Brevet FR2675077A1 — publié le 19921016

FORMEUSE AUTOMATIQUE DE CAISSES EN CARTON La présente invention a trait à une machine de mise en forme automatique de caisses en carton et plus particulièrement de caisses dites américaines. I1 existe déjà divers types de machines à former automatiquement des caisses en carton. Toutes ces machines ont comme inconvénient majeur d'être encombrantes, relativement complexes et, par suite, coûteuses. Le but de l'invention est de proposer une machine compacte et de conception plus simple tout en permettant une très bonne cadence et une adaptation très souple et immédiate à des systèmes d'encaissage manuel ou automatique de caisses aussi bien à fond non collé qu'à fond collé. A cet effet, l'invention a pour objet une formeuse automatique de caisses en carton, en particulier de caisses dites américaines, comprenant un magasin de stockage des caisses empilées à plat les unes sur les autres et inclinées, des moyens de saisie une à une des caisses et de transfert du magasin à un poste de mise en forme et des moyens de transfert de la caisse formée du poste de formage à un convoyeur d'évacuation, caractérisée en ce que - les moyens de saisie et de transfert du magasin au poste de formage sont constitués par un jeu de ventouses portées par un support mobile en sorte de déplacer chaque caisse à plat suivant une trajectoire en arc de cercle centré sur un axe horizontal et telle qu'en fin de course la caisse soit en position debout au poste de formage - le poste de mise en forme est constitué, d'une part, d'une équerre à faces verticales correspondant à ladite position debout de la caisse, munie de ventouses de saisie et, d'autre part, d'un dispositif interposé sur la trajectoire de la caisse entre le magasin et le poste de formage et destiné à ouvrir la caisse en vue de son placement dans ladite équerre, - les moyens de transfert de la caisse formée dudit poste audit convoyeur d'évacuation sont constitués par un chariot portant ladite équerre, déplacé à va et-vient par un moyen approprié, des moyens étant prévus pour fermer les rabats du fond lors du transfert de la caisse sur ledit convoyeur, - et en ce qu'elle comporte des moyens pour synchroniser les moyens de transfert des caisses, du magasin au poste de formage, puis, de ce dernier au convoyeur d'évacuation et répéter automatiquement le cycle de formage-évacuation. Une telle machine est remarquable à la fois par la simplicité de son agencement et de son fonctionnement et par sa compacité liée notamment à la combinaison d'un stockage incliné des caisses à former et d'une amenée en position de formage des caisses suivant une trajectoire courte , occupant peu d'espace et plaçant les caisses debout au lieu de formage. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de la machine selon l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard des dessins annexés sur lesquels - Figures la à id illustrent le principe cinématique de la formation de la caisse selon l'invention - Figure 2 est une vue en bout d'une formeuse conforme à l'invention - Figure 3 est une vue de gauche de la machine de la figure 2, - Figure 4 est une vue de dessus du magasin de la machine; - Figures 5a, 5b, 5c illustrent schématiquement, respectivement suivant des vues en élévation latérale, de gauche et de dessus de la machine, la saisie d'une caisse dans le magasin;; - Figures 6a, 6b, 6c sont des vues similaires à celles des figures 5a à 5c, illustrant la mise en forme d'une caisse au poste de formage; - Figures 7a et 7b illustrent le début du transfert de la caisse du poste de formage vers le convoyeur d'évacuation et - Figures 8a, 8b, 8c illustrent la fin du transfert sur le convoyeur. La machine représentée sur les figures 2 et 3 comprend un bâti 1 de forme générale parallélépipédique sur lequel est monté en position inclinée un magasin 2. Le magasin 2 est constitué (figure 4) d'un cadre muni d'une poignée 4, articulé sur un axe horizontal 5 porté par le bâti 1. Le cadre 3 supporte des guides 6 de la pile des caisses stockées à plat en étant inclinées par exemple d'une trentaine de degrés sur l'horizontale. Les guides 6 sont fixés sur des traverses 7 montées coulissantes à leurs extrémités le long des côtés du cadre 3 afin de recevoir différents formats de caisses. Un bras 8 de préhension une à une des caisses dans le magasin 2 est monté pivotant autour de l'axe 5, porte un jeu de ventouses 9 reliées à une source de vide (non représentée) et est actionné par l'intermédiaire d'un vérin pneumatique 10 et d'un levier 11 solidaire du bras 8 et relié à l'extrémité de la tige 12 dudit vérin. Le bras 8 est mobile entre une position (traits pleins, figure 2) de saisie d'une caisse au magasin 2 et une position verticale (traits tiretés 8', figure 2) de dépose de la caisse à un poste de formage désigné d'une manière générale par la référence 13. Ce poste de formage comprend une équerre définissant deux faces verticales délimitées par des fers horizontaux en équerre schématisés en 13a et 13b. A cette équerre 13a, 13b, sont associés deux jeux de ventouses 14 susceptibles de s'appliquer contre deux faces adjacentes de la caisse placée dans l'équerre par le bras 8 en fin de course Les ventouses 14 sont reliées à la même source de vide que les ventouses 9, sont montées fixes par rapport à l'équerre 13a, 13b et l'ensemble ventouses 14 - équerre 13a, 13b, est porté par un chariot 15 mobile parallèlement à l'axe 5. Le chariot 15 coulisse sur deux barres 16 de guidage sous l'action d'un vérin sans tige pneumatique 17. Le chariot 15 est mobile entre une position (traits pleins 15, figure 3) où l'équerre 13a, 13b coïncide avec la fin de course du bras 8 et une position (traits tiretés 15', figure 3) où le chariot transfère la caisse formée sur un convoyeur d'évacuation 18, non représenté sur les figures 2 et 3 et schématisé sur les figures 5a, 5c, 6a, 7a, 8a, et 8c. On a représenté en 19 une roulette montée fixe et d'axe incliné en sorte de se trouver sur la trajectoire de l'un des côtés de la caisse en cours de transfert du magasin 2 au poste de formage 13, afin d'ouvrir la caisse en vue de son positionnement correct sur l'équerre 13a, 13b comme on le verra plus loin. En 20 est représenté un ski fixe d'ouverture d'un des grands rabats du fond de la caisse. En 21 est représenté un ski rotatif d'ouverture de l'autre grand rabat du fond de la caisse, ledit ski étant mû par un vérin pneumatique 22, par l'intermédiaire d'un levier triangulaire 23. L'ensemble 21, 22, 23 est monté sur une platine inclinée 24 réglable en position, ledit ensemble étant représenté sur la figure 2 en position basse. En 25 est représenté un sabot mû par un vérin pneumatique 26 monté sur le chariot 15 et chargé de plier l'un des petits rabats du fond de la caisse. Un ski fixe central 27 et deux skis fixes latéraux 28, disposés immédiatement en amont du convoyeur 18,sont chargés de plier respectivement l'autre petit rabat et les deux grands rabats du fond de la caisse au cours du transfert de cette dernière du poste de formage 13 audit convoyeur 18. Les figures îc à id illustrent la cinématique de mise en forme d'une caisse conformément à l'invention. Une caisse à l'état plié C est prélevée sur la face inférieure inclinée de la pile 29 placée dans le magasin 2 et amenée après une translation en rotation suivant l'arc de cercle 30 (figure 7c) au poste de formage, la caisse C étant alors (figure lb) ouverte et formée, c'est-à-dire avec ses quatre côtés verticaux et d'équerre, les rabats, de fond et de dessus, étant tous ouverts. Au poste de formage (figure lb) les deux grands rabats de fond R sont maintenus écartés (flèches 31). Au cours de l'évacuation de la caisse C du poste de formage (figure lc), les petits rabats de fond r sont pliés (flèches 32) et la caisse C vient rejoindre (figure ld) la caisse C' qui vient d'être formée précédemment, puis la pousser, les grands rabats R étant formés (flèches 33) pendant ce temps. Les figures 5a à 5c et 6a à 6c illustrent le fonctionnement de la machine des figures 2 et 3 pour le transfert d'une caisse C du magasin 2 au poste de formage. A cet effet, le bras 8, mû par le vérin 10 et le levier 11, vient appliquer les ventouses 9 contre la face d'une caisse C de la pile 29. Par succion, les ventouses 9 saisissent la caisse C et le bras 8. revient à sa position de départ (8', figure 2). Au cours de ce déplacement, l'un des côtés (34) de la caisse rencontre la roulette 19 qui contraint la caisse à s'ouvrir et à se placer correctement dans l'équerre formée par les tiges 13a, 13b. Par souci de clarté, le poste de formage 13 sur les figures 5a à 5c est schématisé par les tiges 13a, 13b de mise à l'équerre et les ventouses 14 avec leurs bras supports. En fin de course d'abaissement du bras 8 (figures 6a à 6c), la caisse C est parfaitement d'équerre et debout, avec l'un de ses grands rabats de fond R écarté par le ski fixe 20 et l'autre grand rabat R écarté par le ski rotatif 21, actionné dès que la caisse C épouse l'équerre 13a, 13b et est saisie par les ventouses 14 du poste de formage. Les supports des ventouses 9 sont disposés par rapport aux fers de l'équerre 13a, 13b et aux supports des ventouses 14 de façon à permettre auxdites ventouses 9 de traverser le poste de formage en sorte de plaquer un côté de la caisse C contre les ventouses 14 de la face 13b de l'équerre sans accrocher au passage les organes du poste de formage. Les figures 7a et 7b illustrent le début du transfert de la caisse C, depuis le poste de formage, en direction du convoyeur d'évacuation 18. A cet effet, le chariot 15 qui porte l'ensemble des organes 13a, 13b, 14, 25, 26, se déplace vers le convoyeur 18. En même temps, le vérin 26 est actionné de façon que le sabot 25 ferme l'un des petits rabats de fond r. L'autre petit rabat r est fermé lorsque l'ensemble chariot 15 - caisse C vient à hauteur du ski fixe 27, les grands rabats R étant toujours, au début de la course du chariot 15, en contact avec les skis fixes 20, 21. En fin de course du chariot 15 (15', figure 3) comme illustré par les figures 8a à 8c, les grands rabats R sont fermés par les skis fixes 28, cependant que le sabot 25 est rétracté pour ne pas heurter ceux-ci et la caisse C se retrouve maintenue sur un ski horizontal fixe 35, petits rabats dessus, grands rabats dessous repliés par lesdits skis 28. Pendant ce temps, le bras 8 retourne plaquer ses ventouses 9 sur la caisse suivante de la pile 29 du magasin 2 et les ventouses 14 sont mises à l'atmosphère et lâchent la caisse C, permettant ainsi au chariot 15 de revenir en position initiale, le bras 8 étant alors dans la position illutrée sur les figures 2 et 5a à 5c. Sur le convoyeur 18 les caisses sont enlevées à la main ou bien automatiquement à l'aide par exemple d'un train de chaînes à barres symbolisé en 36 sur la figure 8a, en direction d'une encaisseuse automatique. A hauteur du convoyeur 18, les rouleaux de ce dernier prennent le relais des skis 28 pour maintenir les grands rabats du fond de caisse. La machine comporte bien entendu des moyens pour synchroniser les mouvements du bras 8, du chariot 15, du ski 21, du vérin 26, et la mise sous vide des ventouses 9 et 14 respectivement pour effectuer un cycle de saisie, mise en forme et évacuation d'une caisse et répéter un tel cycle automatiquement à une cadence optimale. Comme on peut le constater sur les figures 2 et 3, la machine est remarquablement compacte grâce, d'une part, à la trajectoire de transfert entre le magasin 2 et le poste de formage 13, disposé pratiquement sous la pile 29 du magasin et où les caisses sont placées debout et, d'autre part, à la trajectoire de tranfert entre le poste de formage et le poste d'évacuation, la machine cumulant les avantages d'un stockage incliné des caisses pliées, à savoir positionnement sûr et précis, quel que soit le nombre des caisses, faible encombrement, facilité d'accès à l'intérieur de la machine par relevage du magasin 2 autour de l'axe 5, grâce à la poignée 4, facilité de circulation autour de la machine, et les avantages de courses réduites entre les différents postes de stockage, mise en forme et fermeture du fond et évacuation. La machine de l'invention est utilisable dans la version caisses à fond collé. La colle chaude est déposée sous les petits rabats pliés r pendant le transfert vers le convoyeur 18. En fin de course, les grands rabats R sont repliés par les skis 28 tandis qu'un tamponoir vertical (non représenté sur les dessins) descend à la manière connue verticalement dans la caisse, qui est stationnaire à ce moment sur le ski 35, pour presser les petits rabats et écraser la colle interposée entre ces derniers et les grands rabats, cependant que le chariot 15 revient à sa position initiale. Enfin, l'invention n'est évidemment pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit ci-dessus mais en couvre au contraire toutes les variantes, notamment en ce qui concerne les formes et agencements des moyens constituant l'équerre 13a, 13b de mise en forme des caisses, des systèmes à ventouses de saisie montés sur le bras de préhension 8 et sur l'équerre 13a, 13b du poste de mise en forme, ainsi que les moyens pour former les rabats du fond de la caisse. REVENDICATIONS =:=:=:=:=:=:=:=:=:=:=:=:=:= 1. Formeuse automatique de caisses en carton (C), en particulier de caisses dites américaines, comprenant un magasin (2) de stockage des caisses empilées à plat les unes sur les autres et inclinées, des moyens (8) de saisie une à une des caisses et de transfert du magasin (2) à un poste de mise en forme (13) et des moyens (15) de transfert de la caisse formée (C) du poste de formage (13) à un convoyeur d'évacuation (18), caractériseé en ce que - les moyens de saisie et de transfert du magasin (2) au poste de formage (13) sont constitués par un jeu de ventouses (9) portées par un support (8) mobile en sorte de déplacer chaque caisse à plat (C) suivant une trajectoire en arc de cercle centré sur un axe horizontal (5) et telle qu'en fin de course la caisse (C) soit en position debout au poste de formage (13), - le poste de mise en forme (13) est constitué, d'une part, d'une équerre à faces verticales (13a, 13b) correspondant à ladite position debout de la caisse, munie de ventouses de saisie (14) et, d'autre part, d'un dispositif (19) interposé sur la trajectoire de la caisse entre le magasin et le poste de formage et destiné à ouvrir la caisse en vue de son placement dans ladite équerre, - les moyens de transfert de la caisse formée dudit poste audit convoyeur d'évacuation sont constitués par un chariot (15) portant ladite équerre (13a, 13b), déplacé à va-et-vient par un moyen approprié, des moyens (25, 27, 28) étant prévus pour fermer les rabats du fond lors du transfert de la caisse sur ledit convoyeur, - et en ce qu'elle comporte des moyens pour synchroniser les moyens de transfert des caisses, du magasin au poste de formage, puis, de ce dernier au convoyeur d'évacuation et répéter automatiquement le cycle de formage-évacuation 2.Formeuse suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif interposé sur la trajectoire de la caisse (C) entre le magasin (2) et le poste de formage (13) est une roulette (19) fixe, d'axe incliné, disposé sur la trajectoire de l'un des côtés (34) de la caisse. 3. Formeuse suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que lesdits moyens pour fermer les rabats du fond de la caisse (C) sont, d'une part, un sabot (25) mobile porté par ledit chariot (15) et, d'autre part, un ski fixe central (27) et deux skis fixes latéraux (28) disposés immédiatement en amont du convoyeur d'évacuation (18). 4. Formeuse suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'au droit du poste de formage (13) sont disposés, sous le chariot (15), des skis (20, 21) de maintien ouverts des deux grands rabats (R) du fond de caisse, en vue de la fermeture, en premier lieu, des petits rabats (r) au cours du transfert de la caisse du poste de formage (13) au poste d'évacuation (18). 5. Formeuse suivant la revendication 4, caractérisée en ce que l'un des ski (20) est fixe et disposé côté magasin (2), cependant que l'autre ski (21) est rotatif et commandé par un moyen moteur approprié (22). 6. Formeuse suiyant l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le magasin (2) est un cadre (3) articulé autour d'un axe horizontal (5) agencé au dessus du poste de formage (13). 7. Formeuse suivant la revendication 6, caractérisée en ce que le cadre est muni d'organes (6) de guidage de la pile de caisses à former (29), réglables en position en fonction du format des caisses.