Brevet FR2514295A1 — publié le 19830415

L'invention a pour objet une machine capable d'échancrer et de rainer en vue de la confection de caisses des feuilles ou des plaques en carton préalablement découpées aux dimensions générales voulues, en séries de petites quantités. I1 existe des machines importantes qui sont conçues pour préparer des feuilles échancrées et rainées en très grandes séries. Ces machines sont aptes à produire ces feuilles à une vitesse très élevée mais à une dimension déterminée. Leur réglage pour la confection de feuilles à d'autres dimensions demande beaucoup de temps, quand il est possible, L'invention ne se rapporte pas à ces machines qui sont utilisées par les transformateurs du carton ondulé qui vendent les feuilles préparées pour la confection de caisses ayant des dimensions normalisées. L'invention concerne une machine destinée aux utilisateurs des caisses et des boites en carton ondulé qui confectionnent eux-mêmes leurs caisses aux dimensions qui leur conviennent à partir de plaques en carton. Les machines de ce type doivent permettre un réglage rapide et simple d'adaptation à des caisses différentes dont les quantités nécessaires sont, à chaque fois, peu importantes. L'état de la technique dans ce domaine est illustré par le brevet français nO 2 076 763 qui décrit une machine conçue pour la fabrication-de petites séries de feuilles en carton échancrées et rainées. Cette machine comprend essentiellement une table de travail au-dessus de laquelle s'étend une traverse mobile en sens vertical animée de mouvements de montée et de descente. Cette traverse porte une pince à deux mors en regard d'une nervure prévue sur la table et un couteau mobile d'échancrage est disposé entre les mors de cette pince. Des moyens non décrits saisissent successivement chaque feuille à découper et à rainer et des moyens d'entraInement la déplacent le long de la table de travail.Le positionnement précis de la feuille est assuré par des butées échelonnées, réglables et éclipsables qui sont portées par un arbre longitudinal relié à l'arbre de commande des mouvements verticaux de la traverse. L'invention a pour but principal d'apporter une simplification considérable à la machine du type décrit dans le brevet cité; cette simplification se traduit par un coût moindre de sa construction et par une plus grande rapidité de réglage pour. le changement d'une dimension de caisse à une autre dimension. Une machine selon l'invention comprend un magasin à plateau élévateur de feuilles ou de plaques empi lées à plat de carton ondulé, la feuille supérieure étant toujours mise à un niveau prédéterminé. Ce magasin est suivi d'un bâti comprenant deux joues espacées parallèles longitudinales qui portent entre elles trois paires de deux arbres parallèles transversaux, tenues espacées dans le sens du déplacement des feuilles. Chaque arbre de chaque paire est pourvu de deux roues d'entraînement espacées en sens transversal et coopérant deux à deux pour entraîner entre elles une feuille en carton. Les roues d-'entrainement associées deux à deux définissent un plan de travail situé sensiblement au niveau prédéterminé de la feuille supérieure. Un cylindre de séparation et d'alimentation est disposé au-dessus des feuilles empilées et il exerce sur la première feuille une pression constante et réglable; sa surface extérieure présente des reliefs. De préférence il est monté sur un arbre transversal porté par un bras en porte à faux articulé sur le bâti par une de ses extrémités et associé à un moyen de soutien. Ce cylindre est entraîné en rotation par l'intermédiaire d'un mécanisme à roue libre. Sur la première paire d'arbres qui suit le magasin sont montés des galets pour l'exécution des rainages longitudinaux. Entre la première et la deuxième paire d'arbres les joues du bâti supportent des glissières verticales entre lesquelles est montée déplaçablé verticalement une traverse pourvue de couteaux transversaux et d'éléments raineurs transversaux réglables en position. Un organe antagoniste s'étend transversalement entre les joues du bâti en dessous du plan de travail, sous la traverse. Tous les arbres transversaux sont pourvus cha- cun d'un galet denté; un moteur est supporté par le b ti et l'arbre de ce moteur est muni d'une roue dentée. Une même channe passe autour de cette roue dentée et-de tous les galets. Le moteur comprend un rotor à faible inertie; son fonctionnement est asservi à un circuit électronique comprenant des organes d'affichage de cotes en fonction des caisses à confectionner et des capteurs de présence des feuilles de carton. Dans un mode de réalisation de l'invention, entre la deuxième et la troisième paire d'arbres est placé un support horizontal, en dessous du plan de travail, et le bâti présente dans cette zone des moyens de fixation d'une unité d impression. On donnera maintenant, sans intention limitative, une description d'un exemple de réalisation de l'invention. On se reportera aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en élévation et en coupe par un plan longitudinal d'une machioeselon l'invention - la figure 2 est une vue de dessus de la machine de la figure 1, - la figure 3 est une vue de détail montrant la travers de découpage et de rainage et son organe antagoniste - la figure 4 est une vue en coupe selon Iv-Iv de la figure 3. Le mérite de l'invention réside dans la conception générale et dans l'architecture de la machine. Les moyens combinés pour sa réalisation sont connus individuellement. La description qui suit sera donc limitée à la disposition nouvelle des organes et à la description des organes nouveaux quand ceux-ci diffèrent des organes courants. Pour des raisons de clarté du dessin, toutes les pièces ne sont pas représentées sur toutes les figures. Une machine conforme à l'invention comprend un magasin 1 ayant un plateau élévateur 2 sur lequel sont déposées à plat les feuilles de carton à découper et à rainer. Ce genre de magasin est connu en soi; il a pour rôle d'élever la pile des feuilles de carton à chaque prise de 1'uned'elles et de tenir la première feuille à un niveau prédéterminé N. Le magasin 1 est suivi -d'un bati géneral 3 qui comprend deux joues 4A, 4B parallèles, espacées d'une distance légèrement supérieure à celle du magasin 1. Une joue 4A porte par une extrémité un bras'oscillant 5 qui s'étend en porte à faux jusqu'à un niveau supérieur au niveau prédéterminé N et ce bras 5 est pourvu à son extrémité opposée d'un palier 6 à partir duquel un arbre 7 s-'étend transversalement -au-dessus du plateau 2 et au-dessus des cartons empilés sur ce dernier. Sur cet arbre 7 est calé en rotation un cylindre 8 de séparation et d'alimentation qui presente à sa surface de nombreux reliefs De préférence, le cylindre 8 est garni d'une couche extérieure en caoutchouc qui montre à sa surface de nombreux tétons distincts les uns des autres. L'arbre 7 est équipe à l'extérieur du palier 6 d'un galet denté 9 sur lequel passe une channe 10 dont une extrémité est attachée à une extrémité d'un ressort de rappel 11 et dont l'extrémité opposée est attachée à la tige de piston d'un vérin 12. Le ressort li et le vérin 12 sont portés par le bras 5 auquel ils sont fixés.La disposition est telle que toute traction exercée par le vérin 12 sur la chaîne 10 provogue une rotation du cylindre 8 dans le sens indiqué par une flèche F sur la figure 1 qui correspond à la prise de la feuille supérieure de la pile et à- son déplacement vers les organes suivants de la machine. L'entrainement en rotation du cylindre 8 à partir du vérin 12 se fait par l'intermédi- aire d'un mécanisme à roue libre (non représenté > de sorte que le ressort Il peut rappeler la tige de piston du vérin 12 à sa position initiale sans agir sur le cylindre 8. En outre, ce dernier peut être mA par la feuille de carton quand celle ;ci est tirée par les organes suivants de la machine sans opposer de résistance gênante. Le cylindre 8 est mE par intermittence par le vérin 12 qui sert de moteur d'alimentation. Le bras 5 est monté en porte à faux;.le poids de l'ensemble est reporté par le cylindre 8 sur la première feuille de la pile. Cette force de pression est donc constante. I1 peut arriver que,. pour certains cartons,- cette force soit excessive. Un moyen de soutien est donc associé au bras 5. Ce dernier est monté oscillant autour d'un axe 13 porté par la joue 4A et il est prolongé au-delà de-cet axe par une extension 14 qui a un trou 15 de passage d'une tige filetée 16 articulée par une extrémité 16A sur la joue 4A. Un ressort de compression 17 entoure la tige 16 et s'appuie contre l'extension 14. Un écrou 18 se visse sur la tige et permet de régler la compression du ressort 17. Ce dernier agit en sens opposé au poids qui pèse sur la dernière feuille de la pile.On peut régler à une valeur convenable, qui reste constante, la pression du cylindre 8 sur les cartons. La combinaison du magasin 1 à plateau élévateur 2 et du cylindre 8 supporté en porte à faux avec un moyen de réglage de la pression exercée sur la pile des cartons est une solution simple et de fonctionnement sur et précis. L'emploi d'un mécanisme à roue libre avec le cylindre 8 assure une combinaison de fonctionnement avec les organes suivants que l'on décrira maintenant. Entre les joues 4A et 4B du bâti 3 sont montés, en sens transversal parallèle à l'arbre 7 du cylindre 8, trois paires de deux arbres parallèles associés deux à deux. Ces trois paires, respectivement 19, 20, 21, sont espacées dans le sens longitudinal de la machine qui est le sens de déplacement des cartons. Dans chaque paire les deux arbres sont disposés l'un au-dessus de l'autre. L'arbre supérieur (19A, 20A, 21A) et l'arbre inférieur (19B, 2OB 21B) portent chacun deux roues d'entrainement 22, 23, 24. Ces roues sont calées en rotation sur les arbres et sont espacées dans le sens transversal de la machine. Elles ont une surface striée pour assurer l'entraînement de chaque feuille de carton. Chaque arbre supérieur 19A, 20A, 21A est monté mobile en sens vertical dans ses paliers afin que les roues d'entraînement 22, 23 24 s'accommodent des variations d'épaisseur des cartons. Les intervalles entre les deux roues 22, 23, 24 de chaque paire définissent un plan de travail horizontal qui est le plan dans lequel les diverses opérations sont exécutées sur les cartons. Ce plan, représenté par un trait mixte et désigné par la référence P sur la figure 1, est situé sensiblement au niveau N mentionné précédemment. Quand la première feuille de la pile des cartons a été séparée des autres et déplacée par le cylindre 8 jusqu'à ce que son bord avant arrive à etre saisi par les roues d'entraînement 22, ce sont ces dernières qui assurent le déplacement de cette feuille, grâce à la roue libre du cylindre 8. Tous les arbres 19A, 19B, 20A, 20B et 21A, 21B sont également pourvus chacun d'un galet denté 25, 26, 27. Un moteur 28 est supporté entre les joues 4A, 4B par un profilé transversal 29. Sur l'arbre de ce moteur est calée une roue dentée 30. Une même chaîne 31 passe autour de la roue dentée 30 et des pignons dentés 25, 26, 27. Selon l'invention, le moteur 28 est- du type à rotor à faible inertie et son fonctionnement est asservi à un circuit électronique qui détermine sa vitesse de rotation et la durée de sa marche en fonction de données qui dépendent des dimensions et du type des cartons et des boites. Sur les arbres 19A, 19B de la première paire 19 qui suit le cylindre 8 sont montés- des galets 32 qu-i exécutent -les rainages longitudinaux sur les feuilles de carton pendant leur deplacemept. Ces galets. 32 sont aisément reglables en position le long des arbres qui les portent en fonction des boîtes à confectionner. Sur l'arbre supérieur 20A de la deuxième paire 20 est monté un galet découpeur 33 associé à une contre-lame portée par 11 arbre inférieur 203 et à un déflecteur 34. Celui-ci est tenu en place grâce à une plaque transversale 35 qui présente une fente allongée 36. La position de l'ensemble découpeur et du déflecteur 34 est facile à régler selon la largeur finale désirée des feuilles de carton. Ces dernières circulent en étant guidées par la joue 43 contre laquelle frotte un de leurs bords longitudinaux et le galet 33 les découpe à la largeur voulue par rapport à cette joue 4B. Entre la première paire 19 et la seconde paire 20 des arbres, les joues 4A et 4B supportent-des glissières verticales 37 entre lesquelles une traverse 38 est montée déplaçable verticalement, en sens alternés. Les-glissières 37 s'élèvent au-dessus du plan P et en dessous de ce dernier se trouve un organe de soutien antagoniste 39 qui soutient la feuille de carton, de façon connue, pour permettre l'execu- tion correcte des découpes et des rainages transversaux. La traverse 38 comprend des moyens de mise en place et de fixation, avec possibilité de réglage en position, de côu- teaux 40 et d'éléments raineurs 41. Tout moyen connu peut être utilisé à cette fin.De préférence, les couteaux 40 et les éléments raineurs 41 ont un talon 42 qui se loge dans une rainure correspondante 43 ménagée dans la traverse 38 et des plaques de maintien-44 sont appliquées par des vis-45 contre la traverse et contre les couteaux et les éléments rameurs. Les couteaux 40 ont un profil longitudinal en V inversé qui ne crée dans la feuille de ca-rton pendant le découpage aucune force de réaction transversale. Un moteur 46 supporté entre les joues 4A et 4B a son arbre 47 réuni par une biellette 48 à un mécanisme 49 à excentration réglable qui est réuni à son tour par une bielle 50 à la traverse 38. Celle-ci exécute donc des-mouvements alternés de montée et de descente à une amplitude facilement réglable. Le moteur 46 est également du type à moteur à faible inertie; son fonctionnement est conjugué avec celui du moteur 28. Certaines caisses comportent des pattes a agira fage prédécoupées. Selon l'invention, entre la première paire 19 et la seconde paire 20 d'arbres, une tige transversale 51 est supportée entre les joues 4A et 4B, avec une liberté d'oscillation. Elle est pourvue à une extrémité d'un bras 52 qui est attelé à la tige de piston d'un vérin 53 qui est articulé à son extrémité opposée sur la joue 4A. Sur la tige, 51 sont calées des biellettes 54 qui sont munies à leur extrémité libre d'un galet 55 de découpage des pattesd'agráfage Les biellettes 54 sont réglables en position le long de la tige 51. Au repos les galets 55 sont espacés vers le haut- du plan de travail P. Quand le vérin 53 est mis en service, il provoque la mise en contact des galets 55 avec la feuille de carton. Un organe antagoniste approprié 56, connu en soi, est supporté entre les joues 4A, 4B, en dessous du plan de travail P. Entre la deuxième paire 20 et la troisième paire 21 d'arbres les joues 4A, 4B s'étendent verticalement au-dessus du plan de travail P et elles sont pourvues d'un moyen de fixation, par exemple une fente allongée 57; dans cette zone, en dessous du plan de travail P entre les joues 4A, 4B est disposé un support horizontal 58. De cette façon, on peut fixer facilement aux joues 4A, 4B, au-dessus du support 58 et du plan de travail-P,une unité d'impression (non représentée > capable d'imprimer sur chaque feuille des inscriptions voulues. Cette unité d'impression est commandée pour fonctionner en même temps que la traverse 38. La machine de l'invention est réduite aux élé- ments essentiels qui sont indispensables et dont la position et est facilement réglable. Son fonctionnement.approprié au type/ aux dimensions des feuilles ne dépend pas de la mise en place convenable de butées dont le réglage est souvent long et incertain. Au contraire, les déplacements et les arrêts des feuilles sont déterminés par la marche du moteur 28. Il est facile de commander ce dernier, ainsi que le moteur 46 de la traverse 38 et l'unité d'impression, à partir d'un programme qui incorpore les dimensions des feuilles, des échancrures et des rainages à réaliser. Il suffit d'afficher ces d-imensions en rapport avec une caisse à confectionner. pour que le réglage des avances et des arrêts successifs des féuilles de carton soit effectué. la- conception de la machine-permet donc un gain de temps appréciable å chaque changement de. type de caisse. Seuls quelques capteurs de sécurité1 à position fixe, sont nécessaires pour signaler.l'absence accidentelle-de feuille à certains emplacements de la machine. REVENDICATIONS 10/ Machine pour échancrer et rainer des feuilles en carton à plat pour la confection de caisses, comprenant un bâti (3) à deux joues latérales parallèles (4A, 4B)-, -une traverse (38) à mouvements verticaux alternés munie de couteaux (40) et d'éléments à rainer (41), équipée de galets (32) pour les rainurages longitudinaux, caractérisée en ce quelle comprend encore un magasin (1) de feuilles en carton empilées à plateau-élévateur (2) tenant la feuille supérieure à un niveau (N), plusieurs paires d'arbres (19, 20, 21) espacées dans le bâti (3) dans le sens de déplacement des feuilles, chaque paire comprenant deux arbres (19A, l9B, 20A, 20B, 21A, 21B) espacés verticalement et portant chacun des roues d'entraînement (22, 23, 24) qui limitent entre elles un plan de travail (P) situé sensiblement au niveau (N), chacun de ces arbres etant muni d'un galet denté (25, 26, 27), un moteur (28) à rotor à faible inertie étant supporté par le bâti et muni d'une roue dentée (30) réunie par une même chaine (31) à tous les galets dentés (25, 26, 27) des paires d'arbres (19, 20, 21), un cylindre (8) étant supporté au -dessus du plateau élévateur (2) au niveau (N), pour reposer sur la feuille supérieure des feuilles empilées et pour dé- placer cette feuille jusqu'aux roues d'entraînement (Z2) de la première paire d'arbres (19), les mouvements d'avancent les arrêts de chaque feuille dans la machine étant déterminés par la commande du fonctionnement du moteur (28). 20/ Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce que le cylindre (8) est calé en rotation sur un arbre transversal (7) supporté par un palier (6) monté en porte à faux à l'extrémité d'un bras (5) qui est lui-même monté oscillant autour d'un axe (13) supporté par le bâti (3), l'arbre (7) étant entraîné en rotation par un moteur dans le sens voulu par intermittence, un mécanisme à roue libre étant interposé entre ce moteur et le cylindre (8). 30/ Machine selon la revendication 2 caractérisée en ce que le bras (5) a une extension (14) au-deld de l'axe (13) et un moyen de soutien du poids du cylindre (8) est associé à l'extension (14). 40/ Machine selon la revendication 2 caractérisée en ce que l'arbre (7) est pourvu d'un pignon denté et une chaîne ( passe autour de ce pignon, le bras (5) supportant d'une part un ressort de rappel (ll)c diautre part un vérin (12) auxquels sont attachées respectivement les extrémités de la chaîne (10). 5 / Machine selon la revendication I caractérisée en ce que les arbres (19A, 19B) de la première paire (19) portent des galets (32) pour les rainages longitudinaux, ces galets (32) étant reglakles en position le long de ces arbres (19A, 193 > . 60/ Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce que le bati (3) supporte entre la première paire d'arbres (19) et la seconde paire d'arbres (20) des glissières verticales (37) s1 étendant au-dessus du plan de travail (P), la traverse (38) étant guidée par ces glissières (37) et un organe antagoniste (39) étant disposé en dessous du plan de travail (P). 70/ Machine selon la revendication l caractérisée en ce que la traverse (38) est équipée couteaux transversaux (40) à profil en -long en V inversé. 80/ Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce que le bâti (3) s'étend plus haut que le plan de travail (P) entre la deuxième paire d'arbres (20) et la troi sième paire d'arbres (21) et il est muni dans cette zone de moyens de fixation d'une unité d'impression tandis qu'un support (58) s'étend dans cette même zone en dessous du plan de travail (P) parallèlement à ce dernier. 9 / Machine selon la revendication 6 caractérisée en ce que la traverse (38) est attelée par l'intermédiaire de bielles (48, 50) et d'un mécanisme à excentration réglable (49) à un moteur (46) à rotor à faible inertie7 ce moteur (46) étant commandé pour son fonctionnement en liaison avec le moteur (28).