WO1994004419A1 - Procede de suremballage de charges a l'aide d'un film etirable, machine et film pour sa mise en ×uvre - Google Patents

Procede de suremballage de charges a l'aide d'un film etirable, machine et film pour sa mise en ×uvre Download PDF

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Jean-Paul Martin-Cocher
Georges Jaconelli
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Definitions

  • the invention relates to a process for overpacking fillers in stretch film, a machine and a film for its implementation. It relates more particularly to the overpacking of palletized loads, without however being limited to such an application insofar as it can be used for the overpacking of loads grouped together without a pallet.
  • the overwrapping in stretch film of palletized or non-palletized fillers can be carried out from a film, generally of polyethylene, of a thickness between 12 and 150 microns, -and most generally between 20 and 30 microns-, unwound from a reel and by implementing two main types of techniques which can be distinguished under the names of "wrapping" and "laying by curtain".
  • a film with a width of the order of 500 mm wound on a cardboard hub is placed around the load, palletized or not, taking advantage of the relative displacement by with respect to said load from a mobile assembly which carries the coil, the load itself being either fixed or mobile.
  • a generally larger width film is placed across a path taken by the load, forming a "curtain” which is first entrained by said load, then is closed on it.
  • the film is stretched there in situ, simultaneously or almost simultaneously with its positioning, that is to say either by causing the tension of the film between the load and a brake placed on the support of the film reel, or by circulating the film between rollers driven by motors at different circumferential rotational speeds, as explained in FR-2 281 275, cited above.
  • the elongation of the film is limited to a value of the order of 80 to 100% while the elongation can reach 200%, or even more, in installations according to the second embodiment.
  • the palletized loads or not are of an appropriate shape, well centered on the machine, and that the film stretching device is particularly efficient.
  • current machines for which high speeds are required, on the one hand, and where the rotational speeds of the load to be overwrapped, or of the reel on itself can reach values of the order of 40 to 50 revolutions. / min, do not make it possible to ensure, whatever the stretching devices used, a satisfactory regularity of the film flow rate.
  • the stretching devices currently used on motor-driven roller machines require relatively complex mechanisms to obtain satisfactory results which increase the weight of the moving parts of the overwrapping machines so that, to avoid the rotation of excessively large masses, these are film reels of limited weight which are used with the consequence of a relatively narrow operating autonomy by the need to frequently change the reels of unstretched film used.
  • the reeling speeds of the film can be varied by an order of magnitude in short spaces of time, for example from 10 to 200 m.
  • FR-A-2 579 577 which mentions the difficulties encountered in carrying out a total pre-stretching of the films which can be of the order of 300% -, recommends carrying out, on the overwrapping machine, a pre-stretching in two phases separated by an extremely short rest moment (of the order of a few hundredths of a second). If such a solution is advantageous, in that it makes it possible to execute significant pre-stretching ratios, it is complex to implement, on the one hand, and does not bring, on the other hand, simplification machines for its implementation, quite the contrary.
  • DE-34 09 117 which relates to a method of overpacking loads using a stretch film placed after it has been pre-stretched and in which the film is unwound from a reel or the like on which it is stored in the pre-stretched state, also does not provide a real solution to the drawbacks mentioned since it offers an elongation limited to about 50%.
  • an object of the invention to provide such a method, machine and film for its implementation, the use of which not only meets the requirements of the regulations in force regarding labor law but also allow, for machine operators, improved working and safety conditions.
  • a method according to the invention for wrapping loads grouped into a burden, palletized or not, by using a film and maple i set up around the bundle and, where appropriate, a pallet, after that it has been pre-stretched and unwound from a spool or the like 10 on which it is stored in the pre-stretched state is characterized in that said film is pre-stretched to present an_-elongation of the of the order of 150 to 500% and so that it exhibits, after relaxation, a tension in the reel of between 2 and 7, preferably between 2 15 and 3, DAN / mm 2 of film section per turn.
  • the method according to the invention makes it possible to conduct the drawing of the material under the best possible conditions insofar as the drawing and unwinding speeds are no longer linked to the large variations which are those existing in machines where the stretching takes place on the machine itself, on the one hand and, on the other hand:
  • a pre-stretching of the film which can be chosen in the longitudinal and / or transverse direction; improved performances with regard to the percentage of stretching of the film and which are to be taken into account for the regularity of the drawing speeds;
  • the subject of the invention is also a machine for overpacking loads grouped into a bundle, palletized or not, using a stretch film placed around the bundle and, if necessary, a pallet, characterized in that it comprises means for receiving a spool or the like with a substantially cylindrical skirt and chamfered ends on which the overwrap film is stored in the pre-stretched state, excluding additional means for stretching said film .
  • a machine according to the invention is also characterized in that it further comprises means for supporting reels of the pre-stretched film on standby and means for transferring said reels to the receiving means from which the film is unwound. film stored in the pre-stretched state.
  • this is of the rotating ring type, that is to say with a fixed burden and means of reception of reel of film stored in the pre-stretched state provided on said rotating ring.
  • the machine is of the "rotating arm” type. In yet another embodiment, the machine is of the "rotating load” type.
  • the machine is of the "curtain" type.
  • the subject of the invention is also the reels 10 or the like on which the overwrapping film of loads grouped according to a load, palletized or not, is stored in the pre-stretched state, and it encompasses in particular the reels characterized in that the pre-stretched film they wear has an elongation of 150 to 15,500% and exhibits, after relaxation, a tension of between 2 and 7, preferably between 2 and 3, DAN / mm 2 of film section per turn.
  • FIG. 1 is a schematic view, from above, of a coil manufacturing unit according to the invention.
  • FIG. 2 is a view in longitudinal section of a spool mandrel
  • FIG. 3 is an explanatory diagram
  • Figure 3A is another explanatory diagram
  • FIG. 4 is a very schematic view of a machine according to the invention.
  • FIG. 4A is also a very schematic view of another machine according to the invention.
  • FIGS. 5 to 9 are schematic views of yet other machines according to the invention.
  • a £ fclm ⁇ of stretchable plastic material for the overpacking of loads forming a burden, for example of palletized loads oulnon
  • the efforts made to exploit as much as _se can the stretching capacity of the film, not only in order to give the packaging better resistance properties but also in order to save material, either have not been entirely successful, or have not could only be achieved at the cost of great complications, and this is to say that the developments have been mainly focused on improvements to overwrapping machines, whether they are machines of the "wrapping" type (with fixed or mobile burden) ) or “curtain” machines.
  • the Applicant endeavored to conceive a process likely to be implemented on the most varied types of machines and according to which, in order to allow to optimize a pre-stretching of the film of overpacking of loads grouped according to a palletized or non-palletized load, said film is unwound from a reel or the like on which it is stored in the pre-stretched state with a very large elongation to present, after relaxation, a tension between 2 and 7, preferably 2 and 3, DAN / mm 2 of film section per turn.
  • Such a method in which the step of pre-stretching the film is dissociated from the step of placing on the load, then makes it possible to conduct the pre-stretching in an optimal manner, the speeds of stretching and unwinding n 'being more related to the parameters of the film placement phase on the load, in particular to very large variations in film flow from a conventional reel.
  • a coil 10, of stretch film for example of low density polyethylene film or of linear low density polyethylene film as produced by extrusion blow molding or calendering, -and which is delivered in a width which can vary between 200 and 1500 mm, is placed on a vertical mandrel M to allow the film to be unwound by rotation of the reel 10 in the direction of the arrow f_, FIG. 1.
  • the film 11, which is caused to circulate around two rubberized or knurled rollers, 12 and 13, driven by different circumferential speeds is received on a mandrel 18 of generally cylindrical shape, FIG.
  • the film 11 is significantly elongated and according to the speed ratio of said rollers.
  • the latter can either be driven by motors and linked together by a set of gears or a speed reducer, or can each be connected to a motor, the first of fixed speed and the second of adjustable speed to obtain, whatever the embodiment, a reel 14 of pre-stretched film which does not unwind itself, after the reel has been manufactured, due to the slightly sticky effect of the film, by winding on the mandrel 18.
  • the invention provides for making it as shown in FIG. 2, that is to say in the form of a substantially cylindrical skirt 20, with a wall of thick cardboard, aluminum or plastic and the ends of which are chamfered , as shown in 21 and 22, with a centering cone 23 at the end opposite the open edge of the skirt and a stop 24 adjacent to the cone 23.
  • the presence of the chamfers 21 and 22 makes it possible to compensate for a slight excess thickness of the film 11 on the edges of the mandrel, in the direction of travel, and which would appear in the absence of a particular shape of the ends of the skirt 20 due to the creep of the film during stretching.
  • the first step is to application of a progressive tensile force of 0 to 12 DAN (for an elongation of 0 to 80%) then of a force of 12 to 13 DAN for a subsequent elongation of 80 to 150%, phase a_.
  • a progressive tensile force of 0 to 12 DAN for an elongation of 0 to 80%
  • a force of 12 to 13 DAN for a subsequent elongation of 80 to 150%
  • phase a_ This is followed by a relaxation phase, b, at the end of which a force of 6 to 7 DAN, -which represents the tension of the film per turn in the reel-, is also the load-holding force during its transport and storage, designated in practice under the name of cohesion force.
  • phase c_ Such a force, maintained as long as the reel is not used, phase c_, is then used when the reel is attached to an overwrapping machine and the film is braked between a value between 0 and said value of 6 to 7 DAN.
  • said force is modulated as a function of the load and the operation of the machine, as shown diagrammatically by the arrows e, of phase cl, the latter being itself followed by a phase g_, where the hatched part of the diagram in FIG. 3 indicates the extreme values of the residual cohesion forces, between 2 and 7 DAN.
  • the phenomenon of relaxation of the film -which is also illustrated in FIG. 3A where the axis of the abscissa is that of the elongations and that of the ordinate that of the stretching forces, and the rest of said film during the - ase c_ stabilize the film and increase its tear resistance.
  • the pre-stretching of the film as described above can be longitudinal and / or transverse and reach values of the order of 200 to 500% so that the tension in the reel, after relaxation, is between 2 and 1, preferably between 2 and 3, DAN / mm 2 of film section per turn.
  • a reel of pre-stretched film according to the invention, 14, can be used for overpacking a bundle F on the most varied types of machines.
  • the reel of pre-stretched film can be used in a machine of the "rotating arm” type, in which the reel 14 moves alternately along - "'' an amount m at the same time that the pre-stretched film 11 unwinds from the reel and that the arm B turns around an axis A and around the burden F constituted by palletized loads or not
  • no complex stretching mechanism is provided, the presence of a simple stretching brake making it possible to modulate the force of application of the " ilm on the load which can be chosen, in the case of the example given above, of the order of 7 DAN during most of the cycle and then modulated between 0 and 4 DAN during the starting phases of wrapping at the top of the load for unstable products as well as during the welding and cutting phases of the film to avoid, in a particularly
  • the pre-stretched film reel, 14, can be used in a machine of the "rotating load” type in which the reel 14 moves alternately along an upright m 'in at the same time that the pre-stretched film 11 unwinds from the reel and that the burden F turns on itself as shown diagrammatically by the arrow r_, in the case of palletized loads, or is driven by a more complex rotational movement in the cases of non-palletized loads.
  • no complex film stretching mechanism is provided, a simple stretching brake making it possible to modulate the force of application of the film on the load, as described below. above with reference to Figure 4.
  • the overwrapping machine is of the type in which the burden F is first brought by a table with motorized rollers or chains, 30, near the center of a rotating ring 31.
  • the invention provides for associating the bobbin 14 on which the pre-stretched film is stored at the ring 31, on the one hand, and to control the unwinding of the pre-stretched film from the reel 14 by a mechanical brake or, as a variant, by a counter-roller fitted with a brake and "i is supported on one of the external generators of the spool.
  • the reel 14 is placed directly by an operator on the rotating ring 31, with which is associated a clamp device 33 which ensures the welding at the end of the pre-film cycle. stretched unwound from the reel 14 as well as the cutting and re-setting of the film for successive loads, a machine of the same type can be provided with a device 40, FIG. 6, comprising means for, using 'a transfer arm 41-, put on the ring 31 a stand-up reel 14' when the reel 14 from which the pre-stretched overwrap film is unwound.
  • FIGS. 7 and 8 the rotary ring overwrapping machine 31, -for the rest identical to those described above-, is furthermore provided with a barrel device 50 intended to effect the automatic change of a reel 14 associated with the ring 31 from a plurality of standby reels 14 ', 14 ", etc., the condition of the machine shown in FIG. 7 being that of wrapping, while that shown in FIG. 8 corresponds to the change of reel, that referenced 14a_ then in the vicinity of the clamp 33 being loaded, while an empty mandrel 18 is removed.
  • the change of reel can be carried out, on the laying machine, without stopping production, this results in a great flexibility of operation of the machine, which can be further increased by a device made automatically operational in the event of detection of an "end of spool" or in the event breaking the film.
  • the invention is not limited to the embodiments which have just been described. It also finds application for the overpacking of loads using a machine of the "curtain" type, of the kind shown schematically in FIG. 9, where the burden F mobile on a table with motorized rollers or chains (not shown) is surrounded by the film 11 which unwinds from two reels 14.
  • a simple brake d stretching and guide means 3 of the film 11 make it possible to modulate the force of application of the film, the sheets of which come from the spool 14 are suitable for being cut and joined together by the welding jaws p_.
  • the application of the invention to such a machine also makes it possible to adapt reels of pre-stretched film to different heights of burden by a simple modification of the transverse elongation of the film.

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Abstract

Procédé et machine de suremballage de charges regroupées en un fardeau, palettisé ou non (F), à l'aide d'un film étirable mis en place autour dudit fardeau et, le cas échéant, d'une palette après qu'il ait été préétiré et dévidé à partir d'un bobineau ou analogue (14) sur lequel il est stocké à l'état préétiré avec une valeur d'allongement de l'ordre de 150 à 500 % et une tension, après relaxation, comprise entre 2 et 7, de préférence de 2 à 3, DAN/mm2 de section de film par spire.

Description

PROCEDE DE SUREMBALLAGE DE CHARGES
A L'AIDE D'UN FILM ETIRABLE, MACHINE ET FILM
POUR SA MISE EN OEUVRE
L'invention concerne un procédé de suremballage de charges sous film étirable, une machine et un film pour sa mise en oeuvre. Elle vise, plus particulièrement, le suremballage de charges palettisées, sans toutefois être limitée à une telle application dans la mesure où elle peut être utilisée pour le suremballage de charges regroupées sans palette.
On sait que le suremballage sous film étirable de charges palettisées ou non peut être effectué à partir d'un film, généralement de polyéthylène, d'une épaisseur comprise entre 12 et 150 microns, -et le plus généralement entre 20 et 30 microns-, dévidé à partir d'une bobine et par mise en oeuvre de deux grands types de techniques que l'on peut distinguer sous les appellations de "banderolage" et de "pose par rideau". Dans des machines ou installations qui utilisent la première technique, un film d'une laize de l'ordre de 500 mm bobiné sur un moyeu de carton est mis en place autour de la charge, palettisée on non, en tirant parti du déplacement relatif par rapport à ladite charge d'un équipage mobile qui porte la bobine, la charge étant elle-même soit fixe, soit mobile. Dans les machines ou installations qui utilisent la seconde technique, un film de laize généralement plus importante est placé en travers d'un trajet qu'emprunte la charge en formant un "rideau" qui est d'abord entraîné par ladite charge, puis est ensuite refermé sur elle.
Des exemples d'installations du premier type peuvent être trouvés dans EP-096 635, tandis que des exemples d'installations du second type sont décrits dans FR-2 281 275. Quelle que soit l'installation de suremballage mise en oeuvre, l'étirage du film y est réalisé in situ, simultanément ou quasi-simultanément à sa mise en place, c'est-à-dire soit en provoquant la tension du film entre la charge et un frein placé sur le support de la bobine de film, soit en faisant circuler le film entre des rouleaux entraînés par des moteurs à des vitesses de rotation circonférentielles différentes, comme explicité dans FR-2 281 275, précité. Dans le premier mode d'exécution, l'allongement du film est limité à une valeur de l'ordre de 80 à 100 % alors que l'allongement peut atteindre 200%, voire davantage, dans des installations selon le deuxième mode d'exécution sous réserve que les charges palettisées ou non soient de forme appropriée, bien centrées sur la machine, et que le dispositif d'étirage du film soit particulièrement performant. Cependant, les machines actuelles dont on exige des cadences importantes, d'une part, et où les vitesses de rotation de la charge à suremballer, ou de la bobine sur elle même, peuvent atteindre des valeurs de l'ordre de 40 à 50 tours/mn, ne permettent pas d'assurer, quels que soient les dispositifs d'étirage mis en oeuvre, une régularité satisfaisante du débit de film.
Complémentairement, les dispositifs d'étirage actuellement mis en oeuvre sur des machines à rouleaux entraînés par moteurs exigent, pour l'obtention de résultats satisfaisants, des mécanismes relativement complexes qui accroissent le poids des parties mobiles des machines de suremballage de sorte que, pour éviter la mise en rotation de masses trop importantes, ce sont des bobines de film de poids limité qui sont utilisées avec pour conséquence une autonomie de fonctionnement relativement étroite par la nécessité de changer fréquemment les bobines de film non étiré mises en oeuvre. En outre, les vitesses de dévidement du film peuvent être modifiées d'un ordre de grandeur important en de courts espaces de temps, par exemple de 10 à 200 m par minute en quelques dixièmes de seconde, de sorte que les variations d'allongement qui en résultent conduisent fréquemment à des ruptures du film et, partant, à des incidents de fonctionnement des machines qui nuisent à la productivité de ces dernières, productivité qui est également affectée par le fait que les conducteurs de machines diminuent alors généralement les vitesses d'exploitation, ou le pourcentage d'étirage qui pourrait être réellement obtenu avec, dans ce dernier cas, une consommation accrue du matériau formant le film.
Pour tenter de pallier ce dernier inconvénient, et tirer parti des avantages liés à un pré¬ étirage du film d'emballage, FR-A-2 579 577, -qui mentionne les difficultés rencontrées pour réaliser un pré-étirage total des films qui peut être de l'ordre de 300 %-, préconise d'effectuer, sur la machine de suremballage, un pré-étirage en deux phases séparées par un moment de repos extrêmement court (de l'ordre de quelques centièmes de seconde) . Si une telle solution est avantageuse, en ce qu'elle permet d'exécuter des rapports de pré-étirage importants, elle est de mise en oeuvre complexe, d'une part, et n'apporte pas, d'autre part, de simplification aux machines pour sa mise en oeuvre, bien au contraire. DE-34 09 117, qui vise un procédé de suremballage de charges à l'aide d'un film étirable mis en place après qu'il ait été pré-étiré et dans lequel le film est dévidé à partir d'un bobineau ou analogue sur lequel il est stocké à l'état pré-étiré, n'apporte pas non plus de réelle solution aux inconvénients mentionnés dans la mesure où il propose un allongement limité à environ 50 %.
Le problème se pose donc de fournir un procédé de suremballage de charges sous film étirable qui, tout en permettant de bénéficier pleinement du grand pouvoir d'étire ent à froid des films de matière thermoplastique pouvant être mis en oeuvre dans des procédés et machines de suremballage de charges, ne présente pas les inconvénients mentionnés ci-dessus du procédé selon le Brevet mentionné en dernier lieu.
C'est, d'une façon générale, un but de l'invention de fournir une solution à ce problème.
C'est, aussi, un but de l'invention de fournir un procédé de suremballage de charges à l'aide d'un film étirable, une machine et un film pour sa mise en oeuvre qui permettent une simplification considérable des machines d'emballage et, partant, une diminution du coût de celles-ci.
C'est, aussi, un but de l'invention de fournir un procédé de suremballage de charges à l'aide d'un film étirable, une machine et un film pour sa mise en oeuvre qui, tout en conduisant à une qualité accrue des suremballages réalisés, permettent d'obtenir cette qualité avec une économie considérable de matériau d'emballage.
C'est, encore, un but de l'invention de fournir un tel procédé, machine et film pour sa mise en oeuvre qui permettent d'augmenter la fiabilité des machines utilisées, d'améliorer leur cadence, leur autonomie et, d'une façon générale, leur fonctionnement, avec pour conséquence une rentabilité industrielle et économique plus importante que celle des machines connues.
C'est, également, un but de l'invention de fournir un tel procédé, machine et film pour sa mise en oeuvre propres à être utilisés pour des charges fragiles et variées.
C'est, enfin, un but de l'invention de fournir un tel procédé, machine et film pour sa mise en oeuvre dont l'utilisation, non seulement satisfait aux exigences de la réglementation en vigueur en ce qui concerne le droit du travail mais permettent également, pour les opérateurs des machines, des conditions de travail et de sécurité améliorées.
5 Un procédé selon l'invention, de suremballage de charges regroupées en un fardeau, palettisé ou non, à l'aide d'un film étirable mis en place autour du fardeau et, le cas échéant, d'une palette, après qu'il ait été pré-étiré et dévidé à partir d'un bobineau ou analogue 10 sur lequel il est stocké à l'état pré-étiré est caractérisé en ce que ledit film est pré-étiré pour présenter un_-allongement de l'ordre de 150 à 500 % et pour qu'il présente, après relaxation, une tension dans le bobineau comprise entre 2 et 7, de préférence entre 2 15 et 3, DAN/mm2 de s≈ction de film par spire.
Le procédé selon l'invention, permet de conduire dans les meilleures conditions possibles l'étirage du matériau dans la mesure où les vitesses d'étirage et de déroulement ne sont plus liées aux 20 variations importantes qui sont celles existant dans les machines où l'étirage a lieu sur la machine même, d'une part ainsi que, d'autre part :
. une régularité améliorée de l'épaisseur du film étiré, laquelle s'accompagne d'une excellente 25 transparence dudit film ; une relaxation du film entre la phase d'étirage et la phase de dépôt sur le fardeau, -avec un intervalle de temps entre les deux phases qui peut être de l'ordre de plusieurs minutes au moins-, et pour 30 résultat une stabilisation de la matière entre l'étirage » et la dépose qu_ augmente la résistance à la déchirure et à la perforation du matériau mis en oeuvre ;
. une réduction de laize, -due à l'étirage du film-, qui ne s'effectue plus comme dans les machines
35 connues à la sortie du dispositif d'étirage que comporte la machine, mais lors de la phase précédente qui est précisément conduite en dehors de la machine ;
. une simplification notable des machines de pose du film sur les fardeaux, comme des charges palettisées ou non, machines qui n'ont plus à être équipées des dispositifs d'étirage de l'art antérieur ;
. un pré-étirage du film qui peut être choisi dans le sens longitudinal et/ou transversal ; des performances améliorées en ce qui concerne le pourcentage d'étirage du film et qui sont à mettre au compte de la régularité des vitesses d'étirage;
. la possibilité d'alimenter à partir d'une seule station de pré-étirage un ensemble de bobineaux eux-mêmes destinés à être mis en place sur une pluralité de machines ou appareils de pose du film sur des fardeaux.
L'invention a également pour objet une machine de suremballage de charges regroupées en un fardeau, palettisé ou non, à l'aide d'un film étirable mis en place autour du fardeau et, le cas échéant, d'une palette, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de réception d'un bobineau ou analogue à jupe sensiblement cylindrique et extrémités chanfreinées sur lequel le film de suremballage est stocké à l'état pré- étiré, à l'exclusion de moyens complémentaires d'étirage dudit film.
Une machine selon l'invention est également caractérisée en ce qu'elle comprend, en outre, des moyens de support de bobineaux du film pré-étiré en attente et des moyens de transfert desdits bobineaux vers les moyens de réception à partir desquels se dévide le film stocké à l'état pré-étiré.
Dans une forme de réalisation préférée d'une machine selon l'invention, celle-ci est du type à anneau tournant, c'est-à-dire à fardeau fixe et moyen de réception de bobineau de film stocké à l'état pré-étiré prévu sur ledit anneau tournant.
Dans une autre forme de réalisation, la machine est du type à "bras tournant". - 5 Dans encore une autre forme de réalisation, la machine est du type à "charge tournante".
Dans encore une autre variante, la machine est du type "à rideau".
L'invention a encore pour objet les bobineaux 10 ou analogues sur lesquels est stocké à l'état pré-étiré le film de suremballage de charges regroupées suivant un fardeau, palettisé ou non, et elle englobe en particulier dans son cadre les bobineaux caractérisés en ce que le film pré-étiré qu'ils portent a un allongement de 150 à 15 500 % et présente, après relaxation, une tension comprise entre 2 et 7, de préférence entre 2 et 3, DAN/mm2 de section de film par spire.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description qui suit, 20 faite à titre d'exemple et en référence au dessin annexé dans lequel :
- la figure 1 est une vue schématique, de dessus, d'une unité de fabrication de bobineaux selon 1'invention ;
25 - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un mandrin de bobineau ;
- la figure 3 est un diagramme explicatif ; la figure 3A est un autre diagramme explicatif ; 30 - la figure 4 est une vue très schématique d'une machine selon l'invention ;
- la figure 4A est une vue également très schématique d'une autre machine selon l'invention ;
- les figures 5 à 9 sont des vues schématiques 35 d'encore d'autres machines selon l'invention. Bien-que l'on ait proposé, de longue date, d'utiliser un £fclm~en matière plastique étirable pour le suremballage de charges formant un fardeau, par exemple de charges palettisées oulnon, les efforts déployés pour exploiter autant que faire _se peut la capacité d'étirage du film, non seulement en vue de donner à l'emballage de meilleures propriétés de résistance mais également pour réaliser une économie de matière, ou bien n'ont pas été entièrement -couronnés de succès, ou bien n'ont pu .aboutir qu'au prix -de grandes complications, et cela parée que les développements ont été principalement axés sur des perfectionnements aux machines de suremballage, qu'il s'agisse de machines du type "à banderolage" (à fardeau fixe ou mobile) ou de machines "à rideau". Contrairement à cette direction de développement, la Demanderesse s'est attachée à concevoir un procédé susceptible d'être mis en oeuvre sur les types de machines les plus variées et selon lequel, en vue de permettre d'optimiser un pré-étirage du film de suremballage de charges groupées suivant un fardeau palettisé ou non, ledit film est dévidé à partir d'un bobineau ou analogue sur lequel il est stocké à l'état pré-étiré avec un allongement très important pour présenter, après relaxation, une tension comprise entre 2 et 7, de préférence 2 et 3, DAN/mm2 de section de film par spire.
Un tel procédé, dans lequel l'étape de pré¬ étirage du film est dissociée de l'étape de mise en place sur le fardeau, permet alors de conduire le pré- étirage de façon optimale, les vitesses d'étirage et de déroulement n'étant plus liées aux paramètres de la phase de mise en place du film sur le fardeau, en particulier aux variations très importantes de débit de film à partir d'une bobine usuelle. Selon l'invention, par conséquent, une bobine 10, de film étirable, par exemple de film de polyéthylène basse densité ou de film polyéthylène basse densité linéaire telle que produite par extrusion-soufflage ou calendrage, -et qui est livré suivant une laize pouvant varier entre 200 et 1500 mm-, est placée sur un mandrin vertical M pour permettre au film de se dévider par rotation de la bobine 10 dans le sens de la flèche f_, figure 1. Le film 11, qui est amené à circuler autour de deux rouleaux caoutchoutés ou moletés, 12 et 13, animés de vitesses circonférentielles différentes est reçu sur un mandrin 18 de forme générale cylindrique, figure 2, pour former un bobineau 14, entraîné en rotation par le rouleau 13 sur lequel il est appliqué avec une force importante, réglable par l'intermédiaire d'un vérin 15 agissant sur une biellette 16 dont une extrémité est montée à pivotement autour d'un axe 17 et dont l'autre porte sur l'axe du mandrin 18.
En raison des vitesses circonférentielles différentes des rouleaux 12 et 13, dans un rapport réglable de 1/2 à 1/6, -le rouleau 13 ayant une vitesse circonférentielle supérieure à celle du rouleau 12-, le film 11 est allongé, de façon importante et en fonction du rapport des vitesses desdits rouleaux. Ces derniers peuvent être soit entraînés par des moteurs et reliés entre eux par un jeu d'engrenages ou un réducteur de vitesse, soit être reliés chacun à un moteur, le premier de vitesse fixe et le second de vitesse réglable pour obtenir, quel que soit le mode de réalisation, un bobineau 14 de film pré-étiré qui ne se déroule pas de lui-même, après que le bobineau a été fabriqué, en raison de l'effet légèrement collant du film, par enroulement sur le mandrin 18.
Pour que la pression importante, résultant de la superposition des spires étirées sous tension mécanique sur le mandrin 18 n'écrase pas celui-ci, l'invention prévoit de le réaliser comme montré sur la figure 2, c'est-à-dire sous forme d'une jupe 20 sensiblement cylindrique, à paroi de carton épais, d'aluminium ou de matière plastique et dont les extrémités sont chanfreinées, comme montré en 21 et 22, avec un cône de centrage 23 à l'extrémité opposée au bord ouvert de la jupe et une butée 24 adjacente au cône 23. La présence des chanfreins 21 et 22 permet de compenser une légère surépaisseur du film 11 sur les bords du mandrin, dans le sens du défilement, et qui apparaîtrait en l'absence de forme particulière des extrémités de la jupe 20 en raison du fluage du film pendant l'étirage.
Ce dernier est avantageusement conduit comme illustré schématiquement sur la figure 3 (où l'axe des abscisses est celui du temps et l'axe des ordonnées celui des forces d'étirage et de cohésion d'un film étirable) dans le cas d'un film de polyéthylène basse densité d'une laize de 500 mm et d'une épaisseur avant tirage de 23 μ. Pour un tel film qui, à titre d'exemple seulement, est progressivement étiré jusqu'à une valeur d'allongement de 150 % (soit une longueur étirée de 250 mm pour 100 mm d'échantillon) on procède d'abord à l'application d'un effort de traction progressif de 0 à 12 DAN (pour un allongement de 0 à 80 %) puis d'un effort de 12 à 13 DAN pour un allongement ultérieur de 80 à 150 %, phase a_. Celle-ci est suivie d'une phase de relaxation, b, à la fin de laquelle une force de 6 à 7 DAN, -qui représente la tension du film par spire dans le bobineau-, est aussi la force de maintien du fardeau pendant son transport et son stockage, désignée dans la pratique sous le nom de force de cohésion. Une telle force, maintenue aussi longtemps que le bobineau n'est pas utilisé, phase c_, est ensuite mise à profit lorsque le bobineau est rapporté sur une machine de suremballage et que le film est freiné entre une valeur comprise entre 0 et ladite valeur de 6 à 7 DAN. Lors de la mise en place du film sur le fardeau ladite force est modulée en fonction du fardeau et du fonctionnement de la machine, comme montré schématiquement par les flèches e, de la phase cl, cette dernière étant elle-même suivie d'une phase g_, où la partie hachurée du diagramme de la figure 3 indique les valeurs extrêmes des forces de cohésion résiduelles, comprises entre 2 et 7 DAN.
Le phénomène de relaxation du film, -qui est également illustré sur la figure 3A où l'axe des abscisses est celui des allongements et celui des ordonnées celui des forces d'étirage-, et le repos dudit film au cours de la - ase c_ stabilisent le film et augmentent co 3idérablerr__ c sa résistance à la déchirure. Le pré-étirage du film tel que décrit ci- dessus peut être longitudinal et/ou transversal et atteindre des valeurs de l'ordre de 200 à 500 % pour que la tension dans le bobineau, après relaxation, soit comprise entre 2 et 1 , de préférence entre 2 et 3, DAN/mm2 de section de film par spire..
Un bobineau de film pré-étiré selon l'invention, 14, peut être mis en oeuvre pour le suremballage d'un fardeau F sur les types de machines les plus variées. Ainsi, et comme montré sur la figure 4, le bobineau de film pré-étiré peut être utilisé dans une machine du type à "bras tournant", dans laquelle le bobineau 14 se déplace alternativement le long -"''un montant m en même temps que le film 11 pré-étire se dévide du bobineau et que le bras B tourne autour d'un axe A et autour du fardeau F constitué par des charges palettisées ou non Dans une telle machine selon l'invention, cependant, et contrairement aux machines connues, aucun mécanisme d'étirage complexe n'est prévu, la présence d'un frein d'étirage simple permettant de moduler la force d'application du "ilm sur la charge qui peut être choisie, dans le cas de l'exemple donné ci- dessus, de l'ordre de 7 DAN pendant la majeure partie du cycle puis modulée entre 0 et 4 DAN au cours des phases de démarrage de banderolage en sommet de charge pour des produits instables ainsi que pendant les phases de soudure et de coupe du film pour éviter, de façon particulièrement simple, l'écrasement de charges fragiles dans le cas d'un fardeau constitué de telles charges.
Dans une autre forme de réalisation, Figure 4A, le bobineau de film pré-étiré, 14, peut être utilisé dans une machine du type à "charge tournante" dans laquelle le bobineau 14 se déplace alternativement le long d'un montant m' en même temps que le film 11 pré¬ étiré se dévide du bobineau et que le fardeau F tourne sur lui-même comme schématisé par la flèche r_, dans le cas de charges palettisées, ou est animé d'un mouvement de rotation plus complexe dans le cas de charges non palettisées. Dans une telle machine, et contrairement aux machines connues de même type, aucun mécanisme d'étirage complexe du film n'est prévu, un simple frein d'étirage permettant de moduler la force d'application du film sur la charge, comme décrit ci-dessus en référence à la figure 4.
Dans une autre forme de réalisation, figure 5, la machine de suremballage est du type de celles dans lesquelles le fardeau F est d'abord amené par une table à rouleaux motorisés ou à chaînes, 30, au voisinage du centre d'un anneau tournant 31. Dans une machine de ce type, où l'anneau 31 est entraîné en rotation par un premier moteur et est également entraîné à coulissement vertical sur un châssis 32 par un second moteur, l'invention prévoit d'associer le bobineau 14 sur lequel est stocké le film pré-étiré à l'anneau 31, d'une part, et de commander le dévidement du film pré-étiré à partir du bobineau 14 par un frein mécanique ou, en variante, par un contre-rouleau muni d'un frein et " i prend appui sur l'une des génératrices extérieures du bobineau.
L'utilisation sur une machine de ce type, -de même que sur une machine , bras tournant-, d'un bobineau selon l'invention diminue la masse des parties en rotation et autorise par conséquent une rotation rapide de l'anneau de l'ordre de 20 à 50 t/min) permet une bonne dépose du film en pied de palette, sans qu'il soit nécessaire de surélever le fardeau, -compte-tenu de la conservation de la laize totale du film pré-étiré sur le bobineau-, et simplifie de façon considérable la circulation du film entre le bobineau et le fardeau par rapport au trajet des machines connues de ce type où des mécanismes de tirage ou de pré-étirage du film étaient généralement associés à l'anneau rotatif.
Alors que dans la machine qui vient d'être décrite, le bobineau 14 est mis en place directement par un opérateur sur l'anneau tournant 31, auquel est associé un dispositif de pince 33 qui assure la soudure en fin de cycle du film pré-étiré dévidé à partir du bobineau 14 ainsi que la coupe et la re rise du film pour des charges successives, une machine du même type peut être munie d'un dispositif 40, Figure 6, comportant des moyens pour, -à l'aide d'un bras de transfert 41-, mettre en place sur l'anneau 31 un bobineau en attente 14' lorsque le bobineau 14 à partir duquel se dévide le film pré-étiré de suremballage est vide.
Dans encore une autre variante, figures 7 et 8, la machine de suremballage à anneau tournant 31, -pour le reste identique à celles décrites ci-dessus-, est en outre munie d'un dispositif à barillet 50 destiné à effectuer le changement automatique d'un bobineau 14 associé à l'anneau 31 à partir d'une pluralité de bobineaux en attente 14', 14", etc..., la condition de la machine montrée sur la figure 7 étant celle du banderolage, tandis que celle montrée sur la figure 8 correspond au changement de bobineau, celui référencé 14a_ alors au voisinage de la pince 33 étant en cours de chargement, tandis qu'est évacué un mandrin vide 18. Le changement de bobineau pouvant être effectué, sur la machine de pose, sans arrêt de production, il en résulte une grande souplesse d'exploitation de la machine, laquelle peut être encore accrue par un dispositif rendu automatiquement opératoire en cas de détection d'une "fin de bobineau" ou en cas de rupture du film.
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits. Elle trouve également application pour le suremballage de charges à l'aide d'une machine du type "à rideau", du genre de celle montrée schématiquement sur la Figure 9, où le fardeau F mobile sur une table à rouleaux motorisés ou à chaînes (non représentée) est entouré par le film 11 qui se dévide à partir de deux bobineaux 14. Dans une telle machine selon l'invention, qui ne comprend pas de mécanisme d'étirage complexe du film comme dans les machines connues, un simple frein d'étirage et des moyens de guidage 3, du film 11 permettent de moduler la force d'application du film dont les nappes issues du bobineau 14 sont propres à être coupées et réunies entre elles par les mors de soudage p_.
L'application de l'invention à une telle machine permet, en outre, d'adapter des bobineaux de film pré-étiré à différentes hauteurs de fardeau par une simple modification de l'allongement transversal du film.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de suremballage de charges regroupées en un fardeau, palettisé ou non, à l'aide d'un film étirable mis en place autour dudit fardeau et, le cas échéant, d'une palette, après qu'il ait été pré-étiré et dévidé à partir d'un bobineau ou analogue (14) sur lequel il est stocké à l'état pré-étiré, caractérisé en ce que le film (11) est pré-étiré à une valeur d'allongement de l'ordre de 150 à 500 % et pour qu'il présente, après relaxation, une tension dans le bobineau comprise entre 2 et 7, de préférence entre 2 et 3, DAN/mm2 de section de film par spire.
2. Machine de suremballage de charges regroupées en un fardeau, palettisé ou non, à l'aide d'un film étirable mis en place autour dudit fardeau et, le cas échéant, d'une palette, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de réception d'un bobineau ou analogue (14) à jupe (20) sensiblement cylindrique et extrémités (21, 22) chanfreinées sur lequel le film de suremballage (11) est stocké à l'état pré-étiré, à l'exclusion de moyens complémentaires d'étirage dudit film.
3. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend, en outre, des moyens de support de bobineaux (14) de film pré-étiré en attente et des moyens de transfert desdits bobineaux vers les moyens de réception à partir duquel se dévide le film stocké à l'état pré-étiré.
4. Machine selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce qu'elle est du type à anneau tournant (31), c'est-à-dire à fardeau (F) fixe et moyen de support de bobineau de film stocké à l'état pré-étiré prévu sur ledit anneau tournant.
5. Machine selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce qu'elle est du type à "bras (B) tournant" (figure 4) .
6. Machine selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce qu'elle est du type à "charge tournante" (figure 4A) .
7. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle est du type "à rideau" (figure 9).
8. Bobineau ou analogue pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 et/ou propre à être mis en oeuvre sur une machine selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce qu'il est constitué par le film (11) de suremballage de charges regroupées suivant un fardeau, palettisé ou non, stocké à l'état pré-étiré avec un allongement de 150 à 500 % et pour présenter, après relaxation, une tension comprise entre 2 et 7, de préférence 2 à 3, DAN/mm2 de section par spire.
9. Bobineau selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il présente une jupe (20) sensiblement cylindrique et des extrémités (21, 22) chanfreinées.
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