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(11) | EP 0 011 551 A1 |
| (12) | DEMANDE DE BREVET EUROPEEN |
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| (54) | Procédé et machine pour fabriquer un élément tubulaire notamment pour la formation de boîtes |
| (57) Procédé et machine pour fabriquer un élémenttubulaire, notamment pour la formation
de boites. On présente une portion de bande P suivant un plan 16 ayant une cavité 17 et on applique le mandrin 22 de façon à faire relever les parties latérales de la portion de bande P puis on exerce sur chacune de ces parties relevées une action parallèle au plan 16 par des organes rabatteurs 31 et 32 afin d'amener la portion de bande P bord-à-bord. Applications: fabrication de boites en carton, notamment de boîtes cloches. |
[0001] La présente invention se rapporte à un procédé et à une machine pour fabriquer un élément tubulaire notamment pour la formation de boîtes, plus particulièrement de boîtes dites boîtes cloches en carton utilisées pour l'emballage dans la parfumerie et toutes autres applications, ledit élément tubulaire pouvant avoir une section quelconque, ronde, ovale, carrée, polygonale, avec des angles vifs ou arrondis, etc... avoir toute hauteur voulue, longue ou courte, et être à simple ou multiple épaisseur de carton, par exemple double épaisseur, sur tout ou partie de sa hauteur.
[0002] Pour fixer les idées, lorsqu'une double épaisseur de carton est prévue sur la plus grande partie de la hauteur de l'élément tubulaire en laissant une marge en simple épaisseur, celle-ci permet de compléter la formation de la boîte avec un double fond.
[0003] Jusqu'à présent, la fabrication automatique de boîtes sur machine ne permet pas de réaliser des boîtes dont la hauteur est relativement grande par rapport aux dimensions de la base, comme le sont les boîtes cloches. C'est la raison pour laquelle ces boîtes cloches sont généralement construites à la main.
[0004] La présente invention a pour objet un procédé pour fabriquer un élément tubulaire de section quelconque et de toute hauteur grande ou petite, qui permet la fabrication automatique sur machine.
[0005] Suivant l'invention, un procédé pour fabriquer un élément tubulaire est caractérisé en ce que l'on part d'une portion de bande, on enroule cette portion de bande autour d'un mandrin dont la section correspond à celle de l'élément tubulaire et dont le périmètre correspond à la longueur de la portion de bande, et en ce que, pour cet enroulement, on présente ladite portion de bande suivant un plan, on dispose ledit mandrin avec son axe parallèle au dit plan et en regard d'une partie médiane de ladite portion de bande, on applique le mandrin sur ladite partie médiane en exerçant une action dans une première direction perpendiculaire audit plan de façon à faire relever les deux parties latérales de la portion de bande de part et d'autre du mandrin avec des dépassants au dessus du mandrin et on exerce sur chacun des dépassants desdites parties latérales relevées une action dans une deuxième direction parallèle audit plan et perpendiculaire à l'axe du mandrin pour rabattre lesdits dépassants sur le mandrin et les amener bord-à-bord.
[0006] Grâce à cette disposition on assure, d'une manière qui peut être automatisée sur machine, un enroulement irréprochable de la portion de bande avec une venue bord-à-bord précise, sans risque de parties bouffantes.
[0007] Alors que pour un enroulement bord-à-bord il est intuitivement normal de commencer par un bord et de poursuivre l' enroulement jusqu'à ce que l'autre bord le rejoigne ici, dans le procédé suivant l'invention, on attaque l'enroulement, non pas par un bord, mais par une partie médiane de la portion de bande et ceci permet ensuite deux actions de rabattement qui sont exercées dans une direction parallèle au plan initial de la portion de bande pour assurer le bord-à-bord. On termine ainsi l'enroulement en développant des actions continues d'application qui évitent les risques de parties bouffantes.
[0008] Le fait de décomposer les actions suivant deux directions successives perpendiculaires l'une à l'autre, permet une automatisation commode sur machine ainsi qu'il apparaîtra d'ailleurs plus en détail ci-après.
[0009] Le procédé suivant l'invention permet de fabriquer un élément tubulaire en épaisseur multiple, notamment double épaisseur sur tout ou partie de sa hauteur et dans ce cas, le procédé est caractérisé en ce que l'on part d'une première portion de bande qui formera l'épaisseur intérieure, on enroule cette première portion de bande autour d'un mandrin dont la section correspond à celle de l'élément tubulaire et dont le périmètre correspond à la longueur de ladite première portion de bande pour amener celle-ci bord-à-bord, on maintient le dit bord-à-bord par adhérisation, on prend une deuxième portion de bande qui formera l'épaisseur extérieure et qui est adhérisante, et on l'enroule, en la faisant adhérer, autour de ladite première portion de bande maintenue bord-à-bord, en l'amenant elle-même bord-à-bord.
[0010] De préférence, l'enroulement de la première portion de bande et l'enroulement de la deuxième portion de bande s'effectuent sur deux machines semblables successives, la première ayant un mandrin nu avant l'enroulement de la première portion de bande alors que la deuxième machine a un mandrin sur lequel est d'abord enfilée la première portion de bande traitée sur la première machine avant que ne se déroule l'opération d'enroulement de la deuxième portion de bande.
[0011] On notera que le procédé suivant l'invention pour fabriquer un élément tubulaire en double épaisseur se distingue de la façon de faire à la main pour la formation de boîtes cloches à double épaisseur suivant laquelle on forme d'abord l'enveloppe extérieure après quoi on enfile dans celle-ci la garniture intérieure. C'est cette distinction qui permet précisément au procédé suivant l'invention d'être mis en oeuvre sur machine.
[0012] De préférence, pour une telle mise en oeuvre du procédé suivant l'invention pour fabriquer un élément tubulaire en double épaisseur, on applique deux fois de suite les opérations pour l'obtention d'un élément tubulaire à simple épaisseur.
[0013] Plus particulièrement, pour l'enroulement de la première portion de bande autour du mandrin, et pour l'enroulement de la deuxième portion de bande autour de la première portion de bande maintenue bord-à-bord et elle-même engagée sur un mandrin on présente chaque portion de bande suivant un plan, on dispose le mandrin correspondant avec son axe parallèle audit plan et en regard d'une partie médiane de la dite portion de bande, on applique le mandrin correspondant sur ladite partie médiane en exerçant une action dans une première direction perpendiculaire au dit plan, de façon à faire relever les deux parties latérales de la portion de bande de part et d'autre du mandrin avec des dépassants au dessus du mandrin, et on exerce sur chacun des dépassant desdites parties latérales relevées une action dans une deuxième direction parallèle audit plan et perpendiculaire à l'axe de mandrin pour rabattre lesdits dépassants sur le mandrin et les amener bord-à-bord.
[0014] La présente invention a également pour objet une machine pour fabriquer un élément tubulaire suivant le procédé susvisé.
[0015] Cette machine est caractérisée en ce qu'elle comporte un socle ayant un plan de travail avec une cavité de guidage, un mandrin monté mobile dans une première direction perpendiculaire audit plan entre une position de repos espacée dudit plan et une position de travail engagée dans ladite cavité et légèrement saillante au- dessus dudit plan deux organes rabatteurs montés mobiles de part et d'autre de ladite cavité dans une direction parallèle audit plan et perpendiculaire à l'axe de la cavité entre une position de repos écartée de la cavité et une position de travail rapprochée où ils sont adaptés à coiffer le mandrin en position de travail engagée dans la cavité et légèrement saillante et des moyens de commande pour déplacer ledit mandrin et lesdits organes rabatteurs.
[0016] Suivant une autre caractéristique de cette machine chaque organe rabatteur a une extrémité antérieure amincie formant une lèvre supérieure et suivie d'une rampe inclinée dont la hauteur correspond sensiblement à celle de la partie légèrement saillante du mandrin au dessus du dit plan lorsque le mandrin est en position de travail.
[0017] Les objets, caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre de formes d'exécution choisies à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels :
la figure 1 est une vue générale en perspective d'une machine pour fabriquer un élément tubulaire suivant l'invention;
la figure 2 est une vue de la cavité de guidage de cette machine et montre également des moyens de positionnement pour la portion de bande avant enroulement ;
les figures 3, 4, 5, 6, 7, 8 et 9 illustrent schématiquement diverses phases de fonctionnement de la machine;
la figure 10 est une vue partielle en perspective d'une machine suivant l'invention lorsque celle-ci est utilisée pour l'enroulement d'une deuxième portion de bande autour d'une première portion de bande déjà enroulée, en vue de la formation d'un élément tubulaire à double épaisseur.
[0018] On se référera d'abord aux figures 1 à 9 qui concernent, à titre d'exemple non limitatif, une machine suivant l'invention pour fabriquer un élément tubulaire en carton destiné à former la paroi latérale d'une boite cloche, notamment pour des emballages de parfumerie et autres applications.
[0019] Cette machine permet la fabrication d'un élément tubulaire ayant une section quelconque ronde, ovale, carrée, polygonale ou autre avec des angles vifs ou arrondis et de toute hauteur voulue, grande ou petite.
[0020] Cet élémént tubulaire, désigné par T (figure 9) est réalisé à partir d'une portion de bande de carton P (figure 2) ayant deux extrémités E. L'élément tubulaire T est réalisé par enroulement de cette portion de bande P en sorte que les extrémités E viennent bord-à-bord en B (figure 9).
[0021] En vue de ce bord-à-bord, les extrémités E peuvent être droites comme il est représenté à la figure 2 mais elles pourraient également être inclinées, incurvées et même crantées, pourvu qu'après enroulement, elles viennent exactement bord-à-bord.
[0022] Dans l'exemple représenté, la section de l'élément tubulaire T (fig. 9) est choisie carrée avec un premier côté 10 qui est opposé au bord-à-bord B, un deuxième et un troisième côtés 11 et 12 perpendiculaires au côté 10, un quatrième côté 13 parallèle et opposé au côté 10 et comportant le bord-à-bord B en son milieu. Cet élément tubulaire T de section carrée a ses angles arrondis en 14 (figure 9). Dans ce cas, la portion de bande de carton P est avantageusement dotée de plusieurs séries de pré-rainages suivant les quatre régions R (figure 2) qui correspondent aux angles arrondis 14.
[0023] La machine comporte (figures 1 à 9) un socle 15 ayant un plan de travail 16 (figure 1) qui, dans l'exemple représenté, est horizontal.
[0024] Le plan de travail 16 (figures 1 et 2) a une cavité de guidage 17 de forme générale parallèlépipédique avec un fond horizontal 18 recevant une semelle 19 de hauteur réglable, des parois verticales 20 et deux pans coupés 21 reliant le fond 18 et les parois verticales 20.
[0025] La machine comporte un mandrin 22, avantageusement chauffant, monté mobile dans une direction perpendiculaire au plan 16, c'est-à-dire une direction verticale entre une position de repos (figure 3) espacée au dessus du plan 16 et une position de travail (figure 4) engagée dans la cavité 17 en butée sur la semelle 19 et légèrement saillante par une distance D au dessus du plan 16.
[0026] Le mandrin 22 est interchangeable, de même que la cavité 17, pour s'adapter à toutes sortes de sections d'éléments tubulaires. Le mandrin 22 et la cavité 17 sont ici choisis avec la section qui convient à l'élément tubulaire représenté T.
[0027] La section du mandrin 22 correspond donc au profil intérieur de l'élément tubulaire T et est carrée à angles arrondis (figure 3) avec un premier côté 23 qui correspond au premier côté 10 de l'élément tubulaire T, un deuxième et un troisième côtés 24 et 25 qui correspondent respectivement aux côtés 11 et 12 de l'élément T et un quatrième côté 26 qui correspond au quatrième côté de cet élément T et des angles arrondis 27 qui correspondent aux angles arrondis 14 de l'élément T.
[0028] La largeur de la cavité 17 comprise entre les parois verticales,20 correspond à la largeur du mandrin 22 comprise entre les côtés 24 et 25 plus deux fois l'épaisseur du carton P (figure 4).
[0029] Quant à la profondeur de la cavité 17 qui peut être réglée au moyen de la semelle 19, elle est choisie de telle façon que lorsque le mandrin 22 est engagé dans la cavité en butée sur la semelle 19 (figure 4), la hauteur de saillie D du côté 26 du mandrin 22 au dessus du plan 16 soit légèrement supérieure à la hauteur prise par un angle arrondi 27 (figure 4).
[0030] ; Le mandrin 22 est porté par un coulisseur 28 (figure 1) qui est monté coulissant dans une glissière 29 du socle 16. Le coulisseau 28 est commandé en déplacement par un vérin pneumatique vertical 30 pour amener le mandrin 22 de sa position de repos de la figure 3 à sa position de travail de la figure 4 et vice-versa. 1 :t
[0031] La machine comporte deux organes rabatteurs 31 et 32 montés mobiles de part et d'autre de la cavité 17 dans une direction parallèle au plan 16, c'est-à-dire horizontale et perpendiculaire à l'axe de la cavité 17. Ces organes rabatteurs 31 et 32 sont montés mobiles entre une position de repos (figure 3 écartée de la cavité 17 et une position de travail rapprochée (figure 6) où ils viennent buter l'un contre l'autre en coiffant le mandrin 22 en position de travail engagée dans la cavité 17 et légèrement saillante. Chaque organe rabatteur 31, 32 a une extrémité antérieure amincie 33 formant une lèvre supérieure et suivie d'une rampe 34 inclinée par exemple à 45°, dont la hauteur H est choisie égale à D (figure 4) plus l'épaisseur du carton P.
[0032] Les organes rabatteurs 31 et 32 sont solidaires de coulisseaux 35 qui sont engagés coulissants dans des glissiêres 36 du socle 16. Les organes rabatteurs 31 et 32 sont commandés en déplacement dans les deux sens par des vérins pneumatiques horizontaux 37.
[0033] La machine comporte, en outre, des moyens pour appliquer un pontet adhérisant par exemple un morceau de ruban adhésif sur le bord-à-bord B de l'élément tubulaire T après enroulement, pour maintenir l'élément T dans sa forme tubulaire.
[0034] A cet effet, la lèvre 33 de chaque organe rabatteur 31, 32 comporte une échancrure 38. Les échancrures 38 des organes 31 et 32 sont disposées en regard l'une de l'autre en sorte que lorsque ces organes 31 et 32 sont rapprochés en butée, elles constituent une ouverture centrale (figure 6) permettant d'accéder au bord-à-bord B.
[0035] Tous moyens appropriés peuvent être prévus pour appliquer le pontet adhérisant sur le bord-à-bord B des échancrures 38.
[0036] Dans l'exemple représenté, un outille pressage 39, avantageusement chauffant est monté coulissant dans une direction verticale au dessus de l'ouverture présentée par les é- chancrures 38. A cet effet, l'outil de pressage 39 est actionné dans les deux sens par un vérin pneumatique vertical 40 et son guidage est complété par une tige 41. L'outil de pressage 39 est monté mobile, sous l'action du vérin 40, entre une position de repos espacée au dessus du mandrin 22 et une position de travail où il est appliqué sur le mandrin 22 à travers l'ouverture formée par les échancrures 38 (figure 6).
[0037] Pour la formation de l'élément tubulaire T, on part de la portion de bande P (figure 2) que l'on dispose à plat sur le plan de travail 16. La portion de bande P est placée en position correcte grâce à des moyens de positionnement qui, dans l'exemple représenté à la figure 2, comportent un gabarit 42 et deux plots 43, tous interchangeables et de position réglable à l'avance.
[0038] Lorsque la portion de bande P est ainsi placée et positionnée sur le plan 16, elle présente sa partie médiane au dessus de la cavité 17, c'est-à-dire en regard du mandrin 22 (figure 3).
[0039] Le vérin 30 est actionné, ce qui abaisse le mandrin 22. Celui-ci enfonce la partie médiane de la portion de bande P correspondant au premier côté 10 dans la cavité 17 jusqu'à ce que le premier côté 10 vienne buter contre la semelle 19. Pendant l'enfoncement du vérin 22 dans la cavité 17, une action frottante est exercée sur la portion de bande P dont les régions prérainées R épousent ainsi étroitement les angles arrondis inférieurs 27 du mandrin 22 et dont les parties latérales correspondant aux côtés 11 et 12 sont relevées de part et d'autre du mandrin 22 en étant guidées entre le mandrin 22 et les parois verticales 20 de la cavité 17. Ces parties latérales relevées ont des dépassants 13A et 13B au dessus du mandrin 22 (figure 4) qui correspondent aux deux moitiés du quatrième côté 13. On se trouve alors dans la position représentée à la figure 4.
[0040] L'un des organes rabatteurs, l'organe 31, est alors actionné en étant déplacé de la position de la- figure 4 à celle de la figure 5, ce qui a pour effet, en raison des valeurs choisies pour les hauteurs D et H, d'exercer une action d'enroulement sur le dépassant 13A correspondant à la première moitié du quatrième côté 13, en provoquant une application irréprochable d'une région rainée R de la bande P sur l'angle arrondi supérieur gauche 27 et également une application irréprochable de cette moitié 13A du quatrième côté 13 sur le côté supérieur 26 du mandrin 22. Le deuxième organe rabatteur 32 est, à son tour, actionné et provoque, de lamême façon, le rabattement de la deuxième moitié 13B du quatrième côté 13, ce qui amène les extrémités E de la portion de bande P exactement en bord-à-bord en B.
[0041] On parvient ainsi à la position représentée à la figure 6. Les échancrures 38 ménagent une ouverture en face du bord-à-bord B.
[0042] On applique un pontet adhérisant A (figure 7) sur le bord-à-bord B, par exemple un morceau de ruban adhésif alors ) que l'élément tubulaire T est emprisonné par les organes rabatteurs 31 et 32, et le vérin 40 est actionné, ce qui amène l'outil de pressage 39 (figure 8) sur le pontet adhérisant A en l'appliquant fortement sur le quatrième côté 13 de l'élément tubulaire T, ce qui a pour effet de maintenir cet élément T dans sa forme tubulaire avec le bord-à-bord B. L'outil de pressage 39 est alors dégagé, les organes rabatteurs 31 et 32 sont reculés, puis le mandrin 22 est soulevé au dessus de la cavité 17. Il suffit alors de retirer l'élément tubulaire T qui vient ainsi d'être fabriqué.
[0043] Pour la fabrication d'un élément tubulaire en double épaisseur on commence par former, ainsi qu'il vient d'être décrit, un élément qui constituera l'épaisseur intérieure de l' élément à double épaisseur. On obtient ainsi un élément intérieur TI (figure 10) que l'on retire du mandrin 22 de la machine qui vient d'être décrite en référence aux figures 1 à 9 et que l'on place sur un mandrin 22' d'une autre machine analogue à la précédente et placée à son voisinage (figure 10) et l'on répète l'opération d'enroulement en plaçant la portion de bande P' qui formera l'épaisseur extérieure sur le plan de travail 16' de cette deuxième machine.
[0044] La portion de bande P' est prévue adhérisante sur une de ses faces que l'on place vers le haut sur le plan de travail 16'. Les opérations décrites en référence aux figures 1 à 9 pour la première machine sont répétées sur la deuxième machine de la figure 10, la portion de bande P' se trouve enroulée autour de l'élément TI, ce qui a pour effet de former l'élément double épaisseur dans sa forme tubulaire définitive maintenue par adhérisation de la bande P' sur la bande P.
[0045] Il est à noter que la machine de la figure 10 peut être exempte de l'outil de pressage 39 et exempte également des échancrures 38, puisque l'enroulement de la portion de bande adhérisante P' permet de s'en dispenser.
1) Procédé pour fabriquer un élément tubulaire, dans lequel on part d'une portion
de bande, on enroule cette portion de bande autour d'un mandrin déplaçable dont la
section correspond à celle de l'élément tubulaire et dont le périmètre correspond
à la longueur de la portion de bande, procédé.caractérisé en ce que, pour cet enroulement,
on présente ladite portion de bande suivant un plan, on dispose ledit mandrin avec
son axe parallèle audit plan et en regard d'une partie médiane de ladite portion de
bande, on applique le mandrin sur ladite partie médiane en exerçant une action dans
une première direction perpendiculaire audit plan de façon à faire relever les deux
parties latérales de la portion de bande de part et d'autre du mandrin avec des dépassants
au dessus du mandrin et on exerce sur chacun des dépassants desdites parties latérales
relevées une action dans une deuxième direction parallèle audit plan et perpendiculaire
à l'axe du mandrin pour rabattre lesdits dépassants sur le mandrin et les amener bord-à-bord.
2) Procédé pour fabriquer un élément tubulaire à épaisseur multiple, notamment double
épaisseur, caractérisé en ce que l'on part d'une première portion de bande qui formera
l' épaisseur intérieure, on enroule cette première portion de bande autour d'un mandrin
dont la section correspond à celle de l'élément tubulaire et dont le périmètre correspond
à la longueur de ladite première portion de bande pour amener celle-ci bord-à-bord,
on maintient le bord-à-bord par adhérisation, on prend une deuxième portion de bande
qui formera l'épaisseur extérieure et qui est adhérisante et on l'enroule, en la faisant
adhérer, autour de ladite première portion de bande maintenue bord-à-bord, en l'amenant
elle-même bord-à-bord.
3) Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que pour l'enroulement de
la première portion de bande autour du mandrin et pour l'enroulement de la deuxième
portion de bande autour de la première portion de bande maintenue bord-à-bord et elle-même
engagée sur un mandrin, on présente chaque portion de bande suivant un plan, on dispose
le mandrin correspondant avec son axe parallèle audit plan et en regard d'une partie
médiane de ladite portion de bande, on applique le mandrin correspondant sur ladite
partie médiane en exerçant une action dans une première direction perpendiculaire
audit plan de façon à faire relever les deux parties latérales de la portion de bande
de part et d'autre du mandrin avec des dépassants au-dessus du mandrin et on exerce
sur chacun des dépassants desdites parties latérales relevées une action dans une
deuxième direction parallèle audit plan et perpendiculaire à l'axe du mandrin pour
rabattre lesdits dépassants sur le mandrin et les amener bord-à-bord.
4) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on
présente ladite portion de bande suivant ledit plan entre ledit mandrin et une cavité
de guidage de largeur légèrement supérieure à celle dudit mandrin pour guider le relevage
desdites parties latérales lors d'un engagement dudit mandrin dans ladite cavité de
guidage.
5) Machine pour fabriquer un élément tubulaire à partir d'une portion de bande enroulée
autour d'un mandrin déplaçable, caractérisée en ce qu'elle comporte un socle ayant
un plan de travail avec une cavité de guidage, un mandrin monté mobile dans une première
direction perpendiculaire audit plan entre une position de repos espacée dudit plan
et une position de travail engagée dans ladite cavité et légèrement saillante au-dessus
dudit plan deux organes rabatteurs montés mobiles de part et d'autre de ladite cavité
dans une direction parallèle audit plan et perpendiculaire à l'axe de la cavité entre
une position de repos écartée de la cavité et une position de travail rapprochée où
ils sont adaptés à coiffer le mandrin en position de travail engagée dans la cavité
et légèrement saillante et des moyens de commande pour déplacer ledit mandrin et lesdits
organes rabatteurs.
6) Machine suivant la revendication 5, caractérisée en ce que chaque organe rabatteur
a une extrémité antérieure amincie formant une lèvre supérieure et suivie d'une rampe
inclinée dont la hauteur correspond sensiblement à celle de la partie saillante du
mandrin au-dessus dudit plan lorsque le mandrin est en position de travail.
7) Machine suivant la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisée en ce que
ledit plan comporte des moyens de positionnement pour la portion de bande.
8) Machine suivant l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que
lesdits moyens de commande sont adaptés à engager le mandrin en position de travail
dans la cavité, à amener l'un des organes rabatteurs en position de travail, puis
l'autre organe rabatteur en position de travail.
9) Machine suivant l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisée en ce que
la lèvre de chaque organe rabatteur comporte une échancrure permettant d'appliquer
un pontet adhérisant sur l'élément tubulaire lorsque celui-ci est emprisonné par lesdits
organes rabatteurs.
10) Machine suivant la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens
presseurs du pontet adhérisant sur l'élément tubulaire à travers l'ouverture formée
par les dites échancrures.