Procédé et appareillage pour la fabrication de tubes en carton à fermeture incorporée pour l'emballage d'articles ou de documents

Abstract

 @ Le procédé comprend la formation en continu d'un tube en carton sur le mandrin tournant d'une spiraleuse et la coupe du tube en éléments de tube 17, 18 éjectés par la machine. Cette coupe s'effectue selon une découpe en forme de sinusoïde avec aménagement de lignes de pliage appropriées 24, 25. On obtient sans perte de matière des éléments de tube 18,17 dont les extrémités présentent deux languettes opposées 21, 22 rabattables, les extrémités adjacentes de deux éléments de tube successifs étant déphasées de 90°.
L'invention concerne la réalisation de tubes cylindriques en carton pour l'expédition de documents.

Description

[0001] Il est connu, par le brevet belge n° 435 579, de réaliser des cornets en papier ou en carton souple, par exemple des cornets de dragées, dont la fermeture est assurée par deux languettes se faisant face qui sont repliées l'une sur l'autre au-dessus de l'ouverture du cornet autour d'une ligne de pliage incurvée vers la pointe du corneto De tels cornets sont réalisés à partir d'une feuille de papier ou de carton mince facilement déformable qui est découpée à plat, puis est ensuite mise en forme pour constituer un cornet et est fixée par collage dans cette position.

[0002] On comprend que le procédé selon le brevet belge n° 435 579 ne peut pas s'appliquer à la réalisation d'un tube cylindrique en carton rigide d'une certaine épaisseur, du genre par exemple des tubes utilisés pour l'expédition postale de documents en forme de rouleau, car il ne serait pas possible en partant de feuilles de carton rigide d'une certaine épaisseur, découpées à plat, de déformer celles-ci pour constituer des tubes cylindriques sans risque important d'une cassure du carton et sans création d'un renflement inacceptable dans la zone de collage.

[0003] La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients et elle propose à cet effet un procédé pour la réalisation de tubes cylindriques en carton rigide, comportant des languettes opposées découpées pour constituer un système de fermeture hermétique, ainsi qu'un appareillage permettant la mise en oeuvre de ce procédé.

[0004] A cet effet, le procédé selon l'invention consiste à réaliser en continu de façon conventionnelle des tubes cylindriques en carton spiralé et à pratiquer sur chaque tube ainsi formé, en cours de fabrication, une découpe de chaque extrémité de celui-ci permettant de former les languettes opposées servant à la fermeture. En particulier, conformément au procédé selon l'invention, la découpe de l'extrémité arrière d'un tube en cours de formation réalise en même temps, avec un décalage de 90° par rapport à l'axe longitudinal du tube, la découpe de l'extrémité avant du tube suivant en cours de formation, en évitant ainsi toute perte de matière.

[0005] Pour la mise en oeuvre de ce procédé, la présente invention propose d'associer, à une machine de fabrication en continu de tubes en carton spiralé dite spiraleuse, à couteaux mobiles ou autre, un organe de coupe de l'extrémité du tube en cours de formation réalisant cette coupe en formant deux languettes opposées destinées à pouvoir être repliées l'une sur l'autre pour assurer l'obturation de l'extrémité du tube, ledit organe de coupe étant réalisé sous la forme d'un cylindre d'axe parallèle à l'axe longitudinal du mandrin de la spiraleuse sur lequel se forme le tube de carton et qui porte en relief sur sa périphérie des moyens tranchants réalisant une sinusoïde qui correspond au développement de l'extrémité découpée du tube. De chaque côté de cette sinusoïde, la surface périphérique extérieure du cylindre comporte des organes tranchants discontinus en forme de dents, disposés en arc de cercle reliant deux ventres successifs de la sinusoïde et destinés à réaliser les lignes de pliage des languettes d'extrémité,du tube. Les lignes arquées d'organes tranchants discontinus sont donc décalées de \1/2 d'un côté de la sinusoïde par rapport à l'autre, ce qui correspond au décalage de ^\1/2 existant entre les découpes des extrémités adjacentes de deux tubes successifs.

[0006] Avantageusement, à deux ventres successifs alternés de la sinusoïde sont associés des éléments tranchants arqués dont la courbure est en sens inverse du ventre associé en définissant avec lui une forme en fuseau, ces parties tranchantes arquées étant destinées, lors de l'action de l'organe tranchant sur le tube en cours de formation, à réaliser sur l'une des deux languettes de chaque extrémité de tube, qui sera la languette à replier la première lors de la fermeture du tube, une encoche permettant d'introduire un doigt pour pouvoir soulever aisément cette languette lors de l'ouverture du tube.

[0007] On peut avantageusement prévoir que le développement de l'organe cylindrique de coupe selon l'invention soit le double de celui du tube en carton à réaliser, en permettant ainsi une excellente action de découpe du carton.

[0008] On comprend que, lors de la fabrication de tubes en carton sur une spiraleuse équipée d'organes de coupe selon l'invention, la machine réalise l'enroulement en spirales de couches de carton sur un mandrin tournant, après quoi on commande l'engagement du mandrin tournant par le cylindre de coupe selon l'invention qui, monté fou sur son axe, est entraîne en rotation par la pression contre ce mandrin tout en se déplaçant longitudinalement avec lui, en effectuant ainsi la découpe du cylindre de carton porté par ce mandrin en réalisant à la fois, et sans perte de matière, l'extrémité arrière à languettes de fermeture opposées d'un tube fini qui est éjecté de la machine et l'extrémité avant à languettes de fermeture opposées du tube suivant en cours de formation.

[0009] Pour bien faire comprendre l'invention, on décrira ci-après, à titre d'exemple sans caractère limitatif, une forme d'exécution préférée de l'outillage particulier permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention et du tube obtenu selon le procédé, en référence au dessin schématique annexé dans lequel :

la figure 1 est une vue en bout de l'organe de coupe selon l'invention, destiné à être associé à une spiraleuse à couteaux mobiles ;

la figure 2 est, à plus grande échelle, un développement à plat de l'organe de coupe selon l'invention.;

la figure 3 est une vue en plan d'un tube selon l'invention, lors de sa fabrication, montrant la complémentarité de la forme de son extrémité arrière avec l'extrémité avant du tube le suivant au cours du processus de fabrication ;

la figure 4 est une vue perspective d'un tube obtenu selon le procédé de l'invention, représenté en position ouverte ; et

la figure 5 est une vue correspondant à la figure 4 du tube fermé à ses deux extrémités.

[0010] A la figure 1, on a représenté schématiquement le dispositif de coupe destiné à être associé à une machine spiraleuse connue. Ce dispositif de coupe est constitué par un cylindre 1 monté fou sur un arbre 2 lui-même porté par des bras 3 conçus pour pivoter chacun latéralement, autour d'un axe d'articulation inférieur 4, par rapport à un support 5. Chaque bras 3 est relié au support 5 par l'intermédiaire d'un vérin pneumatique 6 et l'arbre 2 du cylindre 1 est destiné à être disposé parallèlement à l'axe longitudinal du mandrin tournant (non représenté) de la spiraleuse sur lequel se forme le tube en carton.

[0011] Sur la surface extérieure du cylindre sont usinés des reliefs tranchants dont le développement à plat est représenté à la figure 2. Ces reliefs comprennent centralement une sinusoïde continue 7 dont les ventres opposés sont espacés de π/2. Deux ventres successifs opposés 8, 9 de la sinusoïde 7 sont associés chacun à une partie arquée opposée, respectivement 10, 11, dont le rôle sera expliqué plus loin et qui détermine avec le ventre auquel elle est associée une forme en fuseau.

[0012] De chaque côté de la sinusoïde 7 sont disposés des éléments de coupe discontinus 12 en forme de dents répartis suivant des arcs de cercle réunissant les ventres successifs de la sinusoïde 7. Ces dents 12 servent à former sur le tube de carton en formation les lignes de pliage des languettes repliables. Comme on le voit sur la figure 1, les lignes arquées 13 de dents 12 disposées au-dessus de la sinusoïde 7 joignent les ventres successifs 8 et 14 alors que les lignes arquées 15 de dents 12, disposées au-dessous de la sinusoïde 7, joignent les ventres successifs 16 et 9 qui sont déphasés de π/2 par rapport aux ventres 8 et 140

[0013] Le développement du cylindre 1 peut avoir la même dimension que celui du tube à fabriquer, mais l'expérience a montré qu'un développement de dimension double de celui du tube à fabriquer donne des résultats particulièrement avantageux .

[0014] Selon le procédé de l'invention, à des moments déterminés de la fabrication du tube de carton sur le mandrin de la spiraleuse, on actionne automatiquement les vérins pneumatiques 5 de façon à engager le tube en carton par le cylindre de coupe 1 qui est entraîné en rotation par la rotation du tube sur le mandrin, puis on rétracte le cylindre 1. Cette action assure la découpe du tube de carton en déterminant à la fois, sans perte de matière, l'extrémité arrière d'un tube et l'extrémité avant, déphasée de π/2, du tube suivant.

[0015] Cela est particulièrement visible sur la figure 3 où l'on a représenté un tube en carton, en cours de formation sur le mandrin d'une spiraleuse, juste après qu'il ait subi l'action du cylindre de coupe 1. On voit le tube au moment où, en raison de l'action de l'outil de coupe, il va se séparer entre une partie avant, constituant un tube 17 fini qui va être éjecté, et une partie arrière 18 qui constituera le tube suivant. L'extrémité arrière du tube 17 présente deux languettes opposées dont seule est visible sur la figure la languette 19 dont la découpe a été assurée par le ventre 8 de la sinusoïde tranchante 7 du cylindre 1, avec aménagement d'une encoche 20 fournie par action de la partie tranchante arquée 10 du cylindre 1. La ligne de pliage de la languette 19 a été formée par l'action de la ligne arquée 15 de dents 12 du cylindre 1. Pour l'élément de tube 18, on a représenté en 21 l'une des languettes de fermeture de l'extrémité avant, dont la découpe a été assurée par le ventre 16 de la sinusoide 7 du cylindre 1, et en 22 la languette opposée découpée par le ventre 9 de la sinusoide 7. Sur la languette 22 est ménagée l'encoche 23 déterminée par la partie tranchante arquée 11. Les lignes de pliage 24 et 25 des languettes 21 et 22 sont formées sous l'action des lignes arquées 13 de dents 12 portées par le cylindre 10

[0016] On voit bien que, grâce à la complémentarité des extrémités adjacentes des tubes 17 et 18, déphasées de Tt/2 par rapport à l'axe commun des tubes, il n'y a pratiquement pas de perte de matière, puisque la seule matière perdue correspond aux encoches 20 et 23.

[0017] Comme on le voit aux figures 4 et 5, la fermeture du tube, pour son utilisation, est particulièrement facile et efficace puisqu'il suffit de rabattre d'abord la languette 22 (qui comporte l'encoche 23) de 90° environ autour de la ligne de pliage 25 ce qui obture déjà pratiquement l'extrémité du tube. On rabat ensuite la languette 21 sur la languette 22, autour de la ligne de pliage 24. Avantageusement, on dispose sur la face extérieure de la languette 22 un élément autocollant double face 26 qui permet, lorsqu'on rabat la languette 21 sur la languette 22, d'obtenir une fermeture de grande résistance, particulièrement appropriée pour l'expédition postale des tubes, sans que cela modifie la présentation et l'esthétique extérieure de l'emballage fermé.

[0018] On comprendra que la description ci-dessus n'a été donnée qu'à titre d'exemple, sans caractère limitatif, et que des adjonctions ou des modifications constructives pourraient y être apportées sans sortir du cadre de l'invention définie par les revendications qui suivent. En particulier, le tube obtenu selon le procédé de l'invention pourrait être réalisé en un matériau mixte carton- aluminium ou carton-matière plastique.

Revendications

1. Procédé pour la fabrication de tubes cylindriques en carton rigide à système de fermeture incorporé, comprenant la formation en continu d'un tube en carton sur le mandrin tournant d'une spiraleuse et la découpe automatique du tube en éléments de tube qui sont éjectés par la machine, caractérisé par le fait que la coupe du tube en carton formé sur la spiraleuse s'effectue selon une découpe en forme de sinusoïde avec aménagement de lignes de pliage appropriées, permettant l'obtention sans perte de matière d'éléments de tube dont les extrémités présentent deux languettes opposées rabattables, les extrémités adjacentes de deux éléments de tube successifs étant déphasées de 11/2 par rapport à l'axe commun des tubes.

2. Appareillage pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant un outil de coupe à section circulaire monté fou autour d'un axe parallèle à l'axe du mandrin de spiraleuse sur lequel se forme le tube en carton et conçu pour être appliqué contre le tube qui est porté par le mandrin et qui l'entraine en rotation, caractérisé par le fait que ledit outil de coupe est constitué par un cylindre (1) dont la périphérie porte en relief un profilé tranchant présentant en développement à plat la forme d'une sinusoïde (7), les ventres successifs (8,14 - 16,9) de la sinusoïde (7) disposés d'un même côté de celle-ci étant reliés ensemble par des lignes arquées (13, 15) de dents (12) destinées à imprimer des lignes de pliage et deux ventres successifs opposés (8, 9) de la sinusoïde (7) coopérant chacun avec une partie arquée opposée (10, 11) pour assurer la découpe d'encoches.

3. Appareillage selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le développement du cylindre de coupe (1) est de dimension double de celui du tube à fabriquer.

4. Tube en carton rigide obtenu par mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, présentant au moins à l'une de ses deux extrémités deux languettes opposées rabattables vers l'intérieur dans un plan pratiquement perpendiculaire à l'axe du tube, caractérisé par le fait que chacune des deux languettes (21, 22) a une dimension voisine de la section du tube (18) et que, pour la fermeture, lesdites languettes sont rabattues l'une après l'autre de façon à se superposer en donnant une double rigidité à la fermeture, la languette (22) rabattue la première portant sur sa face extérieure un moyen autocollant (26) assurant, lorsque la seconde languette (21) est rabattue sur la première (22), une fermeture inviolable de l'extrémité du tube (18).

5. Tube selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le moyen autocollant (26) porté par la face extérieure de la languette (22) rabattue la première est constitué par un adhésif double face.

6. Tube selon la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisé par le fait qu'une encoche (23) est pratiquée dans l'extrémité de la languette (22) rabattue la première, pour permettre lors de l'ouverture du tube (18) l'introduction d'un doigt de l'utilisateur afin de faciliter le soulèvement de cette languette.

7. Tube selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé par le fait que les deux languettes (21, 22) de son extrémité sont délimitées chacune du côté du corps du tube (18) par une ligne de pliage (24, 25) en arc de cercle, ces lignes de pliage (24, 25) se rejoignant à leurs extrémités en des points diamétralement opposés sur une section du tube,

8. Tube selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la forme de son extrémité est exactement complémentaire de celle de l'extrémité d'un tube identique décalé de 90° par rapport à l'axe commun des tubes, ce qui permet une fabrication sans autre perte de matière que la chute due à la découpe de l'encoche (23) pratiquée dans l'une (22) des deux languettes.

Dessins