Brevet FR2559097A1 — publié le 19850809

Procédé et dispositif de mise en forme et d'assemblage en continu d'une mince couche de matériau thermsplastique sur une découpe de carton préalablement rainée. La présente invention concerne un procédé et dispositif de mise en forme et d'assemblage en continu d'une mince couche de matériau thermoplastique sur une découpe de carton pour la réalisation de barquettes de conditionnement ou dlemballage. On oennait un type de récipient comportant un fond et des parois adjacentes en carton recouvertes d'une mince couche en matériau thermoplastique, cette couche reliant rigidement le fond et les parois latérales qui sont adjacentes et font entre elles un certain angle ainsi qu'avec le fond. On connait également le procédé de fabrication d'un tel récipient à partir d'un flan de carton présentant un panneau de fond et un certain nombre de panneaux de parois latérales et à partir d'une feuille de matériau thermoplastique, procédé selon lequel on place le flan de carton dans un moule avec les panneaux latéraux disposés sensiblement bord à bord, la feuille thermoplastique étant introduite à l'état chauffé par soufflage à l'intérieur du flan de carton monté, puis amenée à adhérer sur ce flan. La présente demande a pour but d'étendre le procédé ci-dessus décrit et de l'intégrer comme étape d'un procédé de mise en volume d'une barquette en carton et d'assemblage sur celle-ci d'une couche mince d'un matériau thermoplastique, caractérisé en ce qu'il consiste à mettre en oeuvre en continu - une étape d'alimentation comprenant une phase de préhension unitaire des découpes planes ou flans rainés de carton à partir d'un magasin de stockage, une phase de pliage par un conformateur opérée au cours de la descente de ces découpes, et une phase de dépose de ces découpes sur une table fixe située sous le magasin dans laquelle les côtés de pliage de la découpe sont tenus pliés - une étape de transfert de la découpe pliée sur ladite table fixe depuis la position de dépose jusqu'à un poste de mise en forme et d'assemblage de barquettes, les côtés de la découpe étant tenus pliés - une étape de mise en forme et d'assemblage des barquettes au cours de laquelle une longueur de couche mince de matériau thermoplastique correspondant à la dimension longitudinale de la barquette formée, ayant été amenée préalablement par l'intermédiaire du transfert précédent contre la paroi d'une plaque chauffante, est aspirée et chauffée à une températuue proche du point de ramollissement du matériau thermoplastique puis appliquée par -déformation et tenue en adhérence sur les parois intérieures de la barquette mise en volume - une étape de transfert des barquettes assemblées depuis le poste de mise en forme d'assemblage jusqu'à un poste de découpe des liaisons entre barquettes, ladite étape étant commandée sur un intervalle de parcours inclus dans celui de l'étape de transfert précédente, la couche mince de matériau thermoplastique étant entrainée simultanément. Elle concerne également un dispositif de mise en oeuvre du procédé décrit et permet d'obtenir à partir de découpes planes de carton stockées en magasin et d'un film thermoplastique déroulé d'une bobine, des barquettes à couche intérieure formée de ce film, qui pourront constituer différentes sortes de récipients d'emballage ou de conditionnement, employés notamment dans les emballages qu'il s'agit de fermer de façon hermétique à 1 'air, aux poussières ou dans des conditionnements améliorées d'hygiène et de conservation avec des gaz neutres. v Pour cela l'invention fait appel à un mécanisme de transfert à double chariot à courses parallèles et étagées permettant simultanément la translation avant moulage d'une longueur de film correspondant à la dimension longitudinale de la barquette assemblée, la translation de la barquette assemblée pour séparation des liaisons d'assemblage par des moyens de préhension tels que des pinces solidaires de ces chariots et agissant sur les bords longitudinaux des barquettes, et la translation de la découpe maintenue pliée par des moyens de guidage tels que des glissières et un poussoir solidaires de ces chariots depuis la position de dépose jusqu'au poste de mise en forme et d'assemblage. On décrira à présent un mode de réalisation préféré et non limitatif de l'invention en regard des dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une perspective de la machine avec sa chaîne de transport La figure 2 est une coupe suivant un plan longitudinal médian de la machine, chariots en position amont et presse ouverte La figure 3 est une coupe suivant un plan longitudinal médian de la machine, chariots en position aval et presse fermée ; La figure 4a est une demi coupe transversale, vue pince fermée sur barquette assemblée et presse ouverte La figure 4b est une demi coupe transversale, vue glissières en action sur les ailes de la découpe pliée, presse ouverte La figure 4c est une demi coupe transversale vue glissières ouvertes, presse fermée ; La figure 5 est une perspective des chariots de la machine. La machine comprend, comme représenté figure 1, un bâti 1 composé de deux flasques 2 reposant sur des pieds 3 rigidement liés par des traverses supérieure 4 et inférieure 5 (figures 4a,4c) et de deux longerons latéraux 6 liés rigidement à leurs extrémités par des traverses 7 amont et aval. Entre les flasques 2 se trouve une presse 8 (représentée en figures 4a,4c) comprenant un plateau d'éjection 9 constituant le fond du moule, un plateau supérieur 10 solidaire de la traverse supérieure 4 par une liaison à rotule 11 et un plateau inférieur 12 mobile solidaire d'un vérin 13 pneumatique à multiplicateur mécanique de forces agissant depuis la traverse inférieure 5. Sur la face inférieure du plateau supérieur 10 est fixée une plaque chauffante 14 comprenant des trous d'aspiration 15 disposés régulièrement à sa surface et des buses à air comprimé 16 à sa périphérie.Sur le plateau inférieur 12 est fixée une matrice interchangeable 17 suivant la forme du moulage à effectuer destinée à venir monter et s'appliquer de manière étanche contre la plaque chauffante 14, le mouvement du plateau supérieur 10 libre autour du point 11 de rotation de la rotule favorisant le positionnement de la plaque 14 par rapport à la matrice 17, pour constituer les parois latérales du moule. Entre les longerons 6 du bâti se trouent deux chariots supérieur 18 et inférieur 19, comme représenté figure 5, mobiles en translation et de courses parallèles, guidés par leurs coulisseaux respectifs 20 et 21 glissant sur des paliers 22 à roulement à billes solidaires du biti. Les coulisseaux de ces chariots sont reliés à leurs extrémités par des traverses amont et aval 24, 32 et 23. La traverse amont 24 du chariot inférieur comporte à ses extrémités latérales des paliers à roulement à billes 25 qui glissent sur les coulisseaux 20 du chariot supérieur, lorsque celui vient s'immobiliser sur sa butée 26 (figure 3) en position amont-tandis que le chariot inférieur continue en translation jusqu'au positionnement de la découpe pliée dans le poste de mise en forme et d'assemblage 8, d'un poussoir 27 dont la rampe 28 est inclinée vers l'amont, destiné à pousser la découpe pliée 29 (figure 2) sur son aile arnont 30 par l'intermédiaire de sa partie d'accrochage 31. La traverse aval 32 comporte une liaison 33 avec un vérin 34 commande de transfert. Les traverses 23 du chariot supérieur 18 comprennent des paliers 35 réglables transversalement suivant la dimension transversale de la barquette à réaliser et qui portent deux longerons 36 et 37 sur lesquels viennent s'adapter des glissières 38 et des pinces 39. Les glissières 38 articulées sur les longerons supérieurs 36 et élastiquement sollicitées vers l'intérieur permettent la retenue et le glissement des ailes latérales 40 (figure 4b) pliées de la découpe ; les pinces 39 fixées sur l'ensemble des deux longerons 36, 37 à la partie aval du chariot 18 et commandées par des vérins pneumatiques agissent sur les bords longitudinaux des barquettes (figures 4a) et permettent l'évacuation de la barquette assemblée 41 pour séparation des liaisons d'assemblage 42 (figure 3) et simultanément 1 'entrainement du film 43 déroulé depuis la bobine 44, avant l'étape de mise en forme et d'assemblage. Le chariot inférieur 19 est mis en mouvement par le vérin pneumatique 34 de course fixe dont la longueur est égale (figure 2) à la distance des plans médians du poste d'alimentation (xy) et du poste de presse (x'y'). Le chariot supérieur 18 rappelé élastiquement par un ressort 63 vers sa position aval vient en appui sur la traverse amont 24 du chariot inférieur par 1' intermédiaire d'une butée 64 et suit par conséquent le mouvement du chariot inférieur sous le rappel élastique précisé ; il est mené de l'amont vers l'aval jusqu'à la butée 26 solidaire du bati et est réglable en position, et sa course, fonction de la longueur de la dimension longitudinale de la barquette, est inférieure à celle du chariot inférieur dont la valeur est au moins égale à la longueur d'une découpe pliée 29 telle qu'elle se trouve en position dépose. Dans l'espace compris entre la presse 8 et la traverse aval du bâti et au niveau du plateau d'éjection 9 se trouve, comme représenté figure 2, une table fixe 45 réglable en hauteur et sur laquelle s 'effectue la dépose et le transfert des découpes pliées. Celle-ci comporte une fente longitudinale 46 (figure 4b), pour le passage du poussoir 27, et des trous 47 pour le passage des tubes préhenseurs 48. Au-dessus de la table fixe 45 et solidaires du bâti se trouvent le magasin 49 de stockage des découpes planes 50 et le conformateur 51 de pliage desdites découpes. Le magasin 49 de cartons est constitué par une platine 52 ajourée comportant sur sa face supérieure des tasseaux ronds 53 sur lesquels repose la pile verticale de cartons, et des glissières 54 fixées perpendiculairement sur ladite face supérieure de la platine et permettant le guidage et positionnement précis des flans. Le conformateur 51, placé sous le magasin, est constitué par une platine 55 ajourée à la forme de la grande base de la barquette (dans le cas où celle-ci présente des faces dépouillées). Les bords supérieurs de l'ajour sont arrondis pour favoriser le pliage des ailes lors du passage du format du carton. Des glissières 56 disposées entre les platines favorisent également l'opération de pliage. Le dispositif préhenseur 57 situé sous les chariots de transfert comprend un certain nombre de tubes 48 fixés sur un palonnier 58 actionné verticalement par un vérin pneumatique 59. Les extrémités libres sont équipées de ventouses 60. Les autres extrémités sont liées à une canalisation d'air en dépression entretenue par une pompe à vide. Les axes des tubes 48 sont centrés (figure 4b) sur les trous 47 de la table fixe 45. La partie aval du bâti est équipée du poste de sectionnement 61 (figure 3) et du dispositif dévidoir 62 (figure 1) du film 43 comprenant de façon connue un porte mandrin avec dispositif de correction manuelle de centrage, des embarreurs fixes et des embarreurs mobiles solidaires de deux bras comnandés par un vérin pneumatique, et délivrant une longueur déterminée de film avant entraînement sous la plaque chauffante 14 de la presse. Le fonctionnement de la machine consiste à mettre en oeuvre dans le temps les différents éléments décrits précédemnent et constitue le procédé de l'invention. Partant de la position suivante, comme représenté figure 2, (début de cycle), - presse 8 ouverte avec plateau inférieur 12 en position basse, - chariots 18 et 19 et poussoir 27 en position amont, - pinces 39 en position fermée sur les rives du film 43, - préhenseur 57 en position basse, le préhenseur s'élève. Les ventouses 60 traversent la table fixe 45 et viennent en contact du carton inférieur 50 de la pile (niveau A). Le carton est saisi par dépression, séparé de la pile entraîné vers le bas par le préhenseur qui s'abaisse. Le carton traverse le conformateur 51 et les ailes du carton se plient. La descente verticale du carton est limitée par la table 45 où la dépression est interrompue (niveau B) ; le carton est déposé puis le préhenseur s'efface au-dessous des chariots 18 et 19 (niveau C). Les ailes latérales 40 du carton sont maintenues en position pliée grâce aux glissières 38 (figure 4b?. L'aile amont du carton est maintenue en position pliée par le poussoir 27 et l'aile aval par un taquet 66 fixe solidaire du conformateur sur sa face inférieure. La présence du carton est détectée. La chariot inférieur 19 se déplace vers l'aval, entraîne le chariot supérieur 18 et déplace le carton maintenu contre le poussoir 27 et les glissières 38.Simultanément le film 43 est entraîné par les pinces 39 et une barquetre assemblée 41 est transférée jusqu'à un poste de découpe 61 des liaisons d'assemblage entre barquettes (figure 3) qui consiste de façon classique en une lame longitudinale mue par vérin. Le chariot supérieur s'immobilise au contact de la butée 26. A ce moment la quantité du film 43 nécessaire au moulage d'une barquette a été amenée sous la plaque chauffante 14. Le chariot supérieur 19 continue seul sa course poussant le carton qui glisse sur la table et sur les glissières 38 (immobiles). En fin de course, le carton est en place sur la plaque d'éjection 9 pour l'opération de mise en forme de la découpe et d'assemblage par thermofixation du film sur ladite découpe. La presse 8 se ferme et lève la matrice 17 qui enveloppe le carton toujours maintenu par l'intermédiaire des glissières 38 agissant sur les ailes latérales 40. Eh fin de fermeture les glissières 38 sont symétriquement écartées (figure 4c) par les cames 67 de la matrice 17 qui s'applique alors en pression contre la plaque chauffante 14. La presse fermée, le moulage s'effectue. Le film 43 préalablement plaqué par aspiration sur la plaque chauffante 14 et chauffé à une température proche du point de ramollissement du matériau thermoplastique, est appliqué par déformation, sous l'effet de l'air comprimé, réchauffé par circulation d'air à l'intérieur d'une l'électrode, et injecté par les buses 16, contre les parois intérieures de la barquette mise en volume par la matrice 17 et le plateau d'éjection 9, et maintenu en adhérence sous l'effet de la chaleur et de la pression de l'application. Les pinces 39 s'ouvrent, le chariot inférieur 19 revient seul vers 1 'amont et libère au passage le chariot supérieur 18 en appui sur sa butée 26. Las chariots 18, 19 reviennent simultanément en position amont. Les glissières 38 retombent en position d'attente. Pendant ce temps le dévidoir 62 de film agit. Les pinces 39 se referment, la presse s ouvre. Le cycle est terminé. La présente invention réalise ainsi par le jeu de la machine et de son fonctionnement ci-dessus décrits un procédé à la continu de fabrication industrielle de barquettes à support carton et couche intérieure protectrice, qui. peut lui-même être intégré dans une chaîne de conditionnement plus large où, partant de découpes de carton, on va jusqu'à l'emballage final du produit à conditionner. REVENDICATIONS 1.- Procédé de mise en volume d'une barquette en carton et d' assemblage sur celle-ci d'une couche mince (43) d'un matériau thermoplastique, caractérisé en ce qu'il consiste à mettre en oeuvre en continu - une étape d'alimentation comprenant une phase de préhension unitaire des découpes planes (50) ou flans rainés de carton à partir d'un magasin de stockage (49), une phase de pliage par un conformateur (51) opérée au cours de la descente de ces découpes, et une phase de dépose de ces découpes sur une table fixe (45) située sous le magasin (49) dans laquelle les côtés de pliage de la découpe sont tenus pliés, - une étape de transfert de la découpe pliée (29) sur ladite table fixe (45) depuis la position de dépose jusqu'à un poste (8) de mise en forme et d'assemblage des barquettes, les côtés de la découpe étant tenus pliés, - une étape de mise en forme et d'assemblage des barquettes au cours de laquelle une longueur-de couche mince (43) de matériau thennoplastique correspondant à la dimension longitudinale de la barquette formée, ayant été amenée préalablement par l'intermédiaire du transfert précédent contre la paroi d'une plaque chauffante (14), est aspirée et chauffée à une température proche du point de ramollissement du matériau thermoplastique puis appliquée par déformation et tenue en adhérence sur les parois intérieures de la barquette mise en volume, - une étape de transfert des barquettes assemblées (41) depuis le poste de mise en forme et assemblage (8) jusqu'à un poste (61) de découpe des liaisons entre barquettes, ladite étape étant commandée sur un intervalle de parcours inclus dans celui de 1 'étape de transfert précédentes, et la couche mince (43) de matériau thermoplastique étant entraînée simultanément. 2.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend - un magasin (49) de stockage des découpes planes (50) de carton, - un conformateur (51) de pliage desdites découpes, - des moyens (57) de préhension à l'unité desdites découpes planes depuis le magasin de stockage, - une table fixe (45) située sous le magasin de stockage et destinée à la dépose et au transfert desdites découpes pliés (29), - un poste (8) de mise en volume-et d'assemblage des barquettes, comprenant un plateau supérieur (10) équipé d'une plaque chauffante (14), un plateau d'éjection (9) au niveau de la table fixe (45) constituant le fond d'un moule et une matrice (17) fixée sur un plateau (12) mobile de presse et destinée à venir monter entre le plateau d'éjection (9) et à s'appliquer en pression sur la périphérie de la plaque chauffante (14) pour constituer les parois latérales dudit moule, - un chariot (19) destiné à pousser la découpe (29) jusqu'au poste de mise en forme et d'assemblage (8), - un chariot (18) en vue du transfert des barquettes assemblées (41) jusqu'à un poste de découpe (61) des liaisons d'assemblage (42) entre barquettes, et - des moyens d'entraînement (39) de la couche mince thermoplastique (43) avant l'étape de mise en forme et d'assemblage. 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que: - le chariot inférieur (19), situé sous la table fixe (45), comprend un poussoir (27), émergeant d'une fente (46) longitudinale médiane de la table fixe (45), destiné à pousser la découpe (29) par son aile amont (30) pliée et à la transférer jusqu'au poste de mise en forme et d'assemblage (8), et en ce que - le chariot supérieur (18) comprend des moyens de guidage tels que des glissières (38) pour le maintien des ailes latérales (40) pliées de la découpe et des moyens de préhension tels que des pinces (39) pour saisir la couche mince (43) de matériau thermoplastique en vue du transfert des barquettes assemblées (41), depuis le poste de mise en forme et assemblage (8) jusqu'à un poste de découpe (61) des liaisons d'assemblage (42) entre barquettes, et de l'entraînement de ladite couche mince (43) avant l'étape de mise en forme et d'assemblage, ledit chariot coopérant avec le chariot inférieur (19) pour tenir -la découpe pliée (29), lors de son transfert, depuis sa dépose jusqu'au poste de mise en forme et d'assemblage (8). 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le chariot supérieur (18) est mené de l'amont vers l'aval jusqu'à une butée réglable (26) par le chariot inférieur et qu'il retrouve sa position amont simultanément avec le chariot inférieur (19). 5.- Dispositif selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le chariot supérieur (18) est rappelé élastiquement vers sa position aval, limitée par ladite butée (26), par un moyen de rappel tel qu'un ressort (63) 6.- Dispositif selon 1 'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la course du chariot supérieur (18) correspond à la longueur de la dimension longitudinale de la barquette et est variable suivant le positionnement réglable de la butée (26). 7.- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les distances entre les axes d'articulation des glissières (38) et entre les pinces (39) correspondent aux dimensions transversales de la barquette et sont variables suivant le positionnement transversal réglable des paliers (35) des longerons (36 et 37) de support sur les traverses (23). 8.- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les pinces (39) du chariot supérieur (18) agissent sur les bords longitudinaux des barquettes et entraînent une longueur de couche mince (43) de matériau thermoplastique sous la plaque chauffante (14) du poste de mise en forme et assemblage (8) équivalente à la longueur de la dimension longitudinale de la barquette lors du transfert du chariot supérieur (18) depuis sa position amont jusqu'à sa position aval.