Brevet FR2765554A1 — publié le 19990108

La présente invention concerne une machine permettant d'ouvrir des boîtes en carton de manière automatisée. Les boîtes concernées sont de type classique, c'est-à-dire ont une forme parallélépipédique et comprennent des rabats de fermeture sur deux faces opposées. Dans une telle boîte, les rabats longitudinaux sont généralement maintenus en position de fermeture par des bandes collantes qui chevauchent leurs bords adjacents, ces bandes collantes s'étendant également, la plupart du temps, sur le sommet des deux parois latérales opposées qui délimitent les extrémités longitudinales de la boîte. Les rabats longitudinaux peuvent également être fixés aux rabats transversaux par des points de colle. Dans certaines activités, il est nécessaire d'ouvrir un grand nombre de boîtes en carton de ce type afin d'en vider et d'en répartir le contenu. Tel est le cas par exemple des grossistes en cigarettes et autres produits du tabac, chez qui les nombreuses boîtes contenant les différents types et marques de produits doivent être ouvertes pour que leur contenu puisse être réparti en lots destinés aux détaillants. Cette ouverture des boîtes est actuellement réalisée de manière manuelle, ce qui est particulièrement pénible, occasionne à la longue des maladies professionnelles chez les personnes chargées de cette tâche, et ralentit la distribution. La présente invention vise à remédier à cet inconvénient important en fournissant une machine permettant l'ouverture automatique de boîtes en carton telles que précitées, de différentes dimensions, à cadence élevée et sans risque de détérioration des produits. La machine selon l'invention comprend - une surface de support pour une boîte à ouvrir, comprenant des moyens de positionnement de cette boîte en un emplacement déterminé de la machine, constituant un poste d'ouverture - un bâti - un châssis monté déplaçable sur ce bâti au niveau de ce poste, pouvant être déplacé de manière à venir au contact d'une paroi de la boîte dépourvue de rabats et parallèle aux bords libres des rabats de la boîte ; - au moins une paire de biellettes de même longueur ; une biellette d'une paire de biellettes est reliée de manière pivotante d'une part à une traverse, qui est située du côté d'une paroi de la boîte comprenant des rabats et est parallèle aux bords libres de ces rabats, et d'autre part audit châssis ; l'autre biellette de cette même paire de biellettes est reliée de manière pivotante d'une part à ladite traverse et d'autre part à la machine, en un point de celle-ci situé au niveau de la paroi de la boîte opposée à celle avec laquelle le châssis vient en contact - deux séries de moyens de prise disposés de part et d'autre de ladite traverse et reliés à elle de telle sorte que la position de cette traverse le long de la paroi correspondante de la boîte détermine la position de ces deux séries de moyens de prise ; l'une de ces séries de moyens de prise est apte à venir en prise avec l'un des rabats de la boîte et l'autre série est apte à venir en prise avec l'autre rabat - des moyens de déplacement de ces moyens de prise par rapport à la traverse, aptes à déplacer les deux séries de moyens de prise selon deux trajectoires en arc de cercle centrées sur un point proche des lignes de pliage par lesquelles les rabats sont reliés aux parois de la boîte, de manière à réaliser le pivotement des rabats vers l'extérieur de la boîte ; et - des moyens de commande et de contrôle, permettant de commander et de contrôler successivement le positionnement de la boîte dans ledit emplacement déterminé, le déplacement du châssis puis l'arrêt de ce déplacement lorsque ce châssis est au contact de ladite paroi de la boîte, la venue en prise des deux séries de moyens de prise avec les rabats respectifs de la paroi de la boîte, le déplacement de ces moyens de prise selon lesdites trajectoires en arc de cercle, et le déplacement du châssis de manière à libérer la boîte dudit emplacement, une fois ce déplacement effectué. Du fait de l'agencement précité des biellettes, le déplacement du châssis permet de positionner la traverse à mi-distance entre ce châssis et le point de la machine situé au niveau de la paroi de la boîte opposée à celle contre laquelle ce châssis vient au contact. La traverse se trouve ainsi positionnée en regard des bords libres adjacents des rabats et permet par conséquent de positionner chaque série de moyens de prise en regard de l'un des rabats, et ce quelle que soit la largeur de la boîte. Les moyens de prise saisissent ensuite les rabats respectifs et sont déplacés de manière à faire pivoter ces rabats en position d'ouverture de la boîte. Ce pivotement permet de faire céder les parties de la bande collante ou les points de colle qui maintiennent les rabats en position de fermeture. Avantageusement, la machine comprend des moyens permettant de déplacer lesdits moyens de prise et leurs moyens de déplacement perpendiculairement à la traverse, de manière à ce que leur position puisse être adaptée à des boîtes de différentes dimensions. Alternativement, la traverse et les biellettes pourraient être déplaçables dans cette même direction, dans le même but. Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, la machine comprend deux ensembles de biellettes - traverse - moyens de prise - moyens de déplacement tels que précités, disposés de part et d'autre de la boîte de manière à réaliser le pivotement des rabats sur les deux faces opposées de la boîte. La boîte peut ainsi être ouverte tant au niveau de son sommet que de son fond, ce qui facilite le vidage de son contenu. La ou les bandes collantes précitées qui ferment fréquemment les boîtes de ce type peuvent être coupées manuellement avant ouverture. De préférence toutefois, la machine selon l'invention comprend un poste de découpe de cette ou ces bandes, incluant au moins un ensemble châssis - biellettes - traverse basé sur le même principe que précité. Dans ce cas, la traverse comprend au moins une lame et les moyens de commande et de contrôle permettent de commander et de contrôler un mouvement relatif de la boîte et de cette lame de manière à ce que la lame fende ladite bande collante. Selon une forme de réalisation préférée de l'invention dans ce cas, la traverse comprend en outre au moins une unité de coupe dont l'organe de coupe est disposé transversalement à la bande collante, et les moyens de commande et de contrôle permettent de commander et de contrôler le fonctionnement de cette ou ces unités de coupe de manière à découper, ou tout au moins à fragiliser, les zones de la bande collante situées aux extrémités des rabats. Avantageusement, la machine comprend des moyens de transport permettant de transporter automatiquement la boîte à ouvrir dans ledit poste de découpe puis dans ledit poste d'ouverture. Pour sa bonne compréhension, l'invention est à nouveau décrite ci-dessous en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation préférée de la machine qu'elle concerne. La figure 1 en est une vue partielle, de côté ; la figure 2 en est une vue de dessus, en coupe selon la ligne II-II de la figure 1 la figure 3 en est une vue de côté, en coupe selon la ligne III-III de la figure 1, et la figure 4 en est une vue de détail et à échelle agrandie, similaire à la figure 3, dans une autre position de fonctionnement que celle montrée par cette figure 3. Les figures représentent, sous différents angles, une machine 1 permettant d'ouvrir de manière automatisée des boîtes 2 en carton. Ces boîtes 2 ont une forme parallélépipédique et comprennent des rabats de fermeture longitudinaux et transversaux sur deux faces opposées. Les rabats longitudinaux 2a sont situés sur l'extérieur des boîtes 2 et sont maintenus en position de fermeture par des bandes collantes 3 qui chevauchent leurs bords adjacents ainsi que, fréquemment, le sommet des parois latérales de la boîte 2. Dans certains cas, les rabats longitudinaux 2a sont fixés aux rabats transversaux par des points de colle. La machine selon l'invention comprend - un bâti 5 - un poste 6 de découpe des bandes collantes 3 - un poste 7 d'ouverture pour réaliser le pivotement des rabats 2a vers l'extérieur de la boîte 2 à ouvrir afin de faire céder les parties des bandes 3 ou les points de colle qui maintiennent les rabats 2a en position de fermeture, et - une table 8 de support de la boîte 2 à ouvrir, comprenant une chaîne sans fin 9 munie de taquets 10 prenant appui contre la boîte 2, pour transporter cette boîte dans ledit poste de découpe 6 puis dans ledit poste d'ouverture 7. Comme le montrent les figures 1, 3 et 4, la boîte 2 à ouvrir est placée sur cette table 8 de telle sorte que ses rabats longitudinaux 2a soient placés latéralement, de part et d'autre de l'axe longitudinal de la machine 1. Le poste de découpe 6 comprend - deux paires de colonnes latérales 15 de guidage - un châssis supérieur 16 monté coulissant sur ces colonnes 15, et actionné par un vérin 17 de manière à pouvoir venir au contact de la paroi supérieure de la boîte 2 - deux ensembles de biellettes 18, traverse 19, lames de découpe 20, 21 situés de part et d'autre de la boîte 2, en face des rabats 2a de celle-ci - deux barres longitudinales 25 munies de rouleaux 26, déplaçables perpendiculairement à l'axe d'avancement de la boîte 2 de manière à réaliser un centrage de cette boîte sur l'axe longitudinal de la machine 1 ; ces barres 25 sont déplaçables selon des mouvements coordonnés de rapprochement ou d'éloignement mutuels, ces mouvements étant réalisés au moyen de deux crémaillères (non représentées) reliées à chacune de ces barres 25, ces crémaillères engrenant avec un même pignon (non représenté). Chaque ensemble biellettes 18, traverse 19, lames de découpe 20, 21 précité comprend - une biellette 18 reliée de manière pivotante d'une part au châssis 16, à hauteur de la face de celui-ci venant au contact de la boîte 2, et d'autre part à la traverse 19, au niveau de l'axe médian de celle-ci - une biellette 18 reliée de manière pivotante d'une part à la traverse 19, au niveau de l'axe médian de celle-ci, et d'autre part à la table 8, à hauteur de la face de celle-ci supportant la boîte 2, cette biellette ayant rigoureusement la même longueur que l'autre biellette ; - une traverse 19 coulissant sur les colonnes 15 cette traverse 19 est reliée, par l'intermédiaire d'un vérin 30 perpendiculaire à elle et de barres de guidage 31, à une console 32 ; cette console 32 comprend des rouleaux 33, une lame horizontale 20 placée au niveau de l'axe médian de la traverse 19 et faisant légèrement saillie par rapport aux rouleaux 33, et une unité de coupe 35 comprenant une lame vibrante 21, cette lame 21 étant perpendiculaire aux bords libres des rabats 2a et présentant une largeur supérieure à celle de la bande collante 3 ; en outre, la chaîne 9 est à l'arrêt tant que la découpe de la bande 3 n'a pas été réalisée et comprend un taquet îOa placé, dans la position d'arrêt de cette chaîne 9, légèrement au-delà de cette lame 21 - des courroies sans fin 40 en matériau à fort coefficient de friction, qui font légèrement saillie au-delà de la face supérieure de la table 8, et - deux cellules photo-électriques (non représentées), dont une est située à l'entrée du poste de découpe 6 et dont l'autre est située légèrement en retrait du taquet lova, ces cellules détectant la présence ou l'absence de la boîte 2. En pratique, les courroies 40 captent une boîte 2 qui se présente à l'entrée de la machine 1, c'est-à-dire sur la gauche des figures 1 et 2, et amènent cette boîte 2 contre le taquet lova. Simultanément, la cellule située à l'entrée du poste de découpe 6 détecte la présence de la boîte 2 et rapproche les barres 25 jusqu'à ce que les rouleaux 26 que celles-ci comportent viennent en appui contre les parois de la boîte 2, afin de centrer cette dernière sur l'axe longitudinal de la machine 1. La deuxième cellule détecte l'arrivée de la boîte 2 contre le taquet îOa et commande l'abaissement du châssis 16 jusqu'à ce que ce dernier vienne au contact de la paroi supérieure de la boîte 2. Les biellettes 18, compte tenu de leur agencement précité, placent les traverses 19 à mi-hauteur de la boîte 2, quelle que soit la largeur de cette boîte 2. Les vérins 30 sont ensuite commandés de manière à amener les rouleaux 33 des consoles 32 au contact des rabats 2a. Les unités de commande 35 sont alors actionnées pour que les lames 21 découpent les bandes collantes 3 transversalement, puis la chaîne 9 est entraînée de manière à circuler dans le sens horaire sur la figure 1, de sorte que le taquet lOb qu'elle comprend, se trouvant jusqu'alors à l'entrée du poste 6 et sous la table 8, fasse avancer la boîte 2 vers la droite des figures 1 et 2. Lors de cette avance, la boîte 2 défile le long des lames 20, qui découpent les bandes collantes 3 longitudinalement. Le passage de la paroi postérieure de la boîte 2 au-delà de ladite deuxième cellule est détecté par cette cellule, qui commande à nouveau l'actionnement des unités de coupe 35 pour fendre les bandes collantes 3 transversalement au niveau de l'extrémité arrière des rabats 2a. La chaîne 9 transporte la boîte 2 jusque dans le poste d'ouverture 7 et l'immobilise dans la position représentée en traits mixtes sur les figures 1 et 2. Ce poste d'ouverture 7 comprend - deux paires de colonnes verticales 50 - un châssis 51 déplaçable le long de ces colonnes 50 au moyen d'un vérin 52 jusqu'à venir au contact de la face supérieure de la boîte 2 - deux ensembles de biellettes 58, traverse 59 et rampes 61 de ventouses 60 situés de part et d'autre de la boîte 2, en face des rabats 2a de celle-ci, ces ventouses 60 étant reliées à des sources de vide (non représentées) et étant aptes à saisir les rabats 2a lorsqu'elles sont mises en dépression. Le châssis 51 comprend deux barres de guidage 62 parallèles entre elles et perpendiculaires à l'axe longitudinal de la machine 1, sur lesquelles coulissent deux consoles 63. Ces consoles 63 sont situées à égale distance de l'axe longitudinal de la machine 1 et sont chacune reliées à une crémaillère 64, les deux crémaillères 64 engrenant avec un même pignon 65. Ce pignon 65 est entraîné en rotation au moyen d'un moteur (non représenté) par l'intermédiaire d'une transmission appropriée qui comprend notamment un arbre cannelé 66, un pignon 67 solidaire en rotation de cet arbre mais pouvant coulisser verticalement dans les cannelures que celui-ci comprend, et une chaîne 68. L'entraînement de ce pignon 65 dans un sens ou dans l'autre permet de déplacer les consoles 63 selon des mouvements coordonnés de rapprochement et d'écartement mutuels. En dessous de la table 8, la machine 1 comprend des barres de guidage 62', consoles 63', crémaillères 64' et pignon 65' tout-à-fait similaires aux barres 62, consoles 63, crémaillères 64 et pignon 65 précités, le pignon 65' étant entraîné en rotation par l'arbre cannelé 66 au moyen d'une transmission identique à celle précitée. Chaque console 63, 63' comprend - une platine 70 comportant une chape dans laquelle est monté pivotant un vérin 71 (non représentés sur la figure 1 par souci de clarté du dessin) - un étrier 72 monté pivotant par rapport à la platine 70 autour d'un axe 73, ce pivotement étant réalisé au moyen du vérin 71 - des paliers 74 fixés sur les parois latérales de l'étrier 72, dans lesquels peuvent coulisser des tiges 75 solidaires des rampes 61 supérieures. Ces rampes 61 supérieures pendent, par leur propre poids, des étriers 72 supérieurs, tandis que les rampes 61' inférieures sont soutenues, à l'encontre de leur poids, par des ressorts 80 engagés autour des tiges 75 inférieures. En référence aux figures 3 et 4, il apparaît que les consoles 63, tiges 75 et rampes 61 sont conformées de telle manière que les axes 73 se trouvent, lorsque les ventouses 60 sont en position de saisir les rabats 2a, très proches des lignes de pliage autour desquelles ces rabats 2a peuvent pivoter par rapport aux parois de la boîte 2. Les biellettes 58 sont agencées de la même manière que celles précitées du poste de découpe 6, et les traverses 59 sont montées verticalement coulissantes, à l'instar des traverses 19, sur les colonnes 50. Chaque traverse 59 comprend deux douilles 85 montées pivotantes par rapport à elle autour d'un axe longitudinal, une de ces douilles 85 étant placée au-dessus de la traverse 59 et l'autre en dessous. Dans ces douilles 85, sont engagées et peuvent coulisser des tiges 86 reliées transversalement aux rampes 61. En pratique, lorsque la boîte 2 se trouve en regard des ventouses 60, le châssis 51 est déplacé jusqu'à venir au contact de la paroi supérieure de la boîte 2. Les pignons 65 sont entraînés de manière à amener les ventouses 60 et les axes 73 respectivement à proximité des rabats 2a et des lignes de pliage autour desquelles ces rabats peuvent pivoter. Les biellettes 58 permettent, de la même manière que précitée, de positionner les traverses 59 à mi-hauteur de la paroi de la boîte 2 comprenant les rabats 2a, de telle sorte que chaque ventouse 60 d'une rampe 61 peut, lorsqu'elle est mise en dépression, saisir ce rabat 2a. Les vérins 71 sont alors actionnés de manière à entraîner les étriers 72, et donc les rampes 61, à pivoter autour des axes 73, afin de faire pivoter les rabats 2a dans le sens de l'ouverture de la boîte 2, ainsi que cela apparaît à la figure 4. L'invention fournit ainsi une machine 1 permettant l'ouverture automatique de boîtes 2 en carton telles que précitées, de différentes dimensions, à cadence élevée et sans risque de détérioration des produits. REVENDICATIONS 1 - Machine permettant d'ouvrir des boîtes en carton de manière automatisée, ces boîtes (2) ayant une forme parallélépipédique et comprenant des rabats (2a) de fermeture sur deux faces opposées, généralement maintenus en position de fermeture par des bandes collantes (3) qui chevauchent leurs bords adjacents et s'étendent également, la plupart du temps, sur le sommet des deux parois latérales opposées qui délimitent les extrémités de la boîte, machine (1) caractérisée en ce qu'elle comprend - une surface (8) de support pour une boîte (2) à ouvrir, comprenant des moyens (10) de positionnement de cette boîte (2) en un emplacement déterminé de la machine (1), constituant un poste d'ouverture (7) - un bâti (5) ; - un châssis (51) monté déplaçable sur ce bâti (5) au niveau de ce poste (7), pouvant être déplacé de manière à venir au contact d'une paroi de la boîte (2) dépourvue de rabats (2a) et parallèle aux bords libres de ces rabats (2a) ; - au moins une paire de biellettes (58) de même longueur ; une biellette (58) d'une paire de biellettes est reliée de manière pivotante d'une part à une traverse (59), qui est située du côté d'une paroi de la boîte (2) comprenant des rabats (2a) et est parallèle aux bords libres de ces rabats (2a), et d'autre part audit châssis (51) ; l'autre biellette (58) de cette même paire de biellettes est reliée de manière pivotante d'une part à ladite traverse (59) et d'autre part à la machine (1), en un point de celle-ci situé au niveau de la paroi de la boîte (2) opposée à celle avec laquelle le châssis (51) vient en contact - deux séries de moyens de prise (60) disposés de part et d'autre de ladite traverse (59) et reliés à elle de telle sorte que la position de cette traverse (59) le long de la paroi correspondante de la boîte (2) détermine la position de ces deux séries de moyens de prise (60) ; l'une de ces séries de moyens de prise (60) est apte à venir en prise avec l'un des rabats (2a) de la boîte (2) et l'autre série est apte à venir en prise avec l'autre rabat (2a) ; - des moyens (63) de déplacement de ces moyens de prise (60) par rapport à la traverse (59), aptes à déplacer les deux séries de moyens de prise (60) selon deux trajectoires en arc de cercle centrées sur un point proche des lignes de pliage par lesquelles les rabats (2a) sont reliés aux parois de la boîte (2), de manière à réaliser le pivotement des rabats (2a) vers l'extérieur de la boîte (2) ; et - des moyens de commande et de contrôle, permettant de commander et de contrôler successivement le positionnement de la boîte (2) dans ledit emplacement déterminé, le déplacement du châssis (51) puis l'arrêt de ce déplacement lorsque ce châssis (51) est au contact de ladite paroi de la boîte (2), la venue en prise des deux séries de moyens de prise (60) avec les rabats (2a) respectifs de la paroi de la boîte (2), le déplacement de ces moyens de prise (60) selon lesdites trajectoires en arc de cercle, et le déplacement du châssis (51) de manière à libérer la boîte (2) dudit emplacement, une fois ce déplacement effectué. 2 - Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (62) permettant de déplacer lesdits moyens de prise (60) et leurs moyens de déplacement (63) perpendiculairement à la traverse (59). 3 - Machine selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend deux ensembles de biellettes (58) - traverse (59) - moyens de prise (60) - moyens de déplacement (63), disposés de part et d'autre de la boîte (2) de manière à réaliser le pivotement des rabats (2a) sur les deux faces opposées de la boîte (2). 4 - Machine selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comprend un poste (6) de découpe de la ou des bandes collantes (3), incluant au moins un ensemble qui comprend - un châssis (16) monté déplaçable sur un bâti (5) au niveau de ce poste (6), pouvant être déplacé de manière à venir au contact d'une paroi de la boîte (2) dépourvue de rabats (2a) et parallèle aux bords libres de ces rabats (2a) ; - au moins une paire de biellettes (18) de même longueur ; une biellette (18) d'une paire de biellettes est reliée de manière pivotante d'une part à une traverse (19), qui est située du côté d'une paroi de la boîte (2) comprenant des rabats (2a) et est parallèle aux bords libres de ces rabats (2a), et d'autre part audit châssis (16) ; l'autre biellette (18) de cette même paire de biellettes est reliée de manière pivotante d'une part à ladite traverse (19) et d'autre part à la machine (1), en un point de celle-ci situé au niveau de la paroi de la boîte (2) opposée à celle avec laquelle le châssis (16) vient en contact ; la traverse (19) comprend au moins une lame (20, 21) et des moyens de commande et de contrôle sont prévus pour permettre de commander et de contrôler un mouvement relatif de la boîte (2) et de cette lame (20, 21) de manière à ce que la lame fende ladite bande collante (3). 5 - Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que la traverse (19) comprend au moins une unité de coupe (35) dont l'organe de coupe (21) est disposé transversalement à la bande collante (3), et les moyens de commande et de contrôle permettent de commander et de contrôler le fonctionnement de cette ou ces unités de coupe (35) de manière à découper, ou tout au moins à fragiliser, les zones de la bande collante (3) situées aux extrémités des rabats (2a). 6 - Machine selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de transport (9, 10, 40) permettant de transporter automatiquement la boîte (2) à ouvrir dans ledit poste de découpe (6) puis dans ledit poste d'ouverture (7).