La présente invention concerne un procédé et une machine pour la réalisation de caisses de carton, de carton ondulé ou de matière en feuille analogue, présentant une section polygonale, et notamment à section carrée ou rectangulaire.
On sait que les caisses de ce type sont formées à partir d'un flan unique de la matière en feuille, comportant un ensemble de volets (au moins trois) reliés les uns aux autres par des lignes de pliage parallèles et pourvus latéralement de rabats, reliés respectivement auxdits volets par des lignes de pliage perpendiculaires aux lignes de pliage reliant lesdits volets et destinés à former le fond et le couvercle desdites caisses. Le bord libre d'un des volets extrêmes dudit ensemble est pourvu d'une languette reliée audit volet extrême par une ligne de pliage parallèle à celles reliant lesdits volets et destinée à venir se fixer contre le bord libre du volet extrême opposé.
Les caisses connues de ce type sont dites "américaines" et elles présentent une section (transversalement auxdits volets) carrée ou rectangulaire. Leur fabrication est réalisée par un industriel cartonnier qui, à partir dudit flanc, forme une ébauche aplatie de caisse par pliage dudit flan autour de la ligne de pliage médiane dudit ensemble de volets et fixation de ladite languette sur le volet extrême opposé. A ce moment ladite ébauche présente donc une section en parallélogramme aplati, lesdits rabats latéraux prolongeant respectivement les volets correspondant vers l'extérieur. Ensuite, ces ébauches aplaties sont livrées à un utilisateur, qui, pour y loger des objets à emballer, les met en forme par expansion parallèlement à la diagonale aplatie dudit parallalélogramme, puis replie et colle lesdits rabats pour former le fond, et, après remplissage, le couvercle de ladite caisse.
Un tel processus de fabrication et d'utilisation présente de nombreux inconvénients. En effet :
Par ailleurs, par le document FR-A-1 051 421, on connaît déjà une machine destinée à former des récipients par enroulement d'un flan de carton pourvu de lignes de pliage, autour d'un conformateur mobile coopérant avec des feuilles de pliage latérales.
La présente invention a pour objet de permettre d'obtenir des emballages de qualité par enroulement d'un flan de matière en feuille, pourvu de lignes de pliage, autour d'un mandrin. Elle permet d'éviter les' inconvénients d'un défaut de précision du positionnement du flan par rapport au mandrin, ce qui entraînerait le pliage du flan le long de lignes différentes des lignes de pliage préformées. L'invention permet de plus de former complétement une caisse du type ci-dessus, directement à partir du flan en matière en feuille pourvu de lignes de pliage préformées, sans passer par le stade intermédiaire de la l'ormation de l'ébauche aplatie.
Ainsi, la présente invention permet :
A cette fin, selon l'invention, le procédé pour la réalisation d'une caisse à section polygonale à partir d'un flan de matière en feuille comportant un ensemble de volets reliés les uns aux autres par des lignes de pliage parallèles et pourvus de rabats latéraux, reliés respectivement auxdits volets par des lignes de pliage perpendiculaires aux lignes de pliage reliant lesdits volets et destinés à former respectivement le fond et le couvercle de ladite caisse, le bord libre d'un des volets extrêmes dudit ensemble de volets étant pourvu d'une languette reliée audit volet extrême par une ligne de pliage parallèle aux lignes de pliage reliant lesdits volets, procédé selon lequel on enroule ledit ensemble de volets autour d'un mandrin à section polygonale, de façon que chacun desdits volets s'applique contre une face dudit mandrin et que lesdites lignes de pliage reliant lesdits volets soient en appui contre une arête correspondante dudit mandrin, après quoi :
Ainsi, grâce à l'invention, la caisse peut être formée de façon précise à partir dudit flan pourvu de lignes de pliage préformées, au moment où l'on désire disposer de celle-ci, par exemple en vue de l'emballage de produit.
Dans un mode de mise en oeuvre avantageux, ledit mandrin est disposé à poste fixe et ledit flan est amené audit mandrin par un mouvement de translation, de direction parallèle auxdites lignes de pliage reliant lesdits volets.
De plus, il est préférable que, pendant l'enroulement dudit ensemble de volets autour du mandrin et le repliement desdits rabats sur ce dernier, au moins l'un desdits volets soit horizontal. Ainsi, il peut reposer sur une table disposée sous ledit mandrin. Il est alors avantageux que la direction de la translation d'amenée dudit flan soit également horizontale, de sorte que l'amenée du flan au mandrin et la mise en place dudit flan sous celui-ci peuvent être réalisées par simple glissement sur ladite table.
La fixation de ladite languette sur le bord libre dudit autre volet extrême et/ou la fixation entre eux desdits rabats peut être réalisée par collage.
Par ailleurs, notamment pour permettre l'extraction du flan du mandrin, on rend mobile la face du mandrin contre laquelle sont repliés lesdits rabats.
La présente invention concerne de plus une machine pour la réalisation d'une caisse à section polygonale à partir d'un flan de matière en feuille comportant un ensemble de volets reliés les uns aux autres par des lignes de pliage parallèles et pourvus de rabats latéraux, reliés respectivement auxdits volets par des lignes de pliage perpendiculaires aux lignes de pliage reliant lesdits volets et destinés à former respectivement le fond et le couvercle de ladite caisse, le bord libre d'un des volets extrêmes dudit ensemble de volets étant pourvu d'une languette reliée audit volet extrême par une ligne de pliage parallèle aux lignes de pliage reliant lesdits volets, machine comportant :
De préférence, la machine selon l'invention comporte une table horizontale disposée sous ledit mandrin et des moyens pour amener ledit flan sous ledit mandrin, par glissement sur ladite table, ainsi que des moyens pour encoller localement ledit flan lors de son amenée sous ledit mandrin.
Il est avantageux qu'elle comporte des moyens pour redresser verticalement ladite caisse en vue de son évacuation. La machine peut comporter des moyens d'éjection de la caisse du mandrin, constitués au moins partiellement par ladite face du mandrin contre laquelle sont repliés lesdits rabats.
Selon un mode avantageux de réalisation, dans la machine conforme à l'invention, lesdits moyens pour enrouler ledit ensemble de volets autour du mandrin comportent un équipage mobile, pourvu de butées fixes et de bras basculants.
Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables.
Les figures 1a, 1b, 1c et 1d illustrent le processus conforme à l'invention de formation d'une caisse, appliqué à un mode de réalisation particulier d'une telle caisse.
Les figures 2a, 2b et 2c expliquent schématiquement le positionnement transversal d'un flan par rapport au mandrin.
La figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'une machine conforme à l'invention.
La figure 4 est une coupe transversale selon la ligne IV-IV de la figure 3.
La figure 5 est une vue de dessus schématique et partielle, de la machine des figures 3 et 4.
La figure 6 est une vue schématique, partielle et simplifiée, correspondant à la coupe longitudinale de la figure 3.
Les figures 7 et 8 sont des vues schématiques, partielles et simplifiées, correspondant à la coupe transversale de la figure 4.
Les vues schématiques, partielles et simplifiées des figures 6,7 et 8 sont destinées à illustrer le fonctionnement de la machine des figures 3 et 4. Elles ne comportent chacune, à des fins de clarté, qu'une partie des éléments de ladite machine.
Le flan 1 de matière en feuille, par exemple de carton ou de carton ondulé, montré par la figure la comporte un ensemble de quatre volets alignés 2,3,4 et 5, deux à deux reliés par des lignes de pliage préformées et parallèles 6,7 et 8. Ces lignes de pliage parallèles 6,7 et 8 sont respectivement disposées entre les volets 2 et 3, 3 et 4, et 4 et 5. Le long du bord libre du volet extrême 2 dudit ensemble de volets 2 à 5 est disposée une languette 9, reliée audit volet extrême 2 par une ligne de pliage 10, parallèle aux lignes de pliage 6,7 et 8.
Par ailleurs, de part et d'autre de chaque volet 2 à 5, sont prévus des rabats 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 et 12.2, 12.3, 12.4, 12.5. Chaque rabat latéral 11.2 à 11.5 est articulé au volet 2 à 5 correspondant par une ligne de pliage préformée 13.2 à 13.5. Les lignes de pliage 13.2 à 13.5 sont alignées et perpendiculaires aux lignes de pliage 6,7 et 8. De même, chaque rabat latéral 12.2 à 12.5 est articulé au volet 2 à 5 correspondant par une ligne de pliage préformée 14.2 à 14.5. Les lignes de pliage 14.2 à 14.5 sont alignées et perpendiculaires aux lignes de pliage 6,7 et 8.
On dépose des lignes d'adhésif 16,17 et 18, d'une part sur la face supérieure (en rapport à la figure 1a) du volet extrême 5, le long du bord libre 5.L de celui-ci, et, d'autre part sur la face inférieure (par rapport à la figure 1a) des rabats 11.2 et 11.4.
Selon l'invention (voir la figure 1b), on prévoit un mandrin 19 dont la forme extérieure correspond à la forme intérieure de la caisse à obtenir à partir du flan 1. Un tel mandrin peut être plein ou seulement constitué d'une armature délimitant ses arêtes.
Le flan 1 est disposé par rapport au mandrin 19 de façon que son volet 3 soit appliqué contre la face inférieure correspondante dudit mandrin, puis les volets 2 et 4 sont repliés autour des arêtes de celui-ci correspondant aux lignes de pliage 6 et 7, de façon à venir s'appliquer contre les faces latérales correspondantes dudit mandrin 19 (voir la figure 1b). Après cela, le volet 5 et la languette 9 sont respectivement rabattus autour des arêtes dudit mandrin correspondant respectivement aux lignes de pliage 8 et 9, pour venir s'appliquer sur la face supérieure dudit mandrin 19, la languette 9 se trouvant sous le volet 5 (voir la figure 1C). Une pression exercée sur le volet 5 permet de plaquer le bord 5.L de celui-ci sur ladite languette, de sorte que, grâce à la ligne d'adhésif 16, le volet 5 et la languette 9 sont solidarisés l'un de l'autre. De plus, les rabats 11.2 et 11.4 sont rabattus autour des arêtes du mandrin 19 correspondant respectivement aux lignes de pliage 13.2 et 13.4, pour venir s'appliquer contre la face latérale correspondante du mandrin 19 (voir également la figure 16).
Dans cette position, les lignes d'adhésif 17 et 18 sont dirigées vers l'extérieur.
Enfin, les rabats 11.3 et11.5 sont rabattus autour des arêtes du mandrin 19 correspondant respectivement aux lignes de pliage 13.3 et 13.5 et appliqués contre les rabats 11.2 et 11.4 déjà repliés, de sorte que lesdits rabats 11.2 à 11.5 sont rendus solidaires les uns des autres, grâce aux lignes d'adhésif 17 et 18 (voir la figure 1d). On obtient alors la caisse 20 montrée sur la figure 1d, couchée sur le volet 3 et ouverte du côté des rabats 12.2 à 12.5.
Pour remplir cette caisse 20, on la dégage du mandrin 19 et on peut la redresser pour la faire reposer sur son fond 21 constitué des rabats solidaires 11.2 à 11.5. Après remplissage, la caisse 20 peut être fermée par repliage des rabats 12.2 à 12.5, respectivement autour des lignes de pliage 14.2 à 14.5, puis solidarisation desdits rabats 12.2 à 12.5 entre eux, par exemple par collage.
Sur les figures 2a à 2c, on a illustré schématiquement le processus de positionnement du flan 1 par rapport au mandrin, lorsque l'on désire appliquer le volet 3 contre la face inférieure correspondante du mandrin 19. Sur ces figures, on a supposé que ledit mandrin 19 était constitué de profilés 22 (vus en coupe), parallèles et à sections rectangulaires, définissant des faces d'appui virtuelles 23 à 26, respectivement pour les volets 2 à 5, ainsi que des arêtes de pliage 27 à 30, correspondant respectivement aux lignes de pliage 6,7,8 et 10.
Un flan 1 est amené au voisinage du mandrin 19, de façon que son volet 3 soit disposé en regard de la face d'appui 24. Bien que le positionnement latéral dudit volet 3 par rapport à ladite face 24 soit recherché aussi précis que possible, il peut se produire qu'un décalage latéral l apparaisse entre le volet 3 et ladite face d'appui 24. Pour éviter des pliages intempestifs du flan 1, à l'extérieur des lignes de pliage 6 et 7, lors du rabattement des volets 2 et 4, on fait en sorte que, avant rabattement desdits volets 2 et 4, le volet 3 soit écarté de la face d'appui 24 d'une distance d (voir la figure 2a). Ensuite, pendant le rabattement desdits volets 2 et 4, le volet 3 est rapproché de la face d'appui 24 par l'intermédiaire d'une plaque 31, de préférence exactement superposable à ladite face d'appui 24.
Ainsi, pendant le rapprochement du volet 3 de la face 24, les volets 2 et 4 sont en appui contre le mandrin 19 (voir la figure 2b) ce qui engendre un effet de guidage et positionne exactement le volet 3 par rapport à la face d'appui 24. Lorsque la plaque 31 presse le volet 3 entre la face d'appui 24, les lignes de pliage 6 et 7 sont exactement superposées aux arêtes de pliage 27 et 28, de sorte que, après rabattement définitif des volets 2 et 4, respectivement contre les faces d'appui 23 et 25, les lignes de pliage 8 et 10 se trouvent aussi exactement superposées aux arêtes de pliage 29 et 30 (voir la figure 2c).
La machine, conforme à la présente invention et représentée sur les figures 3 à 8, comporte un bâti 32 par rapport auquel sont disposés un poste 33 d'alimentation en flans 1, un poste 34 de conformation desdits flans autour dudit mandrin 19 et un poste 35 d'évacuation des caisses 20 terminées. Entre le poste d'alimentation 33 et le poste de conformation 34 est disposée une table horizontale 36, pourvue de fentes longitudinales 37 à travers lesquels peuvent passer des doigts d'entraînement 38.
Le poste d'alimentation 33 comporte un magasin 39 contenant une pile de flans 1, ainsi que des moyens 40 de prise, par exemple par aspiration, du flan supérieur 1 de ladite pile de flans. Lesdits moyens de prise 40 sont mobiles, sous l'action de moyens moteurs 41, pour pouvoir prélever successivement les flans 1 du magasin 39 et les déposer sur la table 36, en amont du poste de conformation 34. Ensuite, les doigts d'entraînement 38, mus par des moyens moteurs 42, font glisser sur la table 36 le flan 1, ainsi prélevé et déposé pour l'amener sous le mandrin 19 du poste de conformation 34.
Pendant le transfert vers le poste de conformation 34, le flan 1 rencontre des encolleurs 43,44 et 45, solidaires du bâti 32, et déposant respectivement les lignes d'adhésif 16,17 et 18.
Ainsi, grâce aux doigts d'entraînement 38 et aux encolleurs 43 à 45, le flan 1 est disposé, déjà encollé, sous le mandrin 19 dans la position représentée sur la figure 2a, au-dessus de la plaque de pression 31, mue par un vérin 46.
Pour replier les volets 2 et 4, le poste de conformation 34 comporte le mécanisme 47, représenté sur les figures 3,4,7 et 8. Ce mécanisme 47 comporte un équipage mobile 48 pouvant être levé ou abaissé par l'intermédiaire d'un vérin 49, prenant appui sur le bâti 32.
L'équipage mobile 48 comporte deux butées 50 et 51, susceptibles de rabattre les volets 2 et 4, respectivement contre les faces d'appui 23 et 25 du mandrin 19 (voir également la figure 2b), lorsque l'équipage mobile 48 est rapproché du mandrin 19.
De plus, ledit équipage mobile 48 comporte des bras articulés 52 et 53, pour rabattre respectivement le volet 5 et la languette 9 contre la face 26 du mandrin 19, après rabattement des volets 2 et 4 entre les faces d'appui 23 et 25. Par exemple, le bras 52 est mu par un vérin 54, tandis que le bras 53 est actionné par une tringlerie 55, reliée au bâti 32.
A l'intérieur du mandrin 19 est disposée une plaque transversale 56, servant de face d'extrémité audit mandrin 19 et mue par un vérin 57.
Des actionneurs 58 et 59, tels que des vérins par exemple, peuvent rabattre respectivement les rabats 11.2 et 11.4 contre la plaque 56.
Après action des butées 50 et 51, des bras 52 et 53 et des actionneurs 58 et 59, le flan se trouve dans l'état représenté sur la figure 1c.
A cet instant, afin de parfaire l'équerrage du flan 1 conformé avant collage définitif, on peut exercer sur lui une pression longitudinale, grâce à des vérins 60 le pressant en direction des actionneurs 58 et 59 en prenant appui sur le bord libre des rabats 12.2, 12.4 et 12.5.
Après équerrage, le volet 5 est appliqué contre la face d'appui 26 par un bras 61, basculant sous l'action d'un vérin 69. Le volet 5 est alors solidarisé de la languette 9, par l'intermédiaire de la ligne d'adhésif 16.
Enfin, des vérins 62 et 63, éventuellement par l'intermédiaire de plaques basculantes 64 et 65, appliquent les rabats 11.3 et 11.5 contre les rabats 11.2 et 11.4, antérieurement rabattus contre la plaque 56. On solidarise ainsi lesdits rabats 11.2 à 11.5 grâce aux lignes d'adhésif 17 et 18, en formant le fond 21. La caisse se présente alors comme cela est représenté sur la figure 1d.
Le poste d'évacuation 35 comporte deux convoyeurs 67 et 68 en escalier, de sorte que lorsque la caisse 20 est éjectée du mandrin par action du vérin 57, celle-ci bascule en passant du convoyeur 67 au convoyeur 68 et est évacuée par celui-ci, sur lequel elle repose par son fond 21.
Une armoire 70 contient les moyens de commande et de synchronisme des différents organes de la machine décrite ci-dessus.