Brevet FR2705316A1 — publié le 19941125

L'invention concerne l'emballage de boîtes ou similaires par regroupement en une couche au moyen de flans comportant une ou deux files de découpes et des lignes de pliage entre les découpes. Elle s'applique notamment aux boîtes métalliques cylindriques, communément utilisées pour contenir des boissons, aux bouteilles et autres conteneurs ayant un axe de symétrie vertical. L'invention vise à fournir une technique permettant d'obtenir un rendement d'emballage élevé, par exemple d'emballer les boîtes par six à raison de 1 500 boîtes emballées par minute. Selon l'invention, on fait défiler en un mouvement continu les boîtes, en une file ou en deux files parallèles, et au cours de ce mouvement, on dépose successivement les flans sur les boîtes en défilement en sorte que chaque flan soit déposé sur un lot de boîtes disposées en correspondance des découpes du flan, on presse sur le flan pour encliqueter les découpes du flan sur les boîtes du lot, et on resserre ensuite les boîtes en file pour rapprocher les découpes, ce qui plie le flan et forme des poutres de renfort transversales entre les boîtes successives du lot encliqueté. On peut former ensuite une ceinture autour du lot, de façon en soi connue. Le procédé de l'invention présente encore notamment une ou plusieurs caractéristiques suivantes: - on presse sur le flan entre les découpes pour amorcer un pliage transversal du flan entre les découpes, au moment où l'on commence à resserrer les boîtes ou juste après le début de ce resserrement; - on fait défiler les boîtes en deux files parallèles en sorte que lesdits lots comprennent chacun deux files de boîtes aptes à être encastrées dans les découpes de deux files de découpes du flan, et on plie le flan entre ces deux files pour constituer une poutre de renfort longitudinale, avant d'encastrer les boîtes dans les découpes; - avant de plier le flan entre les deux files, on encolle le flan aux endroits de ce pliage; - après avoir réalisé lesdites poutres transversales, on plie le flan sur son pourtour pour former un rabat ceinturant le lot des boîtes; - avant de plier le flan sur son pourtour, on encolle par endroits les parties du flan qui formeront ledit rabat; - on utilise des flans comportant des couples de volets pliables à rabattre l'un contre l'autre perpendiculairement au flan entre les découpes, pour constituer lesdites poutres de renfort, transversales ou longitudinales. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé. Selon l'invention, ce dispositif comporte des moyens pour déplacer en continu les boîtes en au moins une file, des moyens pour déposer en continu successivement chaque flan sur un lot de boîtes de la ou des files de boîtes, des moyens pour presser le flan sur les boîtes du lot afin d'encliqueter les découpes de flan sur les boîtes du lot en défilement et des moyens pour resserrer les boîtes successives du lot en défilement pour réaliser, par rapprochement des découpes, un pliage transversal en V du flan jusqu'à formation de poutres de renfort transversales entre les boîtes successives du lot. Le dispositif de l'invention présente encore notamment une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - il comprend deux vis sans fin disposées de part et d'autre, le long de la ou des files de boîtes, en sorte que les filets des vis soient en prise latérale avec les boîtes et que la rotation des vis assure le défilement des boîtes, l'intervalle entre les filets des vis variant par groupe de filets dans la longueur des vis pour faire varier l'intervalle entre les boîtes d'un lot en sorte qu'à un endroit des vis, l'intervalle entre deux boîtes successives du lot corresponde à celui existant entre deux découpes successives d'une file de découpes d'un flan avant formation des poutres de renfort transversales, et qu'à un autre endroit des vis situé en aval du dit endroit, l'intervalle entre deux boîtes successives du lot soit resserré pour rapprocher les découpes du flan dans lequel les boîtes sont encastrées et forcer le flan à se plier entre ces découpes pour former des poutres de renfort transversales: - il comprend des moyens rotatifs tournant en continu pour exercer une pression sur un flan afin d'amorcer ledit pliage transversal du flan entre les découpes dans lesquelles sont encastrées les boîtes; - il comprend des moyens rotatifs pour exercer sur chaque flan successif une pression dans une zone longitudinale intermédiaire entre deux files de découpes du flan afin d'amorcer ledit pliage longitudinal en V du flan dans cette zone, et des moyens rotatifs agissant latéralement pour fermer le pli en V afin de constituer une poutre longitudinale, avant de déposer le flan sur les boîtes; - il comporte des moyens pour plier les bords du flan afin de former un rabat autour des boîtes encastrées dans les découpes du flan; - il comporte des moyens rotatifs fonctionnant en continu pour extraire un à un les flans d'un magasin et les déposer en file sur un transporteur sans fin, ou, en variante, il comporte des moyens pour dérouler une bobine de flans et découper la bobine déroulée en flans individuels. On décrira ci-après un exemple de réalisation du procédé et du dispositif de l'invention appliqué à un exemple de flan, en référence aux figures et dessins joints, la description et les flgures faisant encore apparaîutre d'autres caractéristiques de la présente invention. Sur les figures: - la fig. 1 est une vue en plan d'un flan pour l'emballage d'un lot de six boîtes en une seule couche et en deux files; - la fig. 2 est un schéma en vue latérale d'une machine selon des exemples de réalisation de l'invention; - la fig. 3 est une vue de dessus schématique de cette machine; - la fig. 4 est un schéma de détail relatif au préformage de la poutre longitudinale d'un flan; - la fig. 5 est une vue de détail relative au dispositif de formage de la poutre longitudinale d'un flan; - la fig. 6 est une vue de détail du module d'encliquetage d'un flan sur les boîtes d'un lot; - la fig. 7 est une vue de dessus d'un dispositif pour mettre les boîtes au pas des découpes d'un flan; - la fig. 8 est une vue schématique des vis qui assurent automatiquement le transport des boîtes et le réglage de leur pas; - la fig. 9 est une vue de dessus schématique d'une partie de flan pendant le resserrement des boîtes et la formation d'une poutre transversale, et - la fig 10 est une vue de l'emballage terminé. Le flan représenté sur la fig. 1 est un flan en carton de forme générale rectangulaire destiné à regrouper six boîtes cylindriques. Il comprend six découpes D réparties en deux files parallèles et destinées à recevoir chacune une boîte, le bord intérieur de chaque découpe étant indenté pour former, lors de l'encastrement, des dents venant s'appliquer à force contre la paroi latérale d'une boîte. Entre les découpes successives d'une même file, le flan comporte des ensembles de lignes de pliage transversales T et entre les découpes des deux files, le flan comporte des ensembles de lignes de pliage longitudinales L. Chaque ensemble de lignes de pliage est constitué de trois lignes parallèles qui déterminent entre elles deux volets transversaux VT OU longitudinaux VL. Les volets transversaux de chaque coupe sont destinés à être rabattus l'un contre l'autre perpendiculairement au plan du flan pour constituer une poutre transversale tandis que les volets longitudinaux de chaque couple sont destinés à être rabattus l'un contre l'autre perpendiculairement au plan du flan pour constituer une poutre longitudinale dans l'axe du flan. En outre le flan présente des lignes de pliage latérales C parallèles aux bords du flan et qui déterminent, entre elles et les bords du flan, sur tout le pourtour du flan, des zones destinées à constituer une ceinture de rabats latéraux. Enfin le flan présente à divers endroits, comme représenté, des évidements E destinés notamment à faciliter les pliages. Le flan est mis en oeuvre au moyen de la machine représenté, à titre d'exemple sur les figs 2 à 10. Cette machine est constituée de modules fonctionnels répartis en une ligne supérieure et une ligne inférieure (flgs. 2 et 3). La ligne supérieure comprend: - un magasin (1) de stockage des flans, - un dépileur rotatif (2), - des courroies ou chaînes à taquets (3) de transport des flans, - un disque (4) de préformage de la poutre longitudinale face à une enclume rainurée, - un dispositif (5) d'encollage des volets de la poutre longitudinale, - un dispositif (13) de formation de la poutre longitudinale. La ligne inférieure comprend: - un poste (I) d'accumulation des boîtes, - deux vis (6) de sélection de mise au pas des boîtes. Les deux lignes se regroupent en un poste (II) où les flans se déposent sur les boîtes, après quoi la ligne inférieure, devenue ligne commune aux boîtes et aux flans, comprend: - un tambour d'enfoncement alvéolé (7) ou des chaînes à plaques (7') (fig. 6) pour encliqueter le flan incident sur les boîtes incidentes - un dispositif (8) d'encollage des rabats latéraux du flan incident; - une roue (9) de préformage des poutres transversales du flan incident combinée avec un pas décroissant des vis (6), - des courroies (10) de reprise latérale du lot, - un dispositif (11) d'encollage automatique des angles du flan incident, - des courroies ou chaînes à taquets (12) de reprise supérieure du lot emballé par empreintes de formage et serrage automatique des angles du flan. On décrira ci-après plus en détails ces différents modules de la machine. Magasin: Les flans sont stockés dans un magasin incliné (1) de grande capacité. Les flans sont amenés à l'avant du magasin en contact avec des griffes de retenues par deux courroies armées guidées dans des glissières anti-adhérentes. La pression des flans sur les griffes est régulée par un palpeur et un détecteur. Lorsque le palpeur est relevé, c'est-à-dire le flan éloigné des griffes, le détecteur est activé et commande l'avance des courroies au moyen d'un vérin pneumatique et d'une roue libre. L'avance s'interrompt lorsque le palpeur est abaissé et découvre le détecteur. La plaque supérieure de retenue des flans est réglable en hauteur par une manivelle et il est possible de repérer sa position avec un indicateur digital. Dépileur: Le dépileur (2) est de type rotatif à quatre bras. Il permet d'extraire les flans un à un du magasin par aspiration au travers de deux ventouses à soufflet. n permet de sortir un flan en le dégageant et de le déposer sur le module suivant en 1/4 de tour. A l'instant de la prise et de l'aspiration, les ventouses n'ont plus de mouvement de rotation, mais seulement de translation pratiquement linéaire vers le carton. Les ventouses viennent en contact franc, sans glissement avec le carton. Une prise de flan s'effectue en trois phases: 1ère phase : Aspiration en direct sur la pompe à vide, 2ème phase: Aspiration de maintien, 3ème phase: Soufflage pour expulser le carton et le plaquer sur une rampe d'aspiration située dans le transporteur 3. Transporteur Le transporteur des flans reçoit les flans du dépileur. Il est équipé d'une rampe d'aspiration qui permet de stabiliser le flan après le lâcher. Le flan est tracté par deux taquets montés sur des chaînes guidées dans des matériaux anti-friction. Lors de son transport, le flan est supporté, guidé et retenu par une rampe supérieure pour éviter le soulèvement dû à la vitesse linéaire (100 m/minute). Roue de préformage ou guides Cette roue (4) sert à précasser le flan selon son axe longitudinal pour pouvoir ensuite coller entre eux les volets VL deux à deux et les rabattre les uns contre les autres (fig. 4) perpendiculairement au flan afin de former la poutre longitudinale. Collage des volets longitudinaux: La dépose des traits de colle sur le flan est obtenue par des pistolets automatiques (5) à colle chaude. A chaque flan, une cellule commande la séquence du pistolet. Le générateur de colle gère la quantité de colle déposée, les positions et longueurs des traits de colle en fonction de la vitesse de défilement des découpes. Les positions et longueurs sont programmées dans le générateur de colle. Formation de la poutre longitudinale: Un dispositif (13) (fig. 5) permet de rabattre les petits volets VL pour former la poutre. Pendant la formation de la poutre, le flan est constamment tracté. Ce dispositif comprend six blocs de serrage (14) coulissant sur des tiges (16) fixées aux extrémités sur des chaînes. Ces dernières sont guidées et synchrones avec le transport des flans. Les blocs de serrage se déplacent le long d'une came fixe présentant une entrée en biseau. En se rapprochant, les blocs entraînent la poutre déjà encollée et préformée et vont jusqu'à l'axe du flan pour exercer une pression et la maintenir pendant le temps nécessaire à la prise de la colle. Les deux extrémités sont couchées par deux blocs (15) qui coulissent sur d'autres tiges solidaires de ladite chaîne. Une autre came est affectée à cette opération. Les deux blocs (15) se déplacent pour rabattre les extrémités. Tous les blocs agissent simultanément afin de ne pas laisser refroidir la colle et de garder une bonne cohésion de la poutre. Module d'enfoncement du flan sur les boîtes: Le module d'enfoncement permet d'encliqueter le flan sur les boîtes (fig. 6). Des plaques, montées sur deux chaînes à pattes synchrones, portent des pions afin d'obtenir l'entraînement et le positionnement précis du flan. Pour l'encliquetage, une rampe permet l'enfoncement progressif des découpes (D) du flan sur les cols des boîtes tout en gardant un bon alignement de celles-ci. Alimentation des boîtes: L'alimentation des boîtes est réalisée par un convoyeur à palettes de façon en soi connue. La poussée des boîtes en accumulation est régulée par un jeu de deux étoiles (17) à 12 alvéoles (flg 7). Des lots de six boîtes sont formés par l'action de deux vis latérales (6). Ces vis ont des filets symétriques par rapport à l'axe d'avancement des boîtes et tournent selon des sens contraires. Elles déterminent grâce à une variation de leurs filets quatre zones successives (fig. 8), selon une particularité importante de ce mode de réalisation de la machine de l'invention. Dans une première zone Z1, les boîtes initialement à un pas (entre axes de deux boîtes successives) d'accumulation (par exemple 66 mm) sont mises à un pas (par exemple 97 mm) correspondant à rentre-axes des découpes du flan; dans une deuxième zone Z2, cet entre axe est maintenu pour l'encliquetage des découpes sur les boîtes ; dans une troisième zone Z3, les boîtes sont resserrées (par exemple à l'entre-axes 66 mm) pour former les poutres transversales et dans une quatrième zone Z4, cet entre-axe est maintenu. Les zones ont les longueurs qui conviennent en fonction des opérations à effectuer dans les zones. Par exemple, elles ont respectivement des longueurs de 800, 1500, 1000 et 700 mm. Dans les première et deuxième zones, les boîtes sont prises en accumulation une à une et par un allongement progressif du filet, les lots sont ensuite formés sans choc jusqu'à obtention d'un entraxe constant entre les boîtes. Deux reprises latérales par des chaînes (18) à taquets en forme viennent maintenir fermement les boîtes en face des empreintes du module d'enfoncement et par conséquent du flan. Les boîtes étant maintenues, le module d'enfoncement peut exercer une pression pour l'encliquetage de la découpe. Collage des volets transversaux: Juste après l'encliquetage, le carton est maintenu à plat par des guides et un distributeur (8) dépose de la colle sur les volets VT qui formeront les poutres transversales. Roue de formage des poutres transversales: C'est une roue à palettes (9) synchrone avec les vis. Le flan étant à plat, les palettes appuient sur le flan provoquant un début de pliage des volets transversaux. Le pas des vis se réduit pour rapprocher les boîtes, et former un paquet serré, ce qui force les découpes à se rapprocher et provoque le rabattement des volets transversaux deux à deux l'un contre l'autre. La figure 9 montre les boîtes en cours de resserrement et les volets transversaux en cours de rabattement. Collage des coins arrondis du flan: Ce collage est effectué après formation des poutres transversales. Le carton est maintenu à plat par des guides pendant que deux pistolets (11) déposent la colle sur les bretelles des coins, (fig. 2). Fermeture automatique des coins du flan: A la sortie des vis, le paquet est maintenu serré. Formation de la ceinture: Des chaînes rotatives sans fln 12 disposées au dessus du lot (fig. 2) portent des empreintes qui forcent les coins et les rabats avant et arrière du flan à se rabattre et qui précassent les rabats latéraux, et des guides fixes (non représentés) disposés à droite et à gauche du lot contraignent les rabats latéraux à se plaquer contre les boîtes. Les boîtes qui ne sont plus entraînées par les vis sont entraînées par des chaînes latérales 10 (fig. 3). La fig. 10 montre l'emballage terminé. L'invention n'est pas limitée à un moyen particulier de former cette ceinture et l'homme de métier dispose de différentes techniques pour ce faire, y compris des techniques ne faisant pas appel à des rabats du flan mais à une ceinture rapportée. ll va de soi que l'invention n'est pas limitée à l'utilisation du flan particulier représenté sur la fig. 1 ni à un nombre particulier de boîtes par lot, ce nombre dépendant du flan utilisé. REVENDICATIONS 1. Procédé pour emballer des boîtes ou similaires par regroupement en une couche au moyen de flans comportant une ou deux files de découpes (D) et des lignes de pliage (T,L) entre les découpes, dans lequel on fait défiler en continu les boîtes en une file ou en deux files parallèles, et au cours de ce mouvement, on dépose successivement les flans sur les boîtes en défilement en sorte que chaque flan soit déposé sur un lot de boîtes disposées en correspondance des découpes du flan, on presse sur le flan pour encliqueter les découpes du flan sur les boîtes du lot, on resserre ensuite les boites en file pour rapprocher les découpes, ce qui plie le flan et forme des poutres de renfort transversales entre les boîtes successives du lot. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on presse sur le flan entre les découpes pour amorcer un pliage transversal en V du flan entre les découpes, au moment où l'on commence à resserrer les boîtes ou juste après le début de ce resserrement. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on fait défiler les boîtes en deux files parallèles en sorte que lesdits lots comprennent chacun deux files de boîtes aptes à être encastrées dans les découpes de deux files de découpes du flan, et en ce qu'on plie le flan entre ces deux files pour constituer une poutre de renfort longitudinale, avant d'encastrer les boîtes dans les découpes. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'avant de plier le flan entre les deux files, on encolle le flan aux endroits de ce pliage. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'après avoir réalisé lesdites poutres transversales, on plie le flan sur son pourtour pour former un rabat ceinturant le lot des boîtes. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'avant de plier le flan sur son pourtour, on encolle par endroits les parties du flan qui formeront ledit rabat. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on utilise des flans comportant des couples de volets pliables (VT, VT ; VL, V1) à rabattre l'un contre l'autre perpendiculairement au flan, pour constituer lesdites poutres de renfort. 8. Dispositif pour emballer des boîtes ou similaires par regroupement en une couche, au moyen de flans comportant une ou deux files de découpes (D) et des lignes de pliage (T,L) entre les découpes, ce dispositif comportant des moyens (6) pour déplacer en continu les boîtes en au moins une file, des moyens (-3) pour déposer en continu successivement chaque flan sur un lot de boîtes de la ou des files de boîtes, des moyens (7) pour presser le flan sur les boîtes du lot, afin d'encliqueter les découpes du flan sur les boîtes du lot, des moyens (6) pour resserrer les boîtes successives du lot pour réaliser, par rapprochement des découpes, le pliage en V du flan entre les découpes jusqu'à formation de poutres de renfort transversales entre les boîtes successives du lot encliqueté. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend deux vis sans fin (6) disposées de part et d'autre, le long de la ou des files de boîtes, en sorte que les filets des vis soient en prise latérale avec les boîtes et que la rotation des vis assure le défilement des boîtes, et en ce que l'intervalle entre les filets des vis varie par groupe de filets dans la longueur des vis pour faire varier l'intervalle entre les boîtes d'un lot en sorte qu' à un endroit (Z2) des vis, l'intervalle entre deux boîtes successives du lot corresponde à celui existant entre deux découpes successives d'une file de découpes d'un flan avant formation des poutres de renfort transversales, et qu' à un autre endroit (Z3) des vis situé en aval du dit endroit, l'intervalle entre deux boîtes successives du lot soit resserré pour rapprocher les découpes du flan dans lequel les boîtes sont encastrées et forcer le flan à se plier entre ces découpes pour former des poutres de renfort transversales, 10. Dispositif selon la revendication 9 caractérisé en ce qu'il comprend des moyens rotatifs (9) tournant en continu pour exercer une pression sur un flan afin d'amorcer ledit pliage transversal en V du flan entre les découpes dans lesquelles sont encastrées les boîtes. 11. Dispositif selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens rotatifs (4) pour exercer sur chaque flan successif une pression dans une zone longitudinale intermédiaire entre deux files de découpes du flan afin d'amorcer un pliage longitudinal en V du flan dans cette zone, et des moyens rotatifs (14-16) agissant latéralement pour fermer le pli en V afin de constituer une poutre longitudinale, avant de déposer le flan sur les boîtes. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour encoller le pli longitudinal en V avant sa fermeture. 13. Dispositif selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (10,12) pour plier les bords du flan afin de former un rabat (R) autour des boîtes encastrées dans les découpes du flan. 14. Dispositif selon l'une des revendications 8 à 13, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens rotatifs (2) fonctionnant en continu pour extraire un à un les flans d'un magasin et les déposer en file sur un transporteur sans fln. 15. Dispositif selon l'une des revendications 8 à 13, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour dérouler une bobine de flans et découper la bobine déroulée en flans individuels,