Brevet FR2816588A1 — publié le 20020517

L'invention concerne un procédé de transfert pas à pas pour le conditionnement de conteneurs et un procédé de fermeture pas à pas d'un conteneur à rabat. Une ligne de conditionnement comporte principalement trois phases qui sont, une première phase de mise en forme du conteneur laissant une ouverture supérieure largement ouverte pour le remplissage, continuée par une deuxième phase de remplissage se terminant par une phase de fermeture de l'orifice de remplissage. Le remplissage de conteneurs par une ouverture supérieure à partir d'un ou plusieurs postes fixes impose un temps d'arrêt du conteneur sous l'orifice de remplissage. D'où la nécessité d'avoir une alimentation en pas à pas garantissant un positionnement précis des conteneurs pour leur remplissage. Les trois phases principales des lignes de conditionnement peuvent être indépendantes avec la combinaison de phases continues et de phases discontinues dans la mesure où, par exemple, il est associé plusieurs machines d'origines différentes ; dans ces conditions, à chaque rupture de rythme, il est introduit des facteurs d'incertitude qui peuvent pénaliser lourdement la fiabilité de la ligne ; pour compenser la baisse de fiabilité, liée aux ruptures de rythmes, il est nécessaire de multiplier les moyens de synchronisation et de contrôle ce qui renchérit inévitablement le coût de la ligne. L'avance pas à pas d'un conteneur peut se faire en plaçant le conteneur dans un godet solidaire d'une chaîne fonctionnant en boucle ; l'avance est, par exemple, réalisée par une came en forme de croix de malte ou un moteur électrique fonctionnant pas à pas ; un tel dispositif présente l'inconvénient de nécessiter un ajustement de la forme de chaque alvéole lors des changements de formats et en cas d'incident de polluer la chaîne entraînant un temps de nettoyage pouvant être important. Une autre manière, de réaliser l'avance pas à pas, consiste à pincer un premier conteneur, situé dans une première position, entre une première paire de bras, qui se referme, et qui entraîne ensuite le premier conteneur en translation, et le laisse dans une deuxième position, lorsque la première paire de bras s'écarte et retourne en arrière pincer un deuxième conteneur, tandis qu'une deuxième paire de bras saisit le premier conteneur pour l'amener dans une troisième position ; il est nécessaire de tenir correctement les conteneurs pendant le transfert ce qui nécessite en général au niveau des paires de bras des outillages spécifiques de saisie des conteneurs qui peuvent être encombrants et empêcher l'utilisation du mouvement de transfert pour effectuer certaines opérations ; les mouvements de transfert sont généralement assurés par un vérin pneumatique ou hydraulique en fonction des masses à manoeuvrer et dont la régularité et la vitesse des mouvements sont toujours difficiles à contrôler ; il est en outre nécessaire de contrôler correctement le maintien de la position du conteneur pendant la phase d'attente entre deux translations linéaires. Les fonds et les ouvertures conteneurs parallèlépipédiques en carton compact ou canelé sont généralement fermées par quatre rabats lorsqu'elles sont collées, c'est à dire par deux petits rabats recouverts par deux grands rabats qui soit se chevauchent et sont collés l'un sur l'autre, soit ne se chevauchent pas et sont collés sur les petits rabats ; lorsqu'ils ne sont pas collés ils peuvent comporter trois rabats deux petits rabats et un grand rabat qui est prolongé par une patte qui vient se loger entre le bord des petits rabats et la paroi opposée. Notamment lorsqu'une bonne étanchéité est recherchée, les rabats sont supprimés et le corps du conteneur formant un tube de section rectangulaire est écrasé en repliant les petits côtés sur eux mêmes soit à l'extérieur pour former deux lèvres qui sont soudées ensembles suivant deux épaisseurs chair contre chair, soit à l'intérieur pour former des zones comportant sur les bords deux ensembles de deux lèvres superposées et au centre un ensemble de deux lèvres superposées qui sont respectivement soudées chair contre chair ; ces procédés de fermeture sont notamment utilisés pour les briques de lait et de jus d'orange. Lorsque l'étanchéité absolue n'est pas recherchée il existe des conteneurs dont la fermeture n'utilise qu'un seul rabat solidaire d'une première grande face et qui vient se coller sur la deuxième grande face après que le bord extrême de cette dernière y ait été appliqué par repliage des petits côtés sur eux-mêmes comme précédemment décrit. L'objet de l'invention est un procédé de transfert au pas à pas supprimant les inconvénients des systèmes de transferts précédemment décrit et notamment susceptible de recevoir des conteneurs de carton de formes diverses et présentant des systèmes de fermeture variés ne nécessitant qu'un minimum de réglages au moment du changement de format. La figure. 1 représente une vue perspective éclatée schématique de la cinématique du procédé de transfert pas à pas intégré dans une ligne de conditionnement de conteneurs ; les dispositifs de guidage des conteneurs ne sont pas représentés pour faciliter la compréhension. La figure. 2A représente une vue de dessus partielle simplifiée du procédé de transfert pas à pas de la figure. 1 avec la représentation schématique d'un dispositif de guidage en cours de mouvement dans le sens avant. La figure. 2B représente une vue de dessus du procédé de transfert de la figure. 2A en cours de mouvement dans le sens arrière. La figure. 3 représente un procédé de fermeture d'un conteneur avec une fermeture supérieure à rabat unique ; les conteneurs représentés sont en position d'attente du retour des éléments du procédé de transfert ne sont pas représentés sur le dessin. Le procédé de transfert 1 (figure. 1) selon l'invention consiste en au moins une barre d'entraînement 2 parallèle à un dispositif de guidage 3 (figure. 2A et figure. 2B, non représenté sur la figure. 1) des conteneurs qui comporte des poussoirs 4 (figure. 1 et figure. 2A et figure. 2B) escamotables à volonté grâce à des moyens d'escamotage ; dans ce qui suit nous considérerons pour les explications que les barres d'entraînement 2 sont au nombre de deux et sont parallèles entre elles ; les barres d'entraînement 2 se déplacent en translation parallèlement à elles-mêmes d'une longueur correspondant au pas 5 recherché dans un mouvement de sens avant 6 puis dans un mouvement de sens arrière 7 ; dans le mouvement de sens avant 6 (figure. 2A) les poussoirs 4 viennent en appui sur les conteneurs 8 et les déplacent pour les amener chacun à un poste suivant ; dans le mouvement de sens arrière 7 (figure. 2B) les poussoirs 4 sont escamotés et viennent se positionner en fin de mouvement derrière les conteneurs 8 situés aux postes précédents et qui sont en position fixe depuis la fin du mouvement de sens avant 6. Les conteneurs 8 sont maintenus en position convenable par les dispositifs guidages 3 (figure. 2A) qui sont généralement fixes et sur lesquels les conteneurs 8 s'appuient aussi bien en cours de déplacement (figure. 2B) qu'à l'arrêt (figure. 2A) ; le déplacement des conteneurs 8 est en pratique freiné en permanence par les dispositifs de guidage 3 ce qui assure son maintien en position. Les opérations concernant le conditionnement des conteneurs 8 se font, suivant leur nature, soit pendant le temps d'attente du conteneur correspondant à la durée du mouvement de sens arrière 7, soit pendant le mouvement de sens avant 6 lorsque le conteneur 8 est en mouvement. La synchronisation des opérations, par rapport aux mouvements dans les sens avant et arrière 6 et 7, est réalisée, grâce à des moyens de synchronisation, en fonction de la position des barres d'entraînement 2 à chaque instant du cycle de manière à enclencher les diverses opérations de conditionnement avec une grande précision. Les barres d'entraînement 2 (figure. 1) sont reliées à intervalles réguliers, par des entretoises 9, à des chariots 10 qui coulissent sur des rails 11 solidaires d'un châssis 42 ; ces chariots 10 sont reliés ensembles pour former une structure de manoeuvre 12. La structure de manoeuvre 12 est reliée à un ensemble bielle-manivelle 13 ; une bielle 14 est articulée sur la structure de manoeuvre 12 par un axe de manoeuvre 15 d'une part et d'autre part sur un axe d'entraînement 16 excentré solidaire d'un volant d'entraînement 17 ; l'amplitude des mouvements de sens avant et arrière 6 et 7 est proportionnelle à l'excentration de l'axe d'entraînement 16 qui est une constante pour un pas 5 déterminé. Le volant d'entraînement 17 est entraîné en rotation par un groupe moto-réducteur 18 dont la vitesse de rotation, qui est constante au cours d'un cycle, est définie par un générateur de courant à fréquence variable ; la position des barres d'entraînement se déduit de la position angulaire du volant d'entraînement 17 qui est connue à chaque instant grâce à un dispositif électronique de synchronisation 19 qui permet de programmer diverses opérations à réaliser en cours de cycle telles que, par exemple, des manoeuvres de vérins 20 ou la manoeuvre d'électrovannes. Pour certaines opérations cycle plus délicates à programmer on peut utiliser un dispositif de synchronisation mécanique 21 actionné par le groupe moto-réducteur qui fournit alors l'énergie mécanique nécessaire aux opérations. Les poussoirs 4 (figure. 2A et figure. 2B) d'un même conteneur 8 constituent un groupe de poussoirs d'entraînement 22 et comportent chacun un élément d'appui 25 qui est conformé et qui est positionné pour permettre un déplacement par translation simple du conteneur 8 ; chaque élément d'appui 25 est prolongé par un bras d'escamotage 26 qui est articulé par un premier axe 27 sur la barre de manoeuvre 2 correspondante et par un deuxième axe 28 sur une barre d'escamotage 29 reliant entre eux tous les bras d'escamotage 26 des poussoirs 4 d'une même barre d'entraînement 2 à laquelle elle est parallèle ; la barre d'escamotage 29 est manoeuvrée, par exemple, par un vérin pneumatique 20 dont une première extrémité 30 est articulée sur la barre de manoeuvre 2 et une deuxième extrémité 31 est articulée sur la barre d'escamotage 29 ; une première position du vérin 20 (figure. 2B) correspond à l'escamotage de tous les poussoirs 4 de la barre de manoeuvre, et une deuxième position du vérin 20 (figure. 2A) correspond au positionnement des éléments d'appui 25 en position de travail. Un premier groupe de poussoirs (non représenté sur les dessins) est situé au niveau du poste d'introduction d'un nouveau conteneur 8 sur la ligne de conditionnement et à l'extrémité arrière, des barres de manoeuvre 2, qui se situe dans la direction du mouvement arrière 7. Dans une version de l'invention, le procédé de transfert 1 (figure. 1) ainsi décrit est un élément d'un procédé de conditionnement de conteneurs 8 en cartons dont le corps est sensiblement parallèlépipédique et comportant deux petites faces latérales 32 deux grandes faces latérales 33 parallèles entre elles deux à deux avec leurs bords latéraux communs 34, limitées à la partie supérieure et inférieure par des rabats de fermeture reliés au corps par des charnières perpendiculaires aux bords latéraux communs 34 ; le conteneur 8 carton se présente initialement à plat empilé dans un couloir d'alimentation orienté perpendiculairement à la direction des barres de manoeuvre de manière que les grandes faces de carton et notamment leurs bords latéraux soient sensiblement verticaux. Le déploiement du conteneur en carton est effectué lorsque le premier groupe de poussoirs qui est situé à l'extrémité arrière des barres de manoeuvre 2 est en fin de mouvement de sens avant 6 et début de mouvement arrière 7 libérant un espace suffisant pour positionner le conteneur 8 en carton déployé entre les barres de manoeuvre 2 qui au cours du mouvement de retour avec les poussoirs 4 escamotés passent de part et d'autre du conteneur 8 en carton. Le déploiement du conteneur 8 en carton est effectué par un dispositif à ventouses reliées à un système de mise en dépression qui vient s'appliquer sur une grande face 33 du conteneur 8 carton à déployer en traversant l'espace parcouru par les barres de manoeuvre 2 ; le dispositif à ventouse s'étant fixé par dépression sur la grande face 33 revient vers sa position initiale en traversant une nouvelle fois l'espace balayé par les barres de manoeuvre 2 et positionne le conteneur 8 en carton dont la partie supérieure et la partie inférieure sont ouvertes sur un dispositif de guidage 3 ; il est donc très important que les mouvements soient exécutés avec une très grande précision. Une manière de réaliser ces mouvements consiste à le synchroniser mécaniquement avec le mouvement du volant d'entraînement 17 (figure. 1), par exemple en branchant en série sur l'arbre de sortie 35 du moto-réducteur 18 qui actionne le volant d'entraînement 17 une prise de force 36 qui tourne en rotation à la même vitesse que le volant d'entraînement 17 ; l'extrémité de la prise de force 36 comporte une came 37 tournant autour d'un axe de came 38 parallèle au sens de déplacement des barres de manoeuvre 2 et sur le chemin de glissement 39 de laquelle vient s'appuyer un bras oscillant 40 articulé autour d'un axe de bras 41 parallèle à l'axe de came 38 ; le bras oscillant 40 supporte notamment le dispositif à ventouse et il est maintenu appuyé contre la came 37, par exemple, par un ressort 43 relié au châssis 42 et l'axe de bras 41 est positionné de manière que lorsque la came 37 fait un tour le bras oscillant 40 fait un aller et retour comme décrit précédemment pendant que l'espace est dégagé par les barres de manoeuvre 2. La fermeture du fond par repliage des rabats de la partie inférieure du conteneur en carton, son remplissage, par exemple, par un produit pulvérulent ainsi que la fermeture par repliage des rabats de la partie supérieure se font pas à pas suivant des procédés existants ou précédemment décrits. Dans une variante du procédé, le conteneur en carton, qu'on appellera ci-après"conteneur à rabat"44 (figure. 3), ne comporte qu'un rabat unique 45 à sa partie supérieure solidaire d'une première grande face 46, par un rainage constituant une charnière 47 ; le rabat unique 45 est rabattu sur une deuxième grande face 48 qui est appliquée sur la première grande face 46 par repliage intérieur des petites faces 49 et le rabat unique 45 y étant fixé par collage ; dans ces conditions les petites faces 49 comportent un rainage de repliage 50 partant du bord supérieur 51 parallèlement aux bord latéraux communs 52 entre les grandes faces 46 et 48 et les petites faces 49 pour faciliter le repliage interne. Lorsque le conteneur à rabat 44 est rempli, il est amené à un poste comportant un dispositif de préconformage 53 où pendant le temps d'attente deux doigts de préformage 54 se déplaçant dans le plan constitué par les deux rainages de repliage 50 viennent s'appliquer sur le côté extérieur des rainages de repliage 50 en continuant le mouvement afin de préplier la carton au niveau du rainage de repliage 50 ; le dispositif de préconformage 53 est, par exemple, constitué de biellettes articulées entre elles pour former un losange déformable 55 ; un sommet 56 du losange déformable 55 est fixe et les diagonales du losange déformable 55 sont fixes en direction et situées dans un plan parallèle au plan constitué par les rainages de repliage 50, la diagonale passant par le sommet fixe 56 étant sensiblement parallèle aux rainages de repliage 50 ; les biellettes 57 qui sont reliées au sommet fixe 56 sont prolongées par les doigts de préformage 54 ; ces derniers sont manoeuvrés par un vérin 58 dont les extrémités sont reliées directement ou indirectement d'une part au sommet 56 qui est fixe et d'autre part au sommet 59, du losange déformable 55, opposé au sommet fixe 56 ; la course du vérin 58 détermine l'amplitude du mouvement des doigts de préformage 54 qui font au cours du cycle un mouvement aller pour le préformage des petites faces 49 et un mouvement retour pour l'escamotage des doigts 54. Lorsque au cours du cycle suivant le groupe de poussoirs 22 suivant pousse le conteneur à rabat 44 celui-ci est introduit entre deux glissières de conformage 68 et 69, situées au voisinage de la partie supérieure du conteneur à rabat 44, qui partant de deux glissières de guidage 60 et 62 d'un écartement 61 sensiblement égal à la largeur des petites faces 49 se rapprochent de manière que le bord supérieur de la deuxième grande face 48 vienne sensiblement au contact de la charnière 47 de la première grande face 46 avec les petites faces 49 repliées l'une sur l'autre dans leur partie supérieures sur une longueur correspondant sensiblement à celle des rainages de repliage 50 ; les glissières de conformage 68 et 69 se prolongent ensuite par des glissières de guidage 70 et 71 ; pendant la phase de conformage la position du rabat unique 45 est contrôlée en le maintenant entre une glissière de repliage 64 du rabat unique 45 situé du côté extérieur de la première grande face 46 et une glissière de maintien 65 située du côté intérieur. Au cours du transfert suivant la glissière de maintien 65 est supprimée tandis que la glissière de repliage 64 applique progressivement le rabat unique 45 sur la deuxième grande face 48 sur une zone qui a été préalablement enduite de colle chaude par une buse 66 située à hauteur de l'extrémité 67 de la glissière de maintien 65 ; la glissière de repliage 64 maintient le rabat unique 45 appliqué sur la deuxième grande face 48 pendant la phase de retour des barres de manoeuvre 2 (figure. 1) permettant la consolidation du collage. Enfin un dernier groupe de poussoirs 22 reprend au cycle suivant le conteneur à rabat conditionné pour l'évacuer. Toute les descriptions ci-dessus ont été faite sur la base d'un seul poste de remplissage pour les conteneurs ; mais dans un soucis d'augmentation de la productivité, elles peuvent être transposées, par exemple, pour un dispositif de remplissage à plusieurs postes, tout en restant dans le domaine du procédé revendiqué ; le dispositif de remplissage est alimenté suivant le procédé de transfert décrit dans lequel, par exemple, les conteneurs sont alimentés suivant deux pistes parallèles, ou bien chaque pas déplace par exemple trois conteneurs consécutifs pour les amener à trois postes de travail identiques. Revendications 1-Procédé de transfert (1) de conteneurs (8) sur une ligne de conditionnement pas à pas, comportant principalement une première phase de mise en forme du conteneur (8) laissant une ouverture supérieure largement ouverte pour le remplissage à partir d'au moins un poste fixe, continuée par une deuxième phase de remplissage se terminant par une phase de fermeture de l'orifice de remplissage, caractérisé en ce qu'au moins une barre d'entraînement (2), parallèle à des moyens de guidage (3) (60) (62) (70) (71) des conteneurs (8) (44), comporte des poussoirs (4) escamotables, les barres d'entraînement (2) se déplaçant en translation parallèlement à elles-mêmes, d'une longueur correspondant au pas (5), dans un mouvement de sens avant (6) puis dans un mouvement de sens arrière (7), les poussoirs (4) venant en appui sur les conteneurs (8) (44), dans le mouvement de sens avant (6), afin de les déplacer pour les amener chacun à un poste suivant, alors que dans le mouvement de sens arrière (7) les poussoirs (4) sont escamotés, grâce à des moyens d'escamotage (20) (29), et viennent se positionner en fin de mouvement derrière les conteneurs (8) (44) situés aux postes précédents et qui sont en position fixe depuis la fin du mouvement de sens avant (6). 2-Procédé de transfert, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les barres d'entraînement (2) sont au nombre de deux et sont parallèles entre elles. 3-Procédé de transfert, suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les poussoirs (4), d'un même conteneur, forment un groupe de poussoirs (22) et comportent chacun un élément d'appui (25) prolongé par un bras d'escamotage (26) qui est articulé par un premier axe (27) sur la barre de manoeuvre (2) correspondante et par un deuxième axe (28) sur une barre d'escamotage (29), reliant entre eux tous les bras d'escamotage (26) d'une même barre d'entraînement (2), qui est manoeuvrée par un vérin pneumatique (20) dont une première extrémité (30) est articulée sur la barre de manoeuvre (2) et une deuxième extrémité (31) est articulée sur la barre d'escamotage (29). 4-Procédé, suivant les revendications 1 ou 2 et 3, caractérisé en ce que les conteneurs (8) (44) sont maintenus en position convenable par des dispositifs guidages (3) des glissières de guidage (60) (62) (70) (71) et des glissières de conformage (68) (69) qui sont fixes et sur lesquels les conteneurs (8) (44) s'appuient aussi bien en cours de déplacement, pendant lesquels ils sont freinés, qu'à l'arrêt ce qui assure le maintien en position des conteneurs (8) (44), pendant les opérations de conditionnement qui se font, suivant leur nature, soit pendant le temps d'attente du conteneur (8) (44), correspondant à la durée du mouvement de sens arrière (7), soit pendant le mouvement de sens avant (6), lorsque le conteneur (8) (44) est en mouvement. 5-Procédé de transfert, suivant la revendication 1 ou 2 et 3, caractérisé en ce que la synchronisation des opérations concernant le conditionnement, par rapport aux mouvements dans les sens avant et arrière (6) et (7), est réalisée, grâce à des moyens de synchronisation (19) (36), à partir de la position des barres d'entraînement (2) à chaque instant du cycle, de manière à enclencher les diverses opérations de conditionnement avec une grande précision. 6-Procédé de transfert, suivant la revendication 1 ou 2 et 3, caractérisé en ce que les barres d'entraînement (2) sont reliées à une structure de manoeuvre (12) elle-même reliée à un ensemble bielle-manivelle (13) comportant une bielle (14) et un volant d'entraînement (17) entraîné par l'arbre de sortie (35) d'un groupe moto-réducteur (18) alimenté par un courant à fréquence variable. 7-Procédé de transfert, suivant les revendications 5 et 6, caractérisé en ce que la position des barres d'entraînement (2) est repérée par la position angulaire du volant d'entraînement (17) qui est connue à chaque instant grâce à un dispositif électronique de synchronisation (19). 8-Procédé de transfert, suivant les revendications 5 et 6, caractérisé en ce qu'un dispositif de synchronisation mécanique (21) est actionné, par le groupe moto-réducteur (18), en branchant en série sur l'arbre de sortie (35) une prise de force (36), qui tourne en rotation à la même vitesse que le volant d'entraînement (17), l'extrémité de la prise de force (36) comportant une came (37) sur le chemin de glissement (39) de laquelle vient s'appuyer un bras oscillant (40), articulé autour d'un axe de bras (41) qui est positionné de manière que lorsque la came (37) fait un tour le bras oscillant (40) fait un aller et retour dans un espace qui est alors dégagé par les barres de manoeuvre (2). 9-Procédé de fermeture de conteneurs à rabat (44), suivant les revendications 1 à 8, comportant une première grande face (46), une deuxième grande face (48) et deux petites faces (49), ne comportant qu'un rabat unique (45) à sa partie supérieure, solidaire de la première grande face (46), par un rainage constituant une charnière (47), le rabat unique (45) étant rabattu et fixé par collage sur la deuxième grande face (48) qui est appliquée sur la première grande face (46) par repliage intérieur des petites faces (49) grâce à un rainage de repliage (50), caractérisé en ce que le conteneur à rabat (44) est amené d'abord à un poste comportant un dispositif de préconformage (53) où pendant le temps d'attente deux doigts de préformage (54) viennent s'appliquer sur le côté extérieur des rainages de repliage (50) afin de préplier la carton de manière lorsqu'au cours du cycle suivant, le groupe de poussoirs (22) suivant pousse le conteneur à rabat (44), celui-ci est introduit entre deux glissières de conformage (68) et (69) de manière que le bord supérieur de la deuxième grande face (48) vienne sensiblement au contact de la charnière (47) pendant que la position du rabat unique (45) est contrôlée en le maintenant entre une glissière de repliage (64) et une glissière de maintien (65) de manière qu'au cours du transfert suivant la glissière de maintien (65) étant supprimée, la glissière de repliage (64) applique progressivement le rabat unique (45) sur la deuxième grande face (48) sur une zone qui a été préalablement enduite de colle chaude par une buse (66) située à hauteur de l'extrémité (67) de la glissière de maintien (65). 10-Procédé de fermeture de conteneur, suivant la revendication 9, caractérisé en ce que le dispositif de préconformage (53) est constitué de biellettes, articulées entre elles pour former un losange déformable (55) manoeuvré par un vérin (58), comportant un sommet fixe (56) sur lequel sont articulées deux biellettes (57) prolongées par les doigts de préformage (54).