Procédé pour envelopper dans une feuille une boîte remplie à extrémité supérieure ouverte, et appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé
La présente invention a pour objet un procédé pour envelopper dans une feuille, par exemple d'une manière transparente, une boîte remplie à extrémité supérieure ouverte, et un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Pour envelopper des boîtes à extrémité ouverte avec une enveloppe transparente, il est d'usage d'enfermer complètement dans l'enveloppe les extrémités supérieure, latérales, extrêmes et inférieure de la boîte. La matière constituant l'enveloppe est ordinairement repliée sur elle-même aux extrémités de la boîte, et les bords longitudinaux de cette enveloppe sont généralement scellés les uns aux autres dans leur zone de chevauchement en contact avec le fond de la boîte. Pour obtenir ce résultat, il est nécessaire d'assurer un mouvement vertical relatif entre la boîte remplie, mais encore non recouverte, et la feuille constituant l'enveloppe, suivi d'un mouvement horizontal de la boîte recouverte par la feuille pendant lequel les joints disposés sous le fond de la boîte sont scellés de manière permanente.
Si l'on considère que l'enveloppe transparente d'une boîte coûte environ autant que la boîte ellemême, on comprend qu'une économie sérieuse de matière première soit recherchée en fixant la feuille constituant l'enveloppe en permanence aux extrémités et aux côtés de la boîte remplie sans recouvrir aussi le fond de la boîte. La présente invention a pour but de fournir un procédé et un appareil permettant d'obtenir ce résultat.
Le procédé faisant l'objet de l'invention est caractérisé en ce qu'on amène en contact, par un mouvement vertical relatif, la boîte remplie et la feuille, celle-ci étant disposée approximativement horizontalement et présentant une surface suffisante pour couvrir la partie supérieure de la boîte et être repliée vers le bas en contact avec les parois latérales et extrêmes de cette dernière, on amène en contact, par un mouvement vertical relatif, la boîte remplie recouverte de la feuille et des surfaces de contact, de manière à plier les parties périphériques de la feuille vers le bas contre les parois latérales et extrêmes de la boîte, et on poursuit ce mouvement vertical relatif de manière que les parties périphériques pliées de la feuille soient maintenues fermement en contact avec les parois latérales et extrêmes de la boîte,
pendant un temps suffisant pour permettre de lier lesdites parties périphériques auxdites parois au moyen d'un adhésif disposé entre la feuille et ces parois. I1 est évident que la boîte peut être déplacée relativement à la feuille et aux surfaces de contact, ou vice versa.
L'appareil selon l'invention pour la mise en oeuvre de ce procédé est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de support pour maintenir en place de manière amovible une feuille placée approximativement horizontalement et d'une surface suffisante pour couvrir la partie supérieure de la boîte et pour être repliée vers le bas en contact avec les parois latérales et extrêmes de celle-ci, des moyens de libération pour libérer le support de la feuille et permettre à celle-ci d'engager la partie supérieure de la boîte et d'être repliée vers le bas autour des parois latérales et extrêmes de cette dernière, une chambre de scellage verticale, disposée immédiatement au-dessus du niveau de contact entre la boîte et la feuille,
des moyens de pliage disposés dans ladite chambre pour plier les extrémités de la feuille vers le bas contre les parois extrêmes de la boîte qui se déplace vers le haut, les dimensions de la section transversale de la chambre étant approximativement égales à celles de la boîte de manière à assurer un contact étroit des parties périphériques repliées de la feuille avec les parois latérales et extrêmes de la boîte quand la boîte recouverte de la feuille est déplacée vers le haut dans ladite chambre, et des moyens de levage pour soulever la boîte à travers des étages de contact, de pliage et de scellage disposés le long de sa trajectoire verticale.
Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, une mise en oeuvre du procédé selon l'invention et représente une forme d'exécution et des variantes de l'appareil pour sa mise en oeuvre.
La fig. 1 est une vue en plan de cette forme d'exécution.
La fig. 2 est une vue en élévation correspondant à la fig. 1.
La fig. 3 est une coupe, à plus grande échelle, d'une variante.
Les fig. 4 à 7 et 4a à 7a sont respectivement des vues de bout et des vues en perspective montrant divers stades de ladite mise en oeuvre.
La fig. 6 est une vue en perspective d'un détail de ladite forme d'exécution.
La fig. 9 est une vue en perspective d'un autre détail.
La fig. 10 est une vue en perspective d'une variante.
La fig. 11 est une vue partielle, en élévation, d'une variante.
La fig. 12 est une vue en plan correspondant à la fig. 11.
La fig. 13 est une vue latérale d'une partie de la variante représentée à la fig. 11.
Les fig. 14a, 14b et 14c sont des vues schématiques illustrant la mise en oeuvre du procédé avec la variante représentée aux fig. 11 et 12.
La fig. 15 est une coupe selon la ligne 15-15 de la fig. 2.
L'appareil représenté aux fig. 1 et 2 utilise une bande continue d'une matière propre à renveloppement, par exemple une pellicule de cellulose transparente, de vinyl-polymère ou d'une matière semblable, ou d'une feuille d'une matière opaque, par exemple un papier fort, pour recouvrir la partie supérieure, les côtés et la partie inférieure d'une boîte remplie à extrémité supérieure ouverte. La bande 1 est alimentée depuis une bobine d'alimentation à partir de laquelle elle passe sur un rouleau tendeur 2, sur un rouleau fou 3 et entre deux rouleaux d'alimentation 4 et 5. Le rouleau inférieur 5 est entraîné par une roue dentée 6 et le rouleau supérieur 4 est poussé par un ressort contre la bande 1 quand elle passe sur le rouleau 5.
La roue dentée 6 engrène avec un secteur denté 7 oscillant, le mouvement vers le bas du segment entraînant le rouleau 5 dans le sens d'alimentation de la bande. Le mouvement vers le haut du segment 7 actionne simplement un embrayage 8 de type connu entre le rouleau 5 et la roue dentée 6, puis le segment revient dans sa position inférieure pour entraîner une fois de plus la bobine d'alimentation. Le segment denté 7 est entraîné par la rotation d'un bras 9 monté sur un arbre de support 10 qui porte un rouleau de coupe
11. L'extrémité du bras 9 s'engage dans une fente radiale 12 ménagée dans le segment denté, de manière que la rotation du bras 9 dans le sens du mouvement des aiguilles d'une montre en regardant la fig. 1 soulève le segment denté 7 rapidement et l'abaisse plus lentement.
La rotation du bras 9 est assurée par une chaîne 13 passant sur une roue à chaîne 14 solidaire de l'arbre 10 et sur une roue semblable 15 montée sur un arbre principal 16. Cet arbre principal est relié à la roue à chaîne 15 par un embrayage 17 d'un type connu comprenant une came 18. Celle-ci est engagée par un levier 19 de verrouillage d'embrayage actionné par un doigt détecteur 20.
Ainsi, le mouvement d'une boite 26 remplie et à partie supérieure ouverte le long d'une plate-forme de décharge dans le sens de la flèche (fig. 2) entraîne la rotation du doigt détecteur 20 en sens inverse du mouvement des aiguilles d'une montre et abaisse le levier 19. La came 18 est alors libre de tourner d'un tour dans le sens du mouvement des aiguilles d'une montre avec l'arbre principal 16 et assure l'engagement de l'arbre principal et de la roue à chaîne 15. Le mouvement résultant de la chaîne 13 produit une révolution d'un tour dans le sens du mouvement des aiguilles d'une montre du rouleau de coupe 1 1 et du bras associé 9, de manière à entraîner les rouleaux d'alimentation 4 et 5 dans le sens voulu pour faire avancer la bande 1 vers la gauche en regardant la fig. 2.
A la fin de l'unique révolution du rouleau de coupe 11, une lame 21 montée sur la périphérie du rouleau engage une lame correspondante 21a et coupe ainsi une feuille la dans la bande 1. Cette feuille, supportée entre des guides 22, est engagée par un bloc d'alimentation 23 (décrit en détail plus loin) qui tire la feuille la dans la position d'engagement avec la boîte 26 animée d'un déplacement vers le haut. Si les rouleaux d'alimentation 4 et 5 font avancer une trop grande longueur de la bande pendant cette suite d'opérations, le rouleau tendeur 2 est tiré vers le bas contre l'action d'un ressort de retenue 24.
La rotation résultante d'un bras 25 à l'extrémité du quel est monté le rouleau 2 agit sur un arbre excentrique 25a monté sur le bras 25 afin d'ouvrir une pince de freinage 27 maintenue normalement fermée par un ressort 29, cette pince engageant un collier 28 sur un arbre 28a de la bobine d'alimentation de la bande 1. Cette bobine est ainsi libre de tourner dans le sens de la flèche (fig. 2) jusqu"à ce que le ressort 24 ramène le bras 25 dans sa position supérieure. A ce moment, la pince 27, sous la pression du ressort 29, serre le collier 28 sur l'arbre de la bobine d'alimentation et arrête sa rotation jusqu'à ce que la traction des rouleaux d'alimentation 4 et 5 déplace à nouveau le rouleau tendeur 2 dans sa position la plus basse représentée à la fig. 2.
La boîte remplie 26 est envoyée dans une chambre de scellage 36 (fig. 8) dont une variante est représentée à la fig. 3. La boîte est amenée audessous de la feuille d'enveloppement la par une courroie sans fin 30 qui déplace la boîte remplie vers l'avant sur une plate-forme de décharge 31, puis sur une plate-forme d'élévateur 32. La boîte remplie, quand elle est poussée sur la plate-forme 32, engage des arrêts de position 33 de manière que la boite soit alignée avec le centre de la feuille la placée au-dessus d'elle. La plate-forme 32, repré sentée à la fig. 3 dans sa position inférieure, est déplacée vers le haut par un bras 34 à mouvement alternatif, de sorte que la boîte 26 est poussée vers le haut, contre la feuille la.
L'inversion simultanée du sens de mouvement du bloc d'alimentation 23 (fig. 1 et 2) produit, par l'intermédiaire de plateaux de serrage 76, la libération de l'extrémité avant de la feuille la qui est libre ainsi de glisser hors des guides 22 pour être placée autour de la boite remplie quand cette dernière est soulevée. Ensuite, dans son mouvement vers le haut selon une trajectoire déterminée par la partie supérieure des arrêts de position 33 et par un plateau de guidage 35 opposé auxdits arrêts, la boîte remplie est pressée vers le haut contre le centre de la feuille la et les parties périphériques de cette feuille sont repliées vers le bas autour des côtés et des extrémités de la boîte.
Celle-ci est alors déplacée plus avant vers le haut dans l'intérieur de la chambre de scellage 36.
Les bords intérieurs inférieurs 37 des deux parois latérales opposées 38 de la chambre 36 sont incurvés vers le haut et vers l'intérieur de manière à guider la boite recouverte dans l'intérieur de la chambre.
Deux autres parois intérieures opposées 39, constituant des plateaux de formation de plis, sont disposées dans la chambre de scellage perpendiculairement aux parois latérales principales 38. Les parois latérales 38 et intérieures 39 sont espacées les unes des autres de manière que leurs surfaces de contacts intérieures 40 pressent étroitement les parties périphériques de la feuille la contre les parois latérales et extrêmes de la boîte. Chacune des parois 39 comprend une languette centrale inférieure 41, dont les limites supérieures sont définies par deux fentes arquées 42, 43 incurvées vers l'intérieur et espacées verticalement l'une de l'autre.
Chacune de ces fentes est découpée en diagonale dans les parois latérales (fig. 3 et 8), de sorte qu'en tout point de la fente la surface intérieure de la paroi latérale adjacente à la fente est plus haute que la surface extérieure adjacente à cette fente. La languette et les fentes arquées constituent des moyens de pliage vers le bas, en contact avec les parois extrêmes de la boîte, des parties périphériques se projetant vers l'extérieur de la feuille la.
Le fonctionnement du dispositif de pliage mentionné ci-dessus est représenté schématiquement aux fig. 4 et 4a à 7 et 7a. Les fig. 4 et 4a montrent la feuille la et la boîte 26 à extrémité supérieure ouverte dans la position relative représentée à la fig. 3.
Les fig. 5 et Sa montrent la position de la feuille qui recouvre la partie supérieure de la boîte et ses parois latérales, la boîte 26 ayant été soulevée jusqu'à ce que ses parois latérales aient pénétré entre les bords inférieurs 37 de la chambre de scellage 36.
Les fig. 6 et 6a montrent comment une partie centrale 44 de l'extrémité de la feuille la se projetant vers l'extérieur a été repliée vers le bas contre la paroi extrême de la boîte au moyen de la languette 41 et comment la première fente 42 a produit le pliage d'une partie latérale 45 de cette extrémité de la feuille vers l'intérieur sur la face externe de la partie 44. Les fig. 7 et 7a montrent comment le mouvement vers le haut de la boîte au-delà de la fente 43 a produit le pliage en dedans de l'autre partie latérale 46 de la feuille sur la face externe de la partie 45.
La partie inférieure des parois latérales 38 de la chambre 36 sont séparées de la partie supérieure de ces parois par une barrière isolante 47 (fig. 3 et 8).
La partie supérieure des parois latérales comprend une résistance électrique 48 noyée dans la paroi et destinée au chauffage de la partie supérieure des parois latérales 38. Quand la plate-forme d'élévateur 32 continue à soulever la boîte recouverte entre les surfaces 40 de la chambre 36 en contact étroit avec la boîte, la chaleur produite sur ces surfaces est utilisée pour le scellage des parties périphériques de la feuille la aux parois latérales et extrêmes de la boîte. Quand la plate-forme 32 élève finalement la boîte ainsi fermée en dehors de l'extrémité supérieure ouverte de la chambre 36, la boîte déplace des détentes à ressort 49, puis ces détentes reviennent dans leur position initiale sous le fond de la boîte une fois que cette dernière a passé verticalement au-delà des détentes. La boîte recouverte occupe alors la position représentée en traits mixtes à la fig. 3.
Un piston 50 susceptible de se déplacer selon un mouvement alternatif horizontal vient alors pousser latéralement la boîte fermée dans un poste de réception.
L'adhésif destiné à sceller la feuille d'enveloppement aux parois latérales et extrêmes de la boîte est avantageusement appliqué à la boîte avant qu'elle soit remplie. Par exemple, comme représenté à la fig. 9, la boîte 26 peut comprendre autour de ses parois latérales et extrêmes un revêtement d'une matière thermoplastique 52. Une telle matière peut être, par exemple, un adhésif phénol-formaldéhyde (stade B), un adhésif polyamide à faible poids moléculaire, une émulsion d'acétate de vinyle, du latex, un adhésif polyéthylène de faible poids moléculaire (tel qu'un polyéthylène et un polybutylène de faible poids moléculaire mélangés avec une paraffine méthylée), et des cires telles que la cire de paraffine.
On comprend facilement, par ailleurs, qu'on peut utiliser une boîte non recouverte d'adhésif, telle que celle représentée à la fig. 10, et qu'un adhésif, séchant à l'air ou sous l'action de la chaleur, peut être appliqué le long des parois latérales et extrêmes de la boîte avant l'application de la feuille la autour de la boîte remplie.
Une variante de l'appareil décrit est représentée aux fig. 11, 12 et 13. Dans cette variante, la partie inférieure de la chambre de scellage 36 est pratiquement la même que celle représentée aux fig. 3 et 8. Cependant, immédiatement au-dessous de la zone de pliage comprenant la languette 41 et les fentes 42 et 43, les parois de la chambre 36 comprennent des détentes 53 se projetant vers l'intérieur, similaires aux détentes 49 représentées à la fig. 3, qui supportent la boîte recouverte à l'extrémité supérieure de la course verticale de la plate-forme d'élévateur 32. La partie de la chambre de scellage audessus des détentes 53 est plus allongée dans cette variante que dans les chambres décrites précédemment.
Cette partie supérieure de la chambre est limitée par des parois rectangulaires 54 dont les surfaces extérieures comprennent des corps de chauffe 55, de sorte qu'un scellage à chaud peut s'effectuer sur une course beaucoup plus longue que dans le cas précédent.
Pour permettre l'élévation supplémentaire de la boite recouverte à travers la chambre de scellage 36 représentée à la fig. 11, la boîte supportée par les détentes 53 est entraînée ensuite dans la chambre par des paires de doigts de levage 56 passant à travers des fentes verticales 57 (fig. 12) s'étendant longitudinalement sur toute la longueur de la chambre, d'un côté de celle-ci. Chaque doigt 56 est porté par deux chaînes sans fin 58 et 59. Les deux chaînes ont la même longueur et sont entraînées à la même vitesse. La chaîne 58 est montée sur quatre roues à chaîne 60 et la chaîne 59 sur quatre roues à chaîne 61, les deux séries de roues 60 et 61 étant disposées aux angles de deux trajectoires rectangulaires qui présentent la même hauteur et la même largeur, mais qui sont espacées l'une de l'autre horizontalement seulement.
Ainsi, la trajectoire de la chaîne 58 définie par les quatre roues 60 est un peu en avant de la trajectoire de la chaîne 59 définie par les roues 61, bien que les parties supérieures des deux trajectoires soient dans un même plan horizontal. Les deux paires de chaînes, à raison d'une paire pour chaque doigt de levage d'une paire de doigts, sont entraînées par un arbre commun 62 (fig. 13) pour assurer la coordination du mouvement des quatre chaînes.
La partie de chaque doigt 56 adjacente aux chaînes 58 disposées en avant (fig. 1 1 et 12) est supportée par un arbre 63 s'étendant vers l'extérieur, porté à une extrémité par la chaîne 58 et s'étendant à travers une ouverture 64 ménagée dans la partie correspondante du doigt. L'autre partie de chaque doigt alignée avec les chaînes 59 disposées en arrière est supportée par l'extrémité externe d'un arbre 65 dont l'extrémité interne est portée par la chaîne 59.
L'extrémité externe de l'arbre 63 est supportée par un bras 66 qui, à son tour, est monté sur l'extrémité interne du second arbre 65. Par ce moyen, les deux parties supportées de chaque doigt de levage 56 sont maintenues alignées horizontalement sur toute la trajectoire des chaînes. En conséquence, les doigts de levage restent horizontaux sur toutes les parties verticales et horizontales de la trajectoire des chaînes et sont ainsi capables de supporter les boîtes remplies non seulement dans leur déplacement vers le haut, mais aussi à travers la partie supérieure de la trajectoire des chaînes et vers le bas le long de la trajectoire de retour des chaînes.
Pour permettre aux doigts de levage de porter les boîtes remplies horizontalement à partir de l'extrémité supérieure de la chambre de scellage vers l'extrémité supérieure d'un puits de décharge 67, la partie de chaque doigt qui se projette dans l'intérieur de la chambre de scellage présente une surface de levage 68 abaissée. En conséquence, la surface 69 du reste du doigt est dans un plan horizontal légèrement au-dessus de celui de la surface 68. L'action réciproque de ces surfaces dans les paires de doigts suçcessives est illustrée par les fig. 14a, 1 4b et 14c.
La fig. 1 4a montre la boîte recouverte à distance des parois latérales 54 de la chambre de scellage 36, mais reposant encore sur la surface abaissée 68 des doigts de levage. Les deux doigts de levage se déplacent alors horizontalement vers le puits de décharge 67. Cependant, comme on le voit à la fig. 14b, la surface arrière 69 des doigts de la paire suivante s'élève jusque sous la boîte recouverte qui est ainsi transportée vers le puits de décharge. En décalant la partie avant des doigts de levage par rapport à la partie arrière (fig. 12), la partie arrière ascendante de chaque doigt vient se placer le long du côté de la partie avant du doigt de levage qui le précède immédiatement à la partie supérieure de la trajectoire.
Comme la surface arrière 69 du doigt ascendant est plus haute que la surface 68 de doigt précédent, la boîte recouverte est transférée de la partie avant de chaque paire de doigts à la partie arrière des doigts asendants. Ainsi, comme on le voit à la fig. 14c, la boîte enveloppée est portée par la partie arrière des doigts de chaque paire quand ces doigts approchent du puits de décharge 67 et descendent dans ce dernier. Les doigts de levage 56 assurent ainsi non seu lement le mouvement vertical vers le haut de la boîte enveloppée à travers la chambre de scellage, mais aussi le transfert horizontal et le mouvement vertical vers le bas de la boîte à travers le puits de décharge 67.
Des encoches 70 (fig. 12) sont taillées dans la surface des arbres 63 de support des doigts de levage et des détentes à ressort 71 sont montées dans la partie centrale de chaque doigt de levage, de manière que les doigts de chaque paire puissent être rapprochés ou éloignés l'un de l'autre pour coopérer avec des boîtes de diverses largeurs. I1 est évident qu'un changement dans la largeur ou la longueur de la boîte à envelopper nécessite l'emploi d'une nouvelle chambre de scellage ayant des dimensions correspondantes.
Au lieu d'utiliser la plate-forme d'élévateur 32 et les doigts de levage 56 comme décrit ci-dessus en référence à la fig. 11, on peut utiliser seulement des doigts de levage pour élever la boîte remplie dans les étages d'emballage, de pliage et de scellage. Ainsi on peut remarquer aux fig. 1 et 2 que les doigts 56 sont agencés pour se soulever au-dessous des boîtes remplies sur la courroie 30 et pour entraîner chaque boîte vers le haut à travers lesdits étages.
Les détails du bloc d'alimentation 23 (fig. 1 et 2) sont visibles à la fig. 15. Le bloc comprend une coquille externe 72 comportant deux plateaux extrêmes 73. Ceux-ci portent des paliers 74 dans lesquels sont montés deux arbres 75. Les extrémités adjacentes des arbres 75 se projettent au-delà d'un plateau extrême du bloc et portent les plateaux de serrage 76 qui se rapprochent ou s'éloignent l'un de l'autre quand les arbres 75 tournent. La partie centrale du bloc 23 comprend une traverse de support 77 montée dans les plateaux extrêmes 73. Une ouverture ménagée dans cette traverse loge un bloc 78 monté sur un câble 79, de sorte que le bloc 78, qui se déplace avec le câble, est libre de se déplacer dans la traverse 77.
Une rainure ménagée dans les surfaces supérieure et inférieure du bloc 78 engage des chevilles 80 montées radialement sur les arbres 75, de sorte que lorsque le bloc 78 se déplace, les chevilles 80 sont déplacées également et font ainsi tourner les arbres 75.
Le bloc d'alimentation 23 est porté par le câble 79 et une tige de guidage 81 passe à travers un palier 82 monté dans la traverse 77. Quand le câble 79 est déplacé vers la gauche de la fig. 1, il fait tourner les arbres 75 de manière à saisir la feuille la, et un arrêt 83 monté sur le câble 79 engage le bloc 23 et le câble entraîne tout ce bloc dans le même sens.
Quand le mouvement du câble est inversé, les arbres 75 sont tournés de manière à libérer la feuille la et un autre arrêt 84 sur le câble ramène le bloc 23 dans sa position initiale. Le mouvement alternatif du câble 79 est assuré par une poulie 85 montée sur l'arbre du rouleau d'alimentation 5. Ainsi, les blocs 23 sont susceptibles de saisir l'extrémité libre de chaque feuille la coupée par les lames 21 et 21a et d'amener cette feuille en avant immédiatement au-dessus d'une boîte remplie et prête à être soulevée verticalement dans la zone d'emballage.
Les parois internes 39 comportant les plateaux de pliage définis par les fentes 42 et 43 ont été représentées d'une seule pièce (fig. 3 et 8). Toutefois, les parties A, B et C des plateaux de pliage (fig. 2) peuvent être des pièces séparées. Dans ce cas, la chambre peut être réglable de manière à pouvoir coopérer avec des boîtes de différentes dimensions, ce qui augmente encore la souplesse et les facilités d'utilisation de l'appareil.
Method for wrapping a filled box with an open top end in foil, and apparatus for carrying out this method
The present invention relates to a method for wrapping in a sheet, for example in a transparent manner, a filled box with an open upper end, and to an apparatus for carrying out this method.
To wrap open end boxes with a clear wrap, it is customary to completely enclose the top, side, end and bottom ends of the box in the wrap. The material constituting the envelope is usually folded back on itself at the ends of the box, and the longitudinal edges of this envelope are generally sealed to each other in their overlap zone in contact with the bottom of the box. To obtain this result, it is necessary to ensure a relative vertical movement between the filled box, but not yet covered, and the sheet constituting the envelope, followed by a horizontal movement of the box covered by the sheet during which the seals placed under the bottom of the box are permanently sealed.
If we consider that the transparent casing of a box costs about as much as the box itself, we understand that a serious saving in raw material is sought by fixing the sheet constituting the casing permanently at the ends and to the sides of the box. the filled box without also covering the bottom of the box. The object of the present invention is to provide a method and an apparatus making it possible to obtain this result.
The method forming the object of the invention is characterized in that one brings into contact, by a relative vertical movement, the filled box and the sheet, the latter being arranged approximately horizontally and having a sufficient surface to cover the part. top of the box and be folded downwards in contact with the side and end walls of the latter, the filled box, covered with the sheet and the contact surfaces, is brought into contact, by a relative vertical movement, so as to bend the peripheral parts of the sheet down against the side and end walls of the box, and this relative vertical movement is continued so that the folded peripheral parts of the sheet are held firmly in contact with the side and end walls of the box ,
for a sufficient time to allow said peripheral parts to be bonded to said walls by means of an adhesive placed between the sheet and these walls. It is obvious that the box can be moved relative to the sheet and the contact surfaces, or vice versa.
The apparatus according to the invention for carrying out this method is characterized in that it comprises support means for removably holding in place a sheet placed approximately horizontally and of a sufficient surface area to cover the upper part. of the box and to be folded down in contact with the side and end walls thereof, release means for releasing the support from the sheet and allowing the latter to engage the upper part of the box and to be folded down around the side and end walls of the latter, a vertical sealing chamber, disposed immediately above the level of contact between the box and the sheet,
folding means disposed in said chamber for folding the ends of the sheet down against the end walls of the upwardly moving box, the dimensions of the cross section of the chamber being approximately equal to those of the box of so as to ensure close contact of the folded peripheral portions of the sheet with the side and end walls of the box when the box covered with the sheet is moved upwardly into said chamber, and lifting means for lifting the box through contact, folding and sealing stages arranged along its vertical path.
The appended drawing illustrates, by way of example, an implementation of the method according to the invention and represents an embodiment and variants of the apparatus for its implementation.
Fig. 1 is a plan view of this embodiment.
Fig. 2 is an elevational view corresponding to FIG. 1.
Fig. 3 is a section, on a larger scale, of a variant.
Figs. 4 to 7 and 4a to 7a are respectively end views and perspective views showing various stages of said implementation.
Fig. 6 is a perspective view of a detail of said embodiment.
Fig. 9 is a perspective view of another detail.
Fig. 10 is a perspective view of a variant.
Fig. 11 is a partial view, in elevation, of a variant.
Fig. 12 is a plan view corresponding to FIG. 11.
Fig. 13 is a side view of part of the variant shown in FIG. 11.
Figs. 14a, 14b and 14c are schematic views illustrating the implementation of the method with the variant shown in FIGS. 11 and 12.
Fig. 15 is a section taken along line 15-15 of FIG. 2.
The apparatus shown in Figs. 1 and 2 use a continuous web of a clean wrapping material, for example a film of transparent cellulose, vinyl polymer or the like, or a sheet of an opaque material, for example heavy paper , to cover the top, sides and bottom of a filled box with an open top end. The strip 1 is fed from a supply reel from which it passes over a tension roller 2, over an idle roller 3 and between two supply rollers 4 and 5. The lower roller 5 is driven by a toothed wheel 6 and the upper roller 4 is pushed by a spring against the strip 1 as it passes over the roller 5.
The toothed wheel 6 meshes with an oscillating toothed sector 7, the downward movement of the segment driving the roller 5 in the direction of web feed. The upward movement of segment 7 simply actuates a clutch 8 of known type between roller 5 and toothed wheel 6, then the segment returns to its lower position to once again drive the supply spool. The toothed segment 7 is driven by the rotation of an arm 9 mounted on a support shaft 10 which carries a cutting roller
11. The end of the arm 9 engages in a radial slot 12 formed in the toothed segment, so that the rotation of the arm 9 in the direction of clockwise movement, looking at FIG. 1 raises the toothed segment 7 quickly and lowers it more slowly.
The rotation of the arm 9 is ensured by a chain 13 passing over a chain wheel 14 integral with the shaft 10 and over a similar wheel 15 mounted on a main shaft 16. This main shaft is connected to the chain wheel 15 by a clutch 17 of a known type comprising a cam 18. The latter is engaged by a clutch locking lever 19 actuated by a detector finger 20.
Thus, the movement of a filled box 26 with an open upper part along a discharge platform in the direction of the arrow (fig. 2) causes the detection finger 20 to rotate in the opposite direction to the movement of the hands. clockwise and lowers lever 19. The cam 18 is then free to rotate one turn clockwise with the main shaft 16 and ensures the engagement of the main shaft and of the chain wheel 15. The resulting movement of the chain 13 produces a revolution of one turn in the direction of clockwise movement of the cutting roller 11 and the associated arm 9, so as to drive the rollers feeder 4 and 5 in the desired direction to advance the strip 1 to the left, looking at fig. 2.
At the end of the single revolution of the cutting roller 11, a blade 21 mounted on the periphery of the roller engages a corresponding blade 21a and thus cuts a sheet 1a in the strip 1. This sheet, supported between guides 22, is engaged. by a feed unit 23 (described in detail later) which pulls the sheet 1a into the engagement position with the box 26 moving upwards. If the feed rollers 4 and 5 advance too great a length of the web during this series of operations, the tension roll 2 is pulled down against the action of a retaining spring 24.
The resulting rotation of an arm 25 at the end of which the roller 2 is mounted acts on an eccentric shaft 25a mounted on the arm 25 in order to open a brake clamp 27 held normally closed by a spring 29, this clamp engaging a collar 28 on a shaft 28a of the tape supply reel 1. This reel is thus free to rotate in the direction of the arrow (fig. 2) until the spring 24 brings the arm 25 back into its At this moment, the clamp 27, under the pressure of the spring 29, clamps the collar 28 on the shaft of the supply reel and stops its rotation until the traction of the supply rollers 4 and 5 again moves the tension roller 2 to its lowest position shown in Fig. 2.
The filled box 26 is sent to a sealing chamber 36 (fig. 8), a variant of which is shown in fig. 3. The box is brought below the wrapping sheet 1a by an endless belt 30 which moves the filled box forward onto a discharge platform 31 and then onto an elevator platform 32. La filled box, when pushed onto platform 32, engages position stops 33 so that the box is aligned with the center of the sheet placed above it. The platform 32, shown in FIG. 3 in its lower position, is moved upwards by a reciprocating arm 34, so that the box 26 is pushed upwards against the sheet 1a.
The simultaneous reversal of the direction of movement of the power supply unit 23 (fig. 1 and 2) produces, by means of clamping plates 76, the release of the front end of the sheet 1a which is thus free to slide. out of the guides 22 to be placed around the filled box when the latter is lifted. Then, in its upward movement along a path determined by the upper part of the position stops 33 and by a guide plate 35 opposite said stops, the filled box is pressed upwards against the center of the sheet 1a and the parts Peripherals of this sheet are folded down around the sides and ends of the box.
This is then moved further upwards into the interior of the sealing chamber 36.
The lower interior edges 37 of the two opposing side walls 38 of the chamber 36 are curved upward and inward so as to guide the covered box into the interior of the chamber.
Two other opposing interior walls 39, constituting pleat forming trays, are disposed in the sealing chamber perpendicular to the main side walls 38. The side 38 and interior 39 walls are spaced from each other such that their interior contact surfaces 40 tightly press the peripheral parts of the sheet 1a against the side and end walls of the box. Each of the walls 39 comprises a lower central tongue 41, the upper limits of which are defined by two arcuate slots 42, 43 curved inwardly and spaced vertically from one another.
Each of these slits is cut diagonally in the side walls (Figs. 3 and 8), so that at any point in the slit the inner surface of the side wall adjacent to the slot is higher than the outer surface adjacent to the slot. this slot. The tongue and the arcuate slits constitute means for folding downwards, in contact with the end walls of the box, of the peripheral parts projecting outwards from the sheet 1a.
The operation of the folding device mentioned above is shown schematically in Figs. 4 and 4a to 7 and 7a. Figs. 4 and 4a show the sheet 1a and the box 26 with the upper end open in the relative position shown in FIG. 3.
Figs. 5 and Sa show the position of the sheet which covers the upper part of the box and its side walls, the box 26 having been lifted until its side walls have penetrated between the lower edges 37 of the sealing chamber 36.
Figs. 6 and 6a show how a central portion 44 of the outwardly projecting end of the sheet 1a has been folded down against the end wall of the box by means of the tab 41 and how the first slit 42 has produced the folding of a lateral part 45 of this end of the sheet inwardly on the outer face of the part 44. FIGS. 7 and 7a show how the upward movement of the box past the slot 43 produced the inward folding of the other side portion 46 of the sheet on the outer face of the portion 45.
The lower part of the side walls 38 of the chamber 36 are separated from the upper part of these walls by an insulating barrier 47 (fig. 3 and 8).
The upper part of the side walls includes an electrical resistor 48 embedded in the wall and intended for heating the upper part of the side walls 38. As the elevator platform 32 continues to lift the covered box between the surfaces 40 of the chamber 36 in close contact with the box, the heat generated on these surfaces is used to seal the peripheral portions of the sheet 1a to the side and end walls of the box. When the platform 32 finally lifts the thus closed box out of the open upper end of the chamber 36, the box moves spring detents 49, then these detents return to their original position under the bottom of the box once that the latter has passed vertically beyond the detents. The covered box then occupies the position shown in phantom in FIG. 3.
A piston 50 capable of moving in a horizontal reciprocating movement then pushes the closed box laterally into a receiving station.
The adhesive for sealing the wrapping sheet to the side and end walls of the box is preferably applied to the box before it is filled. For example, as shown in FIG. 9, the box 26 can comprise around its side and end walls a coating of a thermoplastic material 52. Such a material can be, for example, a phenol-formaldehyde adhesive (stage B), a low molecular weight polyamide adhesive, vinyl acetate emulsion, latex, low molecular weight polyethylene adhesive (such as low molecular weight polyethylene and polybutylene mixed with methylated paraffin), and waxes such as paraffin wax.
It is easily understood, moreover, that one can use a box not covered with adhesive, such as that shown in FIG. 10, and that an adhesive, drying in air or under the action of heat, may be applied along the side and end walls of the box before application of the sheet 1a around the filled box.
A variant of the apparatus described is shown in FIGS. 11, 12 and 13. In this variant, the lower part of the sealing chamber 36 is practically the same as that shown in FIGS. 3 and 8. However, immediately below the fold area comprising tab 41 and slots 42 and 43, the walls of chamber 36 include inwardly projecting detents 53, similar to detents 49 shown in figure. fig. 3, which support the covered box at the upper end of the vertical stroke of the elevator platform 32. The portion of the sealing chamber above the detents 53 is more elongated in this variation than in the chambers described above.
This upper part of the chamber is limited by rectangular walls 54, the outer surfaces of which comprise heating bodies 55, so that hot sealing can be carried out over a much longer stroke than in the previous case.
To allow further elevation of the covered box through the sealing chamber 36 shown in FIG. 11, the box supported by the detents 53 is then driven into the chamber by pairs of lifting fingers 56 passing through vertical slots 57 (Fig. 12) extending longitudinally along the entire length of the chamber, one by one. next to it. Each finger 56 is carried by two endless chains 58 and 59. The two chains have the same length and are driven at the same speed. The chain 58 is mounted on four chain wheels 60 and the chain 59 on four chain wheels 61, the two sets of wheels 60 and 61 being arranged at the corners of two rectangular paths which have the same height and the same width, but which are spaced apart from each other horizontally only.
Thus, the path of the chain 58 defined by the four wheels 60 is a little ahead of the path of the chain 59 defined by the wheels 61, although the upper parts of the two paths are in the same horizontal plane. The two pairs of chains, at the rate of one pair for each lifting finger of a pair of fingers, are driven by a common shaft 62 (Fig. 13) to coordinate the movement of the four chains.
The part of each finger 56 adjacent to the chains 58 arranged in front (Figs. 11 and 12) is supported by a shaft 63 extending outwardly, carried at one end by the chain 58 and extending through a shaft 63. opening 64 formed in the corresponding part of the finger. The other part of each finger aligned with the chains 59 arranged behind is supported by the outer end of a shaft 65, the inner end of which is carried by the chain 59.
The outer end of the shaft 63 is supported by an arm 66 which, in turn, is mounted on the inner end of the second shaft 65. By this means, the two supported portions of each lifting finger 56 are kept aligned. horizontally over the entire path of the chains. As a result, the lifting fingers remain horizontal on all vertical and horizontal parts of the chain path and thus are able to support the filled boxes not only in their upward movement, but also across the upper part of the chain path. chains and down along the return path of the chains.
To allow the lifting fingers to carry the filled boxes horizontally from the upper end of the sealing chamber to the upper end of a discharge well 67, the part of each finger that projects into the interior of the sealing chamber has a lowered lifting surface 68. Accordingly, the surface 69 of the remainder of the finger is in a horizontal plane slightly above that of the surface 68. The interaction of these surfaces in the pairs of sucking fingers is illustrated by Figs. 14a, 1 4b and 14c.
Fig. 14a shows the box covered away from the side walls 54 of the sealing chamber 36, but still resting on the lowered surface 68 of the lifting fingers. The two lifting fingers then move horizontally towards the discharge well 67. However, as seen in FIG. 14b, the rear surface 69 of the fingers of the next pair rises below the covered box which is thus transported to the discharge well. By shifting the front part of the lifting fingers relative to the rear part (fig. 12), the rear ascending part of each finger comes to be placed along the side of the front part of the lifting finger which immediately precedes it at the part. upper part of the trajectory.
Since the rear surface 69 of the ascending finger is higher than the surface 68 of the preceding finger, the covered box is transferred from the front part of each pair of fingers to the rear part of the ascending fingers. Thus, as can be seen in FIG. 14c, the wrapped box is carried by the rear part of the fingers of each pair as those fingers approach and descend into the discharge well 67. The lifting fingers 56 thus ensure not only the vertical upward movement of the wrapped box through the sealing chamber, but also the horizontal transfer and downward vertical movement of the box through the discharge well 67.
Notches 70 (Fig. 12) are cut into the surface of the lifting finger support shafts 63, and spring detents 71 are fitted in the central portion of each lifting finger, so that the fingers of each pair can be moved. close or distant from each other to cooperate with boxes of various widths. It is obvious that a change in the width or length of the box to be wrapped requires the use of a new sealing chamber having corresponding dimensions.
Instead of using the elevator platform 32 and the lifting fingers 56 as described above with reference to FIG. 11, only lifting fingers can be used to lift the filled box in the packing, folding and sealing stages. Thus one can notice in figs. 1 and 2 that the fingers 56 are arranged to lift below the boxes filled on the belt 30 and to drive each box upwardly through said floors.
The details of the power supply 23 (fig. 1 and 2) can be seen in fig. 15. The block comprises an outer shell 72 comprising two end plates 73. These carry bearings 74 in which are mounted two shafts 75. The adjacent ends of the shafts 75 project beyond an end plate of the block and carry the clamping plates 76 which move towards or away from each other as the shafts 75 rotate. The central part of the block 23 comprises a support cross member 77 mounted in the end plates 73. An opening formed in this cross member accommodates a block 78 mounted on a cable 79, so that the block 78, which moves with the cable, is free to move in the crossbar 77.
A groove in the top and bottom surfaces of block 78 engages pegs 80 mounted radially on shafts 75, so that as block 78 moves, pegs 80 are moved as well and thus rotate shafts 75.
The power supply 23 is carried by the cable 79 and a guide rod 81 passes through a bearing 82 mounted in the cross member 77. When the cable 79 is moved to the left in FIG. 1, it rotates the shafts 75 so as to grip the sheet 1a, and a stop 83 mounted on the cable 79 engages the block 23 and the cable drives all this block in the same direction.
When the movement of the cable is reversed, the shafts 75 are rotated to release the sheet 1a and another stop 84 on the cable returns the block 23 to its original position. The reciprocating movement of the cable 79 is provided by a pulley 85 mounted on the shaft of the feed roller 5. Thus, the blocks 23 are capable of gripping the free end of each sheet the cut by the blades 21 and 21a and d 'Bring this sheet forward immediately over a filled box ready to be lifted vertically into the packing area.
The internal walls 39 comprising the folding plates defined by the slots 42 and 43 have been shown as a single piece (fig. 3 and 8). However, parts A, B and C of the folding plates (fig. 2) can be separate parts. In this case, the chamber can be adjustable so as to be able to cooperate with boxes of different dimensions, which further increases the flexibility and ease of use of the apparatus.