Brevet FR2635752A1 — publié le 19900302

Machine pour échancrer des flans en carton et installation, équipée d'une telle machine, pour la production de caisses d'emballage La présente invention se rapporte å une machine pour échancrer des flans en carton ou autre matériau semi-rigide du-meme genre, comprenant, sur un bête, une structure définissant un plan d'appui qui, avec des butées éventuellement effaçables pour certaines d'entre elles au moins, forme un cadre de positionnement des flans å échancrer, ainsi qu'un ou plusieurs organes de coupe disposés sur au moins un côté respectif du cadre de positionnement pour échancrer les flans successivement introduits et immobilisés dans ce dernier. Les machines å échancrer de ce type trouvent leur utilité première dans les installations ou chaines continues de production de caisses en carton. Dans une telle installation, la machine a échancrer est placée en tête de chaine ou elle réalise, sur les bords des flans bruts en carton, des échancrures profondes. Chaque flan ainsi échancré peut ensuite passer successivement à travers une colleuse, une plieuse,une agrafeuse et une station de réception, pour être transformé en une caisse préassemblée et pliée. I1 s'avère toutefois que les organes ou les dispositifs de coupe les plus couramment utilisés sur les machines å échancrer actuelles ne donnent pas entière satisfaction, soit parce qu'ils ne permettent pas de réaliser en une seule fois les trois ou quatre échancrures généralement nécessaires sur les deux bords longitudinaux des flans, en imposant des lors des interruptions successives de l'avance de chaque flan à échancrer avec en outre des risques de positionnement imprécis de ce dernier a chaque arrêt, soit parce qu'ils obligent a orienter les flans dans une direction qui ne permet pas ensuite de les transférer directement et instantanément au poste de travail suivant. Pour éliminer ces inconvénients dans le but d'améliorer la productivité de la machine à échancrer et donc de l'ensemble de l'installation de production de caisses en carton, on a mis au point des dispositifs de coupe plus évolués 9 disques tranchants multiples répartis sur deux arbres tournants rotatifs qui sont disposés de part et d'autre du plan d'appui de la machine et s'étendent perpendiculairement a la direction d'introduction des flans sur ce dernier.Ces dispositifs å disques tranchants présentent toutefois d'autres inconvénients qui sont essentiellement leur coût de fabrication trés élevé et la limitation de la largeur définie entre leurs flasques de support pour le passage des flans en cartons introduits selon leur grand côté, limitation qui est due au flambage affectant les arbres porteurs des disques tranchants audelà d'une longueur de 4 à 5 mètres. La présente invention se propose de remédier å tous ces inconvénients et, pour ce faire, elle a pour objet une machine å échancrer, du type spécifié plus haut, qui se caractérise en ce chacun de ses organes de coupe est constitué par un couteau échancreur qui, par son tranchant, fait face au plan d'appui, dans l'alignement d'une fente de réception respective ménagée en profondeur dans la structure qui le définit, couteau qui, a partir de cette position, est déplaçable à travers le plan d'appui jusqu'à venir s'engager complètement dans la fente de réception. Avantageusement chaque couteau échancreur est monté pivotant autour d'un axe situé au-dessous du plan d'appui et est placé sous la commande d'un dispositif d'actionnement lui imposant un mouvement de pivotement cyclique. Dans un mode de réalisation préféré, la machine å échancrer selon l'invention comprend plusieurs couteaux échancreurs qui sont répartis en deux rangées positionnées de part et d'autre d'un axe principal du cadre de positionnement, définissant la direction d'introduction des flans dans ce dernier, chacune de ces rangées ayant ses couteaux dirigés vers ceux de l'autre rangée. On comprendra aisément qu'une fois engagé dans son cadre de positionnement entre les deux rangées de couteaux, de préférence au moyen d'un dispositif d'introduction automatique, le flan peut être totalement échancré en une seule passe, grace au positionnement convenable d'un nombre de couteaux correspondant å celui des échancrures 9 réaliser, chaque couteau agissant en outre par basculement, avec un temps d'intervention très bref, pour réaliser une échancrure. Par ailleurs, étant donné que les couteaux s'escamotent complètement sous le plan d'appui après ltéchancrage, le flan en carton échancré peut être aussitôt extrait - son cadre de positionnement, de préférence å l'aide d'un dispositif d'évacuation automatique. Lors de l'extraction, comme lors de l'introduction du flan, les butées réparties sur tout le pourtour de ce cadre de positionnement, s'effaceront automatiquement sur le côté d'entrée ou respectivement le côté de sortie de ce dernier. Les avantages ci-dessus étant cumulés, on comprendra qu'en définitive la machine selon l'invention peut échancrer chaque flan qui la traverse avec un temps d'immobilisation très bref, voire négligeable, ce qui se répercute favorablement sur la productivité de l'installation de confection de caisses d'emballage dans laquelle elle est intégrée. Le dispositif d'introduction susmentionné des flans comprend de préférence un mécanisme de préhension mobile pour amener chaque flan a introduire dans l'alignement du plan d'appui, suivi d'un moyen de translation rapide pour l'engager dans le cadre de positionnement par glissement sur le plan d'appui et d'un moyen de translation lente terminant l'introduction dudit flan entre et contre les butées. Avantageusement, ce moyen de translation lente est constitué par un organe-poussoir commandé par un générateur d'impulsions et dont l'extrémité frontale de poussée porte un volet relevable dans le sens de l'introduction et arrêté en position droite dans l'autre sens, ce volet de poussée relevable constituant en même temps la butée effaçable nécessaire sur le côté d'entrée du cadre de positionnement. L'organe-poussoir mu sous la commande d'impulsions électriques, agit par touches successives sur le flan, ce qui permet d'obtenir une précision maximum pour introduire ce dernier entre les butées latérales du cadre de positionnement et l'arrêter, des son contact avec les butées du fond, dans la position qui convient en vue de l'échancrage qui suit. Le dispositif d'évacuation des flans échancrés, placé au voisinage du côté de sortie du cadre de positionnement de ces derniers, est quant 9 lui formé de préférence de plusieurs convoyeurs plans parallèles dont le brin supérieur s'étend sensiblement dans ledit plan d'appui et qui coopèrent chacun avec un convoyeur supérieur cycliquement relevable, pour former une structure d'entraînement en sandwich. Selon une autre caractéristique de l'invention, le côté de sortie du cadre de positionnement est l'un de ceux qui portent une rangée de couteaux échancreurs, lesdites structures d'entraînement s'étendant alors entre ces couteaux, dans une direction transversale â l'axe principal de la machine. Cela signifie que les flans å échancrer, qui sont introduits, dans le sens de leur longueur et selon l'axe principal de la machine, dans leur cadre de positionnement, en sont ensuite extraits, après échancrage, dans le sens de la largeur, c'est-à-dire dans la position dans laquelle ils doivent se trouver pour pouvoir être traités par le poste de travail suivant de l'installation. En supprimant ainsi tout temps mort entre la machine å échancrer et le poste de travail suivant, cette disposition participe également à l'augmentation de productivité de l'installation de production de caisses d'emballage, et permet en outre de réduire son encombrement en longueur. Avantageusement, la structure définissant le plan d'appui des flans à échancrer est formée de plusieurs membrures se dressant sur le bati et comportant chacune une fente respective de réception d'un couteau. Les espaces formés entre ces membrures servent notamment de logement pour les parties inférieures et les mécanismes de commande des structures d'entraînement en sandwich. Enfin, conformément à une caractéristique supplémentaire avantageuse de l'invention, le bati de la machine à échancrer est formé de deux éléments dont chacun porte une rangée respective de couteaux échancreurs, l'un de ces éléments de b & i pouvant être rapproché ou éloigné de l'autre par un déplacement latéral dans une direction parallèle au plan des couteaux, pour permettre un réglage aisé de la largeur de travail de la machine en fonction de la largeur des flans à échancrer. La présente invention porte également sur une installation pour la production de caisses d'emballage å partir de flans en carton ou autre matériau du même genre, cette installation comprenant une machine 9 échancrer, telle que définie ci-dessus, suivie d'une colleuse, d'une plieuse et d'une agrafeuse. Une machine à échancrer conforme å un mode de réalisation préféré de la présente invention va maintenant être décrit plus en détails, mais uniquement a titre d'exemple non-limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure l est une vue en plan simplifiée de la partie de cette machine å échancrer, située au-deasous du plan d'appui des flans en carton - la figure 2 en est une vue de côté schématique, avec arrachement partiel, faite dans le sens de la flèche A de la figure l - la figure 3 est une vue en coupe agrandie du dispositif d'introduction de cette même machine, faite selon la ligne III-III de la figure 1, et montrant l'organe-poussoir en position rétractée - la figure 4 est une vue en coupe agrandie selon la ligne IV-IV de la figure 1 - la figure 5 est une vue d'un détail de la figure 4 montrant un couteau échancreur en position basse après échancrage ; et - la figure 6 est une vue en plan à échelle réduite d'un flan en carton échancré à l'aide de la machine des figures 1 å 5. La vue en plan de la figure 1 illustre l'organisation générale de la machine a échancrer exemplifiée autour de son axe longitudinal X, et représente plus précisément un dispositif d'introduction 1 des flans å échancrer, plusieurs organes d'échancrage 2 et 3 et un dispositif d'évacuation 4 des flans échancrés, tous portés par le b ti 5 de la machine. Comme on peut le voir sur la figure 2, ce bati 5 se compose en fait de deux éléments 6, 7 situés de part et d'autre de l'axe longitudinal X. L'un de ces éléments de bati 6 est fixe tandis que le second 7 peut être déplacé le long de rails 8 dans les deux sens selon une direction Y perpendiculaire l'axe X. La figure 2 montre encore que chaque élément de bati 6 ou 7 porte, en partie haute, une structure 9 ou 10, qui, avec celle du second élément de bati, définit un plan horizontal supérieur d'appui P pour les flans å échancrer. En revenant à la figure 1, on observera que chaque structure 9 ou 10 est formée de deux parois verticales longitudinales 11, 12 réunies par quatre membrures transversales 13 et 14 qui s'étendent dans des plans sensiblement perpendiculaires à l'axe X. En se reportant maintenant å la figure 3, on peut voir que le dispositif d'introduction 1 susmentionné comprend, en premier lieu, un mécanisme à ventouses de préhension 15 qui, å l'aide de vérins 16 å position réglable selon X et Y (en 17 et 18), saisit puis soulève un flan F situé sur le haut d'un empilage E retenu dans un margeur 19, pour l'amener dans le prolongement du plan d'appui P. Puis, le mécanisme 15 engage le flan F entre deux rouleaux-entraineurs 20, 21 qui le font ensuite passer 9 grande vitesse entre des molettes de rainurage 22, 23. Ces molettes produisent sur le flan rectangulaire, introduit dans le sens de sa longueur, dans la direction de l'axe X, des lignes de pliage longitudinales a, b (voir figure 6). Le flan F est ensuite repris par deux paires de petits rouleauxentraîneurs 24, 25 qui l'amènent sur le plan d'appui P. Entre ces deux paires de rouleaux 24, 25, se trouve un organe-poussoir 26 en forme de vérin å vis commandé par un générateur d'impulsions électriques, non représenté. La tige 26a de ce vérin, dirigée vers le plan d'appui P, se termine par un volet poussoir 27 qui est relevable dans le sens Z de l'avance du flan F et est rappelé et arrêté en position verticale dans l'autre sens.Ainsi, ce volet 27, qui se trouve dans le trajet du flan F, s'efface lors de l'avance de ce dernier puis, une fois que le flan l'a franchi, le volet 27 revient en position droite pour, sous l'effet de l'extension de la tige du vérin 26, exercer ensuite sur le flan sa fonction de poussoir et l'amener ainsi jusqu'au contact d'une butée 28 située en face, 9 l'autre bout du plan d'appui (figure 1). Cette butée 28 définit, sur le plan d'appui P, un cadre de positionnement du flan introduit sur ce dernier, avec le volet 27 de l'organe poussoir et quatre butées latérales 29, 30 d'un côté et 31, 32 de l'autre, entre lesquelles le flan est guidé lors de son avance sur le plan d'appui P.La tige 26a du vérin étant actionnée par des impulsions électriques, pousse par petits pas successifs le flan afin d'obtenir une précision maximum lors de l'introduction de ce dernier entre les butées latérales 29 & 32 et de son arrêt contre la butée 28. En revenant a la figure 1, on peut voir que chacune des membrures 13 ou 14 présente une fente verticale 35 qui débouche aussi bien en haut qu'en bas. Du coté de l'axe X, chacune de ces fentes est fermée alors que, de l'autre côté, elles sont ouvertes sur une bonne partie de leur hauteur, tout comme d'ailleurs les parties, situées entre les membrures 13, de la paroi longitudinale 12 de la structure 9. A chaque membrure 13 ou 14, est en outre associé un couteau échancreur 2 ou 3 qui surplombe, par son tranchant, la fente correspondante 35, tout en étant situé dans le plan vertical de celle-ci. Ces couteaux 2, 3, qui constituent les organes d'échancrage mentionnés plus haut, sont donc répartis, tout comme les membrures, en deux rangées de quatre, se faisant mutuellement face de part et d'autre de l'axe longitudinal X de la machine. Chaque couteau 2 d'une rangée est placé dans le même plan vertical qu'un couteau 3 qui le regarde dans 1' autre rangée. Comme le montre la figure 4, chaque couteau est articulé autour d'un axe 36 parallèle à l'axe longitudinal X de la machine, et situé au-dessous du plan d'appui P, à l'extérieur de la structure 9 ou 10 respective, et est accouplé, à proximité de cet axe 36, a un mécanisme d'entrainement å bielle et manivelle 37 actionné par un moteur électrique 38. Ce mécanisme d'entraînement peut être commun aux quatre couteaux 2 ou 3 d'une même rangée. On observera encore, sur la figure 4, prise en combinaison avec la figure 1, qu'une structure d'entrainement en sandwich 39 est installée le long de chacune des quatre membrures 13 formées sur l'élément de bati fixe 6. La figure 4 montre que cette structure d'entrainement comprend un convoyeur inférieur 33 formé d'une courroie sans fin 40 sous-tendue par une rangée de galets 41 dont celui 41a situé le plus å l'extérieur (a droite sur la figure 4) est un galet moteur, le brin supérieur de la courroie 40 se trouvant sensiblement dans le plan d'appui P. Ce convoyeur inférieur 33 coopère avec un convoyeur supérieur 34 qui est, quant å lui, formé d'un même nombre de galets fous 42 portés par un chassies déplaçable verticalement à l'aide d'un vérin 43, et dont celui 42a situé le plus à l'extérieur peut être motorisé.On observera sur la figure 1 que les structures d'entraînement en sandwich 39, qui forment le dispositif d'évacuation 4 mentionné plus haut, s'étendent perpendiculairement d l'axe X de la machine à échancrer. Le flan F ayant été introduit dans son cadre de positionnement délimité par les butées 27 à 32, on abaisse les convoyeurs supérieurs 34 qui, ainsi, viennent plaquer et immobiliser le flan F contre les convoyeurs inférieurs. Dès lors, l'échancrage du flan aux endroits voulus est obtenu par la mise en action des mécanismes d'entraînement à bielle et manivelle 37 qui font basculer, selon un mouvement sec, les couteaux échancreurs 2 et 3 vers le bas à travers le flan en carton F. Après avoir de cette façon réalisé simultanément les huit échancrures g à n (voir figure 6), les couteaux échancreurs se retrouvent, en position basse, complètement escamotés sous le plan d'appui P et a l'intérieur de leurs fentes de réception respectives 35, comme le montre la figure 5. Dès lors, on peut facilement extraire du plan d'appui P le flan en carton échancré 9 l'aide du dispositif d'évacuation constitué par les structures d'entrainement 39 qui prennent en sandwich les flans F pour les déplacer dans le sens de la flèche B de la figure 1, perpendiculairement å l'axe longitudinal X de la machine. Les deux butées 29, 30, situées du côté des structures d'entraînement 39 sont prévues escamotables pour pouvoir être abaissées, par exemple par des vérins non représentés, juste avant l'extraction du flan F. Au cours de son mouvement de sortie, le flan F passe entre dès molettes de rainurage 44 qui produisent les lignes de pliage transversales c, d, e, f, que l'on peut voir sur la figure 6 dans l'alignement des échancrures g à n. On notera, en revenant à la figure 5, que les chutes de carton C produites au cours de l'échancrage tombent a travers les fentes 35 pour parvenir sur deux tapis d'évacuation 46, 47 (voir aussi figure 2) qui défilent dans la direction de l'axe X pour amener les chutes hors du bati de la machine. On observera également sur la figure 2 que, en rapprochant ou en éloignant l'élément de b & i mobile 7 de l'élément de bati fixe 6 le long.des rails 8, on peut à volonté régler la largeur de travail de la machine pour l'adapter à la largeur des flans à échancrer. Grfice à un synchronisme étudié du fonctionnement des dispositifs d'introduction 1 et d'évacuation 4 et du mouvement des couteaux 2, 3, les flans de ltempilage E de la figure 3 seront échancrés selon un processus continu cyclique et sans temps mort 9 travers la machine a échancrer, chacun selon la succession d'étapes décrites ci-dessus. A la sortie du dispositif d'évacuation 4, les flans échancrés passent directement dans une colleuse, puis successivement dans une plieuse et une agrafeuse d'où ils sortent sous la forme d'une caisse en carton préassemblée et pliée. REVENDICATIONS 1. Machine pour échancrer des flans en carton (F) ou autre matériau semi-rigide du même type, en vue notamment de la fabrication de caisses d'emballage, cette machine comprenant, sur un bati (5), une structure (9, 10) définissant un plan d'appui (P) qui, avec des butées (27 å 32) pour partie effaçables, forme un cadre de positionnement des flans a échancrer, ainsi qu'un ou plusieurs organes de coupe (2, 3) disposés sur au moins un côté respectif du cadre de positionnement pour échancrer les flans successivement introduits et immobilisés dans ce dernier, caractérisée en ce que chaque organe de coupe est constitué par un couteau échancreur (2, 3) qui, par son tranchant, fait face au plan d'appui (P), dans l'alignement d'une fente de réception respective (35) ménagée en profondeur dans la structure qui le définit, couteau qui, à partir de cette position, est déplaçable à travers le plan d'appui (P) jusqu' venir s'engager complètement dans la fente de réception (35). 2. Machine à échancrer selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs couteaux échancreurs (2, 3) qui sont répartis en deux rangées positionnées de part et d'autre d'un axe principal (X) du cadre de positionnement, définissant la direction d'introduction des flans dans ce dernier, chacune de ces rangées ayant ses couteaux dirigés vers ceux de l'autre rangée. 3. Machine à échancrer selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif d'introduction (1) des flans a échancrer (F) dans le cadre de positionnement, placé en face d'un côté d'entrée de ce dernier, qui s'étend entre les deux rangées (2, 3) de couteaux échancreurs, ce dispositif d'introduction comprenant un mécanisme de préhension mobile (15, 16) pour amener chaque flan a introduire dans l'alignement du plan d'appui (P), suivi d'un moyen de translation rapide (20, 21) pour l'engager dans le cadre de positionnement par glissement sur ce plan et d'un moyen de translation lente (26) terminant l'introduction dudit flan entre et contre les butées (27 a 32). 4. Machine a échancrer selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit moyen de translation lente est constitué par un organe-poussoir (26) commandé par un générateur d'impulsions et dont l'extrémité frontale de poussée porte un volet (27), relevable dans le sens (Z) de l'introduction et arrêté en position droite dans l'autre sens. 5. Machine à échancrer selon la revendication 2, caractérisée en ce que la structure définissant le plan d'appui des flans å échancrer est formée de plusieurs membrures (13, 14) se dressant sur le bati (5) et comportant chacune une fente respective (35) de réception d'un couteau (2, 3). 6. Machine à échancrer selon l'une quelconque des revendications 2 à 5. caractérisée en ce que, au voisinage d'un côté de sortie du cadre de positionnement, se trouve un dispositif d'évacuation (4) des flans échancrés, formé de plusieurs convoyeurs plans inférieurs parallèles (33), dont le brin supérieur s'détend sensiblement dans ledit plan d'appui (P) et qui coopèrent chacun avec un convoyeur supérieur (34) cycliquement relevable, pour former une structure d'entraînement en sandwich (39). 7. Machine à échancrer selon la revendication 6, caractérisée en ce que le côté de sortie du cadre de positionnement est l'un de ceux qui portent une rangée de couteaux échancreurs (2, 3), lesdites structures d'entraînement (39) s'étendant entre les couteaux, dans une direction transversale (B) à l'axe principal (X). 8. Machine à échancrer selon l'une quelconque des revendications 2 à 7. caractérisée en ce que son bâti (5) est formé de deux éléments (6, 7) dont chacun porte une rangée respective de couteaux échancreurs (2, 3), l'un de ces éléments de bati (7) pouvant être rapproché ou éloigné de l'autre (6) par un déplacement latéral dans une direction (Y) parallèle au plan des couteaux (2,3). 9. Machine à échancrer selon 1' une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que chaque couteau échancreur est monté pivotant autour d'un axe (36) situé au-dessous du plan d'appui (P) et est placé sous la commande d'un dispositif d'actionnement (37) lui imposant un mouvement de pivotement cyclique. 10. Installation pour la production de caisses d'emballage a partir de flans en carton ou autre matériau du même genre, cette installation comprenant une machine à échancrer, selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, suivie d'une colleuse, d'une plieuse et d'une agrafeuse.