Dispositif d'agrafage en continu à palette de rivetage fixe et machine à agrafer équipée d'un tel dispositif

Abstract

 Dispositif d'agrafage d'éléments plans, comprenant au moins une tête d'agrafage oscillante ou rotative, ainsi qu'une palette de rivetage (4) définie par un axe principal longitudinal (X) sensiblement perpendiculaire à l'axe de pivotement de la tête d'agrafage dont l'extrémité libre active est en outre maintenue en face d'une empreinte d'une contre-partie d'agrafage (18) formée sur la palette de rivetage.
Selon l'invention, la palette de rivetage (4) est montée fixe sur le bâti et la contre-partie d'agrafage est constituée par une enclume (18) dont la trajectoire de l'empreinte (25, 26) est au moins en partie sensiblement confondue avec celle de l'extrémité libre active de la tête d'agrafage, l'enclume mobile consistant de préférence en un disque tournant muni d'une empreinte circulaire continue centrée sur son axe de rotation.
Application notamment à l'agrafage de flans en carton pour la confection de caisses d'emballage sous forme pliée.

Description

[0001] La présente invention concerne un dispositif d'agrafage d'éléments plans, tels que par exemple des flans en carton, du type comprenant, sur un bâti, au moins une tête d'agrafage oscillante ou rotative, ainsi qu'une palette de rivetage définie par un axe principal longitudinal sensiblement perpendiculaire à l'axe de pivotement de la tête d'agrafage dont l'extrémité libre active est en outre maintenue en face d'une empreinte d'une contre-partie d'agrafage formée sur la palette de rivetage.

[0002] Des dispositifs d'agrafage de ce type équipent notamment les machines à agrafer qui, en sortie des chaînes de fabrication des caisses d'emballage, réalisent l'assemblage mutuel des deux pans libres des flans en carton pliés. Ceux-ci défilent en succession sous la tête d'agrafage oscillante ou rotative en étant guidés et positionnés par la palette de rivetage, laquelle, pour maintenir l'empreinte de la contrepartie d'agrafage en permanence dans la trajectoire de l'agrafe posée par la tête, doit osciller en parfait synchronisme avec le mouvement de cette dernière.

[0003] Or, cette palette de rivetage doit être suffisamment longue pour éviter une trop grande déformation des pans de carton à agrafer et suffisamment massive pour ne pas fléchir lors de l'enfoncement et du rivetage de l'agrafe. Il en résulte, pour la palette de rivetage, une inertie importante, source d'efforts et de vibrations lors de son mouvement oscillant à grande vitesse, et cela peut se traduire par une imperfection de l'agrafage réalisé.

[0004] La présente invention vise à remédier à cet inconvénient en proposant un dispositif d'agrafage d'éléments plans, tels que par exemple des flans en carton, du type spécifié en introduction, qui se caractérise en ce que sa palette de rivetage est montée fixe sur le bâti, et la contre-partie d'agrafage est constituée par une enclume mobile dont la trajectoire de l'empreinte est au moins en partie sensiblement confondue avec celle de l'extrémité libre active de la tête d'agrafage.

[0005] Cette enclume, qui peut présenter des dimensions et un poids minimum, aura une inertie négligeable au cours de son mouvement et, la palette de rivetage étant fixe, les problèmes de vibration et de sollicitations mécaniques rencontrés jusqu'alors disparaissent. De surcroît, aucun mécanisme de commande n'est à prévoir pour assurer son déplacement en synchronisme avec le pivotement de la tête d'agrafage, puisque celle-ci en pressant le carton contre l'enclume, l'entraîne automatiquement par adhérence dans son mouvement, lors de la pose de l'agrafe.

[0006] Dans un premier mode de réalisation de l'invention, l'enclume mobile présente la forme d'une plaquette montée coulissante à la surface de la palette de rivetage, dans la direction de l'axe principal longitudinal de cette dernière et à l'encontre de la force d'un ressort de rappel, auquel cas, si la tête d'agrafage est double, les deux empreintes correspondantes pourront être ménagées dans une même plaquette coulissante, l'une derrière l'autre dans la direction de l'axe principal longitudinal de la palette de rivetage.

[0007] Ce mode de réalisation, de conception simple, donne les meilleurs résultats dans le cas d'une cadence d'agrafage faible ou moyenne. Cependant, pour des cadences supérieures à 1000 coups par minute, le nécessaire rappel de la plaquette-enclume à chaque cycle d'agrafage, entraînerait une désynchronisation de son mouvement par rapport à celui de la tête d'agrafage.

[0008] Pour une adaptation à de telles cadences élevées d'agrafage, il est prévu, selon un second mode de réalisation préféré de l'invention, que l'enclume mobile de rivetage soit constituée par un disque circulaire monté en rotation à la surface de la palette de rivetage, autour d'un axe sensiblement orthogonal à l'axe principal longitudinal de cette dernière. Ce disque en étant entraîné toujours dans le même sens de rotation, sur un secteur angulaire donné à chaque cycle d'agrafage, ne fait en effet l'objet d'aucun mouvement de retour "à vide" source de désynchronisation.

[0009] Si par ailleurs on dote ce disque d'une empreinte continue circulaire centrée sur son axe de rotation, et de préférence constituée par deux rainures concentriques et adjacentes en forme de cercle, on s'affranchit du problème de la précision du positionnement de l'empreinte au début de chaque cycle d'agrafage.

[0010] En outre, pour rendre négligeable la légère flèche introduite dans la tête d'agrafage lors de son court mouvement en arc de cercle imposé par la forme de l'empreinte, celle-ci sera avantageusement ménagée à la périphérie du disque.

[0011] Selon une autre caractéristique de l'invention, la tête d'agrafage est positionnée d'un côté de l'axe de rotation du disque et celui-ci s'incline vers le bas dans une direction opposée à la tête d'agrafage, pour éviter tout frottement entre l'élément à agrafer et la partie du disque située hors du champ d'action de la tête d'agrafage.

[0012] Enfin, dans l'un ou l'autre des deux modes de réalisation susmentionnés de l'invention, l'enclume ou au moins sa partie faisant face à l'extrémité libre active de la tête d'agrafage, est légèrement saillante par rapport à la surface de la palette de rivetage, pour être garantie en toutes circonstances d'être convenablement entraînée par le carton pressé à son contact par la tête d'agrafage.

[0013] La présente invention porte également sur une machine à agrafer des éléments plans, notamment des flans en carton, comprenant un dispositif d'agrafage, tel que défini ci-dessus, associé à des moyens d'entraînement en continu des éléments à agrafer, aptes à les faire défiler successivement sur et le long de la palette de rivetage, dans la direction de l'axe principal longitudinal de cette dernière.

[0014] La présente invention va maintenant être décrite plus en détails, mais uniquement de façon non-limitative, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :

• la figure 1 est une vue de côté schématique, partiellement en coupe longitudinale d'un dispositif d'agrafage conforme à cette invention ;
• la figure 2 est une vue de face de sa palette de rivetage à l'intérieur d'un flan en carton plié ;
• la figure 3 est une vue en perspective, à plus grande échelle, d'un premier mode de réalisation de cette palette de rivetage ;
• les figures 4 et 5 sont des vues en coupe longitudinale et transversale de son enclume de rivetage mobile ;
• la figure 6 illustre en coupe les deux pans agrafés d'un flan en carton ;
• la figure 7 est une vue en perspective d'un second mode de réalisation de la palette de rivetage ; et
• la figure 8 est une vue en coupe agrandie selon la ligne VIII-VIII de la figure 7.

[0015] D'une manière connue en soi, le dispositif d'agrafage représenté sur la figure 1 comprend une tête d'agrafage 1, ici une tête double, qui est suspendue à un bâti 2 par un parallélogramme déformable pivotant autour de deux axes A, de façon à pouvoir être animée d'un mouvement oscillant dans la direction de défilement D des flans en carton pliés F dont les deux pans libres P₁ et P₂ sont à agrafer l'un sur l'autre.

[0016] Le mécanisme engendrant le mouvement oscillant de la tête d'agrafage 1, qui n'apparaît pas sur les figures, peut être du type décrit dans la demande de brevet No. 87 17127 au nom de la présente Demanderesse.

[0017] Pour réaliser l'enfoncement des agrafes dans le carton, la tête d'agrafage 1 coopère, au niveau de son extrémité libre 1a, avec une contre-partie d'agrafage 3, visible sur la figure 3, située à l'avant d'une palette de rivetage 4. Cette palette 4 présente la forme d'une longue plaque rectangulaire dont l'axe longitudinal médian X s'étend dans la direction de défilement D des flans F, c'est-à-dire sensiblement perpendiculairement aux axes de pivotement A de la tête d'agrafage 1.

[0018] Selon l'invention, cette palette de rivetage 4 est fixe, étant solidarisée au bâti 2 par un bras vertical massif 5 qui est légèrement déporté vers l'arrière de la palette 4, afin de laisser toute liberté de mouvement à la tête d'agrafage oscillante 1 située à l'avant. Par son extrémité inférieure, le bras 5 se raccorde au bord longitudinal extérieur 6 de la palette 4 par un voile latéral cintré 7, s'inclinant vers l'arrière.

[0019] Les flans pliés F, qui arrivent en succession sur des chaînes à taquets, non représentées, s'engagent, par leur double pan central P₃, sous la palette 4 et avancent le long de celle-ci avec leurs pans latéraux libres P₁ et P₂ glissant respectivement sur le voile 7 et sur la surface supérieure 4a de la palette 4, comme on le voit sur la figure 2. Au-delà du voile 7, les lèvres superposées à agrafer des deux pans P₁, P₂ s'introduisent sous l'extrémité libre active 1a de la tête d'agrafage double 1, qui est alors pressée contre elles pour poser simultanément deux agrafes de jonction, tout en pivotant sur une courte distance angulaire vers l'avant afin de suivre le mouvement continu du flan F. Au cours de ce mouvement, la contre-partie d'agrafage 3 doit bien entendu se trouver en permanence sous l'extrémité libre active 1a de la tête oscillante 1 et, à cette fin, elle est constituée, selon l'invention, par une enclume de rivetage mobile.

[0020] Selon un premier mode de réalisation, représenté sur les figures 3 à 5, cette enclume mobile est constituée par une plaquette rectangulaire 8, de dimensions minimales, montée à coulissement, selon la direction de défilement D des flans F, à l'intérieur d'une lumière 9, de forme complémentaire, ménagée dans la palette de rivetage 4. A cette fin, la plaquette 8 présente, dans chacun de ses chants latéraux, une rainure 10 ou 11 dans laquelle s'engage une languette respective 12 ou 13 formée en saillie sur un bord correspondant de la lumière 9. On observera que les deux languettes 12, 13 affleurent la surface supérieure 4a de la palette de rivetage 4, de sorte que la plaquette 8 fait légèrement saillie au-dessus de cette dernière. Sa surface supérieure 8a est en outre munie de deux empreintes dont chacune, formée de deux alvéoles 14, 15 et 14a, 15a, est associée à une pièce respective d'enfoncement d'agrafe de la tête double 1. Enfin, un ressort 16, travaillant en élongation, est interposé entre le bord avant de la lumière 9 et la partie frontale de la plaquette 8, laquelle est par ailleurs, en vue de son montage, formée de deux pièces symétriques 8b, 8c assemblées par une vis 17.

[0021] La figure 4 représente la plaquette 8 dans la position reculée qu'elle occupe au point de départ de chaque cycle d'agrafage, juste avant que la tête 1 n'intervienne sur les deux pans de carton superposés P₁, P₂ avançant sur sa surface supérieure 8a. Au cours de l'opération d'agrafage proprement dite qui suit, la tête pressant les deux pans de carton, tout en pivotant vers l'avant, entraînera dans son mouvement la plaquette coulissante 8 en comprimant le ressort 16. De la sorte, les paires d'alvéoles 14, 15 et 14a, 15a seront en permanence dans l'alignement des deux agrafes posées B pour assurer un parfait rivetage des branches de ces dernières après enfoncement, comme représenté sur la figure 6. Une fois cette opération réalisée, la tête relâche sa pression sur les pans P₁, P₂ agrafés, si bien que la plaquette 8 est automatiquement repoussée par le ressort 16 dans sa position de départ en vue du cycle d'agrafage suivant.

[0022] La figure 7 illustre un second mode de réalisation de l'invention, dans lequel l'enclume mobile présente la forme d'un disque ou d'une pastille circulaire 18, monté à rotation autour d'un axe Y sensiblement perpendiculaire à l'axe principal longitudinal X de la palette de rivetage 4, à l'intérieur d'un logement 19 de forme complémentaire, usiné dans la partie avant 20 de cette dernière, élargie à cet effet.

[0023] La figure 8 montre que le disque 18 est monté en rotation, par l'intermédiaire d'un roulement à billes 21, autour d'un moyeu 22 fixé au centre du fond du logement circulaire 19 par des vis 23. En outre, pour être parfaitement stable au cours de sa rotation, le disque 18 repose, à proximité de son bord périphérique 18b, sur des butées à aiguilles, telles que 24, positionnées radialement sur le fond du logement 19.

[0024] Sur les figures 7 et 8, on peut encore voir que deux rainures circulaires 25, 26, concentriques et adjacentes, à fond arrondi, sont gravées dans la surface supérieure 18a du disque 18, tout près du bord périphérique 18b de ce dernier. Ces deux rainures 25, 26, qui sont centrées sur l'axe de rotation Y du disque 18, constituent une empreinte de rivetage continue destinée à coopérer avec la tête d'agrafage 1 (symbolisée par une flèche sur la figure 8), qui est ici positionnée de telle manière qu'au départ d'un cycle d'agrafage, elle se trouve à l'aplomb d'un point de l'empreinte circulaire 25, 26 très proche d'une tangente au disque 18, parallèle à l'axe longitudinal X de la palette de rivetage 4.

[0025] Dès lors, une fois que les deux pans P₁, P₂ du flan F auront, dans cette position de départ, été pressés contre la surface du disque 18 par la tête d'agrafage 1, l'extrémité libre active de celle-ci, dans son mouvement vers l'avant, entraînera le disque en rotation autour de l'axe Y et décrira, en suivant l'empreinte circulaire, une trajectoire en arc de cercle, sur 4 à 5 mm, le long de laquelle les agrafes seront enfoncées dans le carton et rivetées dans les deux rainures 25, 26 de l'empreinte, comme décrit précédemment en référence à la figure 6. Après cette opération, la tête d'agrafage sera relevée et ramenée dans sa position de départ, au-dessus d'un autre point de l'empreinte circulaire continue 25, 26 en vue du cycle suivant d'agrafage, sans qu'il se pose un quelconque problème de positionnement vis-à-vis de cette dernière.

[0026] Sur la figure 8, on peut observer que, dans son logement 19, le disque s'incline vers le bas, en s'enfonçant progressivement sous la surface 4a de la palette de rivetage 4, depuis sa partie 18c soumise à l'action de la tête d'agrafage 1, laquelle est au contraire légèrement en saillie au-dessus de cette même surface. Ainsi, d'une part, le disque 18 ne sera pas freiné par le carton, dans sa partie où il tourne en sens inverse du mouvement d'avance de ce dernier, et, d'autre part, il sera parfaitement bien entraîné sous la tête d'agrafage.

[0027] Il faut aussi ajouter que la flèche introduite dans la tête d'agrafage 1, lors de son mouvement en arc de cercle, peut être négligée, compte tenu des tolérances mécaniques.

Revendications

1. Dispositif d'agrafage d'éléments plans, tels que par exemple des flans en carton, du type comprenant, sur un bâti (2), au moins une tête d'agrafage oscillante ou rotative (1), ainsi qu'une palette de rivetage (4) définie par un axe principal longitudinal (X) sensiblement perpendiculaire à l'axe de pivotement (A) de la tête d'agrafage dont l'extrémité libre active (1a) est en outre maintenue en face d'une empreinte d'une contre-partie d'agrafage (8 ; 18) formée sur la palette de rivetage, caractérisé en ce que la palette de rivetage (4) est montée fixe sur le bâti (2) et la contre-partie d'agrafage est constituée par une enclume mobile (8 ; 18) dont la trajectoire de l'empreinte (14, 15 ; 25, 26) est au moins en partie sensiblement confondue avec celle de l'extrémité libre active (1a) de la tête d'agrafage (1).

2. Dispositif d'agrafage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enclume mobile présente la forme d'une plaquette (8) montée coulissante à la surface (4a) de la palette de rivetage (4), dans la direction de l'axe principal longitudinal (X) de cette dernière et à l'encontre de la force d'un ressort de rappel (16).

3. Dispositif d'agrafage selon la revendication 2, équipé d'une tête d'agrafage double, caractérisé en ce que les deux empreintes (14, 15 ; 14a, 15a) correspondantes sont ménagées dans une même plaquette coulissante (8), l'une derrière l'autre dans la direction de l'axe principal longitudinal (X) de la palette de rivetage (4).

4. Dispositif d'agrafage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enclume mobile présente la forme d'un disque circulaire (18) monté en rotation à la surface (4a) de la palette de rivetage (4), autour d'un axe (Y) sensiblement orthogonal à son axe principal longitudinal (X).

5. Dispositif d'agrafage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le disque (18) comporte une empreinte continue circulaire (25, 26)centrée sur l'axe de rotation (Y) de ce dernier.

6. Dispositif d'agrafage selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'empreinte est constituée par deux rainures circulaires (25, 26), concentriques et adjacentes.

7. Dispositif d'agrafage selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'empreinte est ménagée à la périphérie du disque (18).

8. Dispositif d'agrafage selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que la tête d'agrafage (1) est positionnée d'un côté de l'axe de rotation (Y) du disque (18) et en ce que le disque s'incline vers le bas depuis la tête d'agrafage.

9. Dispositif d'agrafage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'enclume (8, 18) ou au moins sa partie faisant face à l'extrémité libre active de la tête d'agrafage, est légèrement saillante par rapport à la surface (4a) de la palette de rivetage (4).

10. Machine à agrafer des éléments plans, notamment des flans en carton, comprenant un dispositif d'agrafage, tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 9, associé à des moyens d'entraînement en continu des éléments à agrafer (F), aptes à les faire défiler successivement sur et le long de la palette de rivetage (4), dans la direction de l'axe principal longitudinal (X) de cette dernière.

Dessins