[0001] La présente invention se rapporte au placement sur des supports plats, tels que des
découpes de carton par exemple, d'éléments en feuille, tels que des fenêtres ou des
sachets, et vise à résoudre le problème de la dépose automatique et précise, à haute
cadence, desdits éléments en feuille, un à un, sur des supports plats individuels.
[0002] La fabrication des boîtes composites en particulier, constituées à la manière bien
connue d'un étui en carton à l'intérieur duquel est collé un sachet ou fourreau formé
par un film plastique, pose le problème de la mise en place un à un des sachets sur
des découpes de carton sans perturber les cadences de fabrication. Il importe en effet
que chaque sachet soit positionné avec une précision rigoureuse et qu'un tel placement
s'opère sans faille de manière répétitive, si possible à la même cadence que celle
d'éjection des découpes à la sortie de la presse.
[0003] La présente invention a précisément pour but de résoudre ce problème et celui, d'une
manière plus générale, du placement précis à haute cadence, d'un élément en feuille
quelconque (film plastique, fenêtre, sachet, papier, carton, PVC, etc...) sur un support
plat, notamment un flan de carton ou autre matière, découpé et rainé pour former une
boîte pliante, composite ou non.
[0004] A cet effet, l'invention a pour objet un margeur rotatif pour le placement précis
d'éléments en feuille sur des supports plats, caractérisé en ce qu'il comprend :
- au moins un magasin fixe, réglable en translation, de stockage des éléments en feuille
empilés,
- un rouleau presseur coopérant avec un dispositif d'amenée en continu des supports
plats à munir chacun d'un élément en feuille,
- au moins un organe de saisie et dépose un à un par aspiration des éléments en feuille,
et
- des moyens de support et d'entraînement dudit organe de saisie agencés pour conférer
à ce dernier une trajectoire au moins en partie hypocycloïdale telle que deux points
de rebroussement de l'hypocycloïde coïncident, d'une part, avec le point de saisie
d'un élément en feuille audit magasin, et, d'autre part, avec le point de transfert
dudit élément audit rouleau presseur,
grâce à quoi, chaque élément en feuille est, au premier point susdit, solidarisé
dudit organe de saisie avec une vitesse relative nulle entre l'organe mobile et l'élément
immobile et, au second point susdit, désolidarisé avec un mouvement relatif de dégagement
dudit organe de dépose vis à vis du rouleau presseur, assurant ainsi un positionnement
précis, continu et à haute cadence des éléments en feuille sur lesdits supports plats.
[0005] Suivant un mode de réalisation, ledit organe de saisie et dépose est constitué par
au moins une ventouse et les moyens propres à conférer à cet organe ladite trajectoire
sont constitués par un porte-ventouse monté rotatif autour d'un axe parallèle à l'axe
du rouleau presseur et entraîné lui-même en rotation autour d'un axe qui lui est parallèle,
en synchronisme avec la vitesse de rotation du rouleau presseur, des moyens étant
prévus, indexés sur la rotation de l'axe du porte-ventouse, pour donner à la ventouse
ladite courbe hypocycloïdale avec les deux points de rebroussement aux deux points
de saisie et dépose respectivement des éléments en feuille.
[0006] Dans une application plus particulière de l'invention à la mise en place de sachets
sur des flans de carton de boîtes composites, lesdits sachets sont solidaires de manière
détachable par arrachement de talons, l'ensemble talons-sachets étant enliassé et
stocké audit magasin et, afin de faciliter l'arrachement des sachets, des moyens sont
prévus pour communiquer audit organe de saisie et dépose, au moment de la saisie d'un
sachet, un mouvement de recul léger et net, sans interrompre le mouvement continu
dudit organe de saisie et dépose de trajectoire hypocycloïdale.
[0007] D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre
d'un mode de réalisation du dispositif de l'invention, description donnée à titre
d'exemple uniquement et en regard des dessins annexés sur lesquels :
- Figure 1 est une vue schématique en élévation latérale d'une machine linéaire de fabrication
de boîtes composites à sachet interne équipée d'un margueur conforme à l'invention
;
- Figure 2 est une vue en perspective des moyens propres à conférer aux organes de saisie
et dépose du margeur de la figure 1 la trajectoire hypocycloïdale désirée ;
- Figure 3 illustre la trajectoire hypocycloïdale de la ventouse de saisie et dépose
entre les postes de dépose et de saisie ;
- Figures 4a à 4i illustrent différentes phases successives de la saisie d'un sachet
;
- Figures 5a à 5c illustrent trois phases successives de la dépose d'un sachet ;
- Figure 6 représente un sachet à talon ;
- Figure 7 est une vue en pespective schématique d'un magasin à sachets conformes à
la figure 6, et
- Figure 8 est une vue en élévation latérale du magasin de la figure 7.
[0008] Sur la figure 1 on a représenté en 1 un convoyeur aspirant chargé d'acheminer un
à un des flans de carton 2 découpés et rainurés destinés à constituer des étuis de
boîtes composites à sachet interne, lesdits flans étant placés sur le convoyeur 1
à l'aide d'un dispositif de positionnement 3 approprié.
[0009] Les flans 2 sont transférés sur un convoyeur 4 disposé dans le prolongement du convoyeur
1, où ils sont en premier lieu encollés, à la manière connue, par un dispositif d'encollage
5 chargé de déposer sur la face supérieure de chaque flan 2 les lignes de collage
du sachet qui doit être déposé sur le flan et dont le positionnement doit être particulièrement
précis. On a symbolisé à titre illustratif en 6 sur la figure 1 deux de telles lignes
de collage.
[0010] L'installation de la figure 1 comporte un cylindre aspirant 7 du type utilisé sur
les "cellophaneuses" ou machines à poser les fenêtres de boîtes à fenêtres, lequel
cylindre 7 est chargé de transférer sur le flan 2 passant sous lui un sachet 8 constitué
par exemple d'une poche en film plastique mince transparent, fermée à une extrémité
et ouverte à l'autre, et amené par un margeur rotatif conforme à l'invention et désigné
dans son ensemble par la référence numérique 9.
[0011] Le margeur 9 est chargé de prélever un à un les sachets 8 emmagasinés en 10 dans
le margeur, empilés avec leur plan disposé verticalement, parallèlement à l'axe du
cylindre aspirant 7.
[0012] On décrira plus loin un mode de réalisation du magasin 10 de stockage et présentation
des sachets 8.
[0013] Un mécanisme de saisie et dépose des sachets 8 un à un est prévu pour prélever les
sachets 8 au magasin 10 et les déposer sur le cylindre 7 et plus précisément les faire
pincer entre ce dernier et un rouleau presseur 11, appliqué élastiquement contre le
cylindre 7 et entraîné à la même vitesse que lui.
[0014] Ce mécanisme de saisie et dépose, plus précisément représenté sur la figure 2, comprend
trois porte-ventouses 12, portés par des barres 13 parallèles à l'axe du cylindre
aspirant 7 et montées rotatives dans deux flasques circulaires 14a et 14b calés sur
un arbre central 15 également parallèle à l'axe du cylindre 7. Les barres 13 sont
à équidistance de l'arbre 15 et décalées entre elles de 120°.
[0015] L'arbre 15 et les flasques 14a,14b sont entraînés en rotation en synchronisme avec
le cylindre 7 par une transmission appropriée 16, le sens de rotation 17 de l'ensemble
15-14a,14b étant contraire de celui 18 du cylindre 7.
[0016] L'ensemble 15-14a,14b est monté tourillonnant dans deux plaques de bâti latérales,
verticales 19.
[0017] Chaque porte-ventouses 12 est monté de manière fixe mais réglable le long des barres
13 et comprend un jeu de deux ventouses reliées par une canalisation souple 20 et
un raccord torique 21 à une source de vide non représentée. L'une (22) des deux ventouses
a une surface sensiblement plus importante que celle de l'autre ventouse 23.
[0018] Les barres 13 traversent l'un (14a) des flasques et sont solidaires à leur extrémité
d'une sorte de pignon 24 muni de dents 25 susceptibles d'engrener avec une fraction
de couronne 26 solidaire du bâti 19 et portant intérieurement une denture formée d'ergots
ou saillies 27 situés sur la trajectoire des dents 25.
[0019] La couronne 26 s'étend sur un arc de cercle de 180° et est coaxiale à l'axe de l'arbre
15. Dans le mode de réalisation illustré, la demi-couronne 26 s'étend depuis le point
le plus bas des barres, lors de la rotation de l'ensemble 15-14a,14b, lequel correspond
au point de dépose d'un sachet 8 (figure 3) sur le cylindre 7, jusqu'au point le plus
haut.
[0020] Lorsqu'en tournant le flasque 14a présente un pignon 24 à l'extrémité inférieure
de la demi-couronne 26, les dents 25 du pignon 24 engrenent avec les ergots 27 et
la barre 13 concernée tourne autour de son axe alors que continue à tourner l'arbre
15, en sorte que les ventouses 22, 23 du porte-ventouses 12 de ladite barre 13 se
mettent à décrire des hypocycloïdes comme illustré par la figure 3. Arrivées en haut
de la demi-couronne 26, les dents 25 échappent aux ergots 27 et la rotation de la
barre 13 par rapport au flasque 14a est bloquée par une glissière semi-annulaire 28,
prenant le relais de la demi-couronne sur 180° et contraignant une saillie 29 solidaire
de chaque pignon 24 à rendre les barres 13 immobiles par rapport aux flasques 14a,14b
jusqu'au retour desdites barres au point bas de leur course.
[0021] Sur la figure 3 on a illustré la trajectoire hypocycloïdale 30 du point de contact
central de la ventouse 22 avec un sachet 8, avec en particulier le point de rebroussement
31 de la ventouse 22 à hauteur du magasin 10 et le point de rebroussement (téorique)
32 de la ventouse 22 à hauteur du cylindre 7.
[0022] Dans le mode de réalisation représenté les pignons 24 sont dimensionnées de façon
qu'entre les deux points de rebroussement successifs (32 puis 31 suivant le sens de
rotation 17 de l'arbre 15) l'arbre 15 a décrit un arc de 90°, le magasin 10 du margeur
étant placé en conséquence.
[0023] Une telle trajectoire hypocycloïdale 30 permet à la ventouse 22 de contacter un sachet
8 de la pile du magasin 10 avec une approche perpendiculaire au sachet et une vitesse
nulle au moment du contact, lequel sera aussi celui du vide appliqué à la ventouse
22, ce qui se traduit par une saisie avec un positionnement de la ventouse particulièrement
net, précis et répétitif à n'importe quelle vitesse de rotation de l'arbre 15, c'est-à-dire
à n'importe quelle cadence d'acheminement des flans 2 par le convoyeur 4.
[0024] Au-delà du point de rebroussement 31, la ventouse 22 poursuit son mouvement hypocycloïdal
(30′) ascendant jusqu'en un point diamétralement opposé au point 32 par rapport à
l'arbre 15 et correspondant au moment où le pignon 24 quitte la demi-couronne 26 à
son extrémité supérieure. Au cours de cette seconde partie (30′) de trajectoire hypocycloïdale,
la ventouse 22 entraîne avec elle un sachet 8. A partir du point haut de la trajectoire
de la ventouse 22, celle-ci décrit ensuite un simple cercle jusqu'au point de rebroussement
32 comme indiqué sur la partie droite de la figure 3, la ventouse 22 avec son sachet
8 étant tournée vers l'extérieur. Au point p le sachet 8 est lâché par la ventouse
et est pris en charge sur le cylindre 7 par les orifices d'aspiration 7a du cylindre
(figure 2). Au point 32 la ventouse effleure le cylindre 7 avec une vitesse relative
nulle, le cylindre 7 et l'ensemble rotatif 13-15-22 étant entraîné à la même vitesse
de rotation.
[0025] Le positionnement du sachet sur le cylindre 7 est donc particulièrement précis et
répétitif à n'importe quelle cadence.
[0026] L'intérêt de la trajectoire hypocycloïdale de la ventouse 22 à partir dudit point
32 intervient pour le dégagement de la ventouse 22 vis à vis du rouleau presseur 11
qui se trouverait sur la trajectoire de ladite ventouse s'il n'y avait pas à partir
du point 32 l'amorce de la trajectoire hypocycloïdale 30.
[0027] Par facilité, la trajectoire du sachet 8 depuis sa saisie jusqu'à sa dépose à été
décrite et représentée sur les figures 1 et 3 avec la seule ventouse 22. En réalité,
les deux ventouses 22 et 23 saisissent le sachet mais suivant des processus légèrement
différents illustrés par les figures 4a à 4i, d'une part, et 5a à 5c, d'autre part,
et liés à l'existence de moyens particuliers pour faciliter l'arrachement d'un sachet
8 au magasin 10. Auparavant, on va se reporter à la figure 6 où est illustré un mode
de conditionnement des sachets 8 particulièrement approprié au dispositif de l'invention.
[0028] Sur cette figure 6, on a représenté un sachet 8 à l'état à plat relié en partie supérieure
à un talon 8a séparé du sachet par une ligne d'incisions 8b. Le talon 8a est constitué
par exemple par le prolongement de l'une des parois du sachet 8. En outre, le talon
8a est percé de deux trous 8c secants par rapport à la ligne d'incisions 8b.
[0029] Les sachets 8 et leur talon sont empilés et l'ensemble est enfilé sur deux doigts
33 du magasin 10 dont on décrira plus loin en référence aux figures 7 et 8 un mode
de réalisation.
[0030] En revenant maintenant aux figures 4a à 4i, on observera que chaque sachet 8 est
saisi par la grande ventouse 22 au voisinage de la ligne de séparation 8b et par la
petite ventouse 23 au voisinage de l'autre extrémité.
[0031] Le processus précis de saisie et d'arrachement d'un sachet 8 du magasin 10 est illustré
par les figures 4a à 4f.
[0032] Les figures 4a à 4c illustrent la fin de la course hypocycloïdale 30 de la ventouse
22 jusqu'au point de rebroussement 31 (figure 4c).
[0033] C'est d'abord la petite ventouse 23 (figure 4a), du fait de sa position par rapport
à la ventouse 22 sur le porte-ventouses 12 et du calage de celui-ci sur la barre 13,
qui contacte le sachet 8 au poste 10, dans sa partie inférieure. La ventouse 23 est
mise sous vide à ce moment, la commande des ventouses 23 et 22 étant indexée sur la
rotation des flasques 14a,14b et donc du cylindre 7.
[0034] La ventouse 23 commence à décoller la partie inférieure du sachet 8 (figure 4b) lorsque
la ventouse 22 commence à contacter la partie supérieure dudit sachet.
[0035] Lorsque la ventouse 22 est au point de rebroussement 31 (figure 4c) elle est mise
sous vide pour saisir la partie supérieure du sachet.
[0036] Afin de faciliter la séparation du sachet 8 de son talon 8a à hauteur de la ligne
8b, un mécanisme est alors actionné pour ramener légèrement en arrière, provisoirement,
les ventouses 22, 23. Ce mécanisme illustré sur la figure 2 comprend une came 34,
réglable en position angulaire, mue en rotation en synchronisme avec l'arbre 15 et
pourvue d'un creux 35. La came 34 agit sur un poussoir 36 coulissant dans un guide
37 solidaire du bâti 19 et articulé à son extrémité sur un tourillon 38 solidaire
de la demi-couronne 26 en sorte de communiquer à celle-ci un léger mouvement de rotation
autour de l'axe de l'arbre 15, la demi-couronne étant montée sur roulement à billes
à cet effet sur le bâti 19.
[0037] Lorsque le creux 35 se présente sous le poussoir 36, ce qui se passe au moment où
la ventouse 22 atteint le point de rebroussement 31 (figure 4c), le poussoir 36, sollicité
en permanence vers le bas par un ressort approprié non représenté, descend légèrement
et fait pivoter vers le bas la demi-couronne 26. Ceci fait pivoter légèrement, par
le pignon 24, les ventouses 22 et 23 comme illustré par les figures 4d à 4f. Le mouvement
de recul de la ventouse 22 procure (figure 4d) un arrachement sec du sachet 8 de son
talon 8a.
[0038] Lorsque le poussoir 36 sort du creux 35 et reprend sa position antérieure les ventouses
reprennent peu à peu (figures 4g à 4i) leur position normale, la ventouse 22 retrouvant
la trajectoire hypocycloïdale normale 30′ à partir du point de rebroussement 31.
[0039] Les figures 5a à 5c illustrent respectivement l'atteinte par la ventouse 22 du point
32 (dépose du sachet sur le cylindre 7), le sachet 8 étant toujours tenu par les deux
ventouses 22 et 23, puis (figure 5b) le début de la trajectoire hypocycloïdale 30
de la ventouse 22 entrainant également celle de la ventouse 23 qui se retire, la ventouse
23 étant mise à l'atmosphère pour lâcher le sachet 8 ainsi que la ventouse 22 et,
enfin (figure 5c), l'escamotage vers l'intérieur des ventouses 22, 23 en sorte d'échapper
au rouleau presseur 11.
[0040] Les figures 7 et 8 illustrent un mode de réalisation d'un chargeur ou magasin 10
stockant les ensembles sachet 8-talon 8a côte à côte verticalement. Ces ensembles
sont suspendus à deux doigts horizontaux 33 engagés dans les trous 8c.
[0041] Le plan de saisie des sachets 8 est délimité par un cadre vertical 39 muni de doigts
40 de retenue périphérique des sachets.
[0042] Les doigts 33, au delà du cadre 39 (côté ventouse 22, figure 8), sont recourbés vers
le haut en 33a de façon à recueillir, en vue de leur évacuation, les talons 8a qui
demeurent enfilés sur les doigts 33 après arrachement des sachets 8.
[0043] Une courroie sans fin 41 munie de saillies 42 entraînée par des moyens appropriés
est chargée de pousser constamment les talons 8a, avec, puis sans, leur sachet, vers
la partie incurvée 33a des doigts, en direction de la partie supérieure du boîtier
43 du chargeur ou magasin 10 d'où les talons 8a seront évacués, étant facilement extraits
des doigts 33 par l'échancrure ménagée dans les trous 8c par la ligne 8b.
[0044] La dépose des sachets 8, au lieu de s'opérer sur le cylindre aspirant 7, pourrait
tout aussi bien s'effectuer directement sur le tapis convoyeur 4 avec l'aide d'un
rouleau presseur analogue au rouleau 11 appliqué élastiquement contre ledit tapis
et entraîné en synchronisme avec ce dernier.
[0045] Le chargeur ou magasin 10 est réglable en translation et est conçu en fonction du
type d'éléments en feuille à mettre en place, la présentation des éléments étant toujours
la même, c'est-à-dire avec les éléments empilés à plat et la pile placée perpendiculairement
à la trajectoire d'approche hypocycloïdale de la ou des ventouses de saisie au voisinage
du point de rebroussement du poste de saisie des sachets.
[0046] Enfin, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation représentés et décrits
ci-dessus mais en couvre au contraire toutes les variantes notamment en ce qui concerne
les nature, formes, dimensions des éléments en feuille à assembler ou fixer sur un
support plat de quelque type, nature, forme ou dimensions que ce soit. De même, le
système de saisie et transport monté sur l'organe 12 peut être agencé différemment
avec une seule ventouse ou plus de deux ventouses disposées selon toute configuration.
Un nombre de barres 13 et donc de porte-ventouses 12, différent, inférieur ou supérieure
à trois, peut être prévu et plusieurs magasins 10 peuvent aussi être prévus si la
place le permet, à condition de prévoir également plusieurs ensembles d'organes tels
que 24 à 29 et 34 à 38 pour commander les diverses trajectoires hypocycloïdales et
le détachement des sachets aux divers magasins.
1. Margeur rotatif pour le placement précis d'éléments en feuille sur des supports plats,
caractérisé en ce qu'il comprend :
- au moins un magasin fixe (10), réglable en translation, de stockage des éléments
en feuille empilés (8),
- un rouleau presseur (11) coopérant avec un dispositif (4) d'amenée en continu des
supports plats (2) à munir chacun d'un élément en feuille (8),
- au moins un organe (22) de saisie et dépose un à un par aspiration des éléments
en feuille, et
- des moyens (12 à 17) de support et d'entraînement dudit organe de saisie (22)? agencés
pour conférer à ce dernier une trajectoire au moins en partie hypocycloïdale (30,30′)
telle que deux points de rebroussement (31,32) de l'hypocycloïde coïncident, d'une
part, avec le point de saisie d'un élément en feuille (8) audit magasin (10), et,
d'autre part, avec le point de transfert dudit élément (8) audit rouleau presseur
(11),
grâce à quoi, chaque élément en feuille est, au premier point susdit (31), solidarisé
dudit organe de saisie avec une vitesse relative nulle entre l'organe mobile et l'élément
immobile et, au second point susdit (32), désolidarisé avec un mouvement relatif de
dégagement dudit organe de dépose vis à vis du rouleau presseur, assurant ainsi un
positionnement précis, continu et à haute cadence des éléments en feuille (8) sur
lesdits supports plats (2).
2. Margeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit rouleau presseur (11)
coopère avec un cylindre aspirant (7) de placement des éléments en feuille (8) sur
les supports plats (2) amenés audit cylindre (7) par un convoyeur approprié (4).
3. Margeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit rouleau presseur (11)
coopère avec un tapis de convoyage acheminant lesdits supports plats (2).
4. Margeur suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit organe
de saisie et dépose est constitué par au moins une ventouse (22) et les moyens propres
à conférer à cet organe ladite trajectoire (30,30′) sont constitués par un porte-ventouse
(12) monté rotatif autour d'un axe (13) parallèle à l'axe du rouleau presseur (11)
et entraîné lui-même en rotation autour d'un axe (15) qui lui est parallèle, en synchronisme
avec la vitesse de rotation du rouleau presseur (11), des moyens étant prévus, indexés
sur la rotation de l'axe du porte-ventouse (12), pour donner à la ventouse (22) ladite
courbe hypocycloïdale (30,30') avec les deux points de rebroussement (31,32) aux deux
points de saisie et dépose respectivement des éléments en feuille (8).
5. Margeur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens pour donner
à ladite ventouse (22) ladite courbe hypocycloïdale sont constitués par un pignon
(24) calé sur l'axe (13) du porte-ventouse (12) et susceptible de coopérer, dans sa
course, avec une denture circulaire (27) fixe, centrée sur l'axe (15) de rotation
dudit axe (13).
6. Margeur suivant l'une des revendications 1 à 5, plus particulièrement destiné à la
mise en place de sachets (8) sur des flans de carton de boîtes composites, caractérisé
en ce que lesdits sachets (8) sont solidaires de manière détachable par arrachement
de talons (8a), l'ensemble talons-sachets étant enliassé et stocké audit magasin (10)
et, afin de faciliter l'arrachement des sachets, des moyens (34 à 38) sont prévus
pour communiquer audit organe de saisie et dépose (22), au moment de la saisie d'un
sachet (8), un mouvement de recul léger et net.
7. Margeur suivant les revendications 5 et 6, caractérisé en ce que lesdits moyens pour
communiquer ledit mouvement de recul dudit organe de saisie (22) au moment de la saisie
d'un sachet (8) sont constitués par des moyens (34 à 38) pour communiquer à ladite
denture circulaire (27) une légère rotation autour de son axe avec retour à la position
normale.
8. Margeur suivant la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens pour communiquer
à ladite denture (27) ladite rotation provisoire :ont constitués par une came (34)
pourvue d'un creux (35) agissant sur un poussoir (36) articulé sur une fraction de
couronne (26) portant ladite denture (27), ladite came (34) étant indexée sur la rotation
du support (14a,14b) de l'axe (13) du porte-ventouses (22).
9. Margeur suivant l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le porte-ventouse
comporte deux ventouses, l'une (22) de saisie du sachet (8) au voisinage de la ligne
d'arrachement (8b) et, l'autre (23) de saisie dudit sachet au voisinage de l'autre
extrémité, la seconde ventouse (23) étant agencée pour saisir le sachet avant la première.
10. Margeur suivant l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que le magasin (10)
est constitué de doigts fixes (33) susceptibles d'être engagés dans des trous (8c)
ménagés dans les talons (8a) des sachets (8), des moyens (41,42) étant prévus pour
pousser lesdits talons (8a) vers le plan de saisie des sachets, défini par un cadre
(39) de présentation muni de doigt (40) de positionnement, lesdits moyens (41,42)
évacuant les talons après arrachement des sachets.