Brevet FR2609935A1 — publié le 19880729

Machine de pliage automatique de boites en carton La présente invention concerne un dispositif qui permet de mettre en forme des boîtes d'emballage en carton. Les feuilles-cartor.s servant à la fabrication de ces boîtes, sont découpées et déformées à l'endroit des plis futurs. Les feuilles-cartons sont stockées à plat dans la machine. Le pliage successif des diffèrentes faces des feuilles-cartons était auparavant réalisé par des organes mécaniques générant des trajectoires circulaires (vérins rotatifs, moteur pas à pas et système de bielles). Ces machines sont complexes et croûteuses. Chaque organe réalisr seulement 1 ou 2 fi-ouvements simultanément. Le but de l'invention est de réaliser une machine simple et peu coûteuse capable de produire et de mettre en forme à des cadences industrielles, différents types de boites d'emballage. L'invention a pour objet une machine caractérisée en ce qu'elle comprend une matrice en tôle formée de 4 éléments mobiles se déplaçant symétriquement par rapport à l'axe du mouvement de la feuille-cartcn à plier. Ces éléments sont positionnés grâce à des systèmes auto-centreurs. Une plaque qui supporte des ventouses assure la préhension du carton. Cette plaque est actionnée par un vérin. La stabilité de la feuille-carton pendant la traversée de la matrice de forme, est assurée par un système d'amortissement et de serrage. Lorsque la feuille-carton a traversé la matrice de forme, 2 moteurs pas à pas actionnent 4 doigts qui viennent former les 2 derniers rabats. Ces deux rabats comportent des oreilles qui viennent se loger dans des lumières découpées dans la feuillecarton. La boîte en carton ainsi formée peut-être évacuée par le vérin et après libération du serrage. D'autres caractéristiques ressortiront de la de:,cription détaillée de la machine ainsi que son ode de réalisation. Les dessins annexes représentent - figure 1 rprincipe de pliage lorsque le vérin est en posi- tion haute - ligure a : prlrcipu dte pliage lolSquC le vérin est rii position basse t les rabats en carton sr truu vant repliés) - figure 3 : la forme originelle de la feuille-carton - figure 4 : lu boîte d enballage en carton niise en forme - figure 5 : le dessin d'ensemble de l'installation - figure Ô : le détail d'un élément de la matrice - figure 7 : le détail du système de pliage des deux derniers rabats - figure 8 : le système auto-symétrique de réglage de la matrice. La machine représentée sur les dessins comprend un bâti (1) qui supporte le vérin (4) et le système d'amortissemert et de serrage (5) ainsi que les tiges de guidages (2) et les 5 moteurs de réglages (3). Sur l'extrémité de la tige du vérin est fixée une plaque (6)qui supporte des ventouses (7). Ces ventouses (7) permettent de prendre à la sortie d'un distributeur une feuille-carton. Le système d'amortissement (5) permet de serrer la feuille (20) entre la plaque (6) et la plaque (8). L'alimentation du vérin permet son déplacement entraînant la feuille de carton (figure 3) de la position de la (figure 1) à celle de la (figure 2), la feuille est alors pliée à la forme désirée. La matrice de forme doit permettre, pendant le déplacement de la feuille de carton, la réalisation des diffèrents pliages à 900 que doit subir la feuille-carton. Cette matrice est constituée de quatre éléments (figure 6). Ces éléments sont constitués d'une tôle (9) pliée qui permet de guider la feuille-carton et de présenter successivement des pent-inclinés en face de chaque pli à réaliser. Sur chaque tôle (9) sont fixés un écrou droite (11) ou gauche (12) en fonction de la partie de la vis (13) qui déplace la tôle (9). Sur les écrous (11) et (12) sont placés 2 plaques qui assurent le positionnement de l'ensemble sur le guidage (10). Les vis (13) sont des vis à pas alternés ceci afin de permettre le déplacement symétrique des deux tôles (9).Les vis (13) sont actionnées par des moteurs pas à pas (3! qui sont fixés l'un sur le bâti (1) et les deux autres sur les guidages (lO)(figure 7). Les quatres éléments formés de tôles, de supports de guidage (8) et d'écrous (11) et (12) sont acti-onnés symétriquement par les vis (13). La matrice peut donc en fonction du format du carton à plier, être réglée par simple action des moteur (4). Lorsque le vérin (4) arrive en fin de course tous les pliages à 90 sont terminés. Mais il reste deux pliages à 1800 à réaliser. Ce sbnt les rabats de fermeture (figure 4) qu'il faut mettre en position. Les deux dispositifs de la (figure 8) permettent de remplir cette fonction. Ils sont caractérisés en ce qu'ils comprennent criacar. deux supports : un guidage (14) fixé sur une tôle de pliage (9j et un support-moteur (15) sur lequel est fixé un moteur pas à pas (le), ct moteur actionne une tige (17) sur laquelle est fixé un crochet (18). L'autre extrémité de la tige comporte une rainure qui permet d'entrainer en rotation le crochet mobile (19) qui est limité dans sa trdslati;!. par le guidage (14). Le fonctionnement de la machine décrite ci-dessus est le suivant: Une feuille-carton (20) est amenée sur la matrice soit par un système d'approvisionnement automatique puis elle est saisie par la plaque porte ventouses;soit par un système permettant de déplacer le vérin de descente et la plaque porte ventouses au-dessus d'une pile de feuilles-cartons placée à coté de la matrice. Une fois en position au-dessus de la matrice, le système de serrage est libéré et remonte lentement pour immobiliser la feuille-carton. Ensuite, la translation du vérin entraîne la feuille -dans la matrice de formage ce qui permet aux différents pliages de s'effectuer. Le vérin s'immobilise une première fois au cours de la descente. A cette instant, tous les pliages à 90 des cotés de la boîte en carton sont effectués et ils sont maintenus en position par les quatres éléments mobiles de la matrice. Deux moteurs pas à pas actionnent alors 2 doigts chacun. Ces doigts effectuent une rotation de 180 entrainant les deux rabats qui viennent s'immobiliser sur le fond de la boîte. Les deux rabats comportent deux oreilles qui viennent prendre leurs places dans 2 lumières découpées dans la feuille de carton. Les doigts reprennent ensuite leur position initiale et le vérin peut entrainer la boîte ainsi formée hors de la matrice. Enfin, un micro-vérin immobilise le système de serrage, les ventouses relâchent la boîte et le vérin remonte à sa position prêt à saisir une nouvelle feuille-carton. Il suffit d'évacuer la boîte en carton ainsi formee. Cette machine convient pour produire une grande quantité de boîtes en carton. Les couvercles recouvrant quelquefois ces boîtes, peuvent aussi être pliés par ce procédé. Diiférentes séries de cartons peuvent être pliés à la suite, sans intervention manuelle, seulement en commandant les moteurs pas à pas de la matrice. Cette machine peut parfaitement s'intègrer dans un transfert de conditionnement de produits sous emballage carton. Le principe de pliage permet d'effectuer avec un minimum de mouvement, (une translation et deux rotations à 180 ) de réalier le pliage complet d'une boite en carton. R E V E N D I C A T I O N S - 1 : Machine de pliage de boîtes d'emballage en carton à rabats latéraux et longitudinaux à partir de feuilles-cartons (20) découpées et prépliées, caractérisée en ce qu'elle comprend une matrice de forme en tôle constituée de 4 éléments réglables (9), des doigts de pliage (18 et 19) pour les deux rabats de fixation, d'un système de préhension des feuilles-cartonspar ventouse, d'un système de déplacement de la feuille-carton à travers la matrice, d'un système de serrage et d'amortissement (5) permettant de maintenir la feuille carton pendant le pliage et d'un système commandé permettant de supprimer le serrage et ainsi de libérer la boîte d'emballage. - 2 : Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la matrice est constituée de 4 éléments mobiles 2 à 2 se déplaçant grâce à des systèmes auto-centreur par rapport à l'axe du déplacement de la feuille-carton. Les déplacements sont réalisée par trois moteurs pas à pas (3) commandés en fonction du type de boîtes à plier. - 3 : Machine suivant les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les éléments de la matrice assurent le pliage des diffèrents rabats. Ce sont les pents-inclinés (9) qui, lors de la descente de la feuille carton, (20) guident les rabats selon l'orientation qu'ils doivent prendre pour former la boîte d'emballage. - 4 : Machine suivant les revendications 1 et 3, caractérisée en ce que les quatres doigts de pliage (18 et 19) sont actionnés par deux moteurs pas à pas (16) commandés pour effectuer un déplacement augulaire de 1800. L'un des deux doigts est fixé sur Ia tige de commande tandis que l'autre est libre en translation et peut se déplacer avec l'élément sur lequel il est positionné de manière que selon les diffèrents types de boîtes à plier, ce doigt soit toujours situé en face de l'oreille du rabat de fixation. - 5 : Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractè risée en ce que les moyens pour déplacer la feuille-carton (20) à travers la matrice de forme sont constitués d'un vérin (4) à trois positions sur lequel est fixé une plaque (6) munie de ventouses (7). - 6 : Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractè risée en ce que les moyens pour maintenir la feuille-carton (20) en position pendant son déplacement sont constitués d'une plaque fixée sur un système composé d'un ressort pour le serrage et d'un amortisseur qui évite la déformation de la feuille lorsque le ressort est libéré. 22 21 1 Vérin de vérouillage (pour le systèm.e de str-c~* 20 1 Feuille carton 19 2 Doigt mobile E 24 18 2 Doigt fixe E 24 w 17 2 Tige porte-doigts . 16 2 Moteur pas à pas pour le pliage 15 2 1 Support moteur E 24 14 2 1 Guidage de la tige porte13 3 dnipts 13 3 Vis à pas inversé 12 3 Ecrou pas à gauche il 3 - Ecrou pas à droite 10 2 Support de guidage 9 4 Tôle de pliage Tôle 2,5 mm 8 1 Plaque de serrage E 24 . . 7 2 Ventouses avec système Venturi 6 1 Plaque support ventouses E 24 5 1 Système de serrage et d'amor tissement 4 1 Vérin à trois positions 3 3 Moteurs pas à pas ~ . . 2 2 Tige de guidage 14 1 1 Bati Mécano - soudé DESIGNATION MATIERE j OBSERVATIONS o o a e a > o = o MACHINE DE PLIAGE