Brevet FR2675115A1 — publié le 19921016

L'invention se situe dans le domaine technique du formage de boîtes en carton à l'aide de machines plieuses et concerne plus précisément un dispositif d'application automatique de papier sur une boîte en cours de formage. Pour former des boîtes en carton, il est connu d'utiliser des machines automatiques qui présentent l'avantage de débiter à grande cadence des boîtes à partir de cartons plats Pour cela les cartons plats, prééchancrés et prérainurés doivent être munis de colle aux endroits appropriés pour que chaque bord replié et mis en contact avec son voisin reste collé à lui Pour assurer le relevage des bords ou de certains bords d'un carton, il est habituel d'utiliser des vérins presseurs avantageusement terminés par une plaque de formage dont le rôle est de forcer le bord du carton à se replier dans la direction de son déplacement La plaque est ainsi montée coulissante et sa partie d'extrémité qui "attaque" le carton est profilée pour favoriser son glissement sur le carton en cours de repliage Quand les replis sont faits et les bords collés, les boîtes ainsi formées sont évacuées de la machine par un mécanisme de transfert, puis passent généralement à un poste dans lequel elles sont marquées directement d'une impression de repérage ou publicitaire ou encore d'une étiquette de marquage qui est collée Cette opération de marquage, notamment quand il s'agit du collage d'une étiquette ou d'un papier rapporté sur la boîte, nécessite la création et la mise en oeuvre d'un poste supplémentaire spécial qui augmente l'investissement et le prix de revient des pièces terminées. C'est pourquoi le Demandeur a imaginé un dispositif automatique d'application de papier sur une boîte en cours de formage, qui s'affranchit des inconvénients précités en ce qu'il propose de mettre à profit l'existence d'une plaque de formage déjà utilisée sur une machine 2- plieuse en vue de rabattre les flancs de cartons prédécoupés, pour lui adjoindre un mécanisme particulier apte à appliquer et coller une feuille de papier sur ledit carton au cours de la manoeuvre habituelle de cette plaque. Un objet principal de la présente invention consiste donc en un dispositif d'application automatique de papier sur une boîte de carton, durant le repli d'un de ses bords à l'aide d'une plaque de formage coulissante qui attaque ledit bord d'un carton plat prérainuré provisoirement immobilisé dans une zone de formage d'une machine plieuse et colleuse, dispositif selon lequel la plaque mobile de formage est équipée en outre d'un rouleau applicateur de papier comportant un système d'aspiration interne ainsi que d'un mécanisme articulé supportant une réglette également munie d'un système d'aspiration mais aussi d'un dispositif de mouillage, ledit mécanisme articulé coopérant avec des plaques fixes profilées pour donner à ladite réglette des positions et orientations particulières aptes à assurer le prélèvement, le transfert et l'application par le rouleau d'une feuille de papier sur un bord du carton, au fur et à mesure du déplacement de la plaque de formage. A cet effet la bordure supérieure horizontale de la plaque de formage se termine par deux parties profilées fixes formant des arrondis qui encadrent un rouleau applicateur, les extrémités extérieures des arrondis faisant retour vers le bas et constituant un ergot profilé d'accrochage, et le rouleau applicateur constitue le prolongement des arrondis et est monté sur des roulements d'extrémité enchassés à l'intérieur desdits arrondis. Selon une caractéristique particulière de l'invention, le mécanisme articulé est constitué de pattes horizontales fixées à une extrémité latérale de la plaque de formage et de bielles pivotantes articulées sur lesdites pattes, dont les extrémités opposés sont solidaires de la réglette, l'articulation se faisant sur un petit axe débordant vers l'extérieur des flancs de la réglette La bielle est constituée de deux tubes télescopiques renfermant un ressort dont le tube intérieur est pourvu à son extrémité inférieure d'une poulie, le ressort étant tendu entre d'une part la patte et d'autre part l'axe d'accrochage du flanc de la réglette. La réglette a la forme générale d'un tube de section rectangulaire percé d'une pluralité d'orifices correspondant aux orifices d'un tuyau interne d'alimentation en air et des rouleaux mouilleurs s'étendent de part et d'autre de la réglette. Selon une autre caractéristique particulière, les roulements d'extrémité du rouleau applicateur sont emmanchés sur un tube fixe s'étendant à l'intérieur dudit rouleau applicateur, ledit tube fixe étant enveloppé d'une série d'ailettes radiales et percé sur sa périphérie d'une pluralité d'orifices de passage d'air. Selon une autre caractéristique principale de l'invention, une des plaques profilées dispose d'une échancrure formant un couloir essentiellement vertical présentant deux inflexions dans lequel chemine une poulie portée par la bielle tandis que l'autre plaque profilée dispose d'un couloir présentant des inflexions dont certaines modifient l'orientation de l'inclinaison du couloir, couloir dans lequel chemine le petit axe de la réglette. Les points d'inflexion du premier couloir sont en contrebas des points d'inflexion du second couloir et les plaques profilées correspondantes sont disposées respectivement de part et d'autre de la bielle Enfin une tôle déflectrice présente une courbure à sa partie supérieure pour servir de guide au galet porté par le flanc de la réglette. D'autres caractéristiques et avantages particuliers, ainsi que le mode de fonctionnement du dispositif selon l'invention, ressortiront de la description qui va suivre d'un exemple particulier de réalisation dans laquelle il est fait référence aux dessins annexés qui représentent. Figure 1, une vue générale en perspective de la plaque de formage. Figure 2, une vue en élévation à plus grande échelle de l'extrémité de la réglette. Figure 3, une vue en coupe de la bielle du mécanisme articulé Figures 4 et 5, des vues en perspective de la réglette. Figure 6, une vue en coupe du rouleau applicateur et de la réglette. Figure 7, une vue schématique en perspective de la partie interne de la réglette. Figures 8 et 9, des vues en élévation de chaque plaque profilée. Figures 10 et 11, des vues de face et de côté de la plaque de formage et mécanismes associés, en position haute, par rapport aux plaques profilées. Figure 12, une vue schématique en élévation de la plaque de formage en position basse. Figures 13 à 18, des vues schématiques de la plaque de formage au cours des étapes successives de prélèvement et de formage du bord d'un carton, lors de la montée de ladite plaque. La figure 1 montre une plaque de formage 1 équipant une machine plieuse de cartons (non représentée) ladite plaque étant susceptible de se déplacer verticalement, sous l'action d'organes de manoeuvre du genre de vérins, également non représentés La bordure supérieure horizontale de la plaque 1 se termine de chaque côté d'un rouleau applicateur 9 par une partie profilée fixe formant deux arrondis 18 qui encadrent ledit rouleau, dont les extrémités extérieures font retour vers le bas et constituent un ergot profilé d'accrochage 19 dont le rôle apparaîtra plus loin La plaque 1 dispose aussi à ses deux extrémités opposées d'un coulisseau profilé 2 lui permettant de se déplacer de bas en haut et de haut en bas entre deux colonnes verticales de guidage 3 coopérant avec les coulisseaux Parallèlement à ces colonnes, entre elles, et de part et d'autre de la plaque de formage 1 se développent deux plaques fixes profilées et verticales 4 et 24, de configuration particulière, qui seront décrites plus loin. Deux pattes horizontales 5 fixées chacune à une extrémité latérale de la plaque de formage, dont on n'en a représenté qu'une pour la clarté de la figure, servent chacune de support à une bielle pivotante désignée dans son ensemble par la référence 6 L'extrémité supérieure de la bielle 6 tourillonne sur un petit axe 7 débordant vers l'extérieur des flancs 8 d'une réglette 20 servant de support à des mécanismes particuliers d'aspiration et de mouillage qui seront décrits plus loin en référence à la figure 4. La plaque de formage 1 porte un rouleau applicateur 9, qui s'étend horizontalement à sa partie supérieure entre les deux parties fixes arrondies 18 dont il constitue le prolongement On notera que le rouleau 9 est monté sur des roulements d'extrémité 21 enchassés à l'intérieur des arrondis 18, et représentés en pointillés. Le rouleau est un tube creux dont la paroi cylindrique est avantageusement réalisée en forme de grille tubulaire à faibles mailles laissant passer l'air. Les flancs latéraux 8 de la réglette 20 ont une forme particulière mieux visible sur la figure 2 Au dessus de l'axe 7, chaque flanc dispose d'une échancrure arrondie susceptible de s'accrocher sur un axe fixe 11 solidaire des arrondis 18 de la plaque de formage Une partie latérale de chaque flanc 8 se développe d'un côté de l'échancrure 10 pour former une potence 12 qui porte un galet 13, apte à se loger à l'intérieur de l'ergot 19 de l'arrondi 18 profilé de façon correspondante. La figure 3 montre plus en détail la structure de la bielle 6 Celle-ci est constituée de deux tubes télescopiques: un tube intérieur 14 à l'intérieur duquel est logé un ressort 15 et un tube extérieur 16 Le tube intérieur 14 est pourvu à son extrémité inférieure d'une poulie 17 emmanchée sur un petit axe 22 le traversant, la poulie étant donc disposée latéralement au tube Le ressort est tendu entre, d'une part la tête de la patte 5 et d'autre part l'axe d'accrochage 7 du flanc 8 de la réglette. Pour que la bielle 6 conserve sa configuration dans son mouvement de prise de papier, une cale de blocage 39 est nécessaire. Les figures 4, 5, 6 et 7 montrent en détail la structure de la réglette 20 dont une partie centrale correspondant à la longueur du rouleau 9 a la forme générale d'un tube de section rectangulaire percé d'une pluralité d'orifice 23 qui correspondent aux orifices d'un tuyau interne d'aspiration en air 25 Deux rouleaux mouilleurs 26 s'étendent de part et d'autre de la réglette et sont alimentés en eau par des conduits non représentés Des vérins à faible course 27 peuvent les déplacer et les écarter en hauteur en les éloignant du rouleau applicateur. Les roulements à billes 21 du rouleau 19 sont emmanchés sur un tube fixe 28 (figure 6) qui s'étend donc à l'intérieur dudit rouleau Il est enveloppé d'une série d'ailettes radiales 29 et percé sur sa périphérie d'une pluralité d'orifices 30 de passage d'air Une aspiration peut être appliquée à l'intérieur du tube 28 et s'exercer ainsi sur le rouleau 9 par l'intermédiaire de ces orifices 30. Les figures 8 et 9 illustrent les formes particulières données respectivement aux plaques profilées 4 et 24 Chaque plaque 4 s'étend sur toute la hauteur du débattement de la plaque de formage 1 La plaque est formée de deux parties latérales 4 a et 4 b reliées par des brides 31, qui ménagent entre elles une échancrure 32 formant un couloir essentiellement vertical présentant de légères inflexions De la partie supérieure à la partie inférieure le couloir est vertical jusqu'à une première inflexion A, puis à nouveau vertical en prolongement jusqu'à une seconde inflexion B et se poursuit verticalement jusqu'en bas, mais décalé par rapport à la ligne A B L'écartement du couloir 32 correspond au diamètre de la poulie 17 destinée à y cheminer. De même chaque plaque 24 dispose du haut en bas d'un couloir échancré 33 avec des inflexions aux points C D et E qui confèrent au couloir un profil très particulier visible à la figure 9 Les inflexions (C, D) modifient l'orientation de l'inclinaison du couloir On notera que la plaque 24 de la figure 9 a été représentée au niveau qu'elle occupe réellement par rapport à la plaque 4 de la figure 8. Le couloir 33 présente une plus faible largeur correspondant au diamètre du petit axe 7 de la réglette On voit aussi que les points d'inflexion (A,B) du couloir 32 sont en contre bas des points d'inflexion (C, D, E) du couloir 33 On a représenté en plan sur la figure 10 et en coupe transversale sur la figure 11 les positions respectives des plaques 4 et 24 situées de part et d'autre de la bielle 6 Quand la plaque de formage 1 est en position haute maximum comme on l'expliquera plus loin on remarquera sur ces deux figures la présence d'une tôle déflectrice 34 avec une courbure à la partie supérieure destinée à servir de guide au galet 13 porté par le flanc 8 de la réglette 20 La figure 11 précisément montre que la poulie 17 chemine, d'un côté de la bielle 5, le long du couloir profilé de la plaque 4 tandis que l'axe 7 de la réglette chemine, du côté opposé de la bielle 6, le long du couloir profilé de l'autre plaque 24. La tôle déflectrice 34 se situe à côté de cette plaque 24 et à l'aplomb du flanc 8 de la réglette 20. Les vues schématiques simplifiées des figures 12 à 18 s'inspirent de la figure 10 et font ressortir le profil des plaques 4 et 24, ainsi que la tôle déflectrice 34, et les positions prises par la plaque de formage 1, la bielle 6 qui lui est associée et la réglette 20 tenue par la bielle, lors du déplacement en hauteur de ladite plaque de formage. On a localisé sur la figure 12 une table fixe 35 sur laquelle sont empilées des feuilles de papier 36 qui dans le cas présent forment une pile de très faible épaisseur. L'ensemble constitué des plaques profilées 4, 24 et des mécanismes de manoeuvre et de guidage de la plaque de formage 1 s'étend en hauteur jusqu'à un plan 37 horizontal sur lequel de déplacent les cartons 38 en cours de formage. Une autre table 35 bis disposée plus haut, pourrait être utilisée pour faciliter une alimentation en continu du papier. La figure 12 illustre la position la plus basse possible qui peut occuper la plaque de formage 1, quand il s'agit de prélever une feuille 36 quand la pile de papier est presque vide Dans ce cas la bielle 6 qui s'articule sur son support 5 prend une orientation inclinée par rapport à la verticale, due au fait que,, d'une part la poulie 17 et d'autre part le petit axe 7 sont maintenus respectivement dans leur couloir 32 et 33, à des emplacements décalés l'un par rapport à l'autre La réglette 20 est donc écartée au maximum de la plaque de formage 1 Le ressort 15 est tendu entre l'axe 7 et les pattes 5 ce qui a pour effet d'appliquer la réglette contre une feuille de papier 36, ladite réglette étant dans la position représentée grâce au galet 13 en appui contre la paroi verticale de la tôle déflectrice 34 Cette position de départ est celle prise par la plaque de formage immobile et ses mécanismes associés qui est une position de prélèvement d'une feuille de papier 36. Pour cela une aspiration est établie à l'intérieur de la réglette 20 qui grâce à ses orifices, maintient au collage contre elle le bord d'une feuille de papier. La variante de réalisation de la figure 13 est également une position de départ pour le prélèvement d'une feuille de papier, quand le magasin de papier sur la table 35, est plein Dans ce cas la feuille de papier au sommet de la pile est beaucoup plus haute L'inclinaison de la bielle 6 reste la même car l'écartement des couloirs 32 et 33 est identique puisque la poulie 17 est juste au dessous du point d'inflexion B du couloir 32 tandis que le petit axe 7 est juste au dessous du point d'inflexion E du couloir 33 On admet évidemment que la plaque de formage 1 s'immobilisera dès que la réglette sera venue en appui sur la pile de papier, quelle que soit la hauteur de cette pile entre les deux positions extrêmes représentées aux figures 12 et 13. L'étape suivante est illustrée par la figure 14. La plaque de formage 1 a engagé son mouvement de montée entraînant avec elle bien entendu le rouleau applicateur 9 et le mécanisme support de réglette La poulie 17 a dépassé le point d'inflexion B et le petit axe 7 a dépassé le point d'inflexion E et s'est logé dans le creux du point d'inflexion D Ces inflexions des couloirs 32 et 33 étant en sens opposé au niveau de ces points, la bielle 6 a basculé dans une inclinaison en sens opposé à la précédente, conduisant la réglette 20 à l'aplomb du rouleau applicateur. Parallèlement, le galet 13 a roulé sur la partie supérieure arrondie de la tôle défflectrice 34 Dans cette position de la figure 14, le ressort 15 est en légère tension car il y a un petit espace entre la réglette 20 et le rouleau applicateur Au cours de ce mouvement durant lequel subsiste l'aspiration interne dans la réglette, une feuille de papier 36 est transférée au dessus du rouleau comme représenté. Le mouvement ascendant de la plaque de formage se poursuit et l'on atteint presque aussitôt la position représentée à la figure 15, très voisine de la précédente. le petit axe 7 n'a pas bougé de point D c'est-à-dire que la réglette 20 est restée immobile Par contre la poulie 17 est un peu montée dans le couloir 32 ce qui entraîne une compression du ressort 15 le rouleau applicateur 9, de son côté, s'est élevé jusqu'à ce que l'axe fixe 11 se loge dans l'échancrure 10 du flanc 8 de la réglette Le ressort maintient de toute façon la feuille de papier 36 appliquée contre le rouleau 9 L'aspiration à l'intérieur de la réglette s'interrompt alors et une aspiration à l'intérieur du rouleau applicateur 9 prend le relais. En se reportant maintenant à la figure 16, on voit que le mouvement ascensionnel de la plaque de formage 1 a conduit le petit axe 7 à venir se loger au point d'inflexion C Puisque l'axe fixe 11, logé dans l'échancrure 10 s'est élevé verticalement, de même que la poulie 17 dans le couloir 32, la réglette 20 bascule en contournant le rouleau 9 ce qui a pour effet de plaquer la feuille de papier 36 sur la périphérie du rouleau sur lequel elle reste collée du fait de l'aspiration interne Pendant ce mouvement de basculement la feuille de papier a aussi été humidifiée par les rouleaux mouilleurs 26 disposés de part et d'autre de la réglette De son côté le ressort 35 s'est un petit peu resserré par rapport à la position précédente Le point d'inflexion A du couloir 32 compense le point d'inflexion C du couloir 33. Dans la représentation de la figure 17 on constate que le rouleau applicateur 9 a atteint la base du plan horizontal 37 sur lequel se déplace le carton 38 à former. Le papier est donc enroulé autour du rouleau La réglette 20 s'est retournée et son galet 13 se bloque dans l'ergot 19 de l'arrondi profilé 18 L'aspiration s'arrête. La dernière étape est illustrée par la figure 18. La plaque de formage continue son mouvement ascensionnel au cours duquel le rouleau s'applique contre un bord 38 a du carton 38 immobilisé provisoirement sur le plan 37 Ledit bord est donc replié vers le haut Au fur et à mesure de ce repli, le rouleau applicateur 9 déroule la feuille de papier 36 en la collant sur le bord replié On voit sur cette figure que le formage du bord du carton et le collage de la feuille se sont effectués simultanément pendant le même mouvement La plaque de formage 1 et ses mécanismes associés redescend pour le formage d'un autre carton avec collage d'une nouvelle feuille La boîte ainsi formée peut alors se déplacer sur le plan 37. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'application automatique de papier sur une boîte de carton, durant le repli d'un de ses bords à l'aide d'une plaque de formage coulissante qui attaque ledit bord d'un carton plat prérainuré provisoirement immobilisé dans une zone de formage d'une machine plieuse et colleuse, caractérisé en ce que la plaque mobile de formage ( 1) est équipée en outre d'un rouleau applicateur ( 9) de papier comportant un système d'aspiration interne ainsi que d'un mécanisme articulé ( 5,6) supportant une réglette ( 20) également munie d'un système d'aspiration mais aussi d'un dispositif de mouillage, et -en ce que ledit mécanisme articulé coopère avec des plaques fixes profilées ( 4, 24, 34) pour donner à ladite réglette des positions et orientations particulières aptes à assurer le prélèvement, le transfert et l'application par le rouleau d'une feuille de papier sur un bord du carton, au fur et à mesure du déplacement de la plaque de formage. 2. Dispositif d'application selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bordure supérieure horizontale de la plaque de formage ( 1) se termine par deux parties profilées fixes formant des arrondis ( 18) qui encadrent un rouleau applicateur ( 9) et en ce que les extrémités extérieures des arrondis font retour vers le bas et constituent un ergot profilé d'accrochage ( 19). 3. Dispositif d'application selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le rouleau applicateur ( 9) constitue le prolongement des arrondis ( 18) et est monté sur des roulements d'extrémité ( 21) enchâssés à l'intérieur desdits arrondis. 4. Dispositif d'application selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme articulé est constitué de pattes horizontales ( 5) fixées à une extrémité latérale de la plaque de formage ( 1) et de bielles pivotantes ( 6) articulées sur lesdites pattes, dont les extrémités opposées sont solidaires de la réglette ( 20). 5. Dispositif d'application selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'extrémité supérieure de la bielle ( 6) tourillonne sur un petit axe ( 7) débordant vers l'extérieur des flancs ( 8) de la réglette ( 20). 6 Dispositif d'application selon la revendication 5, caractérisé en ce que le flanc ( 8) de la réglette ( 20) dispose d'une échancrure arrondie ( 10), dont une partie latérale se développe d'un côté pour former une potence ( 12) qui porte un galet ( 13). 7 Dispositif d'application selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la bielle ( 6) est constituée de deux tubes -télescopiques renfermant un ressort ( 15) dont le tube intérieur ( 14) est pourvu à son extrémité inférieure d'une poulie ( 17) et en ce que le ressort ( 15) est tendu entre d'une part la patte ( 5) et d'autre part l'axe d'accrochage ( 7) du flanc ( 8) de la réglette ( 20). 8. Dispositif d'application selon la revendication 1, caractérisé en ce que la réglette ( 20) a la forme générale d'un tube de section rectangulaire percé d'une pluralité d'orifices ( 23) correspondant aux orifices d'un tuyau interne d'alimentation en air ( 25) et en ce que des rouleaux mouilleurs ( 26) s'étendent de part et d'autre de la réglette. 9 Dispositif d'application selon les revendications 3 et 8, caractérisé en ce que les roulements d'extrémité 21 sont emmanchés sur un tube fixe ( 28) s'étendant à l'intérieur du rouleau applicateur ( 9), ledit tube fixe étant enveloppé d'une série d'ailettes radiales ( 29) et percé sur sa périphérie d'une pluralité d'orifices ( 30) de passage d'air. 10. Dispositif d'application selon les revendications 1 et 7, caractérisé en ce que une plaque profilée ( 4) dispose d'une échancrure ( 32) formant un couloir essentiellement vertical présentant deux inflexions (A,B) dans lequel chemine la poulie ( 17) de la bielle ( 6). 11. Dispositif d'application selon les revendications 1 et 5, caractérisé en ce que une autre plaque profilée ( 24) dispose d'un couloir ( 33) présentant des inflexions (C, D, E) dont les inflexions (C, D) modifient l'orientation de l'inclinaison du couloir, couloir dans lequel chemine le petit axe ( 7) de la réglette ( 20). 12. Dispositif d'application selon les revendications 10 et 11, caractérisé en ce que les points d'inflexion (A, B) du couloir ( 32) sont en contre bas des points d'inflexion (C, D, E) du couloir ( 33) et en ce que les plaques profilées correspondantes ( 4, 24) sont disposées respectivement de part et d'autre de la bielle ( 6). 13. Dispositif d'application selon les revendications 1 et 6, caractérisé en ce que une tôle déflectrice ( 34) présente une courbure à sa partie supérieure pour servir de guide au galet ( 13) porté par le flanc ( 8) de la réglette ( 20).