EP0901898B1 - Appareil ainsi que procédé pour la fabrication de carton ondulé - Google Patents

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EP0901898B1
EP0901898B1 EP98117240A EP98117240A EP0901898B1 EP 0901898 B1 EP0901898 B1 EP 0901898B1 EP 98117240 A EP98117240 A EP 98117240A EP 98117240 A EP98117240 A EP 98117240A EP 0901898 B1 EP0901898 B1 EP 0901898B1
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EP
European Patent Office
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fluted roller
curvature
roller
fluted
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP98117240A
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German (de)
English (en)
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EP0901898A1 (fr
Inventor
Rudolf Gehrmann
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.)
BHS Corrugated Maschinen und Anlagenbau GmbH
Original Assignee
BHS Corrugated Maschinen und Anlagenbau GmbH
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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
    • B31F1/2863—Corrugating cylinders; Supporting or positioning means therefor; Drives therefor

Definitions

  • An apparatus and method for manufacturing corrugated cardboard is provided.
  • Devices of this kind are produced with fluted rolls of shapes different, the profile being determined by the distance and the height of the teeth.
  • the paper strip is compressed under pressure and influence of heat between the profiles of the co-operating grooved rollers and then glued with a smooth covering strip. Usually this is done also under influence of heat and pressure by means of a roller support or compression roller.
  • the embossing process itself takes place between the fluted tops or profile tops of a grooved roller and the grooved base surfaces or respective profile valleys of the other grooved roller. Usually the sides do not participate in the embossing process. In constructions like this the difference between the radii of profile vertices and cooperating profile valleys play an important role.
  • the contact between the profile vertices of the second grooved roller and the essentially cylindrical surface of the backing roller takes place in the slot support, i.e. in the contact area between the second roller grooved and the support roller.
  • the distance between the axes of the two rollers defined by the contact of the grooved roller and the roller support constantly varies during the rotation of the rollers between a value maximum, when a profile vertex is located near a link plane containing the axes of the rollers, and a minimum value, when a valley in profile of the second grooved roller is located in the connection plane containing the axes of the rollers.
  • curvature and in particular the curvature apex of the profile tops of the second grooved roller is a factor essential which influences paper damage on the side of the roll support of the smooth strip.
  • the increase in the spread creates an increased risk of vibration excitation, because the deviation is also responsible for variations in the distance between the axes of the second grooved roller and the backing roller, because of a simple geometric reason: a gap increased causes increased variations in the radial distance between the axes of the second grooved roller and the support roller.
  • US 5,419,796 discloses an apparatus for manufacturing corrugated cardboard. he has a first pair of fluted rollers and a second pair of fluted rollers which forms a support slot with a support roller.
  • the first pair of fluted rollers consists of a roller at the top and a roller at the bottom, whose profile vertices and profile valleys cooperate for the wavy deformation of a continuous strip.
  • the summits of profile of the grooved roller at the top are essentially smaller than the intermediate profile valleys.
  • the vertices in profile are larger than the profile valleys that lie between them.
  • the profile valley areas of the two fluted rollers have no influence on the wavy deformation of the continuous strip and, therefore, are not suitable for areas of profile vertices that mesh.
  • This realization of the two fluted rollers has for as a result an irregular walk of the device, which has negative effects on the corrugated cardboard to be manufactured.
  • the object of the invention is to arrange an apparatus for the production of cardboard. wavy so that the vibration excitation is reduced and the risk marking on the corresponding composite strip as well as damage fiber is reduced. In addition, the risk of mutual engagement, i.e. the risk of catching the cooperating teeth of the two rollers fluted is to be avoided.
  • the composite strip produced in an apparatus according to the invention can be single-sided corrugated board to use as it is, for example to wrap cylindrical articles.
  • compound tape can also be a product preparation for two-sided or multi-layer corrugated cardboard.
  • corrugated cardboard notably comprises compound strips, which are manufactured using simple strips containing fibers and especially cellulose fibers.
  • the band composed consists of other materials, for example strips of material synthetic, which can in principle be machined for the production of strips wavy compound single sided.
  • the invention is based on the idea, that an increased vibration excitation and increased charges appear mainly only where the profile ribs of the second grooved roller are in contact under pressure with the backing roller, the corrugated strip and the smooth strip being interspersed.
  • crowns more strongly curved of the corrugated strip are formed. These peaks more strongly curved corrugated tape have no disadvantage for the product respective. Even if the corresponding compound tape is later machined from double-sided corrugated cardboard (Doubleface), the crowns more strongly curved corrugated tape are glued to a smooth strip of paper in an essentially flat junction line, where no vibration can not appear and where thus the influence of the vertex radius is limited.
  • the two fluted rollers are arranged with an identical distance, that is, they have the same distance between successive apices of profile peaks and succeeding apexes of profile valleys.
  • the invention relates to a method for manufacturing of corrugated cardboard.
  • the difference between the radius of curvature of the valleys of profile of the second grooved roller and the radius of curvature of the tops of profile of the first grooved roller is approximately or preferably exactly equal to the difference between the radius of curvature of the valleys of profile of the first grooved roller and the radius of curvature of the tops of profile of the second grooved roller.
  • a first smooth strip is glued against the peaks of the corrugated strip still in contact with the second grooved roller in a second roller slot between the second grooved roller and a support roller.
  • the first and second peaks have at least approximately circular cylindrical curvature in the apex area, and that of a larger radius of curvature in the area apex of the first wave crowns and a radius of curvature more small in the apex area of the second crowns.
  • the connecting flanks of the corrugated strip between the first and second successive and second and first wave crowns successive crowns can be formed essentially by straight line and essentially without pressure.
  • a second smooth strip can be stuck to the apices of the second wavy peaks. It is true that these apex have a greater curvature or, in other words, a radius of curvature smaller.
  • the appearance of the problems of excitation of vibrations and the risk of scarring is limited due to the attachment of the second smooth strip.
  • Corrugated cardboard can be produced according to the process described above, comprising a wavy band with first and second peaks of successive waves indicating opposite directions relative to the plane of the strip, and a first smooth strip in contact with the first tops of ripple and stuck to the apices, the first peaks of ripple having a smaller curvature than that of the second crowns.
  • the first wave crowns and the second wave peaks may have a circle arc curvature at least in the apex area respective, the radius of curvature of the first crowns of ripple being greater than the radius of curvature of the second peaks.
  • the connecting flanks of the corrugated strip can extend essentially in a straight line between a first and a second respective wave crown.
  • the connecting flanks of the corrugated strip can be essentially without embossing between first and second crown respective, so that their rigidity is not affected.
  • Successive connecting flanks of the corrugated strip can form essentially identical angles with the plane of the wavy strip between a first wave crown and a respective second wave peak and between a second crown of ripple and a first crown of the wavy strip, respectively.
  • a second smooth strip can be in contact with and glued to the apexes of the second wavy peaks.
  • the invention differs from all these objections essentially in that depending on the objections, essentially symmetrical profiles of the strip wavy are produced, while according to the invention, the first crowns corrugation of the final profiles of the corrugated strip have more curvature small and second wavy peaks have greater curvature or in other words: the peaks of undulation projecting from the plane of the corrugated strip in one direction have a different curvature than that of the tops corrugation projecting from the plane of the corrugated strip in the other direction.
  • a frame is designated by 10; it is placed on a machine foundation 12.
  • the frame houses a first grooved roller 1, a second roller grooved 2 and a support roller 4.
  • the first grooved roller 1 is supported against the second grooved roller 2 and in addition the support roller 4 is pressed against the second canned roller 2 by means of support.
  • the first and second grooved roll 1, 2 together form a slot ripple 3; the support roller 4 and the second grooved roller 2 form together a support slot 5.
  • a continuous strip 16 short to the first grooved roller 1 by a deflection pulley 18 and along from the first grooved roller 1 to the corrugated slot 3. After its passage through the corrugated slot 3 the continuous strip 16, first of all smooth, is deformed into a wavy strip 20. Supported on the second roller grooved 2, this corrugated strip 20 runs in the direction of the support slot 5 which remains to be described in detail.
  • a smooth strip 24 short by a deflection roller 26 and by clamping means 28 up to the support roller 4 and supported thereon in the support slot 5. In the support slot 5, the corrugated strip 20 is joined with the smooth strip 24.
  • the deformation of the continuous strip 16 into a corrugated strip 20 is carried out by moistening the continuous strip 16 first smooth before entering in the corrugated slot 3 by a humidification device 30 schematically indicated and by heating it, for example by the pulley of bypass 18 heated by steam.
  • the continuous strip thus moistened and then passes through the corrugated slot 3 formed by the rollers fluted 1, 2 heated to around 180 ° C.
  • the corrugated strip 20 After passing through the corrugated slot 3, the corrugated strip 20 meanwhile born from the strip continuous 16 is so stabilized in its wavy shape that it crosses the distance to the support slot 5 supported on the grooved roller 2.
  • the contact between the corrugated strip 20 and the grooved roller 2 can be improved pressing the corrugated strip 20 against the outside face of the roller grooved 2 by an external overpressure in an overpressure chamber not shown or causing a vacuum inside the roller grooved 2, which is for example applied by grooves circumferential with the profile valleys of the grooved roller 2, so that the corrugated strip 20 is pressed against the circumferential profile of the grooved roller 2 by this depression under the simultaneous influence of the atmospheric pressure on the outer radial side of the corrugated strip 20.
  • Fig. 1 also shows a bonding device 32, whereby glue is applied to the outer radial side of the wavy strip 20, especially on the crowns radially indicating outside.
  • the corrugated strip 20 carrying the adhesive and the smooth strip 24 enter in the support slot 5 together, to be pressed against one another, this support representing a first step of bonding.
  • the compound band 34, formed by the band corrugated 20 and the smooth strip 24 then runs through deflections 36, 38 in a transport device 40 which places the composite strip (cardboard corrugated single side) in loops on a longitudinal transport device 44, as illustrated in 46.
  • the profile vertices PS1 and PS2 and the profile valleys PT1 and PT2 extend essentially parallel to the axes of the rollers, but they can also be tilted relative to the latter.
  • Fig. 2 the engagement conditions between the first grooved roller 1 and the second grooved roller 2 are shown in detail in linearized or unrolled representation.
  • the grooved roller 1 has PS1 profile vertices and PT1 profile valleys as well as PF1 flanks linking these.
  • Grooved roller 2 has profile tops PS2 and PT2 profile valleys as well as PF2 profile flanks linking these last.
  • the construction is arranged so that the PS1 profile vertices have a circular cylindrical curvature with a radius of curvature RS1, the vertices of profile PS2 have a cylindrical curvature circular with a radius of curvature RS2, the valleys of profile PT1 have a circular cylindrical curvature with a radius of curvature RT1, the valleys of profile PT2 have a circular cylindrical curvature with a radius of RT2 curvature and that the side flanks PF1 and PF2 are each formed by tangents to neighboring circular cylindrical curvatures.
  • the line in dashes is obtained by approximating the profile of the first grooved roller 1 to the profile of the second grooved roller 2.
  • the distance between PF2 and PF1 ' corresponds approximately to the thickness of the paper of the corrugated strip 20, which is obtained by compression of the continuous strip 16 into a corrugated strip 20 in the apex areas of the corrugated slot 3, as shown in Fig. 1.
  • roller diameters grooved 1 and 2 can be identical or different.
  • Fig. 3 we recognize a PS2 profile top of the grooved roller 2 in meshing with a cylindrical circumferential face U4 of the roller support 4 in linearized or unrolled representation.
  • the smooth strip 24 is pressed against the corrugated strip 20 between the top of the PS2 profile of the grooved roller 2 and the circumferential face of the support roller 4, namely against a layer of glue 48 having been applied to the tops corrugation 50 of the corrugated strip 20 by the bonding device 32 according to Fig. 1.
  • the relatively strong curved peaks 52 are supported by a flat side of another flat strip not shown here, if a corrugated board double sided is formed later.
  • Machine operation is quieter due to pressure reduced surface and weaker knocks resulting between rollers 2 and 4.
  • the take-in factor remains practically equal to that of a corresponding symmetrical profile (the take-in factor is defined as the ratio of paper length tucked in with that of the corrugated paper, i.e. the length of the strip continues to that of the corrugated cardboard obtained).
  • the take-in factor is defined as the ratio of paper length tucked in with that of the corrugated paper, i.e. the length of the strip continues to that of the corrugated cardboard obtained).
  • the flank angles ⁇ and ⁇ according to Fig. 2 can be maintained approximately equal to the angles of the sides with symmetrical profiles conventional.
  • the profile peaks PS1, PS2 and the valleys of profile PT1, PT2 cooperate for the wavy deformation, or in other words: that the deformation of the profile is obtained by subjecting the continuous strip 16 to the influence of the pressure between a top of profile PS2 of the second grooved roller 2 or lower grooved roller 2 and a profile valley PT1 of the first grooved roller 1 or upper grooved roller 1, or by subject to the influence of pressure between the PS1 profile vertices of the first grooved roller 1 or upper grooved roller 1 and the valleys of PT2 profile of the second grooved roller or lower grooved roller, respectively, as is evident from FIG. 2.
  • angle ⁇ also decreases.
  • a decrease in angle ⁇ means an additional change in the factor of re-entry in the sense of a reduction in paper consumption.

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

Description

L'invention concerne un appareil et un procédé pour la fabrication de carton ondulé.
Des appareils de ce genre sont réalisés avec des rouleaux cannelés de formes différentes, le profil étant déterminé par l'écart et la hauteur des dents. Lors de la fabrication, la bande de papier est comprimée sous pression et influence de chaleur entre les profils des rouleaux cannelés coopérants et ensuite collés avec une bande couvrante lisse. D'habitude, ceci s'effectue également sous influence de chaleur et pression par l'entremise d'un rouleau d'appui ou rouleau de compression.
Le processus de gaufrage lui-même s'effectue entre les sommets cannelés ou sommets de profil d'un rouleau cannelé et les surfaces de base cannelées ou vallées de profil respectives de l'autre rouleau cannelé. D'habitude, les flancs ne participent pas au processus de gaufrage. Dans des constructions de ce genre la différence entre les rayons des sommets de profil et des vallées de profil coopérants jouent un rôle important.
Avec des rouleaux cannelés conventionnels, les profils des deux rouleaux cannelés sont identiques, de sorte que l'ondulation du papier dans les deux directions de pliage est identique et qu'il en résulte un profil symétrique du carton ondulé final.
Le contact entre les sommets de profil du deuxième rouleau cannelé et la surface essentiellement cylindrique du rouleau d'appui a lieu dans la fente d'appui, c'est-à-dire dans la zone de contact entre le deuxième rouleau cannelé et le rouleau d'appui. Il en résulte, que la distance entre les axes des deux rouleaux définie par le contact du rouleau cannelé et du rouleau d'appui varie constamment lors de la rotation des rouleaux entre une valeur maximale, quand un sommet de profil est situé près d'un plan de liaison contenant les axes des rouleaux, et une valeur minimale, quand une vallée de profil du deuxième rouleau cannelé est située dans le plan de liaison contenant les axes des rouleaux. Ces distances variantes provoquent une excitation permanente de vibrations, les amplitudes apparaissantes de vibration provoquant du marquage de surface sur le coté du rouleau d'appui de la bande lisse et pouvant causer des dommages aux fibres de papier dans la fente d'appui, surtout dans le domaine des résonances. Plus l'écart du profil cannelé est grand, plus les amplitudes de vibration endommageantes peuvent augmenter. Pour résoudre ce problème, on pourrait envisager des opérations avec des valeurs de pression réduites et une période d'influence élevée entre le deuxième rouleau cannelé et le rouleau d'appui et prévoir par compensation une période plus longue d'influence pour obtenir une liaison intense entre la bande ondulée et la bande lisse.
Il faut prendre en considération que la courbure et notamment la courbure d'apex des sommets de profil du deuxième rouleau cannelé est un facteur essentiel qui influence les dommages du papier sur le coté du rouleau d'appui de la bande lisse. Plus le rayon de courbure des sommets de profil est grand, plus la pression de Hertz agissant sur le papier diminue.
D'autre côté, on ne peut pas réduire la courbure à volonté ou autrement dit, on ne peut pas augmenter le rayon de courbure dans la zone d'apex des sommets de profil du deuxième rouleau cannelé à volonté. C'est que, l'écart étant donné, l'angle du flanc par rapport à un cercle partiel circulaire du profil monte avec le rayon de courbure. Ceci mène facilement à ce qu'un roulement des profils du premier et du deuxième rouleau cannelé est gêné: le papier est surchargé et finalement les dents s'accrochent les uns dans les autres. L'augmentation de l'angle de flanc peut être compensé par une augmentation de l'écart, mais cette mesure n'est pas efficace, si un écart défini est souhaité en vue de la rigidité de pression de la bande composée formée par la bande lisse et la bande ondulée.
En outre l'augmentation de l'écart provoque lui-même un risque augmenté de l'excitation de vibrations, parce que l'écart est également responsable pour les variations de la distance entre les axes du deuxième rouleau cannelé et du rouleau d'appui, à cause d'une simple raison géométrique: un écart augmenté provoque des variations augmentées de la distance radiale entre les axes du deuxième rouleau cannelé et du rouleau d'appui.
L'idée de réduire des dommages sur le côté du rouleau d'appui de la bande lisse par l'augmentation du rayon des sommets provoque en outre également l'effet désavantageux d'une augmentation de la consommation du papier, parce que le cours du papier entre un apex de sommet de profil et un apex de vallée de profil des rouleaux cannelés s'éloigne de plus en plus de la ligne droite de liaison entre les deux points d'apex représentant la ligne la plus courte de liaison entre ces points d'apex.
US 5,419,796 révèle un appareil pour la fabrication de carton ondulé. Il comporte une première paire de rouleaux cannelés et une deuxième paire de rouleaux cannelés qui forme une fente d'appui avec un rouleau d'appui. La première paire de rouleaux cannelés consiste d'un rouleau en haut et d'un rouleau en bas, dont les sommets de profil et vallées de profil coopèrent pour la déformation ondulée d'une bande continue. Les sommets de profil du rouleau cannelé en haut sont essentiellement plus petits que les vallées de profil intermédiaires. Lors du rouleau cannelé en bas, les sommets de profil sont plus grands que les vallées de profil qui se trouvent entre ceux-ci. Les zones des vallées de profil des deux rouleaux cannelés n'exercent aucune influence sur la déformation ondulée de la bande continue et, par conséquent, ne sont pas adaptées aux zones des sommets de profil qui engrènent. Cette réalisation des deux rouleaux cannelés a pour conséquence une marche irrégulière de l'appareil, ce qui a des effets négatifs sur le carton ondulé à fabriquer.
L'invention a pour but d'agencer un appareil pour la fabrication de carton ondulé de façon que l'excitation de vibrations soit réduite et que le risque de marquage sur la bande composée correspondante ainsi que du dommage des fibres soit réduit. En outre le risque d'un engrènement mutuel, c'est-à-dire le risque d'un accrochement des dents coopérants des deux rouleaux cannelés est à éviter.
La bande composée fabriquée dans un appareil selon l'invention peut être un carton ondulé simple face à user tel qu'il est, par exemple pour envelopper des articles cylindriques. la bande composée peut aussi être un produit préparatoire pour un carton ondulé deux faces ou à plusieurs couches. L'expression "carton ondulé" comporte notamment des bandes composées, qui sont fabriquées en usant des bandes simples contenant des fibres et surtout des fibres de cellulose. Cependant, il n'est pas exclus, que la bande composée consiste d'autres matériaux, par exemple des bandes de matière synthétique, qui peuvent en principe être usiné pour la fabrication de bandes composées ondulées simple face.
L'invention est basée sur l'idée, qu'une excitation de vibrations augmentée et des charges augmentés apparaissent essentiellement uniquement là, où les nervures de profil du deuxième rouleau cannelé sont en contact sous pression avec le rouleau d'appui, la bande ondulée et la bande lisse étant intercalées.
Auprès des sommets de profil plus fortement courbés du premier rouleau cannelé avec l'agencement selon l'invention, des cimes plus fortement courbées de la bande ondulée sont formées. Ces cimes plus fortement courbées de la bande ondulée ne présentent aucun désavantage pour le produit respectif. Même si la bande composée correspondante est ultérieurement usinée en carton ondulé double face (Doubleface), les cimes plus fortement courbées de la bande ondulée sont collées à une bande lisse de papier dans une ligne de jonction essentiellement plane, où aucune vibration ne peut apparaítre et où ainsi l'influence du rayon de sommet est limitée.
De préférence, les deux rouleaux cannelés sont agencés avec un écart identique, c'est-à-dire ils ont la même distance entre des apex succédants des sommets de profil et des apex succédants des vallées de profil.
Le cours des flancs entre des sommets de profil et de vallées de profil succédants est variable dans une large gamme, tant qu' on assure, qu'il n' y a pas de coincement. L'idée de l'invention peut par exemple également être combinée avec le principe des dits "profils d'os", auprès desquels les sommets de profil sont epaissis dans leur étendue le long du cercle partiel par un agencement concave des flancs. Un tel "profil d'os" est par exemple montré et décrit dans l'imprimé "Die Einseitige Gruppe" (le groupe simple face), numéro de publication 1 (793D)0,5 de l'entreprise Peters Maschinenfabrik GmbH, Rondenbarg 9-17, 22525 Hamburg. Quant au "profil d'os", référence est également faite au brevet EP 0 098 936.
Selon un autre aspect, l'invention concerne un procédé pour la fabrication de carton ondulé.
Lors de ce procédé, la différence entre le rayon de courbure des vallées de profil du deuxième rouleau cannelé et le rayon de courbure des sommets de profil du premier rouleau cannelé est approximativement ou de préférence exactement égale à la différence entre le rayon de courbure des vallées de profil du premier rouleau cannelé et le rayon de courbure des sommets de profil du deuxième rouleau cannelé. En outre, une première bande lisse est collée contre les cimes d'ondulation de la bande ondulée toujours en contact avec le deuxième rouleau cannelé dans une deuxième fente de rouleau entre le deuxième rouleau cannelé et un rouleau d'appui.
Selon un procédé avancé, les premières et les deuxièmes cimes d'ondulation sont formées d'une courbure environ cylindrique circulaire au moins dans la zone d'apex, et cela d'un rayon de courbure plus grand dans la zone d'apex des premières cimes d'ondulation et d'un rayon de courbure plus petit dans la zone d'apex des deuxièmes cimes d'ondulation.
Les flancs de liaison de la bande ondulée entre des premières et des deuxièmes cimes d'ondulation succédantes et des deuxièmes et des premières cimes d'ondulation succédantes peuvent être formés essentiellement en ligne droite et essentiellement sans pression.
Pour obtenir un carton ondulé double face, une deuxième bande lisse peut être collée aux apex des deuxièmes cimes d'ondulation. Il est vrai que ces apex ont une courbure plus forte ou, autrement dit, un rayon de courbure plus petit. Cependant, l'apparition des problèmes de l'excitation de vibrations et le risque de marquage sont limités à cause de l'attachement de la deuxième bande lisse.
Un carton ondulé peut être fabriqué selon le procédé décrit ci-dessus, comportant une bande ondulée avec des premières et des deuxièmes cimes d'ondulation succédantes indiquant des directions opposées relatif au plan de la bande, et une première bande lisse en contact avec les premières cimes d'ondulation et collée aux apex, les premières cimes d'ondulation ayant une courbure plus petite que celle des deuxièmes cimes d'ondulation.
Les premières cimes d'ondulation et les deuxièmes cimes d'ondulation peuvent avoir une courbure d'arc de circle au moins dans la zone d'apex respective, le rayon de courbure des premières cimes d'ondulation étant plus grand que le rayon de courbure des deuxièmes cimes d'ondulation.
Les flancs de liaison de la bande ondulée peuvent s'étendre essentiellement en ligne droite entre une première et une deuxième cime d'ondulation respective. Les flancs de liaison de la bande ondulée peuvent être essentiellement sans gaufrage entre une première et une deuxième cime d'ondulation respective, de façon que leur rigidité ne soit pas affectée.
Des flancs de liaison succédants de la bande ondulée peuvent former des angles essentiellement identiques avec le plan de la bande ondulée entre une première cime d'ondulation et une deuxième cime d'ondulation respective et entre une deuxième cime d'ondulation et une première cime de la bande ondulée, respectivement.
Une deuxième bande lisse peut être en contact avec et collée aux apex des deuxièmes cimes d'ondulation.
Quant à l'art antérieur, référence est faite aux documents suivants:
  • DE 26 11 325 B2
  • DE 82 17 295 U1
  • EP 06 81 909 A2
  • GB 22 84 433 A
  • US 54 19 796
  • US 30 53 309
  • Niemann, G.: Maschinenelemente , Springer-Verlag, Berlin et autres, 1960, Vol. 2, p. 25 - 28, 36 - 38.
    • L'invention se distingue de toutes ces objections essentiellement en ce que selon les objections, des profils essentiellement symétriques de la bande ondulée sont fabriqués, tandis que selon l'invention, des premières cimes d'ondulation des profils finals de la bande ondulée ont une courbure plus petite et des deuxièmes cimes d'ondulation ont une courbure plus forte ou autrement dit: les cimes d'ondulation saillant du plan de la bande ondulée dans l'une direction ont une courbure différente de celle des cimes d'ondulation saillant du plan de la bande ondulée dans l'autre direction.
    Les figures annexées illustrent l'invention à partir d'un exemple de réalisation.
    Fig. 1
    montre une vue d'ensemble d'un appareil selon l'invention pour la fabrication de carton ondulé simple face;
    Fig. 2
    montre les conditions d'engrènement entre les deux rouleaux cannelés d'un appareil selon l'invention et
    Fig. 3
    montre les conditions d'engrènement entre les deuxièmes rouleaux cannelés et le rouleau d'appui d'un appareil selon l'invention.
    A la Fig. 1, un bâti est désigné par 10; il est posé sur une fondation de machine 12. Le bâti loge un premier rouleau cannelé 1, un deuxième rouleau cannelé 2 et un rouleau d'appui 4. Le premier rouleau cannelé 1 est appuyé contre le deuxième rouleau cannelé 2 et en outre le rouleau d'appui 4 est appuyé contre le deuxième rouleau canneté 2 par des moyens d'appui. Le premier et le deuxième rouleau cannelé 1, 2 forment ensemble une fente à ondulation 3; le rouleau d'appui 4 et le deuxième rouleau cannelé 2 forment ensemble une fente d'appui 5.
    A partir d'un réservoir montré à 14 au schéma-bloc, une bande continue 16 court au premier rouleau cannelé 1 par une poulie de déviation 18 et le long du premier rouleau cannelé 1 à la fente à ondulation 3. Après son passage à travers la fente à ondulation 3 la bande continue 16, tout d'abord lisse, est deformée en bande ondulée 20. Supportée sur le deuxième rouleau cannelé 2, cette bande ondulée 20 court en direction de la fente d'appui 5 qui reste à être décrite en detail. A partir d'un réservoir 22 une bande lisse 24 court par un rouleau de déviation 26 et par des moyens de serrage 28 jusqu'au rouleau d'appui 4 et supportée sur celui-ci dans la fente d'appui 5. Dans la fente d'appui 5, la bande ondulée 20 est jointe avec la bande lisse 24.
    La déformation de la bande continue 16 en bande ondulée 20 est réalisée en humidifiant la bande continue 16 tout d'abord lisse avant son entrée dans la fente à ondulation 3 par un dispositif d'humidification 30 schématiquement indiqué et en le chauffant, par exemple par la poulie de déviation 18 chauffée à la vapeur. La bande continue ainsi humidifiée et chauffée traverse ensuite la fente à ondulation 3 formée par les rouleaux cannelés 1, 2 chauffés à environ 180°C. Après son passage à travers la fente à ondulation 3, la bande ondulée 20 entretemps née de la bande continue 16 est tellement stabilisée en sa forme ondulée qu'elle traverse la distance jusqu'à la fente d'appui 5 supportée sur le rouleau cannelé 2. Le contact entre la bande ondulée 20 et le rouleau cannelé 2 peut être amélioré en appuyant la bande ondulée 20 contre la face extérieure du rouleau cannelé 2 par une surpression extérieure dans une chambre de surpression non montrée ou en provoquant une dépression à l'intérieur du rouleau cannelé 2, laquelle est par exemple appliquée par des rainures circonférentielles auprès les vallées de profil du rouleau cannelé 2, de façon que la bande ondulée 20 est appuyée contre le profil circonférentiel du rouleau cannelé 2 par cette dépression sous l'influence simultanée de la pression atmosphérique sur le côté radial extérieur de la bande ondulée 20.
    De manière schématique, Fig. 1 montre également un dispositif de collage 32, par lequel de la colle est appliquée sur le côté radial extérieur de la bande ondulée 20, surtout sur les cimes d'ondulation radialement indiquant l'extérieur. La bande ondulée 20 portant la colle et la bande lisse 24 entrent dans la fente d'appui 5 ensemble, pour y être appuyées l'une contre l'autre, cet appui représantant une première étappe de collage. En maintenant une tension environ constante la bande composée 34, formée par la bande ondulée 20 et la bande lisse 24, court ensuite par des déviations 36, 38 dans un dispositif de transport 40 lequel pose la bande composée (carton ondulé simple face) en boucles sur un dispositif de transport longitudinal 44, comme illustré à 46.
    Dans cet exemple, les sommets de profil PS1 et PS2 et les vallées de profil PT1 et PT2 s'étendent essentiellement parallel aux axes des rouleaux, mais ils peuvent aussi être inclinés par rapport à ces derniers.
    A la Fig. 2, les conditions d'engrènement entre le premier rouleau cannelé 1 et le deuxième rouleau cannelé 2 sont montrées en detail en représentation linéarisée ou déroulée. Le rouleau cannelé 1 comporte des sommets de profil PS1 et des vallées de profil PT1 ainsi que des flancs PF1 liant ces derniers. Le rouleau cannelé 2 comporte des sommets de profil PS2 et des vallées de profil PT2 ainsi que des flancs de profil PF2 liant ces derniers. Dans l'exemple, la construction est agencée de façon que les sommets de profil PS1 ont une courbure cylindrique circulaire avec un rayon de courbure RS1, les sommets de profil PS2 ont une courbure cylindrique circulaire avec un rayon de courbure RS2, les vallées de profil PT1 ont une courbure cylindrique circulaire avec un rayon de courbure RT1, les vallées de profil PT2 ont une courbure cylindrique circulaire avec un rayon de courbure RT2 et que les flancs de profil PF1 et PF2 sont formés chacun par des tangentes aux courbures cylindriques circulaires voisinées. La ligne en tirets est obtenue par le rapprochement du profil du premier rouleau cannelé 1 au profil du deuxième rouleau cannelé 2. La distance entre PF2 et PF1' correspond environ à l'épaisseur du papier de la bande ondulée 20, laquelle est obténue par la compression de la bande continue 16 en bande ondulée 20 dans les zones des sommets de la fente à ondulation 3, comme indiqué à la Fig. 1.
    On reconnaít sans plus que les inéquations suivantes sont satisfaites:
  • RS1 < RT2
  • RS2 < RT1
  • RS1 < RS2
  • RT2 < RT1.
    • Dans l'exemple, les valeurs suivantes sont valables pour les rayons de courbure:
  • RS1 = 1,2 mm
  • RT2 = 1,5 mm
  • RS2 = 1,8 mm
  • RT1 = 2,1 mm.
    • On prenne en considération les differences entre les rayons
  • RT2 moins RS1 = 0,3 mm
  • RT1 moins RS2 = 0,3 mm.
    • On prenne aussi en considération que l'écart t des profils du rouleau cannelé 1 et du rouleau cannelé 2 est identique. Les diamètres des rouleaux cannelés 1 et 2 peuvent être identiques ou différents.
    Enfin on prenne en considération que la distance d entre le flanc PF2 et le flanc PF1' déplacé en position d'opération a une valeur maximale à l'hauteur moyenne des flancs, ce qui empêche un coincement entre les flancs lors de la rotation des rouleaux cannelés 1, 2.
    A la Fig. 3, on reconnaít un sommet de profil PS2 du rouleau cannelé 2 en engrènement avec une face circonférentielle cylindrique U4 du rouleau d'appui 4 en représentation linéarisée ou déroulée. La bande lisse 24 est appuyée contre la bande ondulée 20 entre le sommet de profil PS2 du rouleau cannelé 2 et la face circonférentielle du rouleau d'appui 4, à savoir contre une couche de colle 48 ayant été appliquée sur les cimes d'ondulation 50 de la bande ondulée 20 par le dispositif de collage 32 selon la Fig. 1.
    Les rayons de courbure relativement grands RS2 du sommet de profil PS2 et RT1 de la vallée de profil PT1 résultent en un rayon de courbure relativement grand (courbure petite) des cimes d'ondulation 50 là, où elles sont collées à la bande lisse 24 dans la fente d'appui 5, comme on reconnaít à la Fig. 3. Il en résulte une pression superficielle de Hertz limitée à ces positions-là.
    Les cimes d'ondulation 52 courbées relativement fort, prennent appui à une face plane d'une autre bande plane non montrée ici, si un carton ondulée double face est formée plus tard.
    L'opération de la machine est plus tranquille à cause de la pression superficielle réduite et les coups plus faibles résultant entre les rouleaux 2 et 4.
    Lors d'un collage éventuel des cimes d'ondulation 52 pour un agencement double face, la consommation de colle est faible; grâce à la surface collée réduite, des "effets de washboard" restent limités. Le facteur de rentrage reste pratiquement égal à celui d'un profil symétrique correspondant (le facteur de rentrage est defini comme le rapport de la longueur du papier rentré à celle du papier ondulé, c'est-à-dire de la longueur de la bande continue à celle du carton ondulé obtenu). Malgré les rayons de courbures grands RT1 et RS2 les angles de flanc α et β selon Fig. 2 peuvent être maintenus environ égal aux angles des flancs auprès des profils symétriques conventionnels.
    Il est encore évoqué que les sommets de profil PS1, PS2 et les vallées de profil PT1, PT2 coopèrent pour la déformation ondulée, ou autrement dit: que la déformation du profil est obtenue en soumettant la bande continue 16 à l'influence de la pression entre un sommet de profil PS2 du deuxième rouleau cannelé 2 ou rouleau cannelé 2 inférieur et une vallée de profil PT1 du premier rouleau cannelé 1 ou rouleau cannelé 1 supérieur, ou en la soumettant à l'influence de la pression entre les sommets de profil PS1 du premier rouleau cannelé 1 ou rouleau cannelé 1 supérieur et les vallées de profil PT2 du deuxième rouleau cannelé ou rouleau cannelé inférieur, respectivement, comme est évident de la Fig. 2.
    On peut également voir l'invention sous un autre aspect de la façon suivante: On part de nouveau d'un agencement des rouleaux cannelés avec des profils identiques des deux rouleaux cannelés et on suppose, que le rayon de courbure RS2 (étant egal au rayon de courbure RS1 dans le cas des profils identiques des rouleaux cannelés) est suffisamment grand pour limiter des excitations des vibrations et des marquages sur la bande composée à des valeurs admissibles. Maintenant on réduit le rayon de courbure RS1 du rouleau cannelé 1 supérieur sans changer le rayon de courbure RS2 du rouleau cannelé inférieur. Dans ce cas-là, l'angle β ne varie pas, mais l'angle α diminue. Ainsi la "capacité de marche" des profils est améliorée, c'est-à-dire le risque d'un rapprochement trop fort des profils et d'un coincement trop fort de la bande continue 16 est réduit.
    Simultanément, le facteur de rentrage et ainsi la consommation de papier sont réduits.
    En outre, suite à la réduction du rayon de courbure RS1, on peut réduire le rayon de courbure RT2. Par conséquent, l'angle β diminue également. Une diminution de l'angle β signifie un changement additionnel du facteur de rentrage au sens d'une réduction de la consommation de papier.

    Claims (6)

    1. Appareil pour la fabrication de carton ondulé, comportant
      a) un premier rouleau cannclé (1) et un deuxième rouleau cannelé (2) formant ensemble une fente à ondulation (3),
      b) un rouleau d'appui (4) formant une fente d'appui (5) avec le deuxième rouleau cannelé (2),
      c) des moyens d'admission (18) pour admettre une bande continue (16) à la fente à ondulation (3), dans laquelle la bande continue (16) est déformée en bande ondulée (20),
      d) des moyens d'admission (26,28) pour admettre une bande lisse (24) à la fente d'appui (5), dans laquelle la bande lisse (24) est appuyée à la bande ondulée (20) par l'entremise de moyens adhésifs, et
      e) des moyens de transport (36,38,40) pour transporter la bande composée (34) formée par le rapprochement de la bande ondulée (20) et la bande lisse (24),
      f) chacun des deux rouleaux cannelés (1,2) ayant sur sa face extérieure un profil cannelé avec des sommets de profil (PS1 ,PS2) et des vallées de profil (PT1,PT2) coopérant pour la déformation ondulée,
      i) des sommets de profil (PS1 ,PS2) et des vallées de profil (PT1, PT2) succédants de chaque rouleau cannelé (1,2) étant liés par des flancs de profil (PF1, PF2)
      ii) les sommets de profil (PS 1, PS2) de chaque rouleau cannelé (1,2) ayant en outre une courbure plus forte que celle des vallées de profil (PT2, PT1) de l'autre rouleau cannelé coopérant avec eux pour la déformation ondulée,
      iii) les sommets de profil (PS1) du premier rouleau cannelé (1) ayant une courbure plus forte que celle des sommets de profil (PS2) du deuxième rouleau cannelé (2),
      iv) les vallées de profil (PT1) du premier rouleau cannelé (1) ayant une courbure moins forte que celle des vallées de profil (PT2) du deuxième rouleau cannelé (2),
      v) les sommets de profil (PS1,PS2) des deux rouleaux cannelés (1,2) étant courbés en arc de cercle et les sommets de profil (PS1) du premier rouleau cannelé (1) ayant un rayon de courbure (RS1) plus petit que celui des sommets de profil (PS2) du deuxième rouleau cannelé (2),
      vi) les vallées de profil (PT1 ,PT2) des deux rouleaux cannelés (1,2) étant courbées en arc de cercle et les vallées de profil (PT1) du premier rouleau cannelé (1) ayant un rayon de courbure (RT1) plus grand que celui des vallées de profil (PT2) du deuxième rouleau cannelé (2),
      vii) la différence entre le rayon de courbure (RT2) des vallées de profil (PT2) du deuxième rouleau cannelé (2) et le rayon de courbure (RS1) des sommets de profil (PS1) du premier rouleau cannelé (1) étant environ ou de préférence exactement égale à la différence entre le rayon de courbure (RT1) des vallées de profil (PT1) du premier rouleau cannelé (1) et le rayon de courbure (RS2) des sommets de profil (PS2) du deuxième rouleau cannelé (2).
    2. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1,
      caractérisé en ce que
      les deux rouleaux cannelés (1,2) ont un écart identique, c'est-à-dire la même distance entre des apex succédants des sommets de profil et des apex succédants des vallées de profil.
    3. Procédé pour la fabrication de carton ondulé, notamment en utilisant un appareil selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2,
      a) lors duquel une bande continue (16) est passée à travers une première fente de rouleau (3) entre deux rouleaux cannelés (1,2) coopérants, à savoir un premier rouleau cannelé (1) et un deuxième rouleau cannelé (2), et est déformée en bande ondulée (20) avec des premières et des deuxièmes cimes d'ondulation succédantes (50 resp. 52) indiquant des directions opposées, en formant, lors de ce passage, une première cime d'ondulation (50) entre chaque vallée de profil (PT1) du premier rouleau cannelé (1) et un sommet de profil (PS2) respectif du deuxième rouleau cannelé (2), en formant ensuite une deuxième cime d'ondulation (52) entre un sommet de profil (PS1) du premier rouleau cannelé (1) et une vallée de profil (PT2) du deuxième rouleau cannelé (2), en formant ensuite de nouveau une première cime d'ondulation (50) entre une vallée de profil (PT1) du premier rouleau cannelé (1) et un sommet de profil (PS2) du deuxième rouleau cannelé (2) etc.,
      b) les sommets de profil (PS1,PS2) des deux rouleaux cannelés (1,2) étant courbés en arc de cercle et les sommets de profil (PS1) du premier rouleau cannelé (1) ayant un rayon de courbure (RS1) plus petit que celui des sommets de profil (PS2) du deuxième rouleau cannelé (2),
      c) les vallées de profil (PT1 ,PT2) des deux rouleaux cannelés (1,2) étant courbées en arc de cercle et les vallées de profil (PT1) du premier rouleau cannelé (1) ayant un rayon de courbure (RT1) plus grand que celui des vallées de profil (PT2) du deuxième rouleau cannelé (2),
      d) les premières cimes d'ondulation (50) sont formées d'une courbure plus petite entre les vallées de profil (PT1) du premier rouleau cannelé (1) et les sommets de profil (PS2) du deuxième rouleau cannelé (2) et les deuxièmes cimes d'ondulation (52) sont formées d'une courbure plus grande entre les sommets de profil (PS1) du premier rouleau cannelé (1) et les vallées de profil (PT2) du deuxième rouleau cannelé (2),
      e) la différence entre le rayon de courbure (RT2) des vallées de profil (PT2) du deuxième rouleau cannelé (2) et le rayon de courbure (RS1) des sommets de profil (PS1) du premier rouleau cannelé (1) étant environ ou de préférence exactement égale à la différence entre le rayon de courbure (RT1) des vallées de profil (PT1) du premier rouleau cannelé (1) et le rayon de courbure (RS2) des sommets de profil (PS2) du deuxième rouleau cannelé (2), et
      f) une première bande lisse (24) étant collée contre les premières cimes d'ondulation (50) de la bande ondulée (20) toujours en contact avec le deuxième rouleau cannelé (2) dans une deuxième fente de rouleau (5) entre le deuxième rouleau cannelé (2) et un rouleau d'appui (4).
    4. Procédé selon la revendication 3,
      caractérisé en ce que
      les premières (50) et les deuxièmes (52) cimes d'ondulation (50,52) sont respectivement formées d'une courbure environ cylindrique circulaire au moins dans la zone d'apex, et cela d'un rayon de courbure (RT1) plus grand dans la zone d'apex des premières cimes d'ondulation (50) et d'un rayon de courbure (RT2) plus petit dans la zone d'apex des deuxièmes cimes d'ondulation (52).
    5. Procédé selon la revendication 3 ou 4,
      caractérisé en ce que
      les flancs de liaison de la bande ondulée (20) entre des premières et des deuxièmes cimes d'ondulation (50 resp. 52) succédantes et des deuxièmes et des premières cimes d'ondulation (52 resp.50) succédantes sont formés essentiellement en ligne droite et essentiellement sans pression.
    6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 5,
      caractérisé en ce que
      une deuxième bande lisse est collée aux apex des deuxièmes cimes d'ondulation (52).
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