Brevet FR2523922A1 — publié le 19830930

La présente invention concerne les machines utilisées pour coller des étiquettes sur des boîtes ou d'autres objets et comportant un transporteur horizontal qui amène les boîtes à un poste d'étiquetage, un magasin de stockage des étiquettes, une tête d'étiquetage rotative portant au moins une ventouse déplaçable radialement sur la tête, un mécanisme commandant par intermittence la rotation de la tête et la maintenant à l'arrêt, pendant un temps prédéterminé, lorsque la ventouse se trouve en face du magasin à étiquettes et lorsqu'elle se trouve au poste d'étiquetage, et une came commandant les déplacements radiaux de la ventouse quand la tête est à l'arrêt, pour permettre la prise d'une étiquette dans le magasin et son application sur la boîte se trouvant au poste d'étiquetage, respectivement. Dans les machines connues de ce type, la rotation intermittente de la tête d'étiquetage est commandée par un bras animé d'un mouvement alternatif par un système à bielle manivelle et portant un cliquet qui vient en prise avec la tête pour l'entraîner périodiquement, toujours dans le même sens ; pendant la course retour du bras, la tête est maintenue à l'arrêt par un système de verrouillage à cliquet. La came commandant les déplacements radiaux des ventouses est également animée d'un mouvement alternatif. L'utilisation de mécanismes à mouvement alternatif pour commander la rotation de la tête et les déplacements radiaux des ventouses limite la cadence de la machine. De plus les systèmes à cliquets ont l'inconvénient de s'user rapidement avec comme conséquence un manque de précision dans le positionnement des ventouses et un fonctionnement défectueux de la machine. Le but de la présente invention est de réaliser une machine pouvant fonctionner à cadence élevée et n'utilisant que des mécanismes simples, sûrs et éprouvés permettant un fonctionnement prolongé, sans incident. La machine à étiqueter objet de la présente invention est caractérisée en ce que la came commandant les mouvements radiaux de la ventouse est animée d'un mouvement de rotation continue, à vitesse constante, autour de l'axe de rotation de la -tete d'étiquetag* et la vitesse de rotation de cette dernière, lorsqu'elle est en mouvement est différente de celle de la came. Suivant un mode de réalisation préfère, les sens de rotation de la tête d'étiquetage et de la came sont opposes, et la vitesse de rotation de la tête, lorsqu'elle est en mouvement, est supérieure à celle de la came. Le mécanisme commandant la rotation intermittente de la tête d'étiquetage est constitué par une roue motrice comportant sur sa surface périphérique une gorge formée de portions élicoldales et de portions circulaires et une roue solidaire en rotation de la tête d'étiquetage, dont l'axe est perpendiculaire à celui de ladite roue motrice et qui est munie sur sa périphérie de dents.ou ergots régulièrement espacés sur sa circonférence et s'engageant sans jeu dans la gorge de la roue motrice de telle sorte que, la roue motrice étant entrainée en rotation continue, la tête reste immobile lorsque l'un des ergots se trouve dans une position circulaire de la gorge. La ventouse est fixée à l'extrémité d'un coulisseau disposé radialement sur la tête d'étiquetage et dont les déplacements radiaux sont commandés par ladite came qui est constituée par un disque dont la surface périphérique sert de chemin de roulement à un galet monté sur un axe solidaire du coulisseau et appliqué sur ladite surface par un ressort agissant sur le coulisseau. Suivant un mode de réalisation préféré, le disque constituant la came est pourvu d'un rebord dont la surface intérieure sert de chemin de roulement au dit galet, cette surface intérieure comportant au moins une portion en creux dont le bord avant, en considérant le sens de rotation de la came, est abrupt alors que son bord arrière se raccorde de manière progressive à la surface cylindrique qui lui fait suite. Pour faciliter la fabrication, il est avantageux d'utiliser un coulisseau à section circulaire. Des moyens devront alors être prévus pour empêcher sa rotation autour de son axe. On peut, dans ce but, utiliser une clavette logée dans des rainures longitudinales du coulisseau et de la tête ou fixer sur le coulisseau un axe dont l'ex- trémité, éventuellement munie d'un galet, est retenue dans une échancrure radiale découpée dans une pièce solidaire de la tête, cet axe se déplaçant dans cette échancrure lorsque le coulisseau est mis en mouvement par la came. De préférence, la tête d'étiquetage porte deux coulisseaux disposés suivant un diamètre et munis chacun d'une ventouse à leur extrémité et d'un galet roulant sur la surface intérieure du rebord du disque constituant la came, ces galets étant appliqués sur ladite surface par un ressort comprimé entre les deux coulisseaux ; cette surface de la came comporte deux portions en creux identiques et diamétralement opposées et le magasin de stockage des étiquettes est situé à l'opposé du poste d'étiquetage par rapport à l'axe de rotation de la tête. Les sens de rotation de la tête d'étiquetage et de la came sont opposés et deux camés fixes, à profil circulaire, sont placées sur le trajet des dits galets, à mi-chemin entre les positions d'arrêt des ventouses et de part et d'autre de l'axe de rotation de la tête. Suivant un mode de réalisation particulier de l'invention, la machine comporte deux têtes d'étiquetage montées aux deux extrémités d'un arbre horizontal dont la rotation est commandée par ladite roue à gorge, chaque tête étant associée à une came à rotation continue liee cinématiquement à ladite roue à gorge. De préférence, l'arbre portant les têtes d'étiquetage est parallèle à la direction de déplacement du transporteur qui dessert les deux têtes. Un rouleau encolleur est associé à chaque tête d'étiquetage pour enduire de colle les étiquettes pendant leur trajet entre le'magasin et le poste d'étiquetage. Pendant une fraction au moins de ce trajet, ce rouleau est guidé dans ses déplacements radiaux par un disque solidaire de la tête d'étiquetage sur la périphérie duquel roule un galet solidaire du rouleau, le contour de ce disque étant choisi pour assurer un pos-itionnenienL corre':-t du rouleau par rapport à la ventouse pendant l'encollage. D'autres caractéristiques de 1. invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit et se réfère aux dessins l'accompagnant qui montrent à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de l'invention et sur lesquels La figure 1 est une vue en perspective de la machine à étiqueter objet de l'invention La figure 2 est un schéma montrant le mécanisme de la machine La figure 3 est une coupe diamétrale d'une tête d'étiquetage et de la came de commande des mouvements radiaux des ventouses ; et La figure 4 est une vue de face de la tète d'étiquetage et de la came, certaines parties de la tête ayant été supprimées pour rendre la figure plus claire. La machine représentée sur les dessins est destinée à l'étiquetage de boîtes plates du type utilisé pour l'emballage des fromages. Le châssis de cette machine se présente sous la forme de deux coffres : un coffre inférieur 10 muni de pieds et dans lequel sont logés les équipements électriques et pneumatiques et un coffre supérieur 12 supporté par le premier et dans lequel sont logés le moteur et le mécanisme d'entraînement des têtes d'étiquetage. Elle comporte deux têtes d'étiquetage 14 qui sont disposées de part et d'autre du coffre 12 et montées aux deux extrémités d'un arbre horizontal 16. A chaque tête sont as sociés un magasin à étiquettes 18 et un dispositif d'encollage 20. Un capot en plexiglas 22 interdit l'accès aux têtes d'étiquetage, pendant la marche de la machine, tout en permettant leur surveillance. Ce capot peut être relevé, en le faisant pivoter autour d'un axe 24 lorsque la machine est à l'arrêt. L'ouverture du capot provoque l'arrêt automatique de la machine. Les boites à étiqueter sont amenées aux postes d'éti quetage desservis par les têtes 14 par un transporteur 28 disposé parallèlement à l'arbre 16. Ce transporteur est constitué par une courroie sans fin tendue entre des poulies montées sur une table 32. La position en hauteur du transporteur, par rapport aux têtes d'étiquetage, est ré- glable au moyen de deux systèmes vis-écrous 34 commandés par un volant 36. Comme on le voit sur la figure 3, chaque tête 14 est constituée par une pièce tubulaire 40 fixée à une extrémité de l'arbre 16, de telle sorte que son axe longitudinal soit disposé suivant un diamètre. Un fourreau 42 est fixé à chaque extrémité de cette pièce, suivant son axe, et dans chaque fourreau est agen cé un coulisseau 44. Un ressort 46 est comprimé entre les deux fourreaux dont l'écartement est limité par un talon 48 venant buter contre l'extrômitô intérieure du fourreau respectif. L'extrémité extérieure de chaque coulisseau porte une ventouse 50 ainsi qu'un galet 52 dont l'axe est parallèle à celui de l'arbre 16. Les ventouses 50 sont reliées par des tuyaux flexibles 54 et un joint tournant 56 à des vannes, non repré sentées, qui permettent de les relier soit à une pompe à vide, soit à l'atmosphère. Pendant la rotation d'une tête 14, les galets 52 roulent sur la surface intérieure du rebord d'un disque 58 monté rotatif sur l'arbre 16 et entraîné en rotation, en sens inverse de la tête, par un mécanisme qui sera décrit ci-après. Comme on le voit sur la figure 4, cette surface intérieure est formée de deux portions cylindriques 60, dont l'axe coïncide avec l'axe de rotation de la tête, et de deux portions en creux, diamétralement opposées 62. Le flanc avant, en considérant le sens de rotation du disque 58 (flèche F2), de ces portions en creux est abrupt tandis que leur flanc arrière se raccorde tangentiellement aux portions cylindriques 60. Le disque 58 constitue une came dont la rotation par rapport à la tête 14 provoque les déplacements radiaux des coulisseaux portant les ventouses 50.Plus précisément, il n'y a pas de déplacement radial des coulisseaux tant que les galets 52 se déplacent sur les portions cylindriques 60 de la came, puis ils se dé placent brusquement vers l'extérieur, sous 1 l'ction du ressort 46, lorsque les galets tombent dans les portions en creux 62 et sont ensuite ramenées à leur position initiale lorsque les galets roulent sul le flanc arriere des creux 62. Lorsque les coulisseaux 44 ont une section circulaire, qui est souvent préférée pour faciliter la fabrication, des moyens doivent être prévus pour reprendre le couple dû à la réaction de la came 58 et empêcher la rotation des coulisseaux dans les fourreaux 42. Ces moyens peuvent être constitués par une clavette logée dans des rainures longitudinales des coulisseaux et des fourreaux ou par un galet monté à l'extrémité d'un axe parallèle à l'arbre 16 et fixé sur le coulisseau, ce galet étant retenu dans une fourche solidaire de la tête d'étiquetage de façon à n'autoriser que des mouvements radiaux des coulisseaux. Le mécanisme commandant les rotations des têtes 14 et des cames 58 comprend un moto-réducteur à vitesse variable 64 dont un arbre de sortie est accouplé au moyen d'un embrayage 65 à un arbre 66 qui entraîne, par l'inter médiaire d'un jeu de pignons 70, un arbre 72 parallèle à l'arbre 16. A chacune de ses extrémités, l'arbre 72 porte un pignon 74 en prise avec une roue dentée 76 solidaire de l'une des cames 58. Les arbres 16 et 66 sont accouplés au moyen d'un indexeur constitué par une roue à gorge 78 solidaire de l'arbre 66 et une roue à ergots 80 solidaire de l'arbre 16 et en prise avec la roue å gorge. La roue 78 comporte sur sa périphérie une gorge formée de portions hélicoldales et de portions circulaires et les ergots de la roue 80 qui peuvent avantageusement porter des galets ou des rouleaux s'engagent sans jeu dans cette gorge de sorte que le mouvement de rotation continu de l'arbre 66 est transformé en un mouvement intermittent de l'arbre 16 et, par conséquent, des têtes 14.Lorsqu'un ergot est engagé dans une portion circulaire de la gorge, les têtes 14 restent immobiles et le mécanisme est conçu pour que cela se produise lorsque les têtes sont verticales, l'une des ventouses se trouvant alors en position haute et l'autre en position basse. Dès l'arrêt des têtes 14, les galets 52 tombent dans les portions en creux 62 des cames 58 dont la rotation est continue ; la tête et la came se trouvent alors dans les positions représentées sur la figure 4. Le déplacement vertical des coulisseaux provoqué par la chute des galets 52 dans les creux 62 a pour effet d'appliquer les ventouses supérieures sous les magasins à étiquettes respectifs et les ventouses inférieures sur les boîtes se trouvant aux postes d'étiquetage.Simultanément, les ventouses supérieures sont mises en communication avec la pompe à vide et les ventouses inférieures sont mises en communication avec l'atmosphère. Les têtes restant immobiles, la rotation des cames 58 a pour effet, en agissant sur les galets 52, de rapprocher les coulisseaux 44 de l'axe de rotation de la tête. En s'éloignant des magasins respectifs les ventouses supérieures emportent chacune une étiquette qui y adhère sous l'effet de la dépression. Par contre, les ventouses inférieures, qui sont en communication avec l'atmosphère, n'ont plus aucune action sur les étiquettes, préalablement encollées, qu'elles ont appliqué sur les boîtes et qui restent collées sur celles-ci. Dès que les galets 52 atteignent les portions cylindriques 60 de la came, les têtes 14 sont entraînées en rotation, dans le sens de la flèche F1 inverse du sens de rotation F2 des cames 58. Les vitesses de rotation des têtes et des cames et les temps d'arrêt sont choisis pour que ces opérations se répètent à chaque demi-tour. C'està-dire que le temps mis par les cames 58 pour effectuer un demi-tour est égal au temps mis par les têtes pour effectuer le même trajet augmenté du temps d'arrêt. A cause des rotations en sens inverse des têtes et des cames, chaque galet 52 va se trouver, à chaque demitour des têtes, devant une portion en creux 62 des cames alors qu'il se trouve dans une partie intermédiaire de la course. Comme il n'est pas souhaitable que les coulisseaux se déplacent à ce moment-la, on a place devant chaque came 58, au niveau de l'axe de tation de la tette et de part et d'autre de celui-ci, deux cames fixes 82 dont le profil circulaire coïncide avec celui de la came 58 lorsque celleci se trouve dans la position représentée sur la figure 4. Les étiquettes sont encolles sur leur trajet du magasin au poste d'étiquetage. Le dispositif d'encollage est constitué par un premier rouleau 84 entraîné en rotation à partir du mécanisme de commande de rotation des cames 58 et partiellement immergé dans un bac à colle 86, et par un second rouleau 88 qui est monté à I'extrémité d'un bras 89 dont la rotation est commandée par un vérin 90. Le rouleau 88 est monté sur le bras 89 par l'intermédiaire d'un axe d'articulation et de deux leviers 91.Un ressort 92 agit sur l'un des leviers pour déplacer le rouleau 88 vers la tête d'étiquetage quand le bras 89 est soulevé, et une butée 93 coopère avec l'extrômitô de l'autre levier 91 pour appliquer le rouleau 88 sur le rouleau 84, contre l'action du ressort 92, quand le bras 89 est ramené en position basse. L'arbre du rouleau 88 porte, à une de ses extrémités, un pignon 94 qui engrène avec un pignon solidaire de l'arbre du rouleau 84 quand le bras 89 est en position basse et, à son autre extrémité, un galet 95 qui se trouve dans le plan d'un disque 96 solidaire de la tête d'étiquetage de telle sorte que, lorsque le bras 89 est en position haute, le galet est appliqué par le ressort 92 sur la périphérie du disque 96 et roule sur celle-ci. Ce disque a pour fonction de maintenir le rouleau 88 dans la position requise pour que l'étiquette portée par une ventouse vienne au contact du rouleau et soit enduite de colle lorsque la ventouse est déplacée du magasin vers le poste d'étiquetage. A cette fin, le disque comporte deux méplats sur lesquels roule le galet 95 quand une ventouse se trouve devant le rouléau 88. Le transporteur 28 est entrainé à vitesse constante par le moto-réducteur 64 par l'intermédiaire d'une courroie 100 et d'une poulie motrice 98. Pour assurer l'arri vée régulière des boites et leur arrêt aux postes d'éti quetage, la machine est équipée de doigts pivotants 102 régulièrement espacés le long du transporteur 28 et qui maintiennent immobile s les boîtes se trouvant aux postes d'étiquetage, entre les deux postes et en amont et en aval de ceux-ci, pendant la pose des étiquettes. Les mouvements des doigts 102 sont commandés pr une came 104 reliée cinématiquement à l'arbre 66.Après que les étiquettes aient été posées sur les boîtes se trouvant au poste d'étiquetage, les doigts 102 pivotent pour libérer les boites, qui sont entrainées par le transporteur 28, puis reprennent leurs positions initiales. Etant donné que les deux têtes d'étiquetage fonctionnent simultanément, chacune d'elles n'étiquette qu'une boîte sur deux et l'avance des boîtes est le double de leur écartement qui est lui-même le tiers de la distance séparant les deux têtes. Sur la figure 2 on voit également une came 106 solidaire de l'arbre 66 ; cette came commande les vannes grâce auxquelles les ventouses sont reliées à une source de vide ou à l'atmosphère, suivant leur position. Des cellules photo-électriques 108 permettent de détecter la présence d'une boite aux postes d'étiquetage. S'il n'y a pas de boite à l'un des postes, la ventouse su périeure de la tête correspondante n'est pas mise en communication avec la pompe à vide lorsqu'elle est appliquée sous le magasin, de sorte qu'elle n'emporte pas d'étiquette, et le rouleau d'encollage n'est pas soulevé. Un dispositif 110 pour enfoncer les couvercles sur les boîtes est placé à I'extrémité amont du transporteur 28 et un dispositif 112 pour lisser les étiquettes est placé à l'extrômitô aval du-transporteur. Ces dispositifs sont pratiquement identiques et sont constitués par des tampons en mousse fixés sous une plaque déplaçable verticalement au moyen d'un vérin. Le fonctionnement des vérins des dispositifs 110 et 112 et des rouleaux encolleurs est contrôlé par des électrovannes commandées par des interrupteurs actionnés s par des cames fixées à l'arbre 66. De nombreuses modifications peuvent être apportées au mode de réalisatiOll décrit paln l'emploi de moyens techniques équivalents. On pourrait en particulier remplacer dans le mécanisme d'indexage la roue à gorge 78 par une vis dont le filet serait forme de portions hellcoidales et de portions circulaires, les galets dc la relie 80 coopérant avec les flancs du filet. La came 58 pourrait être remplacée par un disque sur la périphérie duquel roule raient les galets 52, des bossages étant prévus sur ce disque pour commander le déplacement radial des ventouses. Il est bien entendu que toutes ces modifications entrent dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Machine à coller des étiquettes sur des boîtes ou des objets analogues comportant un transporteur qui amène les boites à un poste d'étiquetage, un magasin de sto ckage des étiquettes, au moins une tête d'étiquetage rotative portant au moins une ventouse déplaçable ra dialement sur la tête, un mécanisme commandant par in termittence la rotation de la tête et la maintenant à l'arrêt, pendant un temps prédéterminé, lorsque la ven touse se trouve en face du magasin à étiquettes et lors qu'elle se trouve au poste d'étiquetage, et une came commandant les déplacements radiaux de la ventouse, quand la tête est à l'arrêt, pour permettre la prise d'une étiquette dans le magasin et son application sur la boîte se trouvant au poste d'étiquetage, respecti vement, caractérisée en ce que ladite came (58) est animée d'un mouvement de rotation continue, à vitesse constante, autour de l'axe de rotation de la tête d'é tiquetage (14), et la vitesse de rotation de cette der nière, lorsqu'elle est en mouvement, est différente de celle de la came. 2. Machine à coller des étiquettes selon la revendication l, caractérisée en ce que la tête d'étiquetage (14) et la came (58) tournent en sens inverses et la vitesse de rotation de la tête, lorsqu'elle est en mouvement est supérieure à celle de la came. 3. Machine à coller des étiquettes selon la revendication l ou 2, caractérisée en ce que le mécanisme commandant la rotation intermittente de la tête d'étiquetage (14) est constitué par une roue motrice (78) comportant sur sa surface périphérique une gorge formée de portions hélicoldales et de portions circulaires et une roue (80) solidaire en rotation de la tête d'étiquetage (14), dont l'axe est perpendiculaire à celui de ladite roue motri ce et qui est munie sur sa périphérie d'ergots réguliè rement espacés sur sa circonférence et s'engageant sans jeu dans la gorge de la roue motrice de telle sorte que, la roue motrice étant entraînée en rotation continue, la tête reste immobile lorsque lui des rot t~ se trouve dans une portion circulaire de la gorge4.Machine à coller des etiçuettes selon la revendication 1, caractérisée en ce que la ventouse t5n) est fixée à I'extrémité d'un coulisseau (44) disposé radialement sur la tête d'étiquetage (14) et dont les deplacements radiaux sont commandés par ladite came (58) qui est constituée par un disque dont la surface périphérique srrt de chemin de roulement à un galet (52) solidaire du dit coulisseau (44) et appliqué sur ladite surface par un ressort (46) agissant sur le coulisseau 5.Machine à coller des étiquettes selon la revendication 4, caractérisée en ce que la came (58) est pourvue d'un rebord dont la surface intérieure sert de chemin de rou lement au dit galet (52), et en ce que cette surface comporte au moins une portion en creux (62) dont le bord avant, en considérant le sens de rotation de la came, est abrupt tandis que son bord arrière se raccor de de manière progressive à la surface cylindrique qui lui fait suite. 6. Machine à coller des étiquettes selon la revendication 5, caractérisée en ce que la tête d'étiquetage (14) por te deux coulisseaux (44) disposés suivant un diamètre et munis chacun d'une ventouse (50) à leur extrémité et d'un galet (52) roulant sur la surface intérieure du re bord du disque constituant la came (58), ces galets étant appliqués sur ladite surface par un ressort (46) comprimé entre les deux coulisseaux, en ce que cette surface in térieure comporte deux portions en creux (62) identiques et diamétralement opposées, et en ce que le magasin de stockage des étiquettes (18) est situé à l'opposé du pos te d'étiquetage par rapport à l'axe de rotation de la tête. 7. Machine à coller des étiquettes selon la revendiotion 6, caractérisée en ce que les sens de rotation de la tête d'étiquetage (14) et de la came (58) sont opposés et en ce que deux cames fixes (82), à profil circulaire, sont placées sur le trajet des dits galets (52), â mi- chemin entre les positions d'arrêt des ventouses (50) et de part et d'autre de l'axe de rotation de la tête. 8. Machine à coller des étiquettes selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qutel- le comporte deux têtes d'étiquetage (14) montées aux deux extrémités d'un arbre horizontal (16) dont la ro tation est commandée par ledit mécanisme (78-80), cha que tête étant associée à une came à rotation continue (58) liée cinématiquement au dit mécanisme, et les deux têtes d'étiquetage étant desservies par le même transporteur (28). 9. Machine à coller des étiquettes selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte un rouleau encolleur (89), un galet (95) solidaire du dit rouleau, un disque (96) solidai re de la tête d'étiquetage (14) et des moyens (90-92) pour appliquer ledit galet sur la périphérie du dit disque pendant une fraction au moins du trajet de la ventouse (50) entre le magasin à étiquettes et le poste d'étiquetage, le contour de ce disque étant choisi pour assurer un positionnement correct du rouleau par rap port à la ventouse pendant l'encollage.