Brevet FR2819447A1 — publié le 20020719

Procédé et dispositif de mise en forme et de pliage d'une boîte d'emballage en carton. Domaine technique de l'invention L'invention est relative à un procédé de mise en forme et de pliage d'une boîte d'emballage rectangulaire à partir d'une feuille de carton prédécoupée et prépliée en étant entreposée à plat dans un état de stockage. Les manipulations des cartons d'emballage volumineux entraînent certaines contraintes physiques, économiques, et de qualité. Les contraintes physiques incombent principalement aux opérateurs, la manutention et la mise en forme des cartons vides pouvant engendrer des pathologies vertébrales et des troubles musculo-squelettiques si les efforts de l'opérateur sont réalisés dans des positions angulaires défavorables. Les bords du carton sont parfois tranchants, avec des risques de blessures superficielles. La préhension des cartons de gros volumes provoque un sentiment d'inconfort. Les contraintes économiques résultent de la nécessité d'une zone de préparation spécifique pour la mise en forme du carton hors poste d'emballage, et des multiples opérations de retournements manuels. Les contraintes de qualité peuvent provenir de la détérioration des coins du carton lors des multiples opérations de retournements manuels. Etat de la technique Le document EP-A-543 786 décrit un dispositif pour plier automatiquement les rabats des emballages en carton dans deux postes différents. Le premier poste plie les rabats transversaux, tandis que le second poste plie les rabats latéraux. Le document EP-A-113 899 se rapporte à un dispositif pour la fermeture de cartons, dans lequel les cartons sont transportés le long d'une bande convoyeuse formant un angle. Des organes de pliage fixes plie les rabats intérieurs et extérieurs suite à un mouvement relatif du carton. Le document EP-A-567 769 mentionne un dispositif pour replier le fond d'un carton d'emballage en une seule opération. Le mécanisme est néanmoins compliqué, et présente un encombrement important. Le document EP-A-698 555 concerne un dispositif pour fermer un carton tubulaire de forme rectangulaire dont l'un des jeux de rabats opposés est conformé en soufflets. Un mécanisme de commande comporte deux paires de doigts de pliage mis en rotation continue à la même vitesse au moyen d'un système d'engrenages entraîné par un moteur commun. Objet de l'invention L'objet de l'invention consiste à élaborer un procédé et un dispositif simple de mise en forme et de pliage d'une boîte d'emballage en carton, permettant d'optimiser l'ergonomie et le confort de l'opérateur en réduisant les manipulations, et d'améliorer la qualité de l'emballage. Le procédé selon l'invention est caractérisé par les étapes successives suivantes : - mettre la feuille de carton debout en posant le chant inférieur sur une embase de support, - positionner l'un des angles de la feuille contre un élément de butée fixe solidaire de ladite embase, - exercer une poussée sur la feuille à l'opposé de l'élément de butée pour provoquer l'écartement des parois jusqu'à la mise en forme d'un quadrilatère droit à fonds ouverts, lequel est posé sur ladite embase, - plier à la partie inférieure les rabats transversaux, puis les rabats latéraux par basculement inverse selon leurs lignes de pliage, de manière à obturer le fond de la boîte sur un même poste de travail, et sans déplacement relatif de ladite boîte. La première phase de mise en forme de la boîte est manuelle, tandis que la deuxième phase de pliage des rabats est automatisée. Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, comporte : - une embase de support plane et rigide ayant un orifice dans la partie centrale, - une première paire de cames montées à rotation sur ladite embase en étant agencées symétriquement de part et d'autre de l'orifice pour l'actionnement des deux rabats latéraux, - une deuxième paire de cames symétriques montées à rotation sur ladite embase pour l'actionnement des deux rabats transversaux, - un élément de butée pour la mise en forme manuelle de la boîte, - et des moyens d'entraînement des cames pour le pliage automatique desdits rabats. Selon une caractéristique de l'invention, l'élément de butée est réglable en hauteur, et est composé d'un plot en forme de coin à angle droit. Selon un mode de réalisation préférentiel, un levier de manoeuvre est associé à chaque came d'actionnement de la deuxième paire pour ouvrir puis bloquer les rabats latéraux en position d'ouverture lors du pliage des rabats transversaux. Une plaque de compensation mobile traverse l'orifice de l'embase pour récupérer la différence de hauteur en fin d'opération de pliage des rabats, de manière à venir en appui contre le fond de la boîte. Les moyens d'entraînement des cames peuvent être accouplés à des actionneurs mécaniques, hydrauliques, pneumatiques ou électriques,. Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de a description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif, et représenté aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en plan au début de la mise en forme manuelle du carton prenant appui sur l'élément de butée ; - la figure 2 est une vue identique de la figure 1 en fin de mise en forme du carton, avec en traits hachurés la partie libre pour l'opérateur ; - la figure 3 représente une vue en perspective de la boîte posée sur le dispositif selon l'invention avec le fond totalement ouvert ; - la figure 4 est une vue identique de la figure 3 lors de la fermeture des rabats transversaux par la deuxième paire de cames d'actionnement ; - Les figures 5 et 6 montrent l'intervention de la première paire de cames, respectivement en cours et en fin de fermeture des rabats latéraux ; - la figure 7 est une vue arrière en perspective du dispositif de l'invention montrant l'élément de butée et de positionnement du carton ; - la figure 8 représente une vue en plan de la figure 3. Description d'un mode de réalisation préférentiel Sur les figures, le dispositif 10 de mise en forme et de pliage d'une boîte 12 d'emballage en carton, comporte une embase 14 de support équipée d'un élément de butée 16, et de deux paires de cames d'actionnement 18a, 18b ; 20a, 20b. L'embase 14 est plane et rigide, et comprend un orifice 22 carré dans la partie centrale. L'orifice 22 peut bien entendu avoir une autre forme, par exemple ronde. Les cames d'actionnement 18a, 18b opposées de la première paire sont montées à rotation sur des axes 24a, 24b verticaux s'étendant perpendiculairement au plan horizontal de l'embase 14. Les deux cames d'actionnement 18a, 18b sont identiques et agencées symétriquement par rapport au centre de l'orifice 22. De la même manière, les cames d'actionnement 20a, 20b de la deuxième paire sont articulées sur des axes 26a, 26b verticaux parallèles aux deux autres axes 24a, 24b. Un levier de manoeuvre 28a, 28b pivotant est monté sur chaque axe 26a, 26b, l'ensemble étant symétrique par rapport au centre de l'orifice 22. Les moyens d'entraînement des différentes cames 18a, 18b ; 20a, 20b sont pilotés par des actionneurs mécaniques, hydrauliques, pneumatiques ou électriques. La forme incurvée convexe de chaque came 18a, 18b ; 20a, 20b est inclinée vers le haut, et vient en engagement avec les rabats du carton lors de l'opération de pliage. L'élément de butée 16 est réglable en hauteur, et comporte un pilier 30 portant un plot 32 en forme de coin à angle droit. Une plaque de compensation 34 mobile traverse l'orifice 22 de l'embase pour récupérer la différence de hauteur en fin d'opération de pliage des rabats. Les quatre cames 18a, 18b ; 20a, 20b sont échelonnées sensiblement à 900 sur l'embase 14, autour des quatre rabats inférieurs 36a, 36b ; 38a, 38b de la boîte 12 rectangulaire. La mise en forme de la boîte 12 et le pliage des rabats 36a, 36b ; 38a, 38b s'effectuent de la manière suivante : Le passage de l'état de stockage où le carton prédécoupé est entreposé à plat, vers l'état d'emballage préformé, est opéré en deux phases distinctes intervenant sur un même poste de travail. La première phase est la mise en forme manuelle de la boîte 12 illustrée aux figures 1 et 2. Le carton à plat est mis en position debout posé sur le chant inférieur, de manière à être perpendiculaire à l'embase 14. Il suffit à l'opérateur de positionner l'un des angles du carton dans le coin de l'élément de butée 16, et de pousser dans le sens de la flèche F1 pour provoquer l'écartement des parois du carton (flèche F2) jusqu'à l'obtention du quadrilatère droit à fonds ouverts. La deuxième phase est le pliage automatique des rabats 36a, 36b ; 38a, 38b au niveau du fond inférieur ouvert. Sur les figures 3 et 4, les deux rabats transversaux 38a, 38b sont d'abord fermés par basculement inverse à angle droit autour de leurs lignes de pliage suite à la rotation des deux cames 20a, 20b de la deuxième paire. Les leviers de manoeuvre 28a, 28b pivotants suivent le mouvement de rotation des cames 20a, 20b en ouvrant et en maintenant les rabats latéraux 36a, 36b ouverts, de manière à ne pas gêner l'opération de pliage. Sur les figures 5 et 6, les deux rabats latéraux 36a, 36b sont fermés après échappement des leviers de manoeuvre 28a, 28b, en faisant turner les cames 18a, 18b de la première paire. Les lignes de pliage parallèles des deux rabats latéraux 36a, 36b sont perpendiculaires aux lignes de pliage des rabats transversaux 38a, 38b. Le fond de la boîte 12 est alors obturé, et le soulèvement de la plaque de compensation 34 récupère la différence de hauteur en prenant appui contre le fond après pliage des rabats 36a, 36b ; 38a, 38b. La présence de cette plaque de compensation 34 peut également être utilisée pour l'évacuation de la boîte 12, ou la mise en carton de l'objet à emballer. Les efforts de l'opérateur sont réduits au minimum, étant donné qu'il manipule uniquement le carton à plat. Le pliage des rabats latéraux 36a, 36b et transversaux 38a, 38b pour la fermeture du fond inférieur s'effectue automatiquement par l'entraînement des cames 18a, 18b ; 20a, 20b, la boîte 12 restant immobile dans la même position. La mise en forme et le pliage des rabats 36a, 36b ; 38a, 38b de la boîte 12 peuvent intervenir directement sur le poste d'emballage. Le produit à emballer est introduit par le dessus, pendant que le fond se trouve en appui sur la plaque de compensation 34. Il en résulte d'une part un gain de temps grâce à la diminution des manipulations, et d'autre part une amélioration de la qualité de l'emballage car l'opérateur peut concentrer son attention sur le produit à emballer. Les risques de troubles musculo-squelettiques sont également réduits, car l'opérateur ne retourne plus le carton. Revendications 1. Procédé de mise en forme et de pliage d'une boîte d'emballage rectangulaire à partir d'une feuille de carton prédécoupée et entreposée à plat dans un état de stockage, consistant à élaborer les étapes successives suivantes : - mettre la feuille de carton debout en posant le chant inférieur sur une embase de support (14), - positionner l'un des angles de la feuille contre un élément de butée (16) fixe solidaire de ladite embase, - exercer une poussée sur la feuille à l'opposé de l'élément de butée (16) pour provoquer l'écartement des parois jusqu'à la mise en forme d'un quadrilatère droit à fonds ouverts, lequel est posé sur ladite embase, - plier à la partie inférieure les rabats transversaux (38a, 38b), puis les rabats latéraux (36a, 36b) par basculement inverse selon leurs lignes de pliage, de manière à obturer le fond de la boîte (12) sur un même poste de travail, et sans déplacement relatif de ladite boîte (12). 2. Procédé de mise en forme et de pliage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première phase de mise en forme de la boîte (12) est manuelle, tandis que la deuxième phase de pliage des rabats (36a, 36b ; 38a, 38b) est automatisée. 3. Dispositif de mise en forme et de pliage d'une boîte d'emballage rectangulaire ou carrée à partir d'une feuille de carton prédécoupée et prépliée à plat, ledit dispositif comprenant des organes de pliage automatique des rabats transversaux et latéraux, caractérisé en ce qu'il comporte : - une embase (14) de support plane et rigide ayant un orifice (22) dans la partie centrale, - une première paire de cames (18a, 18b) montées à rotation sur ladite embase (14) en étant agencées symétriquement de part et d'autre de l'orifice (22) pour l'actionnement des deux rabats latéraux (36a, 36b), - une deuxième paire de cames (20a, 20b) symétriques montées à rotation sur ladite embase (14) pour l'actionnement des deux rabats transversaux (38a, 38b), - un élément de butée (16) pour la mise en forme manuelle de la boîte (12), - et des moyens d'entraînement des cames (18a, 18b ; 20a, 20b) pour le pliage automatique desdits rabats. 4. Dispositif de mise en forme et de pliage selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément de butée (16) est réglable en hauteur, et comporte un plot (32) en forme de coin à angle droit. 5. Dispositif de mise en forme et de pliage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les cames d'actionnement (18a, 18b ; 20a, 20b) des deux paires sont articulées sur des axes (24a, 24b ; 26a, 26b) parallèles s'étendant perpendiculairement au plan horizontal de l'embase (14). 6. Dispositif de mise en forme et de pliage selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'un levier de manoeuvre (28a, 28b) est associé à chaque came d'actionnement (20a, 20b) de la deuxième paire pour ouvrir et bloquer les rabats latéraux (36a, 36b) en position d'ouverture lors du pliage des rabats transversaux (38a, 38b). 7. Dispositif de mise en forme et de pliage selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce qu'une plaque de compensation (34) mobile traverse l'orifice (22) de l'embase (14) pour récupérer la différence de hauteur en fin d'opération de pliage des rabats, de manière à venir en appui contre le fond de la boîte (12). 8. Dispositif de mise en forme et de pliage selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement des cames (18a, 18b ; 20a, 20b) sont accouplés à des actionneurs mécaniques, hydrauliques, pneumatiques ou électriques.