Brevet FR2659900A1 — publié le 19910927

L'invention qui concerne une machine destinée à former des boîtes de dimension variable se rapporte plus précisément à une machine plieuse et colleuse de feuilles de carton prédécoupées. Pour replier les pattes de cartons prérainurés, puis les coller, il est connu d'utiliser des machines automatiques qui présentent le grand avantage de débiter les boîtes formées à partir de ces cartons, à des cadences rapides Il va de soi que la machine doit en premier lieu munir de colle les parties du carton ou de ses rebords qui doivent être réunis, avant de replier lesdits rebords et de les maintenir appliqués entre eux pour assurer un bon collage La plupart des machines utilisent des tampons de collage placés sur des rouleaux rotatifs qui appliquent des petites plages de colle sur les cartons plats qui défilent les uns derrière les autres entre au moins deux rouleaux rotatifs Les cartons plats, prééchancrés et prérainurés, ainsi pourvus de colle aux endroits appropriés, sont ensuite dirigés vers un mandrin de formage, qui replie les bords du carton pour leur collage automatique Un mandrin de formage se présente comme un poinçon à tête rectangulaire, aux dimensions du fond de la boîte à obtenir, se déplaçant verticalement sous l'action d'un vérin, lequel poinçon pénétrant à l'intérieur d'un boitier dont les rives constituent l'organe de relevage des bords. Un carton plat centré sur ce boitier est donc "enfoncé" par le vérin dans le boitier dont les rives assurent simultanément le relevage et le collage des bords. Ensuite la boîte ainsi formée est évacuée vers le bas par un tapis transporteur, alors que le carton suivant précollé, prend sa place au dessus du boitier, etc Il faut bien entendu que la boîte ainsi formée ne puisse remonter avec le mandrin, aussi a t-on prévu des doigts escamotables de blocage qui interviennent lors de cette remontée pour dégager la boîte hors du mandrin. Ces machines connues sont avantageusement utilisées pour la production en grande série de boîtes de même gabarit Mais elles deviennent très vite inexploitables pour des séries petites ou moyennes, dans la mesure o toute modification dimensionnelle du carton de base, ou des dimensions de la boîte à plier et à coller, impose le changement du mandrin, et de nouveaux préréglages et essais de la machine, toutes opérations qui sont longues et coûteuses Le problème se pose déjà tout simplement quand il s'agit de réaliser une série de couvercles pour une série de boîtes formées Il faut en effet changer le mandrin, puisque le fond sera très légèrement plus petit que celui du couvercle et en modifier la profondeur puisque les bords d'un couvercle sont généralement moins hauts que ceux du fond de la boîte correspondante Il conviendra également de déplacer et/ou modifier les tampons de collage du rouleau correspondant Toutes ces opérations de réglage et de remplacement se font par démontage et remontage, manuellement, à l'aide de clés appropriées; on comprend dans ces conditions, que pour des séries limitées, la perte de temps occasionnée par ces réglages compense largement les avantages inhérents à la cadence de production. Hormis ces inconvénients structurels, il est apparu que la distribution de colle par application à partir de rouleaux est extrêmement délicate, soit à cause des excès de produit qui provoquent des coulures ou des taches, soit à cause du manque de produit ce qui entraine le décollement de la boîte. Les perfectionnements envisagés sur les machines existantes, ne pouvant améliorer suffisamment leur souplesse d'emploi, le Demandeur a imaginé une machine de conception tout à fait différente qui évite les inconvénients précités, et de surcroit est plus simple à réaliser. L'objet principal de l'invention consiste donc en une machine plieuse et colleuse de cartons prédécoupés, adaptable à la fabrication de boîtes de dimensions différentes, comportant une zone de distribution pièce après pièce de cartons empilés à plat sur au moins une bande transporteuse qui les achemine vers un mécanisme de formage destiné à replier et coller les pattes dudit carton, et des organes d'évacuation des boîtes formées, machine dans laquelle le mécanisme de formage est essentiellement constitué de deux parois latérales de formage encadrant la bande transporteuse horizontale et formant des gouttières profilées en hélice à partir d'un plan horizontal à l'entrée de la zone de formage jusqu'à un plan vertical à la sortie de cette zone, et selon laquelle elle comporte après ledit mécanisme de formage, une zone d'encollage comportant un mécanisme d'encollage et au moins un vérin déplaçable de bas en haut pour rabattre les bords avant et arrière du carton. Selon une autre caractéristique particulière de l'invention, les parois latérales de formage sont constituées de plusieurs courroies mobiles sans fin tendues entre un rouleau d'axe horizontal disposé au niveau des bandes transporteuses horizontales et à l'entrée de la zone de formage et un arbre d'axe vertical plaçé à la sortie de ladite zone latéralement aux bandes transporteuses. Plus précisément, au moins une courroie fait retour sur le rouleau et l'arbre au plus près des bandes transporteuses, tandis qu'au moins une autre courroie fait retour sur le rouleau et l'arbre au plus loin desdites bandes. La machine selon l'invention dispose en outre, dans la zone d'encollage, de buses de distribution de colle, orientées horizontalement en direction des bandes centrales et alimentées à partir d'une unité centrale programmée de production de colle. De plus, dans la zone d'encollage sont prévus, de part et d'autre des bandes centrales, des vérins presseur agissant transversalement en direction du centre de machine, et à la sortie de la zone d'encollage sont prévus des vérins dont la tête profilée déplaçable de bas en haut peut agir sur les bords d'un carton. D'autres caractéristiques particulières et avantages de l'invention, apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, de formes de réalisation prises à titre d'exemples et faisant référence aux dessins annexés qui représentent: Figure 1 une vue générale schématique en perspective de la machine plieuse et colleuse; Figure 2 une vue partielle en perspective d'un mécanisme de formage à courroies sans fin; Figure 3 une représentation en perspective d'une forme particulière de réalisation de la zone de distribution et de la zone de formage de la machine; Figure 4 et 5 des vues schématiques en élévation et de dessus des différents éléments de la machine; Figure 6 une vue en élévation d'une autre représentation schématique de la machine et figure 7 une vue en plan des quatre phases I à IV de préparation d'un carton correspondant aux zones de fabrication de la machine. La machine représentée dans son ensemble à la figure 1 est constituée d'un bâti 1 s'étendant longitudinalement, que l'on peut diviser en quatre zones: une zone de distribution (A), une zone de formage (B), une zone d'encollage (C) et une zone d'évacuation (D). La zone (A) comprend essentiellement un tapis d'alimentation 5 formé d'une pluralité de courroies transporteuses 2 recevant une pile de cartons 3 guidés entre deux rives latérales de guidage 4 Une potence 6 surplombant le tapis 5, porte une lame profilée 7 pour la retenue des cartons en pile décalée, lame grâce à laquelle les cartons sont distribués pièce après pièce l'un après l'autre en direction du poste suivant, dans le sens de la flèche Une butée d'arrêt escamotable 8 est prévue pour laisser s'engager une seule découpe à la fois. La zone de formage (B) dispose d'un mécanisme de formage que l'on peut appeler le "formeur" et comporte essentiellement un jeu de bandes horizontales transporteuses 9 prolongeant les courroies 2 et deux parois latérales de formage 10, encadrant les bandes 9 et constituant en quelque sorte des gouttières profilées en hélice, de largeur 1 qui, au niveau du début des bandes 9, sont dans un plan horizontal, puis se redressent progressivement en torsade jusqu'à la sortie de cette zone o les deux parois 10 sont alors dans un plan vertical Ces parois peuvent, selon une variante de réalisation non représentée, être constituées de tiges indépendantes semi-rigides juxtaposées et plus ou moins espacées les unes des autres, tiges qui forment ensemble une nappe en hélice comme précédemment. Selon une autre variante avantageuse de réalisation illustrée à la figure 2, les parois latérales de formage sont constituées de plusieurs courroies mobiles sans fin 11. Pour la clarté du dessin, on n'en a représenté que trois, d'un seul côté des bandes horizontales transporteuses 9 Chacune de ces courroies 11 est tendue entre un rouleau 12 d'axe horizontal AA' disposé au niveau du tapis de distribution 2 et des bandes 9, à l'entrée de la zone de formage et un arbre 13 d'axe vertical BB' placé à la sortie de la zone de formage, latéralement aux bandes transporteuses 9 On voit que la courroie lla longe approximativement la bande transporteuse horizontale puisqu'elle fait retour sur le rouleau 12 au plus près de ladite bande et sur l'arbre 13 au plus bas de celui-ci A l'inverse la courroie llc part d'un emplacement sur le rouleau 12 ainsi que sur l'arbre 13 qui se trouve le plus éloigné, latéralement et en hauteur, de la bande transporteuse La courroie llb occupe une position intermédiaire Pour que les courroies ne se décalent pas sur leur support, elles sont guidées dans des galets profilés 14 formant des manchons autour du rouleau et de l'arbre, auxquels ils peuvent être fixés pour suivre leur mouvement de rotation Au moins deux galets latéraux 14 a et 14 c, aussi bien sur le rouleau 12 que sur l'arbre 13 peuvent être déplacés sur leur support, c'est à dire plus ou moins écartés ou rapprochés pour modifier l'emplacement et l'écartement des courroies 11 en fonction de la largeur du carton à plier Une fois en position les galets 14 sont aisément fixés à leur support par clavetage ou autre système analogue. On voit à la figure 3 une représentation générale schématique d'une réalisation particulière montrant la zone de distribution (A), la zone de formage (B) et d'encollage (C), dans laquelle des bandes centrales continues 15 remplacent le tapis d'alimentation 5 et les bandes transporteuses 9 Ces bandes engrènent sur un rouleau d'entraînement 16 mû par un moteur 17 Le même moteur par l'intermédiaire des chaînes de transmission 18 entraine les deux rouleaux horizontaux 12 et par conséquent les courroies 11, qui tournent en synchronisme avec les bandes 15. En se référant également aux figures 4 et 5 dans lesquelles les parois de formage sont constituées des courroies 11, on voit que les bandes centrales 15 se prolongent un peu au delà de l'arbre vertical 13. Dans cette zone d'encollage (C) sont prévues des buses 19 de distribution de colle orientées horizontalement en direction des bandes centrales et alimentées par des conduits 20 à partir d'une unité centrale programmée 21 de production de colle (figure 1) A proximité des buses sont prévus, de part et d'autre des bandes centrales, deux vérins presseur 22 agissant transversalement en direction du centre de la machine. A la sortie de la zone d'encollage (C) sont prévus des vérins 23, dont la tête profilée 24, déplaçable de bas en haut peut agir sur les bords d'un carton. Dans la zone d'encollage (C) l'évacuation se fait par un tapis horizontal de transfert 25 monté sur des rouleaux 26, qui est bordé latéralement d'une pluralité de courroies sans fin 27 faisant retour sur des axes tournants verticaux 28 A la sortie de ce tapis, on retrouve un jeu de vérins 29 analogues aux vérins 23 disposés à l'entrée Au delà de ce tapis de transfert 25, s'étend un plateau 30 de récupération situé dans la zone d'évacuation (D), éventuellement constitué aussi d'un tapis mobile, qui se développe entre des rives de guidage 31 Un vérin de pressage 32 agissant verticalement de haut en bas, encadre deux vérins latéraux 33 agissant en direction du centre, l'ensemble des vérins étant localisé à l'entrée dudit plateau 30 de récupération. On décrit maintenant le fonctionnement de la machine en se reportant aux figures 6 et 7 qui montrent l'évolution d'un carton vis à vis des différentes zones de la machine. Au niveau de la zone de distribution (A), un carton 3, reçu par le tapis d'alimentation 5 est placé de telle façon que ses échancrures 34 soient orientées transversalement au sens de déroulement du tapis Le carton 3 est donc à plat, y compris ses bords latéraux 3 a, son bord avant 3 b et son bord arrière 3 c. Des rainures 35 marquent le carton -en vue de son pliage entre la partie centrale 3 et ses bords périphériques D'autres petites rainures 36 délimitent sur les bords avant et arrière, au niveau des échancrures 34, des petites languettes ou pattes 37 Le marquage des rainures longitudinales 35, c'est-à-dire des rainures se trouvant entre le fond 3 et les bords latéraux 3 a, peut être aisément assuré en continu sur une succession de carton et par une même passe, sur une autre machine de préparation des cartons rainurés Par contre les rainures transversales 35, entre le fond 3 et les bords avant 3 b et arrière 3 c sont, on le comprend, moins aisées à réaliser que les précédentes, et nécessitent une reprise totale des cartons et un nouveau poste de rainurage. La machine selon l'invention présente l'avantage de pouvoir utiliser des cartons qui ne disposeraient pas de ces rainures transversales, car les vérins 24, 29 assurant le repli des bords avant et arrière, assureraient ce travail correctement, même en l'absence de ce prérainurage transversal La machine autorise donc un gain de temps en amont lors de la préparation des cartons. Le carton (position I) est donc libéré de la zone de distribution (A) par la butée d'arrêt 8 et va être repris dans la zone de formage (B) par les bandes 9 Les bords latéraux 3 a du carton 3 viennent alors en appui contre les parois latérales de formage 10 Dans le cas de la réalisation selon la figure 2 o les parois en question sont constituées des bandes sans fin 11, les bords latéraux 3 a du carton s'engagent entre deux bandes voisines lia, llb les plus proches des bandes 9. Dans tous les cas, l'entrainement du carton par les bandes 9 provoque le pliage vers le haut des bords latéraux 3 a selon les rainures 35 correspondantes ainsi que le pliage des languettes 37 par rapport aux bords avant et arrière selon les rainures 36 A la sortie de cette zone de pliage le carton 3 a donc ses bords latéraux repliés comme on le voit en position II à la figure 7 A l'issue de la zone de formage B, ce carton partiellement replié va déborder vers l'avant Ces dernières s'immobilisent un court instant quant le bord avant 3 b a échappé auxdites bandes ou quand, dans le cas de la figure 4, le carton a atteint la limite de la partie débordante des bandes 15 A ce moment là les buses 19 appliquent quelques traits de colle sur la paroi extérieure des petites languettes repliées 37. Aussitôt après, le vérin 23 entre en action pour que la tête 24, par son mouvement vertical de bas en haut replie ledit bord avant vers l'intérieur du carton, les languettes avant 37 se trouvant de ce fait, repliées le long du flanc intérieur des bords latéraux 3 a déjà repliés Ces languettes avant munies de leurs traits de colle, sont donc collées contre les bords latéraux 3 a du carton Un mécanisme presseur non représenté, à action temporisée peut favoriser l'action de collage On notera que le fait d'appliquer horizontalement de la colle sur les pattes ou languettes de découpe par l'intermédiaire des buses, présente un avantage intéressant, car quand les languettes ont basculé sous l'action d'un vérin les traits de colle se trouvent orientés verticalement et renforcent leur collage au flanc replié du carton. Le carton en position III quitte ensuite le début de la zone (C) d'encollage Il est alors repris par le tapis horizontal de transfert 25 et déplacé, guidé par les courroies 27 jusqu'à ce que ses languettes arrières 37 se trouvent en face des buses 19 o elles peuvent recevoir leur dose de colle, cette opération se faisant durant un très court arrêt du carton ou pendant son déplacement continu sur le tapis 25 Ensuite le carton atteint le plateau 30 sur lequel il s'immobilise quand son bord arrière 3 a se trouve au niveau des vérins 29 Ceux-ci agissent comme les vérins 23 et replient le bord arrière 3 c dont les languettes viennent au collage, de façon analogue à celles du bord avant, contre le flanc intérieur des bords latéraux 3 a Les vérins de pressage 32 et 33 interviennent sur les bords avant et arrière pour parfaire le collage du carton terminé (position IV figure 7). L'ensemble des mécanismes, que ce soit au niveau de la zone de formage, d'encollage ou d'évacuation, peut être aisément réglé en largeur ou en hauteur pour s'adapter à toutes dimensions de carton à réaliser Ainsi, quand on veut passer à la réalisation d'une série de cartons de plus grande dimension que la série en cours, il faut en premier lieu écarter les parois latérales de formage 10, ou le jeu de courroies sans fin 11 qui constituent le formeur Ces parois sont montées sur des supports mobiles que l'on peut écarter l'un de l'autre par la manoeuvre, par exemple, d'une tige unique à double filetage, à rotation manuelle ou motorisée De la même façon les encolleuses, les vérins latéraux, les rives latérales de guidage, etc s'écartent de la même façon pour s'adapter à la dimension nouvelle des cartons Ce réglage d'adaptation est avantageusement réalisé de façon programmable sur clavier, permettant d'éliminer les réglages manuels longs et peu précis. Hormis la possibilité de réaliser, avec cette machine, des boîtes de petites ou grandes longueurs ou largeurs, on peut employer, -et c'est un avantage important, des épaisseurs et des matières différentes, par exemple du carton compact ou du carton ondulé avec des fines cannelures ou de plus grosses cannelures On peut aussi réaliser des cartons de très grande longueur, puisque le repli et le collage d'un bord avant peut s'effectuer tandis que l'arrière du carton est toujours dans la zone de distribution A, et même encore en avant Ce genre de réalisation exceptionnelle est tout à fait impossible avec une machine conventionnelle. Enfin grâce à cette machine à pieds réglables en hauteur, on définit un poste de travail qui rend aisément accessible à l'utilisateur les organes de commande, de contrôle et de réglage. REVEND ICATIONS 1. Machine plieuse et colleuse de cartons prédécoupés, adaptable à la fabrication de boîtes de dimensions différentes, comportant une zone de distribution pièce après pièce de cartons empilés à plat sur au moins une bande transporteuse qui les achemine vers un mécanisme de formage destiné à replier et coller les bords dudit carton, et des organes d'évacuation des boîtes formées caractérisée en ce que le mécanisme de formage est essentiellement constitué de deux parois latérales de formage ( 10, 11) encadrant la bande transporteuse horizontale ( 9) et formant des gouttières profilées en hélice à partir d'un plan horizontal à l'entrée de la zone de formage (B) jusqu'à un plan vertical à la sortie de cette zone, et en ce qu'elle comporte après ledit mécanisme de formage, une zone d'encollage (C) comportant un mécanisme d'encollage ( 19,21) et au moins un vérin ( 23,24) déplaçable de bas en haut pour rabattre les bords avant et arrière du carton. 2 Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce que les parois latérales de formage sont constituées de plusieurs courroies mobiles sans fin ( 11) tendues entre un rouleau ( 12) d'axe horizontal AA' disposé au niveau des bandes transporteuses horizontales ( 9) et à l'entrée de la zone de formage (B) et un arbre ( 13) d'axe vertical BB' placé à la sortie de ladite zone latéralement aux bandes transporteuses. 3. Machine selon les revendications 1 et 2 caractérisée en ce qu'au moins une courroie (lia) fait retour sur le rouleau ( 12) et l'arbre ( 13) au plus près des bandes transporteuses horizontales ( 9), tandis que au moins une autre courroie (luc) fait retour sur le rouleau et l'arbre au plus loin desdites bandes ( 9). 4. Machine selon les revendications 2 et 3 caractérisée en ce que les courroies ( 11) sont guidées dans des galets profilés ( 14) formant des manchons autour du rouleau et de l'arbre, au moins deux galets latéraux pouvant être écartés ou rapprochés les uns des autres, aussi bien sur le rouleau ( 12) que sur l'arbre ( 13). 5. Machine selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que des bandes centrales continues ( 15) s'étendent de la zone de distribution (A) à la zone de formage (B) et d'encollage (C) et engrènent sur un rouleau ( 16) qui entraine également en rotation les rouleaux horizontaux ( 12) des courroies mobiles sans fin ( 11). 6. Machine selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que dans la zone d'encollage (C) sont prévues des buses ( 19) de distribution de colle, orientées horizontalement en direction des bandes centrales et alimentées à partir d'une unité centrale programmée ( 21) de production de colle. 7 Machine selon la revendication 6, caractérisée en ce que les buses appliquent des traits de colle horizontaux sur des languettes repliables ( 37) d'un carton, pour que les traits de colle soient verticaux après repli desdites languettes, au moment du collage. 8 Machine selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que dans la zone d'encollage (C) sont prévus, de part et d'autre des bandes centrales, des vérins presseur ( 22) agissant transversalement en direction du centre de la machine. 9 Machine selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que à la sortie de la zone d'encollage (C) sont prévus des vérins ( 23) dont la tête profilée ( 24), déplaçable de bas en haut peut agir sur les bords d'un carton. 10 Machine selon les revendications 1 et 2 caractérisée en ce que à l'entrée d'une zone d'évacuation (D) faisant suite à la zone d'encollage (C) sont prévus d'autres vérin ( 29) déplaçables de bas en haut pour agir également sur les bords d'un carton. 11 Machine selon la revendication 10 caractérisée en ce que la zone d'évacuation (D) comporte un tapis de transfert ( 25) suivi d'un plateau ( 30) de récupération, des vérins de pressage ( 32,33) étant prévus respectivement au dessus et latéralement à ce tapis de transfert.