Machine à emballer
La présente invention a pour objet une machine à emballer par l'application de flans de carton sur des récipients en mouvement, à raison de plusieurs récipients par flan.
Dans les machines à emballer habituelles du type auquel se rapporte la présente invention, des récipients, principalement des boîtes et des bouteilles, sont acheminés en deux rangées, alignés transversalement. Un flan est alors amené à recouvrir un certain nombre de récipients, après quoi ce flan est plié autour des récipients et fixé à ceux-ci, les récipients étant en inter-engagement avec le carton. Les machines connues présentent différents inconvénients. Ceux-ci résident dans le problème de l'alimentation des flans de carton en synchronisme avec le mouvement des récipients, afin d'assurer un alignement convenable des flans de carton et des récipients.
Lorsque les récipients sont constitués par des boîtes, les rebords de scellement de deux boîtes adjacentes longitudinalement, dans la rangée, ont une tendance à se chevaucher de telle sorte que les boîtes ne sont plus dans une position convenable pour être logées dans le carton.
Le but principal de la présente invention est de remédier à cet inconvénient.
La machine suivant l'invention est caractérisée par le fait qu'elle comprend un mécanisme d'alimentation en flans de carton, comprenant un magasin, des moyens saisissant les flans, un support pour lesdits moyens saisissant les flans, un bras de positionnement monté de façon à pouvoir osciller en un mouvement l'approchant et l'éloignant dudit magasin, ledit bras de positionnement étant articulé sur ledit support, et des moyens reliés audit support pour faire basculer celui-ci autour de ladite articulation, lorsque ledit bras de positionnement oscille.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention et une variante.
La fig. 1 est une vue en plan d'une machine à emballer, dans laquelle seuls des détails spécifiques de la machine comprenant des caractères de l'invention ont été illustrés en détail.
La fig. 2 est une coupe verticale longitudinale partielle, à échelle agrandie, suivant la ligne 2-2 de la fig. 1, et montre plus particulièrement les détails du mécanisme d'acheminement et d'application du flan de carton.
La fig. 3 est une coupe horizontale partielle à échelle agrandie de la machine, au voisinage du magasin de flans de carton, et représente des détails particuliers de construction de ce magasin.
La fig. 4 est une coupe verticale transversale partielle, à échelle agrandie, suivant la ligne 44 de la fig. 3, et montre la manière particulière dans laquelle des boîtes sont déplacées le long d'un chemin prédéterminé, en deux rangées.
La fig. 5 est une vue longitudinale verticale schématique montrant le mécanisme d'entraînement des différents éléments de la machine qui sont considérés comme nouveaux.
Les fig. 6, 7 et 8 sont des vues en élévation longitudinale schématique illustrant des étapes du processus d'enlèvement d'un flan de carton du magasin et de son transfert sur les rouleaux d'alimentation.
La fig. 9 est une coupe longitudinale partielle, à échelle agrandie, passant par le centre de la machine et qui montre la façon particulière dont les flans de carton sont amenés sur plusieurs boîtes et la manière dont l'espacement des flans de carton est maintenu.
La fig. 10 est une coupe verticale longitudinale partielle montrant la manière dont le dispositif élastique de maintien est supporté par le diviseur central.
La fig. 1 1 est une vue latérale en élévation partielle montrant la manière dont le convoyeur d'évacuation coopère à la fois avec le carton et avec la boîte d'emballage terminée.
La fig. 12 est une vue en élévation partielle, à échelle agrandie, d'une variante de la machine particulièrement adaptée pour la réalisation d'emballages dans lesquels les récipients sont constitués par des bouteilles.
Afin de permettre une compréhension complète des opérations de la machine suivant l'invention sans avoir à décrire en détail tous les éléments de la machine nécessaires pour la formation d'un emballage de plusieurs récipients au moyen d'un flan de carton, le fonctionnement général de la machine objet de la présente invention est décrit ci-après:
Les récipients à emballer sont amenés dans la machine en deux rangs tout proches les uns des autres, mais néanmoins nettement séparés. Les récipients adja
cents transversalement sont alors alignés et engagés
ensemble dans la machine. Ces récipients étant déplacés
à une vitesse prédéterminée, un flan de carton est également acheminé et placé de manière à recouvrir les récipients.
Lorsque les récipients sont constitués par des bouteilles, les flans de carton présentent des ouvertures pour les cols des bouteilles et leur partie centrale est simplement glissée sur les cols des bouteilles. Cela résoud le problème de l'alignement. Lorsque les récipients sont constitués par des boîtes ou autres, la partie centrale des flans de carton est placée de façon à recouvrir les récipients, après quoi les parties extérieures du flan sont pliées vers le bas le long des récipients et, à ce moment, un inter-engagement est assuré entre les récipients et le carton partiellement formé. Les réci
pients et le carton se déplacent alors ensemble dans le mécanisme dans lequel les panneaux de fond du carton sont pliés dans leur partie débordant des récipients et
sont engagés les uns dans les autres d'une manière qui ne constitue pas un caractère de la présente invention.
Pour la description de l'appareil pour l'inter-engagement des panneaux de fond du carton, on se référera au brevet U. S. A. no 2 986 857 délivré le 6 juin 1961.
On se référera maintenant à la fig. 3 en particulier, dans laquelle un flan de carton est représenté, désigné d'une façon générale par 20, pour lequel la machine suivant l'invention est particulièrement adaptée quoique cette machine puisse être légèrement modifiée pour utili
ser des flans de carton différents. Le flan de carton 20 correspond généralement au flan de carton décrit dans le brevet U. S. A. no 2986 857 et en diffère principalement par la forme de son bord festonné. il est à remar
quer que le flan de carton 20 comprend un panneau supérieur 21, situé au centre, une paire de panneaux latéraux adjacents 22 et une paire de panneaux de fond 23 et 24. Les panneaux de fond 23 et 24 sont munis de moyens d'inter-engagement du type représenté et décrit dans le brevet U. S.
A. no 2 986 857. ll est admis, dès lors, qu'une description plus détaillée n'est pas nécessaire du fait que la présente invention est étrangère à la manière dont les panneaux de fond 23 et 24 sont fixés l'un à l'autre.
La machine à emballer est désignée, d'une façon générale, par 25 et comprend un bâti 26. La machine 25, à
son extrémité gauche, est munie d'une paire de chaînes convoyeuses 27 qui sont disposées côte à côte. Les éléments convoyeurs 27 sont organisés de manière à supporter et à déplacer de la gauche vers la droite deux rangées de récipients, principalement les boîtes C. Les boîtes C sont délivrées à partir des éléments convoyeurs 27 sur des supports en forme de rubans allongés 28.
Pendant le mouvement des boites C sur les éléments convoyeurs 27 et sur les supports 28, les boîtes sont guidées le long de deux chemins prédéterminés. Ce guidage des boîtes C est réalisé par un diviseur central 29 disposé verticalement et par des guides extérieurs. Les gui
des extérieurs, comme le montre le mieux la fig. 4, comme prennent une paire de barres de guidage inférieures 30 et une paire d'éléments de guidage supérieurs 31 qui
sont de section droite en forme de cornières.
I1 est désiré que les boîtes adjacentes transversale-
ment soient alignées et que les boîtes soient convenable
ment espacées. A cet effet, sur chaque côté des chemins
le long desquels se déplacent les boites, est disposé un
convoyeur d'alimentation, désigné d'une façon générale
par 32, chaque convoyeur d'alimentation 32 correspondant à une rangée de boites. Le convoyeur d'alimenta
tion 32 comprend simplement un pignon d'entraînement
33 et un pignon fou 34 qui sont espacés l'un de l'autre
d'une distance correspondant au chemin des boîtes.
Adjacente au chemin des boîtes se trouve une barre de
guidage allongée 35. Une chaîne sans fin 36 passe sur
les pignons 33 et 34 et sur la surface de guidage de la
barre de guidage 35, la portion de cette chaîne sans fin
36 passant le long d'une partie centrale de la barre de
guidage 35 étant parallèle à la course ou au chemin le
long duquel se déplacent les boîtes. La chaîne conF
voyeuse 36 porte plusieurs chiens 37 d'espacement et
d'acheminement des boîtes, destinés à espacer conve
nablement les boîtes C sur les supports 28 et à déplacer
les boîtes ainsi espacées le long des supports 28. La
barre de -guidage 35 de chaque unité d'alimentation 32
présente une encoche élargie 38 ménageant un jour dans
un but qui sera décrit plus loin de façon détaillée.
Un magasin distributeur de flans de carton, désigné
d'une façon générale par 40, s'étend au-dessus du
chemin des boîtes C, au voisinage des unités d'alimenta
tion 32. Le magasin 40 comprend un bâti principal 41
qui s'étend transversalement sur le bâti 26 et qui est
supporté par celui-ci par une paire de montants 42 et de bras 43. I1 est à remarquer que les bras 43 sont réglables
sur les montants 42 afin de permettre de modifier la hauteur du magasin 40.
Une paire de bras s'étend longitudinalement vers le bas de la machine à partir du bâti 41, ces bras étant dé
signés par 44. Une traverse 45, destinée à supporter les
flans de carton, est montée de façon réglable entre les
extrémités des bras 44 éloignées du bâti 41. Le support
45 est réglé par rapport aux bras 44 au moyen de fentes
46 ménagées dans les bras 44 et de moyens de serrage 47 qui peuvent être débloqués, passant dans ces fentes
46. Le support 45 présente une paire de chevilles d'arrêt
48 limitant le mouvement des flans de carton 20 vers la
droite, vu dans la fig. 3. Un bras réglable 49 est porté par chacun des bras 44 et est maintenu en place par un
bloqueur 50 qui traverse la fente 46 et une fente trans
versale 51 du bras correspondant 49. Les bras 49 sont
réglés de façon à pouvoir recevoir les angles antérieurs
des flans de carton 20.
Le bâti 41 présente, fixé sur lui, un bras central 52
qui est légèrement engagé au-dessous du bord de fuite
du flan de carton 20, en son centre. Le bras 52 porte un organe de guidage dirigé vers le haut 53. D'autres
organes de guidage 54 sont portés par le bâti 41 à partir
des bras de support 55. De cette façon, une pile de flans
de carton 20 peut être facilement placée dans le magasin
40 de manière que le flan de carton inférieur puisse en
être facilement retiré. Concernant le mouvement des
flans de carton à partir du magasin 40, on se référera à
la fig. 2 dans laquelle les parties du magasin 40 coopé
rant avec les flans de carton présentent des arêtes arron
dies, telles qu'en 56, destinées à faciliter l'extraction du
flan de carton inférieur.
La machine 25 comprend une paire de guides extérieurs pour les cartons et de supports 57 qui sont repré sentés le mieux dans la fig. 3. Après qu'un flan de carton 20 soit retiré du bas de la pile logée dans le magasin 40, ses extrémités reposent sur les supports 57 et le flan de carton 20 est entraîné d'une manière qui sera décrite ci-après.
Afin de faciliter le transfert du flan de carton 20 du magasin 40 sur les supports 57 et pour l'amener aues- sus d'un nombre prédéterminé de boîtes C, une paire d'unités de rouleaux d'alimentation est prévue, désignée d'une façon générale par 60. Chaque unité de rouleaux d'alimentation 60 comprend un rouleau fou 61, inférieur, porté par un élément 62 monté sur, et partiellement à l'intérieur du guide correspondant 31. Un rouleau supérieur plus grand 63 est placé au-dessous du rouleau d'alimentation 61 et est pressé contre ce dernier de telle manière que les rouleaux 61 et 63 fassent avancer les flans de carton entre eux. Le rouleau d'alimentation 63 est entraîné de la façon qui sera décrite ci-après.
En se référant maintenant à la fig. 2, on voit qu'y sont illustrés les détails d'un mécanisme d'alimentation en flans de carton désigné d'une façon générale par 64.
Le mécanisme 64 comprend un arbre transversal 65 qui est monté de façon pivotante dans des blocs de palier 66 (fig. 5) portés par le bâti 26. L'arbre 65 porte, monté sur lui de façon réglable, une paire de bras oscillants 67 qui peuvent se déplacer d'une position dans laquelle ils sont situés au-dessus de l'horizontale dans une position dans laquelle ils sont situés au-dessous. Chaque bras oscillant 67 porte, fixé sur lui au moyen d'une cheville de pivot 69, un support 68, de telle manière que ce support puisse basculer par rapport au bras oscillant 67 correspondant.
Chaque support 68 est en deux pièces et est muni d'un dispositif intermédiaire de réglage 70, de construction habituelle. A l'extrémité supérieure de chaque support 68 est montée une cupule de succion 71 destinée à saisir le flan inférieur 20 du magasin 40. La cupule de succion 71 est munie d'une tubulure de succion 72 laquelle est reliée à un mécanisme à soupape, non représenté, et est actionnée en synchronisme avec la machine 25, d'une manière usuelle.
L'extrémité supérieure de chaque support 68 est également munie d'un bras 73 présentant une fente 74.
Un organe de serrage 75 est monté de façon réglable dans la fente 74 et porte une tige dirigée vers le haut 76, formant poussoir.
L'éxtrémité inférieure de chaque support 68 est munie d'un tâteur de came 77 qui se déplace le long d'une came 78 supportée par un élément transversal 80 du bâti fixé au bâti 26 d'une façon usuelle. I1 est à remarquer que la came 78 présente une partie rectiligne supérieure 81, une oreille 82 et une partie rectiligne inférieure 83, l'oreille 82 étant raccordée par des courbes avec les parties rectilignes 81 et 83. Le tâteur de came 77 est normalement maintenu en contact avec la came 78 par l'action du support 68 et par l'élément porté par celui-ci qui le fait tourner dans le sens des aiguilles d'une montre sur la cheville de pivotement 69. Cependant si cela est désiré, des moyens élastiques adéquats pourront être prévus pour presser le tâteur de came 77 contre la came 78.
L'arbre transversal 65 est muni d'une manivelle 84 qui est alignée avec la came rotative 85. La manivelle 84 porte un tâteur de came 86 qui coopère avec la came 85. La manière dont la came 87 est supportée et entraînée sera décrite ci-après.
On se référera maintenant aux fig. 6, 7 et 8, dans lesquelles le fonctionnement du mécanisme 64 est illustré en détail. Se référant tout d'abord à la fig. 6, on voit que le bras oscillant 67 approche sa position supérieure et que la cupule de succion 71 correspondante est engagée sur le flan inférieur 20 du magasin 40. Lorsque la came 85 tourne, le bras oscillant 67 est encore légèrement déplacé vers le haut, de telle sorte que la cupule de succion correspondante 71 est partiellement écrasée et est étroitement appliquée sur le flan de carton inférieur.
Lorsque la came 85 continue à tourner, le bras 67 se déplace vers le bas d'où il résulte que le support correspondant 68 est également déplacé vers le bas. Lorsque le bras oscillant 67 se déplace vers le bas, la cheville de pivotement 69 est déplacée vers la gauche. En même temps, le tâteur de came 77, qui court le long de la partie inférieure de la partie rectiligne 81 de la came 78 est déplacé vers la gauche. I1 en résulte que la cupule de succion 71 se déplace à la fois vers le bas et vers la gauche, comme cela est indiqué par les flèches se trouvant au-dessous du magasin 40. I1 en résulte que le flan de carton inférieur est glissé vers la gauche dans le magasin 40, hors des rebords le supportant.
En se référant maintenant à la fig. 7, on voit que la suite du mouvement vers le bas du bras oscillant 67 a pour efffet un nouveau basculement de la cupule de succion 71 vers la gauche, en même temps que vers le bas.
A ce moment, le tâteur de came 77 court le long de l'oreille 82 de la came 78. Le bras oscillant 67 atteint alors sensiblement la position horizontale.
Dans la fig. 8, on voit que, lorsque le bras oscillant 67 se déplace au-delà de la position horizontale représentée à la fig. 7, la cheville de pivotement 69 se déplace alors vers la droite. En même temps, le tâteur de came 77 quitte la partie inférieure de l'oreille 82 et se déplace vers la gauche. I1 en résulte que la cupule de succion 71 est alors rapidement déplacée vers la droite tout en étant encore déplacée vers le bas à une vitesse relativement lente. La relation entre la cupule de succion 71 et les rouleaux d'alimentation 61 et 63 est telle que le bord droit du flan de carton 20 porté par les cupules de succion 71 est engagé entre les rouleaux d'alimentation 61 et 63.
Le dispositif de soupape commandant le vide dans la cupule de succion 71 est actionné à ce moment pour interrompre la dépression, de telle sorte que la cupule de succion 71 abandonne le flan de carton 20. Cependant, alors que le flan de carton 20 est abandonné par la cupule de succion 71 il est porté par chacun des supports 68, le bras poussoir 76 adjacent à chaque cupule de succion 71 s'engageant sur le bord de fuite du carton 20 et assurant son engagement entre les rouleaux 61 et 63.
La partie centrale de la machine 25 est munie d'un mécanisme d'alimentation en flans de carton combiné avec un mécanisme de pliage désigné d'une façon générale par 87. Afin de faciliter le support de l'unité 87, le bâti 26 présente une plaque transversale 88 supportée par la partie principale du bâti par des montants 89.
La plaque porte une paire de blocs de paliers 90, espacés transversalement, dans lesquels un arbre 91 est monté rotativement. Chaque extrémité de l'arbre 91 porte, monté sur elle, un manchon de palier 92 qui porte un bras flottant 93. Chaque bras flottant 93 est muni, à son extrémité gauche, d'un arbre 94 sur lequel est monté rotativement un pignon 95. Le pignon 95 est solidaire d'un des rouleaux d'alimentation 63, comme le montre la fig. 1. L'arbre 91 porte une paire de pignons 96 qui sont alignés avec les pignons 95. Une chaîne sans fin 97 est montée sur chaque paire de pignons 95 et 96 et est entraînée par le pignon correspondant 96.
Afin d'assurer que le chemin inférieur de la chaîne sans fin 97 soit parallèle aux extrémités supérieures des boîtes C, comme cela est clairement représenté à la fig. 9 il est prévu une barre de guidage 98 pour chaque chaîne sans fin 97. Chaque barre de guidage 98 est portée par son bras flottant correspondant 93 au moyen d'une paire de tiges courtes 100. I1 est également à noter que chaque chaîne sans fin 97 est munie de plusieurs languettes-poussoirs 101 qui coopèrent avec les bords de fuite des flans de carton 20 et déplacent ceux-ci à la même vitesse que les boîtes C. n apparaît clairement de la fig. 9 que chaque flan de carton 20 est déplacé entre les rouleaux d'alimentation 61 et 63 pour venir se placer au-dessus d'un groupe de boîtes C, à une vitesse légèrement supérieure jusqu'à ce qu'il passe entre les rouleaux 61 et 63.
A ce moment, le bord de fuite du dernier flan de carton 20 est amené dans une position telle qu'il peut être en engagement avec une des languettes d'alimentation 101.
Afin d'assurer un engagement convenable du flan de carton 20 avec les extrémités supérieures des boîtes C, il est prévu une paire de rouleaux inférieurs de maintion 102, à raison d'une paire pour chaque rangée de boîtes
C. Chaque rouleau inférieur de maintien 102 est porté par un support 103 qui dépend d'une plaque transversale 104. Les extrémités de la plaque 104 sont montées de façon réglable sur des tiges 105 (fig. 1) qui s'étendent vers le haut à partir du bâti 26.
ll est à remarquer que les barres flottantes ou éléments de bâti 93 ne sont pas seulement sollicités vers le bas par la pesanteur, mais sont pressés élastiquement vers le bas. Cela est obtenu grâce à un bras dirigé vers le haut 105', sur chaque barre flottante 93, dont la partie supérieure est munie d'une oreille 106 à laquelle est accrochée l'extrémité d'un ressort de tension 107.
L'extrémité inférieure de chaque ressort de tension 107 est accrochée à une oreille dirigée vers le haut 108 portée par la plaque ou barre 104.
L'arbre 91 porte également un second jeu de barres flottantes 109. Les barres 109 sont montées rotativement par rapport aux arbres 91 de telle sorte qu'elles peuvent pivoter librement sur l'arbre 91 alors que cet arbre tourne. Les barres flottantes 109 portent un arbre transversal 110 sur lequel sont montés, adjacents aux extrémités extérieures de celui-ci, des rouleaux presseurs 111 qui coopèrent avec les bords extérieurs du panneau supérieur 21, afin d'assurer un engagement convenable de celui-ci avec les boîtes situées au-dessous. Les extrémités extérieures de l'arbre 110 sont munies de lames de pliage 112 qui plient les parties extérieures du flan de carton 20 vers le bas le long des côtés de boîtes.
Vu la configuration fendue du flan de carton 20, il apparaît que, lorsque ce dernier est plié le long des boîtes C, le flan de carton est alors en inter-engagement avec les boîtes de telle sorte que celles-ci et le flan de carton se déplacent alors comme une unité, l'avance des boîtes étant réalisée par l'intermédiaire du flan de carton au moyen des languettes d'alimentation 101. L'arbre 110 est entraîné par l'arbre 91 au moyen d'une chaîne 113 qui passe sur un pignon 114 de l'arbre 91 et sur un pignon 115 de l'arbre 110.
Afin que les rouleaux presseurs 111 puissent coopérer positivement avec le flan de carton, une des barres flottantes 102 est munie d'une barre 116 qui s'étend en direction de la plaque 104. La barre 116 présente une oreille 117 qui est alignée avec une oreille 118 de la plaque transversale 104. L'oreille 117 porte une vis de réglage 120 qui règle la hauteur des rouleaux presseurs 111. De plus, un ressort de tension 121 s'étend entre la barre 116 et la plaque 104 pour maintenir élastiquement les rouleaux presseurs 111 vers le bas, dans la position désirée.
En se référant à la fig. 1, on voit que des convoyeurs d'évacuation sont disposés le long des côtés des boîtes, ces convoyeurs d'évacuation étant désignés d'une façon générale par 122. Chaque convoyeur 122 est muni, à son extrémité gauche, vu dans la fig. 1, d'un pignon d'entraînement 123 et d'un pignon fou 124. D'au tres pignons (non représentés) sont montés à l'extrémité opposée du convoyeur d'évacuation 122. Une chaîne convoyeuse sans fin 125 est entraînée sur tous les pignons du dispositif évacuateur 122 et a un de ses chemins qui s'étend parallèlement au chemin des boîtes.
La chaîne convoyeuse sans fin 125 porte plusieurs languettes 126 qui sont particulièrement destinées à coopérer simultanément avec les panneaux latéraux 22 du carton. ll convient de relever que la vitesse du déplacement des languettes 126 est telle que les emballages terminés, qui sont désignés d'une façon générale par 127, sont rapidement évacués du reste du mécanisme 25.
ll est à noter qu'immédiatement après que le flan de carton 20 ait été plié vers le bas le long des faces latérales des boîtes, le pliage des panneaux de fond 23 et 24 débute, et que les panneaux de fond sont engagés l'un dans l'autre de façon à former un carton terminé. Les moyens de pliage et d'engagement des panneaux de fond peuvent être ceux qui sont décrits dans le brevet
U. S. A. susmentionné no 2 986 857.
Du fait que les moyens de pliage et d'inter-engagement des panneaux de fond ne sont pas nouveaux et ne sont pas directement liés avec les éléments de la machine 25 qui sont considérés comme nouveaux, ils n'ont pas été spécialement représentés ou décrits ici.
La manière dont les différentes composantes de la machine 25 sont entraînes est clairement représentée aux fig. 1 et 5. En se référant d'abord à la fig. 1, on voit que les convoyeurs 32 let 122 des parties gauches de la machine sont reliés à la chaîne d'entraînement 128.
Cette chaîne d'entraînement 128 passe sur un pignon 129 qui est fixé à l'arbre d'entraînement 130 du pignon 33. La chaîne d'entraînement 128 passe également sur un pignon 131 qui est fixé à l'arbre d'entraînement 132 du pignon 123.
En se référant maintenant à la fig. 5 en particulier, on voit que le convoyeur 32, à la droite de la machine, a son pignon d'entraînement 33 porté sur un arbre d'entraînement dirigé vers le haut 133 qui est pivoté de façon convenable dans un support 134 porté par le bâti 26. L'extrémité inférieure de l'arbre d'entraînement 133 est munie d'un pignon conique 135 en prise avec un autre pignon conique 136 porté par un arbre horizontal 137. L'arbre horizontal 137 est également pivoté dans un support 134 et porte la came 85.
La partie inférieure de l'arbre d'entraînement 133, au-dessus du pignon conique 135, est munie d'un pignon 138 par lequel est entraînée une chaîne d'entraînement 140 qui correspond à la chaîne d'entraînement 128. Le convoyeur 122 disposé à droite de la machine présente un arbre d'entraînement vertical 141 qui correspond à l'arbre d'entraînement 132. L'arbre d'entraînement 141 est pivoté convenablement et est muni à son extrémité inférieure d'un pignon 142 par lequel la chaîne 140 est entraînee. Le pignon d'entraînement 123 est porté par l'arbre d'entraînement 141, sensiblement à mi-hauteur.
L'extrémité supérieure de l'arbre d'entraînement 123 s'étend à travers une boîte d'entraînement à angle droit 143. L'extrémité droite de l'arbre d'entraînement 91 s'étend également dans une boîte d'entraînement à angle droit 143 de telle sorte que les arbres 91 et 141 sont accouplés l'un à l'autre.
Aucun accouplement particulier n'a été représenté entre les convoyeurs de la partie gauche de la machine et de la partie droite de celle-ci. Cependant, il est entendu que tous ces convoyeurs doivent être entraînés en synchronisme. Le couplage peut être réalisé en assurant l'entraînement de l'arbre d'entraînement 132 par l'arbre d'entraînement 91' par l'intermédiaire d'une boîte d'entraînement à angle droit similaire à la boîte d'entraîne ment à angle droit 143. D'autre part, les moyens pour entraîner simultanément les chaînes convoyeuses 125 des deux convoyeurs 122 peuvent être acouplées. Il apparaît clairement que, dans la mesure où la présente invention est en cause, la manière dont I'entraînement simultané des convoyeurs se trouvant sur les côtés opposés de la machine est réalisé est sans importance.
Il convient de relever que, lorsque les boîtes sont déplacées, elles ont une tendance à se presser les unes contre les autres, ce qui pourrait provoquer le chevauchement des rebords des boîtes adjacentes. I1 en résulterait que l'extrémité supérieure des boîtes ne serait plus dans un plan commun, mais disposée de façon irrégulière. Cela est indésirable pour l'emballage final, les flans de carton 20 étant dimensionnés de telle manière qu'ils enveloppent étroitement les boîtes lorsqu'elles sont positionnées convenablement, leur face supérieure dans un plan commun. On a constaté que ce chevauchement longitudinal des boîtes adjacentes peut être facilement évité au moyen d'éléments de maintien agissant vers le bas, disposés sur chaque rangée de boîtes.
En se référant à la fig. 10, on voit que chaque rangée de boîtes est munie d'un élément de maintien agissant vers le bas désigné d'une façon générale par 144. Ces éléments de maintien agissant vers le bas 144 comprennent des blocs de montage 145 qui sont fixés au moyen d'éléments de serrage 146 sur les côtés opposés du diviseur central 29. Il est à noter que le diviseur central 29 présente une partie gauche, vu dans la fig. 10, qui est de plus grande hauteur que la partie principale. Cette partie gauche est désignée, d'une façon générale, par 147 et c'est sur elle que les blocs 145 sont fixés. Il convient également de noter que les blocs 145 sont proportionnés de telle manière que les éléments de maintien agissant vers le bas 144 sont sensiblement alignés avec les rangées de boîtes passant entre eux.
Chaque élément de maintien agissant vers le bas 144 est du type à lame élastique et, dans sa forme d'exécution préférée, comprend trois lames élastiques 148, 149 et 150. La lame élastique 150 est beaucoup plus longue que les lames 148 et 149 et est disposée au-dessous. La lame élastique 149 se termine généralement au droit du centre du rouleau d'alimentation 61. La lame élastique 148 est relativement courte mais assure la rigidité nécessaire de l'élément de maintien 144 à son extrémité antérieure. Il apparaît que, lorsque les boîtes passent au-dessous de l'élément de maintien agissant vers le bas 144, elles sont légèrement secouées, vu leur mouvement irrégulier, et pressées vers le bas par l'action des éléments de maintien agissant vers le bas 144, de sorte que lorsque le flan
Packing machine
The present invention relates to a packaging machine by the application of cardboard blanks on moving containers, at the rate of several containers per blank.
In conventional packaging machines of the type to which the present invention relates, containers, mainly cans and bottles, are fed in two rows, aligned transversely. A blank is then made to cover a number of containers, after which this blank is folded around the containers and secured thereto, the containers being in inter-engagement with the carton. The known machines have various drawbacks. These lie in the problem of feeding the carton blanks in synchronism with the movement of the containers, to ensure proper alignment of the carton blanks and the containers.
When the containers are made of boxes, the sealing edges of two adjacent boxes longitudinally in the row tend to overlap so that the boxes are no longer in a suitable position to be accommodated in the carton.
The main aim of the present invention is to remedy this drawback.
The machine according to the invention is characterized by the fact that it comprises a mechanism for feeding cardboard blanks, comprising a magazine, means gripping the blanks, a support for said means gripping the blanks, a positioning arm mounted to so as to be able to oscillate in a movement approaching and away from said magazine, said positioning arm being articulated on said support, and means connected to said support for tilting the latter around said articulation, when said positioning arm oscillates .
The drawing represents, by way of example, an embodiment of the object of the invention and a variant.
Fig. 1 is a plan view of a packaging machine, in which only specific details of the machine including features of the invention have been illustrated in detail.
Fig. 2 is a partial longitudinal vertical section, on an enlarged scale, along line 2-2 of FIG. 1, and more particularly shows the details of the mechanism for conveying and applying the cardboard blank.
Fig. 3 is a partial horizontal section on an enlarged scale of the machine in the vicinity of the carton blank magazine, and shows particular construction details of this magazine.
Fig. 4 is a partial transverse vertical section, on an enlarged scale, taken along line 44 of FIG. 3, and shows the particular way in which boxes are moved along a predetermined path, in two rows.
Fig. 5 is a schematic vertical longitudinal view showing the drive mechanism of the various elements of the machine which are considered to be new.
Figs. 6, 7 and 8 are schematic longitudinal elevational views illustrating steps in the process of removing a cardboard blank from the magazine and transferring it to the feed rollers.
Fig. 9 is a partial longitudinal section, on an enlarged scale, passing through the center of the machine and showing the particular way in which the cardboard blanks are fed over several boxes and the way in which the spacing of the cardboard blanks is maintained.
Fig. 10 is a partial longitudinal vertical section showing the manner in which the elastic retaining device is supported by the central divider.
Fig. January 1 is a partial side elevational view showing how the discharge conveyor cooperates both with the carton and with the completed packaging box.
Fig. 12 is a partial elevational view, on an enlarged scale, of a variant of the machine particularly suitable for the production of packaging in which the receptacles consist of bottles.
In order to allow a full understanding of the operations of the machine according to the invention without having to describe in detail all the elements of the machine necessary for forming a package of several containers by means of a cardboard blank, the general operation of the machine object of the present invention is described below:
The containers to be wrapped are fed into the machine in two rows very close to each other, but nevertheless clearly separated. Adja containers
cents transversely are then aligned and engaged
together in the machine. These containers being moved
at a predetermined speed, a cardboard blank is also fed and placed so as to cover the containers.
When the receptacles are formed by bottles, the cardboard blanks have openings for the necks of the bottles and their central part is simply slipped over the necks of the bottles. This solves the alignment problem. When the containers are made of boxes or the like, the central part of the cardboard blanks is placed so as to cover the containers, after which the outer parts of the blank are folded down along the containers and, at this time, a inter-engagement is ensured between the containers and the partially formed cardboard. The reci
pients and carton then move together in the mechanism in which the bottom panels of the carton are folded in their part projecting from the containers and
are engaged with each other in a manner which does not constitute a feature of the present invention.
For the description of the apparatus for interengaging the bottom panels of the carton, reference is made to U. S. A. Patent No. 2,986,857 issued June 6, 1961.
Reference will now be made to FIG. 3 in particular, in which a cardboard blank is shown, generally designated 20, for which the machine according to the invention is particularly suitable, although this machine may be slightly modified for use.
ser different cardboard blanks. Cardboard blank 20 generally corresponds to the cardboard blank disclosed in U. S.A. Patent No. 2,986,857 and differs from it primarily in the shape of its scalloped edge. he is remarkable
quer that the cardboard blank 20 comprises a top panel 21, located in the center, a pair of adjacent side panels 22 and a pair of bottom panels 23 and 24. The bottom panels 23 and 24 are provided with inter- engagement of the type shown and described in US patent
A. No. 2 986 857. It is recognized, therefore, that a more detailed description is not necessary since the present invention is foreign to the way in which the bottom panels 23 and 24 are fastened together. the other.
The packaging machine is generally designated by 25 and comprises a frame 26. The machine 25, to
its left end is provided with a pair of conveyor chains 27 which are arranged side by side. The conveyor elements 27 are organized to support and move from left to right two rows of containers, mainly C boxes. C boxes are delivered from conveyor elements 27 on supports in the form of elongated ribbons 28.
During the movement of the boxes C on the conveyor elements 27 and on the supports 28, the boxes are guided along two predetermined paths. This guidance of the boxes C is produced by a central divider 29 arranged vertically and by external guides. The mistletoe
exteriors, as best shown in fig. 4, as take a pair of lower guide bars 30 and a pair of upper guide members 31 which
are of straight section in the form of angles.
It is desired that the adjacent transverse boxes
are aligned and the boxes are suitable
ment spaced. For this purpose, on each side of the paths
along which the boxes move, is arranged a
infeed conveyor, generally designated
by 32, each feed conveyor 32 corresponding to a row of boxes. The feed conveyor
tion 32 simply includes a drive gear
33 and a idler 34 which are spaced apart from each other
by a distance corresponding to the path of the boxes.
Adjacent to the path of the boxes is a bar of
elongated guide 35. An endless chain 36 passes over
the pinions 33 and 34 and on the guide surface of the
guide bar 35, the portion of this endless chain
36 passing along a central part of the
guide 35 being parallel to the race or the path
along which the boxes move. The conF chain
voyeur 36 carries several dogs 37 spacing and
routing boxes, intended to space conve
position the boxes C on the supports 28 and move
the boxes thus spaced along the supports 28. The
guide bar 35 of each power unit 32
has an enlarged notch 38 leaving a day in
a goal which will be described in detail later.
A distributor store for cardboard blanks, designated
generally by 40, extends above the
path of boxes C, near the feeding units
tion 32. Store 40 includes a main frame 41
which extends transversely over the frame 26 and which is
supported by the latter by a pair of uprights 42 and arms 43. It should be noted that the arms 43 are adjustable
on the uprights 42 in order to allow the height of the magazine 40 to be modified.
A pair of arms extend longitudinally down the machine from the frame 41, these arms being released.
signed by 44. A crosspiece 45, intended to support the
cardboard blanks, is mounted adjustable between the
ends of the arms 44 remote from the frame 41. The support
45 is adjusted relative to the arms 44 by means of slots
46 formed in the arms 44 and clamping means 47 which can be released, passing through these slots
46. The support 45 has a pair of stop pins
48 limiting the movement of the cardboard blanks 20 towards the
right, seen in fig. 3. An adjustable arm 49 is carried by each of the arms 44 and is held in place by a
blocker 50 which crosses the slot 46 and a trans slot
versale 51 of the corresponding arm 49. The arms 49 are
adjusted so as to accommodate the anterior angles
cardboard blanks 20.
The frame 41 has, fixed on it, a central arm 52
which is slightly engaged below the trailing edge
of the cardboard blank 20, in its center. The arm 52 carries an upwardly directed guide member 53. Others
guide members 54 are carried by the frame 41 from
support arms 55. In this way a stack of blanks
of cardboard 20 can be easily placed in the magazine
40 so that the lower carton blank can be
be easily removed. Concerning the movement of
cardboard blanks from store 40, reference is made to
fig. 2 in which the parts of the magazine 40 cooperate
rant with the cardboard blanks have rounded edges
dies, such as in 56, intended to facilitate the extraction of
bottom cardboard blank.
The machine 25 includes a pair of outer carton guides and supports 57 which are best shown in FIG. 3. After a cardboard blank 20 is removed from the bottom of the stack housed in magazine 40, its ends rest on supports 57 and cardboard blank 20 is fed in a manner which will be described below.
In order to facilitate the transfer of the cardboard blank 20 from the magazine 40 onto the carriers 57 and to bring it over a predetermined number of boxes C, a pair of feed roller units is provided, designated generally by 60. Each feed roller unit 60 comprises a lower idler roller 61, carried by a member 62 mounted on, and partially inside the corresponding guide 31. A larger upper roller 63 is placed at the bottom. below the supply roller 61 and is pressed against the latter in such a way that the rollers 61 and 63 advance the cardboard blanks between them. The feed roller 63 is driven as will be described below.
Referring now to fig. 2, it is seen that there are illustrated details of a paperboard blank feed mechanism generally designated 64.
The mechanism 64 includes a transverse shaft 65 which is pivotally mounted in bearing blocks 66 (Fig. 5) carried by the frame 26. The shaft 65 carries, adjustably mounted thereon, a pair of swing arms 67. which can move from a position in which they are located above the horizontal to a position in which they are located below. Each oscillating arm 67 carries, fixed to it by means of a pivot pin 69, a support 68, such that this support can tilt relative to the corresponding oscillating arm 67.
Each support 68 is in two parts and is provided with an intermediate adjustment device 70, of usual construction. At the upper end of each support 68 is mounted a suction cup 71 intended to grip the lower blank 20 of the magazine 40. The suction cup 71 is provided with a suction pipe 72 which is connected to a valve mechanism, not shown, and is actuated in synchronism with the machine 25, in a usual manner.
The upper end of each support 68 is also provided with an arm 73 having a slot 74.
A clamping member 75 is mounted in an adjustable manner in the slot 74 and carries an upwardly directed rod 76, forming a pusher.
The lower end of each support 68 is provided with a cam feeler 77 which moves along a cam 78 supported by a transverse element 80 of the frame fixed to the frame 26 in a conventional manner. It should be noted that the cam 78 has an upper rectilinear part 81, an ear 82 and a lower rectilinear part 83, the ear 82 being connected by curves with the rectilinear parts 81 and 83. The cam feeler 77 is normally maintained. in contact with the cam 78 by the action of the support 68 and by the element carried by the latter which rotates it clockwise on the pivot pin 69. However, if desired, Adequate elastic means may be provided to press the cam feeler 77 against the cam 78.
The cross shaft 65 is provided with a crank 84 which is aligned with the rotary cam 85. The crank 84 carries a cam feeler 86 which cooperates with the cam 85. The manner in which the cam 87 is supported and driven will be described below. -after.
Reference will now be made to FIGS. 6, 7 and 8, in which the operation of mechanism 64 is illustrated in detail. Referring first to FIG. 6, it can be seen that the swing arm 67 approaches its upper position and that the corresponding suction cup 71 is engaged on the lower blank 20 of the magazine 40. When the cam 85 turns, the swing arm 67 is still slightly moved upwards, so that the corresponding suction cup 71 is partially crushed and is tightly applied to the lower carton blank.
As the cam 85 continues to rotate, the arm 67 moves downward whereby the corresponding support 68 is also moved downward. As the swing arm 67 moves downward, the pivot pin 69 is moved to the left. At the same time, the cam feeler 77, which runs along the lower part of the straight part 81 of the cam 78 is moved to the left. As a result, the suction cup 71 moves both downward and to the left, as indicated by the arrows below the magazine 40. As a result, the lower carton blank is slid towards the left in the magazine 40, out of the edges supporting it.
Referring now to fig. 7, it can be seen that the continuation of the downward movement of the oscillating arm 67 results in a new tilting of the suction cup 71 to the left, at the same time as downward.
At this moment, the cam feeler 77 runs along the lug 82 of the cam 78. The oscillating arm 67 then reaches substantially the horizontal position.
In fig. 8, it can be seen that, when the oscillating arm 67 moves beyond the horizontal position shown in FIG. 7, the pivot pin 69 then moves to the right. At the same time, the cam feeler 77 leaves the lower part of the lug 82 and moves to the left. As a result, the suction cup 71 is then rapidly moved to the right while still being moved downward at a relatively slow speed. The relationship between the suction cup 71 and the feed rollers 61 and 63 is such that the right edge of the cardboard blank 20 carried by the suction cups 71 is engaged between the feed rollers 61 and 63.
The valve device controlling the vacuum in the suction cup 71 is actuated at this time to interrupt the vacuum, so that the suction cup 71 abandons the carton blank 20. However, while the carton blank 20 is abandoned. by the suction cup 71 it is carried by each of the supports 68, the push arm 76 adjacent to each suction cup 71 engaging the trailing edge of the cardboard 20 and ensuring its engagement between the rollers 61 and 63.
The central part of the machine 25 is provided with a cardboard blank feed mechanism combined with a folding mechanism generally designated 87. In order to facilitate the support of the unit 87, the frame 26 has a transverse plate 88 supported by the main part of the frame by uprights 89.
The plate carries a pair of transversely spaced bearing blocks 90 in which a shaft 91 is rotatably mounted. Each end of the shaft 91 carries, mounted on it, a bearing sleeve 92 which carries a floating arm 93. Each floating arm 93 is provided, at its left end, with a shaft 94 on which a pinion 95 is rotatably mounted. The pinion 95 is integral with one of the feed rollers 63, as shown in FIG. 1. The shaft 91 carries a pair of sprockets 96 which are aligned with the sprockets 95. An endless chain 97 is mounted on each pair of sprockets 95 and 96 and is driven by the corresponding sprocket 96.
In order to ensure that the lower path of the endless chain 97 is parallel to the upper ends of the boxes C, as clearly shown in fig. 9 there is provided a guide bar 98 for each endless chain 97. Each guide bar 98 is carried by its corresponding floating arm 93 by means of a pair of short rods 100. It should also be noted that each endless chain 97 is provided with several push-tabs 101 which cooperate with the trailing edges of the cardboard blanks 20 and move the latter at the same speed as the boxes C. n appears clearly from FIG. 9 that each cardboard blank 20 is moved between the feed rollers 61 and 63 to come over a group of boxes C, at a slightly higher speed until it passes between the rollers 61 and 63.
At this time, the trailing edge of the last carton blank 20 is brought into a position such that it can be in engagement with one of the feed tabs 101.
In order to ensure proper engagement of the carton blank 20 with the upper ends of the boxes C, a pair of lower holding rollers 102 is provided, one pair for each row of boxes.
C. Each lower retaining roller 102 is carried by a support 103 which depends on a transverse plate 104. The ends of the plate 104 are adjustably mounted on rods 105 (Fig. 1) which extend upward. from frame 26.
It should be noted that the floating bars or frame members 93 are not only urged downwardly by gravity, but are elastically pressed downward. This is obtained thanks to an arm 105 'directed upwards, on each floating bar 93, the upper part of which is provided with an ear 106 to which the end of a tension spring 107 is attached.
The lower end of each tension spring 107 is hooked to an upwardly directed lug 108 carried by plate or bar 104.
The shaft 91 also carries a second set of floating bars 109. The bars 109 are mounted to rotate with respect to the shafts 91 so that they can pivot freely on the shaft 91 while this shaft is rotating. The floating bars 109 carry a transverse shaft 110 on which are mounted, adjacent to the outer ends thereof, pressure rollers 111 which cooperate with the outer edges of the top panel 21, in order to ensure proper engagement thereof with the boxes below. The outer ends of the shaft 110 are provided with folding blades 112 which fold the outer portions of the carton blank 20 downward along the sides of boxes.
In view of the split configuration of the cardboard blank 20, it appears that, when the latter is folded along the boxes C, the cardboard blank is then in inter-engagement with the boxes such that the latter and the cardboard blank then move as a unit, the boxes being fed through the cardboard blank by means of the feed tabs 101. The shaft 110 is driven by the shaft 91 by means of a chain 113 which passes over a pinion 114 of the shaft 91 and over a pinion 115 of the shaft 110.
In order for the pressure rollers 111 to cooperate positively with the cardboard blank, one of the floating bars 102 is provided with a bar 116 which extends towards the plate 104. The bar 116 has a lug 117 which is aligned with a lug 118 of cross plate 104. Lug 117 carries an adjusting screw 120 which adjusts the height of the pressure rollers 111. Additionally, a tension spring 121 extends between bar 116 and plate 104 to resiliently hold the pins. pressure rollers 111 down, in the desired position.
Referring to fig. 1, it can be seen that discharge conveyors are arranged along the sides of the boxes, these discharge conveyors being generally designated by 122. Each conveyor 122 is provided, at its left end, seen in FIG. 1, a drive pinion 123 and an idle pinion 124. Other pinions (not shown) are mounted at the opposite end of the discharge conveyor 122. An endless conveyor chain 125 is driven on all the gears of the evacuator device 122 and has one of its paths that runs parallel to the path of the boxes.
The endless conveyor chain 125 carries several tabs 126 which are particularly intended to cooperate simultaneously with the side panels 22 of the carton. It should be noted that the speed of movement of the tabs 126 is such that the completed packages, which are generally designated by 127, are rapidly removed from the rest of the mechanism 25.
Note that immediately after the cardboard blank 20 has been folded down along the side faces of the boxes, the folding of the bottom panels 23 and 24 begins, and the bottom panels are engaged together. in the other to form a finished carton. The means for folding and engaging the bottom panels may be those described in the patent.
Aforementioned U. S. A. No. 2,986,857.
Since the means for folding and interengaging the bottom panels are not new and are not directly related with the parts of the machine which are considered new, they have not been specially shown or described. here.
The way in which the different components of the machine 25 are driven is clearly shown in FIGS. 1 and 5. Referring first to FIG. 1, it can be seen that the conveyors 32 and 122 of the left parts of the machine are connected to the drive chain 128.
This drive chain 128 passes over a pinion 129 which is attached to the drive shaft 130 of the pinion 33. The drive chain 128 also passes over a pinion 131 which is attached to the drive shaft 132 of the. pinion 123.
Referring now to fig. 5 in particular, it is seen that the conveyor 32, to the right of the machine, has its drive pinion 33 carried on an upwardly directed drive shaft 133 which is suitably pivoted in a support 134 carried by the frame 26. The lower end of the drive shaft 133 is provided with a bevel gear 135 in mesh with another bevel gear 136 carried by a horizontal shaft 137. The horizontal shaft 137 is also pivoted in a support 134 and carries the cam 85.
The lower part of the drive shaft 133, above the bevel gear 135, is provided with a pinion 138 by which a drive chain 140 is driven which corresponds to the drive chain 128. The conveyor 122 arranged to the right of the machine has a vertical drive shaft 141 which corresponds to the drive shaft 132. The drive shaft 141 is suitably pivoted and is provided at its lower end with a pinion 142 by which the chain 140 is driven. The drive pinion 123 is carried by the drive shaft 141, substantially at mid-height.
The upper end of the drive shaft 123 extends through a right angle drive box 143. The right end of the drive shaft 91 also extends into a right angle drive box. right angle 143 such that the shafts 91 and 141 are mated to each other.
No particular coupling has been shown between the conveyors of the left part of the machine and of the right part thereof. However, it is understood that all these conveyors must be driven in synchronism. The coupling can be achieved by providing the drive of the drive shaft 132 by the drive shaft 91 'through a right angle drive box similar to the right angle drive box. right angle 143. On the other hand, the means for simultaneously driving the conveyor chains 125 of the two conveyors 122 can be coupled. It is clear that, as far as the present invention is concerned, it is irrelevant how the simultaneous driving of the conveyors on the opposite sides of the machine is achieved.
It should be noted that when the boxes are moved, they have a tendency to press against each other, which could cause the edges of adjacent boxes to overlap. It would result that the upper end of the boxes would no longer be in a common plane, but arranged irregularly. This is undesirable for the final packaging, the cardboard blanks 20 being sized such that they tightly wrap the boxes when properly positioned, their top face in a common plane. It has been found that this longitudinal overlap of the adjacent boxes can be easily avoided by means of retaining elements acting downwards, arranged on each row of boxes.
Referring to fig. 10, it is seen that each row of boxes is provided with a downwardly acting retainer generally designated 144. These downwardly acting retainers 144 include mounting blocks 145 which are secured to the means. clamping elements 146 on the opposite sides of the central divider 29. Note that the central divider 29 has a left part, seen in FIG. 10, which is of greater height than the main part. This left part is generally designated by 147 and it is to it that the blocks 145 are fixed. It should also be noted that the blocks 145 are proportioned such that the downwardly acting retainers 144 are substantially aligned with the rows of boxes passing between them.
Each downwardly acting retainer 144 is of the resilient blade type and in its preferred embodiment includes three resilient blades 148, 149 and 150. The resilient blade 150 is much longer than the blades 148 and 149 and is arranged below. The resilient blade 149 generally terminates in line with the center of the feed roll 61. The resilient blade 148 is relatively short but provides the necessary rigidity of the retainer 144 at its anterior end. It appears that, as the boxes pass below the downwardly acting retainer 144, they are slightly shaken, due to their irregular movement, and pressed downward by the action of the downwardly acting retainers. 144, so that when the blank