Brevet FR2527513A1 — publié le 19831202

MACHINE POUR L'ASSEMBLAGE FINAL DE BOITES EN CARTON A PARTIR D'ELEMENTS CONSTITUTIFS SEMI-FINIS ET APLATIS La présente invention a pour objet une machine automatisée pour l'assemblage final de boîtes en carton, notamment de boîtes à pâtisserie ou confiserie, à partir d'éléments correspondants semi-finis, préalablement préparés par des machines de papeterie connues du type plieuse encolleuse. Lesdites bol tes ont une forme de parallélépipède à structure rigide, du fait que les "flancs latéraux" correspondants et les "parois" - "dorsale" et "frontale" correspondantes - sont du type tubulaire, solidaires avec le fond de boite; leurs couvercles comme les fonds, de type plat et non ren- forcés,s'ouvrent à rotation et ils font bloc avec la paroi dorsale. Leur fabrication s'effectue normalement en deux phases principales: dans la première (réalisée dans les manufactures papetières) on produit, sur machines plieuses encolleuses connues, des éléments "semi-finis" ayant en eux-mêmes, pré-réalisé dans leur structure finale (ayant subi les opérations de découpage, pliage et encollage nécessaires), le couvercle et le fond de la boite, ainsi que les flancs et les parois dorsale et frontale pourvues aux extrémités respectives d'une "languette" (au total "4 languettes") destinée à faire fonction d'élément d'assemblage dans la phase de collage, comme on précisera mieux ensuite. Lesdits flancs et parois ne sont pas encore assemblés entre eux le long des arêtes correspondantes, de sorte qu'il est possible de replier sur eux-mêmes lesdits éléments semi-finis sous forme d'éléments semifinis aplatis", qui conviennent bien à un premier emballage compact pour leur transport vers le lieu de leur utilisation finale (industrie de la confiserie), où l'on réalise la deuxième phase d'assemblage final, consistant dans le redressement desdits éléments semi-finis plats pour obtenir une forme de parallélépipède et dans l'assemblage final, par encollage, des flancs aux parois selon leurs arêtes respectives, en utilisant dans ce but, comme élémentsde jonction, lesdites quatre languettes.Après cette opération, les boîtes sont prêtes à accueillir le petit plateau qui contient la confiserie ou la pâtisserie (chocolat, biscuits, etc.). La boîte est enfin fermée en assurant le couvercle a la paroi frontale par un "sceau" adhésif. Selon la technique connue, ladite deuxième phase d'assemblage final de 1 'élé-ment semi-fini est, Jars la pju,,.rt des cas, réalisée manuellement, et rarement sur des machines automatiques; de telles machines sont par ailleurs très complexes et necessivent, en outre, pour lesdites boîtes, l'emploi d'une qualité de carton léger doté de caractéristiques mécaniques élevées, notamment une haute rigidité, donc de grande qualité et de grand prix.En effet, lesdites machines amènent dans une première opération, ledit elément semi-fini d'une position fermée pour le premier emballage vers une position ouverte et, ensuite, redressent cet éIécnt semi-fini lui-même en introduisant deux bras opérateurs mobiles dotés d'un certain nombre de doigts" dans un nombre égal de trous pratiqués dans la face intérieure des parois dorsale et frontale, afin de faire prise sur lesdites parois et de les amener en une position redressée; par des opérations successives, les flancs latéraux sont aussi redressés et ensuite assemblés, par encollage ou par des moyens semblables, aux parois dorsale et frontale. Evidemment, les trous pratiqués sur les parois de la boîte affaiblissent les parois elles-mêmes: d'où la nécessité precitee d'employer, pour la fabrication - des boites ci-dessus avec les machines connues - un carton léger doté de caractéristiques mécaniques élevees, et donc coûteux. La présente invention a pour objet une machine automatisée avantageusement utilisable pour la réalisation des susdites opérations de redressement et d'assemblage final, relatives à la deuxième phase constructive des boites en question en employant des éléments semi-finis constitués par du carton léger de qualité courante et ayant des parois et flancs tubulaires dépourvus de perforations ou analogues. Ledit but est atteint par une machine comprenant, selon la présente invention, essentiellement: - un bâti ou châssis de support pourvu d'un plan de travail; - une trémie d'alimentation pour un empilement desdits éléments semi finis, à laquelle est associé un pousseur horizontal à mouvement al ternatif apte à extraire et faire avancer, sur le plan de travail, un seul élément semi-fini à la fois;; - un dispositif de soutien-arrêt-redressement dudit élément semi-fini, amené par ledit pousseur, comprenant des dispositifs rabattables pour le support de l'élément semi-fini et pour le redressement de ses parois frontale et dorsale seulement, en outre, des dispositifs presseurs, pneumatiques ou similairos, pour le renversement desdits dispositifs de soutien, et pour le positionnement simultané de l'éle ment semi-fini sur des systèmes de transport en chaine situés au dessous ou similaires, pourvus des dispositifs de maintien et avançant par intermittence à l'aide de mécanismes actionnés par un motoréducteur;; - un couple de guides fixes à lame verticale, solidaires à ladite arma ture et positionnés dans l'axe des lignes de pliage des flancs laté raux de façon à plier vers l'intérieur lesdits flancs et pendant la translation de l'élément semi-fini au moyen de ladite chaine, deux 'languettes dorsales" opposées de fixation aux flancs; - dispositifs presseurs oscillants, aptes à plier vers l'intérieur des flancs, deux "languettes frontales" opposées identiques pour per mettre leur insertion dans lesdits guides à lame verticale; - des dispositifs à encoller, à deux têtes d'encollage oscillant entre une position de prélèvement de l'adhésif et une position d'applica tion dudit adhésif en deux zones rapprochées des arêtes des flancs positionnés dans le même plan que le fond;; - des dispositifs presseurs tournants autour d'un arbre à axe parallèle au sens d'avancement des élements smi-finis, de préférence constitues par deux presseurs opposés à secteurs galbés, à developpement en par tie cylindrique et en partie plan, et positionnés, par rapport aux flancs, de façon à effectuer, pendant le dégagement des éléments semi finis desdits guides à lame, le maintien des languettes dorsales en position dirigée vers l'intérieur, et dans le même temps, à faire dé buter le soulevement des flancs jusqu'à leur jonction avec les parois frontale et dorsale, en exerçant sur les flancs eux-mêmes une action de pression pour réaliser l'encollage des flancs aux parois grâce aux languettes respectives sur les faces intérieures et supérieures, et enfin, - des dispositifs de maintien et de guidage pour l'extraction de la bot- te achevée desdits dispositifs presseurs tournants et pour l'envoi de ladite boite vers la zone de déchargement. Pour mieux faire comprendre les caractéristiques techniques et les avantages de la présente invention, on va en décrire un mode de réalisation préféré, étant bien entendu que celui-ci n'est pas limitatif quant à son mode de mise en oeuvre et aux applications qu'on peut en faire. On se ré fermera aux figures suivantes:: - les figures 1 et 2 représentent en plan un "élément semi-fini aplati", respectivement en position ouverte et fermée prêt pour le premier emballage; - la figure 3 montre une section transversale médiane de la boîte redressée; - les figures 4 et 5 représentent, dans son ensemble (de façon simpli fiée et schématisée), la machine objet de l'inven tion, respectivement en vue latérale et en plan; - les figures 6 et 7 représentent le dispositif de soutien-arrêt érection, respectivement en vue latérale et fron tale; - les figures 8 et 9 représentent le dispositif pour l'application de l'adhésif, respectivement en vue section frontale et en plan; - les figures 10 et li représentent un presseur tournant avec les deux secteurs galbés, 'respectivement en vue frontale et latérale. En se reportant aux figures, et en particulier aux figures 1 a 3, la machine objet de l'invention sert à l'assemblage automatique des éléments semi-finis en carton représentes aux figures sous forme aplatie, respectivement ouverte (fig. 1) et fermée (fig. 2). L'élément semi-fini est en définitive constitue par un fond 1 en touré d'une paroi dorsale (ou posterieure) 2, d'une paroi frontale identique (ou antérieure) 3, ainsi que de deux flancs lateraux 4, tous réalisés en forme tubulaire (à double emboîtage), selon les techniques connues. Le couvercle de fermeture 5, dans toute sa largeur, fait bloc avec la paroi dorsale 2 et s'ouvre à rotation comme un livre autour de l'arête de pliage. Pour l'assemblage final desdites boîtes sont prévues, aux extrémités des parois dorsale et frontale, quatre languettes "dorsales" 6 et "frontales" 7 identiques, à recourber et coller sur les flancs lateraux. Pour une meilleure stabilité et pour des raisons de fini esthétique, les extrémités des parois dorsale et frontale sont découpees à ltem- porte-pièce en 8, de façon à favoriser la jonction en tete des flancs aux parois frontale et dorsale. Sur la figure 1, les zones hachurées représentent des parties de fond et de parois pré-encollés pour former la structure tubulaire (à double emboitage) des parois et des flancs. La machine pour l'assemblage final de ladite boite est formée, selon l'invention, (figures4à 11)parunbâti à châssis 9 (figure 4), à une extrémité duquel est positionné un débiteur à trémie ou colonne 10 (figures 4 et 5) pour plusieurs éléments semi-finis aplatis (dont figure 2), indiqués globalement en 11, qui sont chargés manuellement ou automatiquement, et poséssur le plan de travail 12 du châssis. Transversalement au débiteur 10, et exactement on contact avec le plan 12, est monté un pousseur alternatif à larne 13, commandé à mcuvement alternatif horizontal par un piston à commande pneumatique 14, afin d'extraire de la pile et faire avancer un élément semi-fini à la fois, vers la station d'exécution suivante. Celle-ci est formée de deux siipports à lame rabattables 15 (figure 7), solidaires du châssis, aptes à soutenir au début l'élément semi-fini et ensuite à se dégager, par rabattement vers l'ex térieur de l'élément semi-fini lui-même. En cette même station sont prévus un épaulement fixe plat 16 (figure 6) d'arrêt de la paroi dorsale 2 et, du côté opposé, un plateau élé- vateur 17 tournant autour d'un axe horizontal et effectuant - à l'aide du piston 18 - une rotation de 900 à partir d'une position horizontale (au-dessous de l'élément semi-fini) jusqu'à une position verticale de fa çon à obliger la paroi frontale à se déplacer et se redresser jusqu'à sa position verticale,en opposition audit épaulement fixe 16. De cette façon, l'élément semi-fini prend une forme redressée avec les flancs encore abattus et dans le même plan que le fond.Au-dessus de l'élément semi-fini en cette position, est disposé un cylindre à commande pneumatique 19 à piston à axe vertical et tête large et plane 20, cinématiquement relié auxdits supports à lame rabattables 15, de manière à dégager l'élément semi-fini des supports mêmes et, en même temps, à la baisser jusqu'à le faire appuyer sur une chaîne de transport 21 (figures 4 et 7), montée en translation intermittente à l'aide d'un motoréducteur 22 (figure 4) et de dispositifs cinématiques connus; sur ladite chaîne, l'élément semi-fini reste bloqué en forme dressée entre quatre cales ou potelets verticaux 23, solidaires de la chaîne elle-même.En aval de cette station, deux guides fixes 24 (figure 5) à lame verticale, sont montés solidaires du châssis et positionnés sensiblement (dans le sens d'avancement) dans le plan ver tical qui passe par les lignes de pliage des flancs opposés 4. Le positionnement desdits guides fixes à lame est tel qu'il per met, pendant l'avancement de l'élément semi-fini entre eux, au debut le rabattement en position de fermeture des languettes ou ailettes dorsales 6 (figure 1) et, ensuite, de retenir, d'une manière analogue, les languettes ou ailettes frontales 7 après qu'elles ont éte rabattues en position fermeture par deux rabatteurs à mentonnet 25 (figures 4 et 5), montés sur le châssis et commandés en mouvement alternatif par un excentrique à rotule, en synchronisme avec l'avancement de l'élément semi-fini.Dans cette position, l'élément semi-fini se trouve dressé, avec les languettes repliées à l'intérieur (retenues entre lesdits guides à lame) et les flancs 4 en plan prêts à recevoir l'adhésif sur deux zones voisines pour chaque angle. L'encollage s'effectue à l'aide de quatre bras encolleurs 26 (figures 4,5, 8 et 9) du type à double tête, animes -- rr commande pneumatique - d'un mouvement alternatif, avec bala;aXe de 9,'0 environ, de façon à prélever une dose de l'adhésif contenu dans les récipients 27 et à l'appliquer sur lesdites zones voisines. En aval de la phase opératoire ci-dessus, sont situés deux "presseurs" 28 (figures 4 et 5) tournants, autour d'axes parallèles au sens d'avancement de l'élément. Chacun desdits presseurs tc-jrnants cors zend deux "secteurs" galbés identiques à developpement en partie cylindrique et en partie plan (figures 10 et 11) montés solidairement et symétriquement, sur le même axe tournant 29, lesdits secteurs (indiqués ci-après par A et B) sont constitués d'une face trapézoïdale courbée 30A-30B, jointe par un raccord courbe 31A-31B à une face plane rectangulaire, qui à son tour est jointe par un raccord courbé 33A-33B à un bras rectangulaire plan 34A-34B disposé pour pénétrer dans ledit axe 29, avec lequel il fait solidairement bloc.Les faces planes 32A et 32B sont positionnées parallèlement. Ainsi, comme indiqué sur les figures 10 et 11, chaque face galbée 30A et 30B présente une forme cylindrique à bord helicoidal, ce qui donne un développement trapézodal rectangle. Pendant l'avancement de l'élément semt-fini et son extraction desdits guides fixes à lame, lesdits secteurs galbés assurent, par leur mouvement rotatif continu, le maintien en position fermée des languettes dorsales 6, par application auxdites languettes du bord extrême 35A oblique de ladite face trapézoTdale galbée (figures 10 et 11) laquelle laisse, audessous de son côté oblique un espace suffisant pour que le raccord 33B effectue un demi-redressement du flanc 4 jusqu'à 60-70 , flanc qui est ainsi maintenu demi-redressé par l'application suivante contre la face plane 32B, et enfin- redressé entièrement à 90" par le raccord 31B et ainsi maintenu par la partie de la face galbée 30B comprise entre ledit raccord 31B et le point 36B. Les opérations decrites ci-dessus sont répetees sur l'élément semifini suivant par l'action des composants analogues dudit presseur tournant, respectivement 35B, 33A, 32A, 31A et la partie comprise entre le raccord 31A et le point 36A de la face galbée 30A: de la sorte, les presseurs euxmemes - en un seul tour de 360O - assurent le redressement et la fermeture des flancs des deux éléments semi-finis, encollant lesdits éléments aux parois dorsale et frontale. Le temps intermédiaire entre le demi-redressement et le redressement complet, permet aux languettes frontales de se degager de la partie terminale desdits guides fixes à lame et d'être, ensuite, maintenues en position fermée par les flancs à demi-redressés. Sur la base de ce qu'on a précédemment décrit et expliqué, le fonctionnement de la machine en question est le suivant: après le chargement de la trémie, le pousseur 13 fait avancer l'élément semi-fini inférieur sur les supports rabattables 15 jusqu'à le faire appuyer contre l'épaulement fixe 16, après quoi, en opposition à cet épaulement, le plateau de redressement 17 commence a mettre en forme l'élément semi-fini en lui-même, c'est-à-dire fait soulever les parois dorsale et frontale tout en laissant les flancs latéraux dans le même plan que le fond; une fois achevée cette érection, le piston à tête large 19-20 abaisse l'élément semi-fini sur la chaine de transport après dégagement des supports à lame 15. L'élement fini ainsi redresse se met en place automatiquement entre les cales-potelets 23 de la chaîne de transport, laquelle, en avançant, oblige l'élément semifini lui-même à s'insérer entre les deux guides fixes à lame 24, de la manière déjà décrite, à l'aide de deux rabatteurs à mentonnet 25.Dans cette position, les deux flancs sont prêts à recevoir l'adhésif sur les zones voisines des angles des flancs, par l'intermédiaire des quatre bras encolleurs 26; dans la phase suivante, les flancs sont dresses, comme on l'a dit précédemment, à l'aide des deux presseurs rotatifs 28 et pressés par ces mêmes presseurs contre les extrémités des parois dorsale et frontale afin de réalier leur encollage ferme. A l'avancement suivant de la chaîne, la boite achevée est insérée entre deux bandes de transport 37 (figures 4 et 5) qui la conduisent àla zone de déchargement. Bien entendu, la présente invention telle que decrite et les figures jointes sont susceptibles de modifications et de variantes accessibles a l'homme de l'art, et sans que lton ne s'écarte de l'esprit de l'invention; chaque organe et chaque détail constructif pourront être remplacés par d'autres éléments techniquement et fonctionnellement équivalents. REVENDICATIONS 1.- Machine pour l'assemblage en forme définitive de boîtes en carton à flancs latéraux et parois frontale et dorsale tubulaires munies d'un couvercle qui s'ouvre à rotation à partir des éléments semi-finis à parois et flancs prédéfinis, tubulaires et mis à plat, caractérisé en ce qu'elle comprend:: - un châssis de support (9) pourvu d'un plan de travail (12); - une trémie d'alimentation (10) pour un empilement desdits éléments semi-finis (11), à laquelle est associé un pousseur horizontal (13 14) à mouvement alternatif apte à extraire et faire avancer, sur le plan de travail (12) un seul élément semi-fini à la fois;; - un dispositif de soutien-arrêt-érection dudit élément semi-fini amené par ledit pousseur (13-14), comprenant des dispositifs de support rabattables (15) de soutien de l'élément semi-fini lui-même et, pour le redressement de ses parois frontale et dorsale seulement, des dis positifs presseurs (18-19-20), pneumatiques ou similaires, assurant le basculement desdits dispositifs d'érection (17) et desdits moyens de support (15) et pour le positionnement simultané de l'élément semi fini sur des dispositifs de transport à chaîne (21) ou similaires, situés au-dessous, pourvus des dispositifs de maintien (23) et avançant par intermittence à l'aide de mécanismes actionnés par un motoréducteur (22);; - un couple de guides fixes à lame verticale(24),solidaires àladite arma ture (9) et positionnés dans l'axe des lignes de pliage des flancs latéraux de façon à plier vers l'intérieur desdits flancs et pendant la translation de l'élément semi-fini au moyen de ladite chaîne (21), deux "languettes dorsales" opposées de fixation aux flancs; - des dispositifs presseurs oscillants (25), aptes à plier vers l'inte- rieur des flancs, deux "languettes frontales" opposées identiques pour permettre leur insertion dans lesdits guides à lame verticale (24); - des dispositifs à encoller (26), à deux têtes d'encollage oscillant entre une position de prélèvement de l'adhésif et une position d'ap plication dudit adhésif en deux zones rapprochées des arêtes des flancs positionnés dans le même plan que le coplanaire fond;; - des dispositifs presseurs (28) tournants autour d'un arbre à axe pa rallèle au sens d'avancement des éléments semi-finis, de préférence constitués par deux presseurs opposés à secteurs galbés (30-35) à développement en partie cylindrique et en partie plan, et positionnés, par rapport aux flancs, de façon à effectuer, pendant le dégagement des éléments semi-finis desdits guides à lame (24), le maintien des languettes dorsales en position dirigée vers l'intérieur, et dans le même temps à faire débuter le sonievement des flancs jusqu'à leur jonction avec les parois frontale et dorsale, en exerçant sur les flancs eux-mêmes une action de pression pour réaliser l'encollage des flancs aux parois grâce aux languettes respectives sur les faces intérieures et supérieures et, enfin, - des dispositifs de maintien et de guidage (37) pour l'extraction de la boite achevée desdits dispositifs presseurs tournants et pour l'envoi de ladite boîte vers la zone de déchargement. 2.- Machine selon la revendication 1, dans laquelle lesdits dispositifs presseurs tournants (28) sont constitues par deux presseurs opposés, chacun comprenant deux secteurs galbés égaux en partie cylindriques et en partie plans, lesdits secteurs constitués d'une façon trapézoldale galbée (30A et 30B), de façon à présenter une partie cylindrique à bord hélicoidal, raccordee angulairement à une face plane rectangulaire (32A et 32B), qui, à son tour, est raccordée à un support (34A et 34B) solidaire à l'arbre de rotation (29), les faces planes (32A et 328) de chaque secteur étant positionnées parallèlement entre elles, tandis que les faces galbées (30A et 3OB) sont disposees symetriquement par rapport à l'axe de rotation. 3.- Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits dispositifs de support (34A et 34B) desdites faces planes rectangulaires (32A et 32B) sont constitués de plaques rectangulaires angulairement raccordées audites faces planes et solidaires de l'arbre de rotation (29). 4.- Machine selon la revendication 1, dans laquelle sont prévus des dispositifs de soutien de l'élément semi-fini en provenance de la trémie, constitués par deux supports à lames (15), rabattables entre une position engagée avec le fond dudit elément semi-fini et une position de dégagement, lesdits dispositifs de soutien étant mécaniquement liés auxdits dispositifs presseurs (19-20) aptes au positionnement de l'élément semi-fini sur ladite chaine de transport (21). 5.- Machine selon la revendication 1, dans laquelle ladite chaine de transport (21) est pourvue de cales-potelets verticaux (23) par groupes adéquatement espacés, aptes à accueillir et maintenir chaque élément semifini en position redressée. 6.- Machine selon la revendication 1, dans laquelle lesdits dispositifs pour l'érection des parois dorsale et frontale de l'élément semifini sont constitués d'un epaulement fixe (16) et d'un plateau de redressement (17), tournant autour d'un axe horizontal et pouvant se renverser de 90" environ, de façon à obliger la paroi frontale à se redresser en opposition avec ledit épaulement fixe (16).