelle lecture du second détecteur,
  • asservir la position de chaque came à la lecture du second détecteur Fbi de telle sorte à maintenir de part et d'autre la force Fp à une valeur constante telle que : 2 x Fp / largeur de papier = q charge linéaire désirée.
En d'autres termes, on commence par serrer chaque lever entre un actuateur de support et une butée avec une première force de maintien Fh évitant tout fortement ou vibration, et ce indépendamment du poids. Puis on transfère de manière contrôlée une partie de cette force de serrage en une force d'appui du cylindre lisse contre le cylindre cannelé. Ainsi, la détermination de la contre-réaction du cylindre cannelé s'effectue par une mesure différentielle donnant une excellente résolution en comparaison avec une mesure absolue incluant des valeurs supposées, à tort, constantes. Par exemple, les deux détecteurs de force peuvent être des jauges de contrainte dont les variations de résistance sont détectées au sein d'un montage électrique appelé pont de Wheatstone.
Utilement, le contact entre chaque levier et sa butée est situé au niveau du filet de contact entre le cylindre lisse et le cylindre cannelé. Ainsi, le second détecteur est directement influencé par la contre-réaction du cylindre cannelé, ce qui évite toute perturbation aléatoire. On obtient alors l'égalité des entre-axes Lb = Lp.
De préférence, l'axe de rotation des leviers est situé à la même hauteur que l'axe du cylindre lisse, et le papier de couverture est guidé par un rouleau amont de telle sorte à entrer en contact avec le cylindre lisse au niveau de sa génératrice inférieure pour le quitter au niveau de sa génératrice supérieure, c'est-à-dire les deux génératrices appartenant au même plan vertical médian du cylindre. Ainsi, les effets néfastes des variations de tension dans le papier de couverture sur le poids apparent du cylindre lisse sont annihilés.
L'invention sera mieux comprise à l'étude d'un mode de réalisation pris à titre nullement limitatif, et illustré schématiquement de côté sur la figure annexée dans laquelle est représentée 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 dépose une ligne de colle sur chaque crête de cannelure.
Par ailleurs, un papier de couverture 4 est guidé par un rouleau amont 11 pour arriver horizontalement vers un cylindre lisse inférieur 14 avec lequel il entre en contact tangentiellement au niveau de sa génératrice inférieure. Ce papier est préchauffé lors de sa rotation d'un demi-tour vers le haut autour de ce cylindre lisse qu'il quitte au niveau de sa génératrice supérieure lorsqu'il est appliqué bien parallèlement contre le papier de cannelure 2 enroulé sur le cylindre cannelé inférieur 12.
Plus particulièrement selon l'invention, le carton 6 ainsi formé et sortant du cylindre cannelé 12 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. Pour ce, 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.
Le cylindre de traction 16 tourne à une vitesse périphérique supérieure de 4 à 6 %, par exemple 5 %, à la vitesse de défilement du carton telle qu'imposée en aval par la vitesse périphérique de rotation commune du cylindre lisse et du cylindre cannelé 12. Ce léger excès de vitesse implique un glissement en friction du cylindre par rapport au carton, ce qui induit dans toute la largeur de la bande de carton une tension de traction (f).
Or, comme bien illustré sur cette figure, le cylindre tracteur 16 est disposé parallèlement et proche du premier cylindre cannelé supérieur 10 de telle sorte à augmenter la surface de contact entre le carton juste formé et le cylindre cannelé inférieur 12 selon un angle d'embarrage (e) au moins supérieur à 25°, en l'occurrence pratiquement égal à 45°. Dans cette surface de contact en portion de cylindre, la tension de traction (f) se répercute sous la forme d'une pression (p) qui maintient à un moment opportun le papier de couverture 4 contre le papier de cannelure 2 lors de la prise de la colle qui peut donc s'effectuer de manière plus complète et plus efficace.
A l'inverse des presse-lisses selon l'état de la technique, il n'est alors plus utile que le cylindre lisse 14 soit excessivement appuyé contre le cylindre cannelé 12 inférieur avec tous les inconvénients mentionnés précédemment. Selon l'invention, ce cylindre lisse est amené et automatiquement maintenu proche du cylindre cannelé avec un jeu (h) juste suffisant pour effectuer la première application du papier de couverture sous une charge faible de l'ordre de 0 à 7 N/mm, de préférence comprise entre 3 et 5 N/mm. Cette charge est suffisante pour faire éclater et déclencher les cellules de colle sans aucun risque pour les papiers et les cylindres.
Pour ce, l'axe de rotation 17 du cylindre lisse 14 est maintenu de part et d'autre par des leviers 50 mobiles en rotation en l'une de leurs extrémités, de préférence du côté de l'arrivée du papier de couverture 4, à un axe 52 solidaire du cadre de la machine. L'autre extrémité de chaque lever 50 est supportée par un vérin hydraulique 60 au travers d'un premier détecteur de force 62. Comme illustré, l'axe d'articulation des leviers 52 étant à la même hauteur que l'axe de rotation 17 du cylindre lisse 14, l'action du vérin 60 est essentiellement une montée ou une descente du cylindre lisse 14 à la verticale, permettant ainsi de mettre en contact ce cylindre avec le cylindre cannelé inférieur 12 selon un filet de contact coïncidant respectivement avec les génératrices supérieure et inférieure. De plus, cette égalité de hauteur des axes de rotation fait qu'une variation de tension au sein du papier de couverture, se traduisant par une force sur le cylindre également horizontal, ne crée aucun couple au niveau de l'axe d'articulation 52 risquant de monter ou descendre intempestivement ce cylindre lisse 14.
Au niveau du filet de contact entre le cylindre cannelé 12 et le cylindre lisse 14, la tranche supérieure des leviers 50 est en appui constant sur une came linéaire à face oblique 70 au travers d'un second détecteur de force 63. Comme illustré, cette came 70 peut être déplacée horizontalement par un moteur 72 monté sur le levier 50. L'axe de sortie 74 fileté du moteur 72 est engagé dans un taraudage de la came 70. Grâce à cette came 70, on peut imposer à une valeur très précise l'écartement (h) désiré entre ces deux cylindres.
Grâce à la présence des deux détecteurs de force 62 et 63, la régulation automatique de l'écartement (h) peut être réalisée sur la base d'une mesure différentielle selon le procédé suivant.
Dans un premier temps de calibration, le vérin 60 lève le cylindre 14 et les leviers 50 sans que ces derniers ne touchent la came linéaire 70. La première lecture du détecteur de force 62 correspond alors au seul poids de ses organes, laquelle lecture est mémorisée pour soustraction ultérieure, ce qui permet d'annihiler toute influence de ce poids dans la suite du procédé.
Puis, le vérin 60 presse les leviers 50 contre la came linéaire 70 avec une force orientée vers le haut Fh, la came 70 étant suffisamment avancée pour que le cylindre lisse 14 ne soit pas en contact avec les papiers et le cylindre cannelé inférieur 12. Alors, la contre-réaction de la came 70, telle que lue par le second détecteur de force 63, implique une valeur Fb telle que, au niveau de l'axe d'articulation 52 des leviers 50, on obtienne une égalité de couples Fh x Lh = Fb x Lb. Il s'agit ici du couple de serrage maintenant les leviers 50 fermement en position.
Par la suite, la came linéaire 70 est partiellement retirée de telle sorte que le cylindre lisse 14 appuie le papier de couverture 4 contre le papier de cannelure 2 avec une charge linéaire q donc une force de contre-réaction Fp = q x La, où La est la largeur des papiers. La moitié de cette force vient de part et d'autre réduire d'autant la contre-réaction exercée par les cames linéaires 70, se traduisant par une seconde lecture Fb2 inférieure à la première Fb1. En d'autres termes, pour n'appliquer qu'une charge faible q, il convient de maintenir la lecture du second détecteur de force 63 à une valeur de consigne Fbcons Fbcons = 1/Lb [Fh x Lh - (1/2 q x La) x Lb] et ce en avançant ou reculant autant que nécessaire la came linéaire 70 au moyen de son moteur 72 et axe de sortie 74.
De nombreuses améliorations peuvent être apportée à cette presse-lisse dans le cadre des revendications.

Claims (5)

  1. Presse-lisse dans une machine simple-face de fabrication de carton ondulé (6), cette presse-lisse comprenant un cylindre lisse (14) agissant conjointement avec un cylindre cannelé inférieur (12) pour appliquer un papier de couverture (4) contre un papier de cannelure (2) passant autour de ce cylindre cannelé (12), comportant de plus un dispositif tracteur (16) en aval du cylindre cannelé inférieur (12) situé par rapport au cylindre lisse (14) de telle sorte qu'il se présente un angle d'embarrage (e) du papier de couverture (4) contre le cylindre cannelé, ce dispositif tracteur appliquant au carton (6) une tension de traction (f) se répercutant sous la forme d'une pression (p) du papier de couverture contre le papier de cannelure au niveau de la surface d'embarrage, caractérisée en ce que la charge linéaire d'appui (q) du cylindre lisse (14) contre le cylindre cannelé inférieur (12) est régulée à une valeur faible comprise entre 0 à 7 N/mm et en ce que le cylindre lisse (14) est monté entre une paire de leviers (50) sous-jacents au cylindre cannelé (12), paire de leviers (50) dont les deux extrémités d'un même côté sont montées en rotation sur un axe (52) solidaire du bâti de la presse lisse, alors que les deux autres extrémités opposées des leviers (50) sont portées chacune par un actuateur (60) à pression constante au travers d'un premier détecteur de force (62), la tranche supérieure de chaque lever (50) venant en butée contre une came motorisée (70, 72) au travers d'un second détecteur de force (63).
  2. Presse-lisse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif tracteur (16) est complété d'un rouleau souple (18) parallèle d'appui complémentaire agissant sur le papier de cannelure (2).
  3. Presse-lisse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le contact entre chaque lever (50) et sa butée (70) est situé au niveau du filet de contact entre le cylindre lisse (14) et le cylindre cannelé (12).
  4. Presse-lisse selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'axe de rotation (52) des leviers (50) est situé à la même hauteur que l'axe (17) du cylindre lisse (12), et en ce que le papier de couverture (4) est guidé par un rouleau amont (11) de telle sorte à entrer en contact avec le cylindre lisse (12) au niveau de sa génératrice inférieure pour le quitter au niveau de sa génératrice supérieure.
  5. Procédé de régulation d'une presse-lisse selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à :
    faire lever par les actuateurs (60) les leviers (50) et le cylindre lisse (12) pour lire la valeur des premiers détecteurs (62) influencés que par le seul poids de ces organes, puis recalibrer ces lectures à une valeur nulle,
    faire buter chaque levier (50) par son actuateur (60) contre sa came (70) avec une force Fh lue sur le premier détecteur (62) associé, relever la force de contre-réaction Fb de la came correspondante telle que lue par le second détecteur (63), et établir, au niveau de l'axe de rotation (52) des leviers, l'égalité des couples Fh x Lh = Fb1 x Lb, dans laquelle Lh et Lb sont les entre-axes respectivement de l'actuateur et de la came,
    modifier la position de chaque came (70) pour appuyer le cylindre lisse (14) contre le cylindre cannelé (12) créant de part et d'autre une force de contre-réaction Fp du cylindre cannelé diminuant celle de la came en obtenant la nouvelle égalité des couples Fh x Lh = (Fb2 x Lb) + (Fp x Lp), où Lp est l'entre-axe du filet de contact du cylindre lisse avec le cylindre cannelé et Fb2 la nouvelle lecture du second détecteur,
    asservir la position de chaque came (70) à la lecture du second détecteur (63) Fbi de telle sorte à maintenir de part et d'autre la force Fp à une valeur constante telle que : 2 x Fp / largeur de papier = q charge linéaire désirée.
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