Brevet FR2484364A1 — publié le 19811218

L'invention a pour objet une machine d'emballage qui est alimentée en objets à emballer et en cartons à plat destinés à être repliés automatiquement autour d'un ensemble d'objets groupés. Les machines de ce type sont connues depuis longtemps et fonctionnent selon une succession d'opérations qui comprennant essentiellement les opérations principales suivantes : les objets à emballer, par exemple des bouteilles pleines, debout, en matière plastique, sont groupés en rangs successifs sur une trappe pendant qu'un carton complètement à plat qui a été transféré à partir d'un distributeur est arrêté sur une plate-forme en dessous de la trappe. Quand le nombre voulu de rangs est formé sur cette trappe, on l'ouvre et les rangs tombent sur la partie du carton qui doit servir de fond dans l'emballage. Ensuite on fait descendre la plateforme entre des déflecteurs appropriés qui relèvent les côtés du carton, après quoi, on pousse le carton partiellement fermé entre d'autres déflecteurs qui rabattent et ferment la partie supérieure. Les opérations de transfert de cartons à plat, d'ouverture de la trappe, de descente de la plate-forme, de poussée du carton partiellement fermé sont exécutées par des organes mécaniques appropriés connus ; chaque organe est mû par des moyens d'entraînement qui le déplace entre une position et une autre en l'immobilisant à chaque position pendant qu'un autre organe accomplit sa fonction. Par exemple, quand la plate-forme a été élevée jusqu a sa position supé- rieure en-dessous de la trappe, elle est immobilisée à cette position jusqu'au moment où le carton et les bouteilles sont tombés sur elle par suite de l'ouverture de la trappe. Des détecteurs convenables contrôlent l'exécu- tion de chaque mouvement et commandent l'exécution du mouvement suivant après contrôle du bon accomplissement de l'opération précédente. Ce mode de construction et de fonctionnement des machines d'emballage considérées ici est devenu classique; il permet une cadence de marche qui est de l'ordre de 600 cartons remplis et fermés par heure. En raison de cette lenteur relative due aux arrêts entre les opérations, l'encollage des cartons ne peut se faire que juste au moment de la fermeture des côtés et des rabats compte tenu de la rapidité de solidification de la matière adhésive utilisée qui est du type résine liquéfiée à la chaleur. I1 y a donc sur une machine classique de nombreux injecteurs individuels répartis de façon à se trouver juste en amont des divers déflecteurs de fermeture des cartons. I1 est apparu, et cela fait l'objet de l'invention, qu'il est possible simultanément de doubler la cadence de la machine pour arriver à fermer 1200 cartons à l'heure en utilisant des organes plus simples; cette vitesse accrue permet si on le désire de regrouper les buses d'encollage a la partie supérieure de la machine à un endroit d'accès facile. On atteint ce résultat, selon 11 invention, grace à un mécanisme d'entraînement continu qui comprend un groupe moto-réducteur ayant un arbre de sortie sur lequel sont calées en rotation deux manivelles qui sont associées par leur extrémité libre chacune respectivement à un levier correspondant monté oscillant autour d'un axe par l'une de ses extrémités et articulé par son extrémité opposée, l'un sur un organe de transfert des cartons entre un poste d'alimentation en carton et la plateforme, l'autre sur la plateforme; ces leviers sont disposés relativement de façon que l'un se trouve sensiblement à un point mort de sa course tandis que l'autre se trouve à faible distance d'un point mort de sa course, au voisinage de la trappe de rassemblement des objets à emballer. On améliore encore le mécanisme de l'intervention en montant sur l'arbre du moto-réducteur une roue dentée qui entraîne par l'intermédiaire d'une chaîne un pignon calé en rotation sur un arbre auxiliaire. Sur ce dernier est calée en rotation une manivelle qui est associée à une bielle dont l'extrémité est articulée sur un plateau oscillant à ventouses ayant pour rôle de transférer un à un les cartons à plat entre un magasin de cartons et le poste d'alimentation en carton cette bielle est disposée pour que le plateau oscillant se trouve sensiblement au milieu de sa course quand le levier d'entrainement de l'organe de transfert des cartons se trouve à proximité des points morts de sa course. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, une unique rampe d'injecteurs d'encollage est disposée juste en amont de la trappe et la colle est injectée sur les cartons pendant le transport de ceux-ci sous la trappe. Pour bien faire comprendre l'invention, on donnera maintenant une description d'un exemple de réalisation. On se reportera à la figure unique annexée qui est une vue schématique en élévation d'une machine d'emballage selon l'invention dont seuls les organes concernés par l'invention sont représentés. Une machine d'emballage du type considéré ici comprend un bâti général 1 qui définit un poste A d'alimentation en carton 2 et en objets à emballer, par exemple des bouteilles debout 3. Les cartons 2 proviennent d'un magasin B où ils sont empilés, complètement étendus à plat. Les bouteilles 3 arrivent par un transporteur 4, en une seule file dans le sens de droite à gauche indiqué par une flèche F quand une rangée de quatre bouteilles s'est formé, un vérin pousse en avant cette rangée derrière laquelle se forme une seconde rangée de quatre bouteilles qui est poussée à son tour en avant. Dans le présent exemple chaque carton est prevu pour contenir 3 rangées successives de quatre bouteilles chacune. Ces trois rangées sont accumulées sur-une trappe (non représentée) qui s'ouvre par coulissement quand les 3 rangées de bouteilles sont constituées, après la mise en place d'un carton sous cette trappe. Pendant la formation des trois rangées de quatre bouteilles, un carton 2 à plat est prélevé du magasin B par un plateau 5 à ventouses et déposé sur une surface horizontale de réception 6 qui est, ainsi, alimentée en cartons. Des glissières 7 s'étendent horizontalement sous la surface de réception 6 ; celle-ci est à un niveau inférieur au niveau de la trappe, et elle est interrompue, comme les glissières 7, juste avant d'arriver en-dessous de cette trappe. Un patin 8 est monté coulissant le long des glissières 7 ; il a une patte inférieure 9 par laquelle il est manoeuvré en déplacement et plusieurs doigts supérieurs 10 qui dépassent au-dessus de la surface de réception 6. Ce patin 8 a une position extrême de recul à laquelle il est dessiné en trait mixte et où il dégage la surface de réception 6, et une position extrême d'avance à laquelle il est dessiné en trait plein et où il pousse un carton 2 enkbsssous de la trappe. Pendant le transfert du carton 2, une plateforme 11, montée mobile en sens vertical, est déplacée jusqu'à sa position supérieure, où elle se trouve à une faible distance de la trappe, pour supporter le carton 2 qui arrive. La plate-forme 11 est pourvue d'un côté 12 en équerre qui est muni de deux oreilles 13 ; celles-ci sont montées coulissantes le long d'un arbre vertical 14 qui est tenu par le bâti général 1. En plus, le coté 12 présente entre les oreilles 13 une patte 15 sur laquelle peut être articulé un moyen de manoeuvre. De cette façon, la plate-forme 11 peut être abaissée jusqu'à une position inférieure, à laquelle elle est représentée en trait mixte; pendant ce mouvement le carton à plat 22, et les bouteilles 3 posées sur la partie qui deviendra la fond de ce carton, passent entre des déflecteurs qui obiigent les côtés à plat à se relever. Bien entendu, ces déflecteurs et la plate-forme sont agencés pour que le mouvement de descente se fasse convenablement, sans accrochage. Quand la plate-forme 11 a atteint sa position la plus basse, un vérin pousse horizontalement l'ensemble composé du carton partiellement fermé et des bouteilles. De cette façon, la plate forme est libérée et le carton est poussé à travers des déflecteurs qui finissent d'accomplir le rabattement des côtés, le collage et, si on le souhaite, l'étiquetage du carton. Après avoir été libérée du carton et des bouteilles, la plate-forme 11 est deplacée verticalement jusqu'à sa position supérieure à laquelle elle est représentée en trait plein et où elle reçoit un nouveau carton à plat 2 juste avant que s'ouvre la trappe sur laquelle un nouvel ensemble de trois rangées de quatre bouteilles vient d'être constitué. On vient de décrire les organes principaux et les operations successives de fonctionnement d'une machine classique du type considéré ; les organes comme le transporteur 4, la trappe, la plate-forme 11, les déflecteurs et leur disposition relative sont connus ; c'est la raison pour laquelle on ne les a pas décrits en détail. On décrira maintenant l'objet de l'invention qui est un mécanisme dont le rôle est de mouvoir le patin 8 et la plate-forme 11. En plus, ainsi qu'on le montrera, le mécanisme de l'invention peut servir à mouvoir aussi le plateau à ventouses 5. Conformément à l'invention, à l'intérieur du bâti général 1, un socle 15 supporte un groupe moto-réducteur 16 composé d'un moteur électrique accouplé à un ensemble vis sans fin-roue dentee. Cette dernière a un arbre de sortie 17 dont les deux extrémités opposées sont accessibles. Cet arbre 17 est disposé, dans l'espace, orthogonalement aux glissières 7 du patin 8 et à l'arbre vertical 14 de la plate-forme ; en outre, il se trouve sensiblement à égale distance des unes et de l'autre. A une extrémité de l'arbre 17 est calée en rotation une première manivelle 18 et à l'autre extrémité est calée une seconde manivelle 19 ; elles sont décalées angulairement l'une par rapport à l'autre pour une raison qui apparaîtra plus loin. Un premier levier 20 s'étend entre la patte de manoeuvre 9, sur laquelle il est articulé, du patin 8 et un axe d'oscillation 21 supporté par des paliers appropriés fixés au bâti 1, à la partie inférieure de ce dernier. Ce levier 20 a une fente longitudinale 22 dans laquelle est engagé le maneton 23 de la manivelle 18. D'une façon analogue, un second levier 24 s'étend entre la patte de-manoeuvre 15, sur laquelle il est articulé, de la plate-forme 11 et un axe d'oscillation 25 supporté par des paliers appropriés fixés au bâti 1. Ce levier 24 a une fente longitudinale 26 dans laquelle est engagé le maneton 27 de la manivelle 19. La disposition relative des leviers 20, 24 est définie par la condition suivante. Quand la patin 8 est arrivé à l'extrémité de sa course, à proximité du poste A, en poussant à sa place sous les bouteilles 3 et sous la trappe, un carton 2, la platenforme 11 doit se trouver à peu de distance de la fin de sa course en sens vertical en direction de la trappe et des bouteilles ; autrement dît la plate-forme 11 est alors sur le point d'atteindre sa position supérieure, Son mouvement se relentit mais il ne s'interrompt pas. Sans s'arrêter, la plateDforme 11 reçoit le carton 2 puis, presqu'aussitôt, la trappe est escamotée et les bouteilles 3 tombent sur le carton au moment où la plate-forme 11 commence à descendre après avoir franchi son point mort supérieur. De même, quand la plate-forme 11 atteint sa position inférieure, au moment où, sans s'arrêter, elle franchit son point mort inférieur, elle est déchargée du carton 2 et des bouteilles 3. Si on le juge souhaitable on peut donner un peu plus de temps à l'exécution de l'opération d'évacuation du carton 2 de la façon suivante. Des tiges porteuses ver ticales 11 A sont montées avec une possibilité de coulissement en sens vertical à travers la plateforme 11. Leur course est limitée par des plaques 11 B fixées à leur extrémité supérieure et par des butées 11 C fixées à leur extrémité inférieure. En outre, une surface porteuse 11 D est supportée par le bâti 1 en-dessous de la position la plus basse que peut atteindre la plateforme 11. Quand celle-ci se trouve -à sa e position inférieure, les plaque 113 qui sont chargées du carton 2 et des bouteilles 3 ont déjà été arrêtées dans leur descente par la rencontre des butées 11 C avec la surface porteuse llD. Quand cette rencontre se produit, la plateforme 11 accomplit jusqu'à sa position inférieure une course morte qui est au plus egale à la longueur des tiges verticales 11 A entre les plaques 11 B et les butées 11 C diminuée de l'épaisseur de la plates forme 11. Cette course morte laisse plus de temps pour l'evav cuation du carton 2. Il est à remarquer que la plateforme 11 n'interrompt pas son mouvement. L'absence d'arrêt réel effectif de la plate--forme 11 procure une marche continue réguliere qui autorise une vitesse plus élevée ; la chute du carton 2 et des bouteilles 3 sur les plaques 11B ou sur la plate-forme 11 quand celle-ci a commencé sa descente a un effet d'amortissement du choc. En pratique il est possible de doubler la cadence de fonction~ nement et de remplir 1200 cartons à l'heure Le calage des manivelles 18, 19 est chois en fonction de la position relative des leviers 20, 24 telle qu'on vient de l'expliquer. Comme les leviers 20 et 24 ont une extrémité qui suit nécessairement une trajectoire rectiligne respectivement le long de l'arbre 14 et des glissières 7, il est nécessaire que leur longueur se modifie pendant leurs oscillations. On peut prévoir à cet effet, soit l'utilisation de leviers télescopiques, soit comme dans le cas présent une possibilité de coulissement de ces leviers par rapport aux axes d'oscillation 21 et 25. Par exemple ces derniers sont engagés dans des fentes (non représentées) prévues aux extrémités correspondantes des leviers de sorte que ceux-ci peuvent exécuter à la fois des mouvements de pivotement et de coulissement par rapport à ces axes. I1 est possible de monter sur l'arbre 17 une roue dentée 28 qui est associée par une chaîne 29 à une roue dentée 30 ; celle-ci est calée sur un arbre 31 supporté par des paliers (non représentés) faisant partie du bâti 1. Sur l'arbre 31 est calée aussi une manivelle 32 qui est reliée par une bielle 33 au plateau à ventouses 5. Celuici est monté oscillant autour d'un arbre 34 supporté par le bati 1 et la bielle 33 est articulée en un point 35 afin de déplacer, pendant la rotation de la roue dentée 30, le plateau 5 entra unie position supérieure à laquelle il est dessiné en trait plein et ot7prénd un carton 2 dans le magasin B et une position inférieure à laquelle il est dessiné en trait mixte, en-dessous de la surface de réception 6. En passant à travers la surface de réception 6, le plateau 5 laisse sur cette dernière la carton à plat 2 Le calage de la manivelle 32 sur l'arbre 31 est choisi pour que l'arrivée à sa position inférieure du plateau 5 se produise pendant que la patin 8 se trouve au voisinage de son point mort dans sa course d'éloignement du poste A. Ensuite, quand le plateau 5 se trouve à son tour au voisinage de son point mort inférieur, le patin 8 est en cours de déplacement vers le poste A ; il pousse devant lui le carton 2 déposé sur la surface de réception 6. Au moment où ce patin 8 se trouve à son point mort à proximité du poste A, le plateau 5 est en pleine course et franchit la surface de réception 6 en remontant à sa position sucé~ rieure. On profite, ici aussi, comme on l'a expliqué plus haut, de la continuité des mouvements et de leur coordination qui est assurée de manière positive et indéréglable. En outre, ainsi qu'il ressort de la description qui précède, le mécanisme d'entraînement est composé d'organes simples, epeu nombreux, ce qui réduit les colts de construction et d'entretien de la machine de l'invention en comparaison des machines connues. L'exécution rapide et sans arrêt des déplacements apporte un autre avantage important. Il devient pos-- sible de placer une unique barre 36 transversalement audessus de la surface de réception 6 des cartons 2 juste en aval de la position d'attente de ces derniers sur cette surface 6 et juste en amont de la trappe sur laquelle sont rassemblées les bouteilles 3. La barre 36 porte des injecteurs 38, au nombre de cinq dans le présent exemple, qui sont réglables en position le long de la barre 36 grâce a des vis 39. Ces injecteurs 38 sont alimentés au moyen de tubes souples 40 en matière adhésive telle que la résine liquéfiée à la chaleur. Chaque carton 2 est transféré par le levier 20 sous la trappe quand celle-ci est garnie de l'ensemble des bouteilles 3.Pendant son transfert chaque carton passe sous les injecteurs 38 et ceux-cì projettent de la matière adhésive aux endroits voulus et pendant le temps nécessaire. Aucune autre application de colle n'est faite ensuite : La marche de la machine est assez rapide pour que la matière adhésive n'ait pas le temps de s'être solidifiée entre le passage du carton sous les buses 38 et la fermeture des rabats après descente de la plateforme 11 et évacuation à partir de celle-ci à sa position infé- rieure. Le mécanisme décrit ci-dessus donne encore l'avantage de pouvoir grouper sur l'arbre 31 la totalité des cames de commande- de divers organes (vérins de transfert, pompe d'injection de matière adhésive, etc....). Le centras lisation de ces cames d'une part et des buses d'autre part facilite le réglage et l'adaptation de la machine à des cartons de formats différents. REVEIiDICADIONS 1) Machine d'emballage à partir de cartons à plat comprenant un poste A d'alimentation en objets à emballer disposé au-dessus d'une plate-forme (11) animée de mouvements verticaux alternes, une surface de réception (6) de cartons provenant d'un magasin (B), un organe de transfert de chaque carton (2) animé de mouvements alternes entre la surface de réception (6) et le poste A, caractérisée en ce qu'elle comprend un groupe motoréducteur (16) ayant un arbre de sortie (17) sur lequel sont calées en rotation deux manivelles (18, 19) qui sont associées chacune respectivement par leur extrémité libre a un levier correspondant (22, 24) monté oscillant autour d'un axe (21, 25) par une de ses extrémités et articulé par son extrémité opposée, le premier levier (22) sur un patin coulissant (8) de transfert des cartons (2), le second levier (24) sur la plate-forme (11), le second levier (24) et le patin (8) arrivant au point mort de leur course à proximité du poste A au moment où le premier levier (22) et la plate-forme (11) sont sur le point d'arriver au point mort de leur course en direction du poste A. 2) Machine d'embal,lage selon la revendication 1, caractérisée en ce que le patin coulissant (8) est guidé par des glissières (7) et la plate-forme (11) est guidée par un arbre vertical (14), tandis que l'arbre de sortie (17) du groupe moto-réducteur (16) est disposé orthogonalement aux glissières (7) et à l'arbre vertical (14). 3) Machine d'emballage selon la revendication 2, caractériss en ce que les manivelles (18, 19) sont calées en rotation d'un côté et de l'autre du groupe moto-réducteur (16). 4) Machine d'emballage selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une roue dentée (28) est calée en rotation sur l'arbre (17) du moto-réducteur (16) et réunie par une chaîne (29) à une roue dentée (30) portée par un arbre (31) sur lequel est calée en rotation une manivelle (32) qui est réunie par une bielle (33) à un plateau à ventouses (5) monté oscillant autour d'un arbre (34) entre une première position de prise d'un carton (2) dans un magasin B au-dessus de la surface de réception (6) et une seconde position en dessous de cette même surface de réception (6), ce plateau (5) se trouvant à son point mort supérieur au-dessus de la surface de réception (6) quand le patin (8) et le levier (24) se trouvent au voisinage du point mort de leur course le plus éloigné du poste A. 5) Machine d'edballage selon le revendi- cation 1 caractérisée en ce qu'une barre transversale (36) pourvue de buses (38) d'injection de matière adhésive est disposée au dessus de la surface de réception (6) des cartons (2) cette barre (36) étant située juste en aval de cette surface (6) et juste en amont du poste A, pour projection de matière adhésive sur les cartons pendant leur transfert entre la surface (6) et le poste A. 6) Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce que les extrémités des leviers (22,24) montées oscillantes autour des axes (21,25) sont pourvues de fentes permettant un coulissement par rapport à ces axes. 7) Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce que la plateforme (11) est équipée de tiges verticales (1 lA) coulissantes à travers la plateforme (11), leur course étant limitée d'une part à leur extrémité supérieure par des plaques (1 lob) et à leur extrémité inférieure par des butées (lac) une surface porteuse (lad) étant en outre supportée par le bêti (1) de façon à être rencontrée par les butées (1il) avant que la plate forc (11) atteigne sa position inférieure.