Brevet FR2664883A1 — publié le 19920124

i MARGEUR ROTATIF POUR LE PLACEMENT PRECIS D'E Lt MNTS EN FEUILLE SUR DES SUPPORTS PLATS La présente invention se rapporte au placement sur des supports plats, tels que des découpes de carton par exemple, d'éléments en feuille, tels que des fenêtres ou des sachets, et vise à résoudre le problème de la dépose automatique et 5 précise, à haute cadence, desdits éléments en feuille, un à un, sur des supports plats individuels. La fabrication des boîtes composites en particulier, constituées à la manière bien connue d'un étui en carton à l'intérieur duquel est collé un sachet ou fourreau formé par un10 film plastique, pose le problème de la mise en place un à un des sachets sur des découpes de carton sans perturber les cadences de fabrication Il importe en effet que chaque sachet soit positionné avec une précision rigoureuse et qu'un tel placement s'opère sans faille de manière répétitive, si15 possible à la même cadence que celle d'éjection des découpes à la sortie de la presse. La présente invention a précisément pour but de résoudre ce problème et celui, d'une manière plus générale, du placement précis à haute cadence, d'un élément en feuille quelconque20 (film plastique, fenêtre, sachet, papier, carton, PVC, etc) sur un support plat, notamment un flan de carton ou autre matière, découpé et rainé pour former une boîte pliante, composite ou non. A cet effet, l'invention a pour objet un margeur rotatif pour le placement précis d'éléments en feuille sur des supports plats, caractérisé en ce qu'il comprend: au moins un magasin fixe, réglable en translation, de stockage des éléments en feuille empilés, un rouleau presseur coopérant avec un dispositif d'amenée en continu des supports plats à munir chacun d'un élément en feuille, au moins un organe de saisie et dépose un à un par aspiration des éléments en feuille, et des moyens de support et d'entraînement dudit organe de saisie agencés pour conférer à ce dernier une trajectoire au moins en partie hypocycloidale telle que deux points de rebroussement de l'hypocycloïde coïncident, d'une part, avec le point de saisie d'un élément en feuille audit magasin, et, d'autre part, avec le point de transfert dudit élément audit rouleau presseur, grâce à quoi, chaque élément en feuille est, au premier point susdit, solidarisé dudit organe de saisie avec une vitesse relative nulle entre l'organe mobile et l'élément immobile et, au second point susdit, désolidarisé avec un mouvement relatif20 de dégagement dudit organe de dépose vis à vis du rouleau presseur, assurant ainsi un positionnement précis, continu et à haute cadence des éléments en feuille sur lesdits supports plats. Suivant un mode de réalistion, ledit organe de saisie et dépose est constitué par au moins une ventouse et les moyens propres à conférer à cet organe ladite trajectoire sont constitués par un porte-ventouse monté rotatif autour d'un axe parallèle à l'axe du rouleau presseur et entraîné lui- même en rotation autour d'un axe qui lui est parallèle, en synchronisme30 avec la vitesse de rotation du rouleau presseur, des moyens étant prévus, indexés sur la rotation de l'axe du porte- ventouse, pour donner à la ventouse ladite courbe hypocycloidale avec les deux points de rebroussement aux deux points de saisie et dépose respectivement des éléments en35 feuille. Dans une application plus particulière de l'invention à la mise en place de sachets sur des flans de carton de boîtes composites, lesdits sachets sont solidaires de manière détachable par arrachement de talons, l'ensemble talons-sachets40 étant enliassé et stocké audit magasin et, afin de faciliter l'arrachement des sachets, des moyens sont prévus pour communiquer audit organe de saisie et dépose, au moment de la saisie d'un sachet, un mouvement de recul léger et net, sans interrompre le mouvement continu dudit organe de saisie et 5 dépose de trajectoire hypocycloïdale. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre d'un mode de réalisation du dispositif de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard des dessins annexés sur lesquels:10 Figure 1 est une vue schématique en élévation latérale d'une machine linéaire de fabrication de boîtes composites à sachet interne équipée d'un margeur conforme à l'invention; Figure 2 est une vue en perspective des moyens propres à conférer aux organes de saisie et dépose du margeur de la figure 1 la trajectoire hypocycloïdale désirée; Figure 3 illustre la trajectoire hypocycloidale de la ventouse de saisie et dépose entre les postes de dépose et de saisie; Figures 4 a à 4 i illustrent différentes phases successives de la saisie d'un sachet; Figures 5 a à 5 c illustrent trois phases successives de la dépose d'un sachet; Figure 6 représente un sachet à talon; Figure 7 est une vue en pespective schématique d'un magasin à sachets conformes à la figure 6, et Figure 8 est une vue en élévation latérale du magasin de la figure 7. Sur la figure 1 on a représenté en 1 un convoyeur aspirant chargé d'acheminer un à un des flans de carton 2 découpés et rainurés destinés à constituer des étuis de boîtes composites à sachet interne, lesdits flans étant placés sur le convoyeur 1 à l'aide d'un dispositif de positionnement 3 approprié.35 Les flans 2 sont transférés sur un convoyeur 4 disposé dans le prolongement du convoyeur 1, o ils sont en premier lieu encollés, à la manière connue, par un dispositif d'encollage 5 chargé de déposer sur la face supérieure de chaque flan 2 les lignes de collage du sachet qui doit être40 déposé sur le flan et dont le positionnement doit être 4 particulièrement précis On a symbolisé à titre illustratif en 6 sur la figure 1 deux de telles lignes de collage. L'installation de la figure 1 comporte un cylindre aspirant 7 du type utilisé sur les "cellophaneuses" ou machines à poser les fenêtres de boîtes à fenêtres, lequel cylindre 7 est chargé de transférer sur le flan 2 passant sous lui un sachet 8 constitué par exemple d'une poche en film plastique mince transparent, fermée à une extrémité et ouverte à l'autre, et amené par un margeur rotatif conforme à l'invention et10 désigné dans son ensemble par la référence numérique 9. Le margeur 9 est chargé de prélever un à un les sachets 8 emmagasinés en 10 dans le margeur, empilés avec leur plan disposé verticalement, parallèlement à l'axe du cylindre aspirant 7.15 On décrira plus loin un mode de réalisation du magasin 10 de stockage et présentation des sachets 8. un mécanisme de saisie et dépose des sachets 8 un à un est prévu pour prélever les sachets 8 au magasin 10 et les déposer sur le cylindre 7 et plus précisément les faire pincer entre ce20 dernier et un rouleau presseur 11, appliqué élastiquement contre le cylindre 7 et entraîné à la même vitesse que lui. Ce mécanisme de saisie et dépose, plus précisément représenté sur la figure 2, comprend trois porte-ventouses 12, portés par des barres 13 parallèles à l'axe du cylindre25 aspirant 7 et montées rotatives dans deux flasques circulaires 14 a et 14 b calés sur un arbre central 15 également parallèle à l'axe du cylindre 7 Les barres 13 sont à équidistance de l'arbre 15 et décalées entre elles de 1200. L'arbre 15 et les flasques 14 a,14 b sont entraînés en rotation en synchronisme avec le cylindre 7 par une transmission appropriée 16, le sens de rotation 17 de l'ensemble 15-14 a,14 b étant contraire de celui 18 du cylindre 7. L'ensemble 15-14 a, 14 b est monté tourillonnant dans deux plaques de bâti latérales, verticales 19. Chaque porte-ventouses 12 est monté de manière fixe mais réglable le long des barres 13 et comprend un jeu de deux ventouses reliées par une canalisation souple 20 et un raccord torique 21 à une source de vide non représentée L'une ( 22) des deux ventouses a une surface sensiblement plus importante que celle de l'autre ventouse 23. Les barres 13 traversent l'un ( 14 a) des flasques et sont solidaires à leur extrémité d'une sorte de pignon 24 muni de dents 25 susceptibles d'engrener avec une fraction de couronne 26 solidaire du bâti 19 et portant intérieurement une denture formée d'ergots ou saillies 27 situés sur la trajectoire des dents 25. La couronne 26 s'étend sur un arc de cercle de 180 et est coaxiale à l'axe de l'arbre 15 Dans le mode de réalisation illustré, la demi-couronne 26 s'étend depuis le point le plus bas des barres, lors de la rotation de l'ensemble 15-14 a,14 b, lequel correspond au point de dépose d'un sachet 8 (figure 3) sur le cylindre 7, jusqu'au point le plus haut.15 Lorsqu'en tournant le flasque 14 a présente un pignon 24 à l'extrémité inférieure de la demi-couronne 26, les dents 25 du pignon 24 engrenent avec les ergots 27 et la barre 13 concernée tourne autour de son axe alors que continue à tourner l'arbre 15, en sorte que les ventouses 22, 23 du porte-ventouses 12 de ladite barre 13 se mettent à décrire des hypocycloïdes comme illustré par la figure 3 Arrivées en haut de la demi-couronne 26, les dents 25 échappent aux ergots 27 et la rotation de la barre 13 par rapport au flasque 14 a est bloquée par une glissière semi-annulaire 28, prenant le relais de la demi-25 couronne sur 1800 et contraignant une saillie 29 solidaire de chaque pignon 24 à rendre les barres 13 immobiles par rapport aux flasques 14 a,14 b jusqu'au retour desdites barres au point bas de leur course. Sur la figure 3 on a illustré la trajectoire hypocy- cloidale 30 du point de contact central de la ventouse 22 avec un sachet 8, avec en particulier le point de rebroussement 31 de la ventouse 22 à hauteur du magasin 10 et le point de rebroussement (théorique) 32 de la ventouse 22 à hauteur du cylindre 7.35 Dans le mode de réalisation représenté les pignons 24 sont dimensionnées de façon qu'entre les deux points de rebroussement successifs ( 32 puis 31 suivant le sens de rotation 17 de l'arbre 15) l'arbre 15 a décrit un arc de 90 , le magasin 10 du margeur étant placé en conséquence. Une telle trajectoire hypocycloidale 30 permet à la ventouse 22 de contacter un sachet 8 de la pile du magasin 10 avec une approche perpendiculaire au sachet et une vitesse nulle au moment du contact, lequel sera aussi celui du vide 5 appliqué à la ventouse 22, ce qui se traduit par une saisie avec un positionnement de la ventouse particulièrement net, précis et répétitif à n'importe quelle vitesse de rotation de l'arbre 15, c'est-à-dire à n'importe quelle cadence d'acheminement des flans 2 par le convoyeur 4.10 Au-delà du point de rebroussement 31, la ventouse 22 poursuit son mouvement hypocycloidal ( 30 ') ascendant jusqu'en un point diamétralement opposé au point 32 par rapport à l'arbre 15 et correspondant au moment o le pignon 24 quitte la demi-couronne 26 à son extrémité supérieure Au cours de cette15 seconde partie ( 30 ') de trajectoire hypocycloïdale, la ventouse 22 entraîne avec elle un sachet 8 A partir du point haut de la trajectoire de la ventouse 22, celle- ci décrit ensuite un simple cercle jusqu'au point de rebroussement 32 comme indiqué sur la partie droite de la figure 3, la ventouse 22 avec son20 sachet 8 étant tournée vers l'extérieur Au point p le sachet 8 est lâché par la ventouse et est pris en charge sur le cylindre 7 par les orifices d'aspiration 7 a du cylindre (figure 2) Au point 32 la ventouse effleure le cylindre 7 avec une vitesse relative nulle, le cylindre 7 et l'ensemble rotatif 13-15-2225 étant entraîné à la même vitesse de rotation. Le positionnement du sachet sur le cylindre 7 est donc particulièrement précis et répétitif à n'importe quelle cadence. L'intérêt de la trajectoire hypocycloidale de la ventouse 22 à partir dudit point 32 intervient pour le dégagement de la ventouse 22 vis à vis du rouleau presseur 11 qui se trouverait sur la trajectoire de ladite ventouse s'il n'y avait pas à partir du point 32 l'amorce de la trajectoire hypocycloidale 30. Par facilité, la trajectoire du sachet 8 depuis sa saisie jusqu'à sa dépose à été décrite et représentée sur les figures 1 et 3 avec la seule ventouse 22 En réalité, les deux ventouses 22 et 23 saisissent le sachet mais suivant des processus légèrement différents illustrés par les figures 4 a à40 4 i, d'une part, et 5 a à 5 c, d'autre part, et liés à l'existence 7 de moyens particuliers pour faciliter l'arrachement d'un sachet 8 au magasin 10 Auparavant, on va se reporter à la figure 6 o est illustré un mode de conditionnement des sachets 8 particulièrement approprié au dispositif de l'invention. 5 Sur cette figure 6, on a représenté un sachet 8 à l'état à plat relié en partie supérieure à un talon 8 a séparé du sachet par une ligne d'incisions 8 b Le talon 8 a est constitué par exemple par le prolongement de l'une des parois du sachet 8 En outre, le talon 8 a est percé de deux trous 8 c secants par10 rapport à la ligne d'incisions 8 b. Les sachets 8 et leur talon sont empilés et l'ensemble est enfilé sur deux doigts 33 du magasin 10 dont on décrira plus loin en référence aux figures 7 et 8 un mode de réalisation. En revenant maintenant aux figures 4 a à 4 i, on observera que chaque sachet 8 est saisi par la grande ventouse 22 au voisinage de la ligne de séparation 8 b et par la petite ventouse 23 au voisinage de l'autre extrémité. Le processus précis de saisie et d'arrachement d'un sachet 8 du magasin 10 est illustré par les figures 4 a à 4 f. Les figures 4 a à 4 c illustrent la fin de la course hypocycloïdale 30 de la ventouse 22 jusqu'au point de rebroussement 31 (figure 4 c). C'est d'abord la petite ventouse 23 (figure 4 a), du fait de sa position par rapport à la ventouse 22 sur le porte- ventouses 12 et du calage de celui-ci sur la barre 13, qui contacte le sachet 8 au poste 10, dans sa partie inférieure La ventouse 23 est mise sous vide à ce moment, la commande des ventouses 23 et 22 étant indexée sur la rotation des flasques 14 a,14 b et donc du cylindre 7. La ventouse 23 commence à décoller la partie inférieure du sachet 8 (figure 4 b) lorsque la ventouse 22 commence à contacter la partie supérieure dudit sachet. Lorsque la ventouse 22 est au point de rebroussement 31 (figure 4 c) elle est mise sous vide pour saisir la partie supérieure du sachet. Afin de faciliter la séparation du sachet 8 de son talon 8 a à hauteur de la ligne 8 b, un mécanisme est alors actionné pour ramener légèrement en arrière, provisoirement, les ventouses 22, 23 Ce mécanisme illustré sur la figure 240 comprend une came 34, réglable en position angulaire, mue en 8 rotation en synchronisme avec l'arbre 15 et pourvue d'un creux La came 34 agit sur un poussoir 36 coulissant dans un guide 37 solidaire du bâti 19 et articulé à son extrémité sur un tourillon 38 solidaire de la demi-couronne 26 en sorte de communiquer à celle-ci un léger mouvement de rotation autour de l'axe de l'arbre 15, la demi-couronne étant montée sur roulement à billes à cet effet sur le bâti 19. Lorsque le creux 35 se présente sous le poussoir 36, ce qui se passe au moment o la ventouse 22 atteint le point de rebroussement 31 (figure 4 c), le poussoir 36, sollicité en permanence vers le bas par un ressort approprié non représenté, descend légèrement et fait pivoter vers le bas la demi-couronne 26 Ceci fait pivoter légèrement, par le pignon 24, les ventouses 22 et 23 comme illustré par les figures 4 d à 4 f Le mouvement de recul de la ventouse 22 procure (figure 4 d) un arrachement sec du sachet 8 de son talon 8 a. Lorsque le poussoir 36 sort du creux 35 et reprend sa position antérieure les ventouses reprennent peu à peu (figures 4 g à 4 i) leur position normale, la ventouse 22 retrouvant la trajectoire hypocycloïdale normale 30 ' à partir du point de rebroussement 31. Les figures 5 a à 5 c illustrent respectivement l'atteinte par la ventouse 22 du point 32 (dépose du sachet sur le cylindre 7), le sachet 8 étant toujours tenu par les deux25 ventouses 22 et 23, puis (figure 5 b) le début de la trajectoire hypocycloïdale 30 de la ventouse 22 entrainant également celle de la ventouse 23 qui se retire, la ventouse 23 étant mise à l'atmosphère pour lâcher le sachet 8 ainsi que la ventouse 22 et, enfin (figure 5 c), l'escamotage vers l'intérieur des30 ventouses 22, 23 en sorte d'échapper au rouleau presseur 11. Les figures 7 et 8 illustrent un mode de réalisation d'un chargeur ou magasin 10 stockant les ensembles sachet 8-talon 8 a côte à côte verticalement Ces ensembles sont suspendus à deux doigts horizontaux 33 engagés dans les trous 8 c.35 Le plan de saisie des sachets 8 est délimité par un cadre vertical 39 muni de doigts 40 de retenue périphérique des sachets. Les doigts 33, au delà du cadre 39 (côté ventouse 22, figure 8), sont recourbés vers le haut en 33 a de façon à recueillir, en vue de leur évacuation, les talons 8 a qui 9 demeurent enfilés sur les doigts 33 après arrachement des sachets 8. Une courroie sans fin 41 munie de saillies 42 entraînée par des moyens appropriés est chargée de pousser constamment les talons 8 a, avec, puis sans, leur sachet, vers la partie incurvée 33 a des doigts, en direction de la partie supérieure du boîtier 43 du chargeur ou magasin 10 d'o les talons 8 a seront évacués, étant facilement extraits des doigts 33 par l'échancrure ménagée dans les trous 8 c par la ligne 8 b.10 La dépose des sachets 8, au lieu de s'opérer sur le cylindre aspirant 7, pourrait tout aussi bien s'effectuer directement sur le tapis convoyeur 4 avec l'aide d'un rouleau presseur analogue au rouleau Il appliqué élastiquement contre ledit tapis et entraîné en synchronisme avec ce dernier.15 Le chargeur ou magasin 10 est réglable en translation et est conçu en fonction du type d'éléments en feuille à mettre en place, la présentation des éléments étant toujours la même, c'est-à- dire avec les éléments empilés à plat et la pile placée perpendiculairement à la trajectoire d'approche hypocycloïdale20 de la ou des ventouses de saisie au voisinage du point de rebroussement du poste de saisie des sachets. Enfin, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation représentés et décrits ci-dessus mais en couvre au contraire toutes les variantes notamment en ce qui concerne les25 nature, formes, dimensions des éléments en feuille à assembler ou fixer sur un support plat de quelque type, nature, forme ou dimensions que ce soit De même, le système de saisie et transport monté sur l'organe 12 peut être agencé différemment avec une seule ventouse ou plus de deux ventouses disposées30 selon toute configuration Un nombre de barres 13 et donc de porte-ventouses 12, différent, inférieur ou supérieure à trois, peut être prévu et plusieurs magasins 10 peuvent aussi être prévus si la place le permet, à condition de prévoir également plusieurs ensembles d'organes tels que 24 à 29 et 34 à 38 pour35 commander les diverses trajectoires hypocycloïdales et le détachement des sachets aux divers magasins. R E V E N D I C A T I O N S 1 Margeur rotatif pour le placement précis d'éléments en feuille sur des supports plats, caractérisé en ce qu'il comprend: au moins un magasin fixe ( 10), réglable en translation, de stockage des éléments en feuille empilés ( 8), un rouleau presseur (il) coopérant avec un dispositif ( 4) d'amenée en continu des supports plats ( 2) à munir chacun d'un élément en feuille ( 8), au moins un organe ( 22) de saisie et dépose un à un par aspiration des éléments en feuille, et des moyens ( 12 à 17) de support et d'entraînement dudit organe de saisie ( 22)? agencés pour conférer à ce dernier une trajectoire au moins en partie hypocycloidale ( 30,30 ') telle que deux points de rebroussement ( 31,32) de15 l'hypocycloïde coïncident, d'une part, avec le point de saisie d'un élément en feuille ( 8) audit magasin ( 10), et, d'autre part, avec le point de transfert dudit élément ( 8) audit rouleau presseur ( 11), grâce à quoi, chaque élément en feuille est, au premier point20 susdit ( 31), solidarisé dudit organe de saisie avec une vitesse relative nulle entre l'organe mobile et l'élément immobile et, au second point susdit ( 32), désolidarisé avec un mouvement relatif de dégagement dudit organe de dépose vis à vis du rouleau presseur, assurant ainsi un positionnement précis,25 continu et à haute cadence des éléments en feuille ( 8) sur lesdits supports plats ( 2). 2 Margeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit rouleau presseur ( 11) coopère avec un cylindre aspirant ( 7) de placement des éléments en feuille ( 8) sur les30 supports plats ( 2) amenés audit cylindre ( 7) par un convoyeur approprié ( 4). 3 Margeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit rouleau presseur ( 11) coopère avec un tapis de convoyage acheminant lesdits supports plats ( 2).35 4 Margeur suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit organe de saisie et dépose est constitué par au moins une ventouse ( 22) et les moyens propres il à conférer à cet organe ladite trajectoire ( 30,30 ') sont constitués par un porte-ventouse ( 12) monté rotatif autour d'un axe ( 13) parallèle à l'axe du rouleau presseur ( 11) et entraîné lui-même en rotation autour d'un axe ( 15) qui lui est 5 parallèle, en synchronisme avec la vitesse de rotation du rouleau presseur ( 11), des moyens étant prévus, indexés sur la rotation de l'axe du porte-ventouse ( 12), pour donner à la ventouse ( 22) ladite courbe hypocycloïdale ( 30,30 ') avec les deux points de rebroussement ( 31,32) aux deux points de saisie10 et dépose respectivement des éléments en feuille ( 8). Margeur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens pour donner à ladite ventouse ( 22) ladite courbe hypocycloïdale sont constitués par un pignon ( 24) calé sur l'axe ( 13) du porte-ventouse ( 12) et susceptible de15 coopérer, dans sa course, avec une denture circulaire ( 27) fixe, centrée sur l'axe ( 15) de rotation dudit axe ( 13). 6 Margeur suivant l'une des revendications 1 à 5, plus particulièrement destiné à la mise en place de sachets ( 8) sur des flans de carton de boîtes composites, caractérisé en ce que20 lesdits sachets ( 8) sont solidaires de manière détachable par arrachement de talons ( 8 a), l'ensemble talons-sachets étant enliassé et stocké audit magasin ( 10) et, afin de faciliter l'arrachement des sachets, des moyens ( 34 à 38) sont prévus pour communiquer audit organe de saisie et dépose ( 22), au25 moment de la saisie d'un sachet ( 8), un mouvement de recul léger et net. 7 Margeur suivant les revendications 5 et 6, caractérisé en ce que lesdits moyens pour communiquer ledit mouvement de recul dudit organe de saisie ( 22) au moment de la saisie d'un30 sachet ( 8) sont constitués par des moyens ( 34 à 38) pour communiquer à ladite denture circulaire ( 27) une légère rotation autour de son axe avec retour à la position normale. 8 Margeur suivant la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens pour communiquer à ladite denture ( 27) ladite rotation provisoire sont constitués par une came ( 34) pourvue d'un creux ( 35) agissant sur un poussoir ( 36) articulé sur une fraction de couronne ( 26) portant ladite denture ( 27), ladite came ( 34) étant indexée sur la rotation du support ( 14 a,14 b) de l'axe ( 13) du porte-ventouses ( 22). 9 Margeur suivant l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le porte-ventouse comporte deux ventouses, l'une ( 22) de saisie du sachet ( 8) au voisinage de la ligne d'arrachement ( 8 b) et, l'autre ( 23) de saisie dudit 5 sachet au voisinage de l'autre extrémité, la seconde ventouse ( 23) étant agencée pour saisir le sachet avant la première. Margeur suivant l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que le magasin ( 10) est constitué de doigts fixes ( 33) susceptibles d'être engagés dans des trous ( 8 c)10 ménagés dans les talons ( 8 a) des sachets ( 8), des moyens ( 41,42) étant prévus pour pousser lesdits talons ( 8 a) vers le plan de saisie des sachets, défini par un cadre ( 39) de présentation muni de doigts ( 40) de positionnement, lesdits moyens ( 41,42) évacuant les talons après arrachement des15 sachets.