EP0494023A1 - Machine de préformage et d'encollage de caisses en carton - Google Patents

Machine de préformage et d'encollage de caisses en carton Download PDF

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EP0494023A1
EP0494023A1 EP91403563A EP91403563A EP0494023A1 EP 0494023 A1 EP0494023 A1 EP 0494023A1 EP 91403563 A EP91403563 A EP 91403563A EP 91403563 A EP91403563 A EP 91403563A EP 0494023 A1 EP0494023 A1 EP 0494023A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
folding
cardboard
assembly
plate
preforming
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP91403563A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Philippe Peauger
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Individual
Original Assignee
Individual
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B31—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER; WORKING PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31B—MAKING CONTAINERS OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31B50/00—Making rigid or semi-rigid containers, e.g. boxes or cartons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B31—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER; WORKING PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31B—MAKING CONTAINERS OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31B50/00—Making rigid or semi-rigid containers, e.g. boxes or cartons
    • B31B50/26—Folding sheets, blanks or webs
    • B31B50/52—Folding sheets, blanks or webs by reciprocating or oscillating members, e.g. fingers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B31—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER; WORKING PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31B—MAKING CONTAINERS OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31B2100/00—Rigid or semi-rigid containers made by folding single-piece sheets, blanks or webs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B31—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER; WORKING PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31B—MAKING CONTAINERS OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31B2120/00—Construction of rigid or semi-rigid containers
    • B31B2120/502—Construction of rigid or semi-rigid containers having integral corner posts or reinforcements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B31—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER; WORKING PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31B—MAKING CONTAINERS OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31B50/00—Making rigid or semi-rigid containers, e.g. boxes or cartons
    • B31B50/74—Auxiliary operations
    • B31B50/81—Forming or attaching accessories, e.g. opening devices, closures or tear strings

Definitions

  • the present invention relates to a machine for preforming and gluing cardboard boxes.
  • the invention relates to a machine which makes it possible to carry out certain preliminary operations from a pre-cut cardboard piece and comprising fold lines to automatically make a cardboard box subsequently having improved mechanical resistance characteristics compared to to classic type cardboard boxes.
  • FIG. 1 there is shown a cardboard box having the preforming steps forming the subject of the present invention.
  • the box consists of a bottom 10, long sides referenced 12 and 14, short sides 16 and 18 and flaps 20 and 22, the flap 22 being partially torn off to better show the structure of the box.
  • Such a box can be obtained using the machine which is the subject of the patent application already mentioned.
  • the cardboard box further comprises in each of its corners a structure called "beam" which is constituted by an element of the cardboard part referenced 24, 26, 28 and 30 which makes the corners of the body more resistant, these elements forming a sort of strut relative to the sides.
  • the long sides 12 and 14 are reinforced by a folded portion respectively referenced 32 for the long side 12 and 34 for the long side 14.
  • the preforming machine makes it possible, from the initial cardboard part, to produce beams 24 to 30 on the one hand and lining the long sides 32 and 34 on the other hand.
  • FIG. 2 shows a preferred method of pre-cutting a cardboard piece 28 for producing the reinforced cardboard box of FIG. 1.
  • This cardboard piece has a bottom 30, elements 33 and 35 used to make the long sides 12 and 14, elements 36 and 38 forming the short sides 16 and 18 and elements 40 and 42 used to form the flaps 20 and 22.
  • the portions 36 and 38 are provided flaps 44 to 50 extending from the short sides 36 and 38.
  • each flap for example the flap 44, comprises two pre-folding lines separating zones 44a, 44b and 44c used to constitute the beam of corner shown in FIG. 1.
  • the portions 33 and 35 used to constitute the long sides 12 and 14 are extended by lining elements 60 and 62 which have substantially the same height as the elements 33 and 35.
  • the portions 40 and 42 used to constitute the flaps are provided with fixing lugs respectively referenced 52, 54, 56 and 58.
  • FIG. 3 shows in more detail a corner of the reinforced cardboard box comprising the preforming operations according to the invention.
  • This figure shows in particular that the portion 46a of the ear 46 is bonded to the lining portion 62 of the long side 33, that the portion 46b of the ear 46 forms the beam proper and that the portion of the ear 46c is glued to the internal face of the portion 36 of the cardboard piece forming a short sides of the body.
  • Known preforming machines use a plurality of jacks controlling folding plates to raise the various folds required and the collages required, which raise significant synchronization problems.
  • these preforming machines work on a flat support, support on which is placed the cardboard part to be preformed. It is understood that thus, with such machines, the cardboard part to be preformed must be transferred after its preforming to an intermediate storage area before being introduced into the final forming machine. This arrangement very significantly increases the size of the complete machine, making it possible to carry out all of the operations for producing the reinforced box.
  • An object of the invention is to provide a machine for preforming and gluing a reinforced cardboard box which avoids all the problems of synchronization of the movements of the different jacks controlling the folding elements and which, above all, allows the part to be evacuated. in cardboard preformed by the bottom of the machine thus directly allowing the transfer of the preformed part to the final forming machine without the need to provide an intermediate storage area between these two machines.
  • the machine defined above makes it possible to form the corner reinforcement beams of the cardboard box. It is further understood that the entire folding of the ears of the cardboard piece is carried out simply by the combined movement of the first set of folding and pivoting of the folding plate of each set. There are therefore no problems of synchronization of separate control cylinders.
  • the definition of the reference plane allowing the various folds to be obtained is limited to the support plates of the first four folding assemblies, these assemblies being able to come to occupy a third position which allows the drop of the preformed cardboard part. , the preformed cardboard part can be directly recovered below this machine to be transferred to the second machine carrying out the end of the box forming.
  • the machine is characterized in that it further comprises two second folding and holding assemblies for carrying out a second preforming of the box, each second assembly being integral with one of said drive means, and in that said piston further comprises two folding elements capable of cooperating with said second folding and holding assemblies, each second folding assembly comprising a frame secured to one of the drive means, a support plate secured to the frame and defining the reference plane, a folding plate secured to said frame, and a retaining shoe movable relative to the frame according to the direction ZZ ′, said folding plate being able to: when said second assembly is in its first position, causing a folding of a part of the cardboard part under the effect of the lowering of the folding elements of said piston until the main part of the cardboard comes to bear on said support plate; when said second folding assembly passes from its first to its second position, completing the folding of said folded part to bring it against the main part of said piece of cardboard, said shoe then being lowered to maintain said folded part; and when said second folding assembly arrives in its third position, release said cardboard thus
  • the preforming machine also makes it possible to double the long sides of the body under conditions which always allow the absence of problems of synchronization of movement control jacks.
  • the final spacing of the second folding assemblies makes it possible, as in the first case, to drop the preformed part so that it directly feeds the final forming machine.
  • the machine comprises a frame 70 which defines a reference plane subsequently called PP ′.
  • this reference plane is a horizontal plane but it goes without saying that the machine could be designed differently, the reference plane PP ′ no longer being horizontal.
  • the machine has two drive bars respectively referenced 72 and 74 which can move in the plane PP ′ in the direction XX ′. These bars are actuated by displacement elements symbolized by the references 76 and 76 ′. In the same way the bar 74 can move under the effect of drive elements 78 and 78 ′.
  • On the bar 72 is mounted a first pair of first folding assemblies respectively referenced 80 and 82 and a second folding assembly 84 disposed between the first assemblies 80 and 82.
  • first folding assemblies 86 and 88 disposed between these assemblies, a second folding assembly referenced 90.
  • the drive members of the bars 72 and 74 allow them to be displaced in the direction XX ′ contained in the reference plane PP ′.
  • the machine also comprises a part subsequently called piston 92 which is movable in the direction ZZ ′ perpendicular to the plane PP ′.
  • the piston 92 essentially comprises two forming elements 94 and 96 able to cooperate with the two pairs of first sets of forming 80, 82, 86 and 88 and a second central folding element 98 to cooperate with the forming assemblies 84 and 90.
  • the control of the displacement elements 76, 76 ′ and 78, 78 ′ is such that the bars 72 and 74 can move synchronously either by approaching the piston 92 simultaneously, or by moving away from it.
  • the drive elements of the bars can be of any suitable nature, in particular pistons causing the spacing or relative approximation of the bars 72 and 74.
  • FIGS. 5a and 5b show the initial cardboard part of FIG. 2 after the preforming operations. It can be seen that following these operations, the reinforcing elements 60 and 62 are glued to the internal faces of the long sides of the body 33 and 35 and that the ears 46 and 44 have been folded up and glued in such a way that, in the case of the ear 46, the portion 46a is perpendicular to the bottom 31 of the body and, in this situation, at the short side 36, that the portion 46b forms the beam in the form of a reinforcement wedge and that the portion of end 46c is glued to the internal face of the short side 36. This is of course the same for the ears 44, 48 and 50.
  • the forming element 94 comprises a main beam for the piston referenced 100 on which are fixed two vertical columns 102 and 104. At the lower end of each column 102 or 104, there is fixed an assembly 106, respectively 108, which is best seen in Figures 6a and 6b.
  • the assembly 106 comprises a housing 110 provided with a jack whose rods are referenced 112 and 114. The ends of the rods 112 and 114 are integral with a bar parallel to the direction YY ′ referenced 116. This bar comprises two wedge-shaped pieces 118 and 120 as best shown in Figure 6b.
  • the folding assembly 86 comprises a frame 122 fixed to the drive beam 74 by removable fixing means such as 124.
  • the fixing means make it possible to adapt the position of the folding assembly 86 on the beam 74 to particular dimensions of the body to be produced.
  • the folding assembly also includes a support plate 126 parallel to the reference plane PP ′ on which two flanges such as 128 are fixed.
  • the folding assembly 86 essentially consists of a folding plate 130 fixed on an articulated bent arm 132 around an axis having the direction YY ′ and referenced 134. The axis 134 is engaged at its ends in parts such as 136 secured to the support plate 126.
  • the pivotings of the bent arm 132 around the axis 134 are controlled by a jack 138 secured for example to the flange 128 by the flange 140 and whose rod 142 is articulated on the axis 144 mounted at the top of the bent arm 132. It is understood that thus the displacements of the rod of the jack 142 which is articulated allow to cause rotational movements of the folding plate 130 around the axis 134.
  • the folding plate 130 has a flat central portion 130a which is integral with the free end of the arm 132.
  • the middle part 130a of the plate 130 is extended by a first inclined upper portion 130b and by a second lower inclined portion 130c.
  • the different portions of the plate 130a, 130b and 130c serve to perform the various folds of the cardboard part to obtain the reinforcement corner beams.
  • the folding assembly 86 also includes a shoe 146 secured to the arm 132 by means of the rod 148. When the plate 130 is in its lowest position, the shoe 146 tends to come to bear on the pieces of cardboard placed themselves on the support plate 126, as will be explained later.
  • the folding assembly 86 finally comprises a plate 150 secured to the support plate 126 which is parallel to the directions ZZ ′ and YY ′.
  • FIG. 7 also shows a corner 118 of the folding element 106 and the cardboard part 31, 44 in the position where it has already been partially folded by the plate 130.
  • FIG. 9a represents the initial step in which the cardboard piece is placed on the upper parts b of the folding plates of the first four folding and holding assemblies.
  • the folding element 94 is supported by these wedge-shaped parts such as 118 on the upper face of the cardboard part 28.
  • the folding assembly 86 is in a first so-called rest position.
  • FIG. 9b under the effect of the downward movement of the folding element 94, the cardboard part is folded, being successively guided by the different parts of the plate 130 until the part 36 of the cardboard piece is supported on the support plate 126 of the folding assembly and that the entire flap 44 is vertical bearing on the part 130c of the plate 130.
  • the wedge piece 118 is applied on the one hand on the flap 44 and on the portion 36.
  • the different parts of the flap 44 are gradually folded around the corner piece 118 by the simultaneous movement of the folding assembly 86 in the direction XX ′ and the rotation of the folding plate 130 around its axis 134.
  • the part 44a of the flap 44 is taken between the wedge-shaped part 118 and the vertical plate 150.
  • the shoe 146 is applied to the part 44c of the flap, itself pressed against the short side 36 of the body. The pressure thus applied allows the bonding of the portion 44c, previously glued, on the short side 36.
  • the wedge-shaped part 118 is moved aside using the jack 110.
  • the folding plate 130 is raised to release the beam in corner thus produced.
  • the drive bar is moved to bring the folding assembly into its third position, position in which the cardboard piece is no longer supported on the support plate 126 of the folding assembly.
  • the piece of preformed cardboard can thus fall freely to be collected by transfer means arranged below the preforming machine.
  • the folding assembly comprises a frame 151 fixed to the drive bar 74 by means symbolized by the bolt 152.
  • a support plate 154 defining the reference plane PP ′ of the preforming machine.
  • a vertical column 156 at the upper end of which is fixed a horizontal arm 158.
  • the arm 158 is, for example, secured by a stud system 160-bolt 162.
  • a folding plate 164 is fixed rigidly at the second end 166.
  • the folding plate 164 comprises a vertical central portion 164a and two inclined portions 164b and 164c connected to the central portion 164a.
  • a cylinder body 168 for example pneumatic, is fixed to the arm 158 between the folding plate 164 and the column 156, for example by a flange 170.
  • a shoe 174 At the end of the rod 172 of the cylinder, which is subject to move along the axis zz ′, is fixed a shoe 174.
  • the shoe 174 In the rest position of the jack 168, shown in solid lines in FIG. 8, the shoe 174 is set back relative to the free edge of the lower portion 164c of the folding plate 164. Also shown in this figure, in dotted lines, the shoe 174 in the low position.
  • FIG. 8 also shows the part of the piston 92, more precisely of the second forming element 98, which cooperates with the second folding assembly 90. It comprises a support part 176 on which is pivotally fixed about the axis 178, parallel to the axis YY ′, a rod 180 which, at rest (fig. 8), is parallel to the axis ZZ ′. The position of the rod 180 is controlled by a jack 182 secured to the beam 176. The end 184 of the rod 180 is secured to a "horizontal" bar 186, parallel to the direction YY ′.
  • the second folding assembly 98 occupies a first so-called rest position in which the piece of cardboard 28 to be preformed rests on the upper part 164a of the folding plate 164.
  • the line folding between the flap 60 and the long side 33 of the cardboard piece 28 is arranged substantially in line with the vertical main part 164b of the folding plate 164.
  • the bar 186 of the forming element 98 is supported on the part 33 of the cardboard part 28 near the fold line.
  • the folding assembly remains stationary and the descent of the forming element 98 causes the portion 60 of the cardboard piece to be folded relative to the rest of the latter which comes resting on the support plate 154, the portion 60 being in abutment against the face 164b of the folding plate.
  • FIG. 10c shows the next step in which the folding assembly 90 is moved in the direction XX ′.
  • the lower end 164c of the folding plate 164 continues the folding of the portion 60 of the cardboard piece 28 by relative to its main part which remains in abutment on the support plate 154.
  • the jack 182 controls the inclination of the rod 180.
  • the jack 168 is supplied to cause the lowering of the shoe 174 which plates the portion 60 of the cardboard piece on the rest of it.
  • the part 33 of the cardboard part having been previously glued, the portion 60 is therefore bonded to the portion 33 thereof.
  • the shoe 174 is raised by means of the jack 168 and the drive bar 74 is moved back to a third position in which the preformed cardboard part 28 can fall under its own weight.

Abstract

La machine comporte quatre ensembles de pliage tels que (86) et un piston mobile comportant quatre gabarits internes tels que (118). L'ensemble de pliage (86) comporte une plaque de pliage (130) qui peut pivoter autour d'un axe (134). En combinant le déplacement de l'ensemble de pliage (86) avec le pivotement de la plaque de pliage (130), on obtient la formation d'un coin de renforcement de la caisse en carton. <IMAGE>

Description

  • La présente invention a pour objet une machine de préformage et d'encollage de caisses en carton.
  • De façon plus précise, l'invention concerne une machine qui permet de réaliser certaines opérations préliminaires à partir d'une pièce en carton prédécoupée et comportant des traits de pliage pour réaliser automatiquement ultérieurement une caisse en carton présentant des caractéristiques de résistance mécanique améliorées par rapport aux caisses en carton de type classique.
  • On sait que les entreprises qui effectuent la commercialisation, notamment des fruits et de certains légumes, utilisent de très nombreuses caisses en carton perdues pour le conditionnement de ces produits. Ces caisses en carton doivent bien sûr être très résistantes, d'une part pour permettre leur manipulation aisée et d'autre part pour assurer la protection des fruits ou légumes qui y sont placés lorsque ces caisses sont empilées.
  • On a déjà décrit dans la demande de brevet français No. 90 15074déposée le 30 novembre 1990 au nom du demandeur, une machine qui permet de réaliser des caisses en carton de façon automatique. La présente invention concerne une machine qui permet d'effectuer certaines opérations préliminaires sur la pièce en carton utilisée pour réaliser la caisse afin de rendre celle-ci encore plus résistante. En se référant à la figure 1 annexée, on comprendra mieux le problème. Sur la figure 1, on a représenté une caisse en carton comportant les étapes de préformage faisant l'objet de la présente invention. La caisse se compose d'un fond 10, de grands côtés référencés 12 et 14, de petits côtés 16 et 18 et de rabats 20 et 22, le rabat 22 étant partiellement arraché pour mieux montrer la structure de la caisse. Une telle caisse peut être obtenue à l'aide de la machine faisant l'objet de la demande de brevet déjà mentionnée.
  • Selon l'invention, la caisse en carton comporte de plus dans chacun de ses coins une structure dite "poutre" qui est constituée par un élément de la pièce en carton référencé 24, 26, 28 et 30 qui permet de rendre plus résistants les coins de la caisse, ces éléments formant une sorte de jambe de force par rapport aux côtés. En outre, également pour renforcer la caisse, les grands côtés 12 et 14 sont renforcés par une portion rabattue respectivement référencée 32 pour le grand côté 12 et 34 pour le grand côté 14.
  • En d'autres termes, la machine de préformage permet à partir de la pièce en carton initiale de réaliser d'une part les poutres 24 à 30 et d'autre part les doublages des grands côtés 32 et 34.
  • La figure 2 montre un mode préféré de prédécoupage d'une pièce en carton 28 pour réaliser la caisse en carton renforcée de la figure 1. Cette pièce en carton comporte un fond 30, des éléments 33 et 35 servant à réaliser les grands côtés 12 et 14, des éléments 36 et 38 formant les petits côtés 16 et 18 et des éléments 40 et 42 servant à former les rabats 20 et 22. En outre, pour assurer la solidarisation des différents éléments constituant la caisse, les portions 36 et 38 sont munies de rabats 44 à 50 s'étendant à partir des petits côtés 36 et 38. Selon l'invention, chaque rabat, par exemple le rabat 44, comporte deux traits de prépliage séparant des zones 44a, 44b et 44c servant à constituer la poutre de coin représentée sur la figure 1. De la même manière, les portions 33 et 35 servant à constituer les grands côtés 12 et 14 sont prolongées par des éléments de doublage 60 et 62 qui ont sensiblement la même hauteur que les éléments 33 et 35. Enfin, les portions 40 et 42 servant à constituer les rabats sont munies d'oreilles de fixation respectivement référencées 52, 54, 56 et 58.
  • La figure 3 montre plus en détail un coin de la caisse en carton renforcée comportant les opérations de préformage selon l'invention. Cette figure montre en particulier que la portion 46a de l'oreille 46 est collée sur la partie de doublage 62 du grand côté 33, que la portion 46b de l'oreille 46 forme la poutre proprement dite et que la portion de l'oreille 46c est collée sur la face interne de la portion 36 de la pièce en carton formant un des petits côtés de la caisse.
  • On comprend,que pour la fabrication complète d'une caisse telle que représentée sur les figures 1 et 3, on doit successivement utiliser une machine de préformage du type faisant l'objet de la présente invention et une machine de formage du type décrit dans la demande de brevet déjà mentionnée.
  • Les machines de préformage connues utilisent pour réaliser les différents pliages requis et les collages nécessaires une pluralité de vérins commandant des plaques de pliage qui soulèvent des problèmes importants de synchronisation. En outre, ces machines de préformage travaillent sur un support plan, support sur lequel est placée la pièce en carton à préformer. On comprend qu'ainsi, avec de telles machines, la pièce en carton à préformer doit être transférée après son préformage vers une zone de stockage intermédiaire avant d'être introduite dans la machine de formage final. Cette disposition augmente très sensiblement l'encombrement de la machine complète permettant de faire la totalité des opérations de réalisation de la caisse renforcée.
  • Un objet de l'invention est de fournir une machine de préformage et d'encollage de caisse en carton renforcée qui évite tous les problèmes de synchronisation des mouvements des différents vérins commandant les éléments de pliage et qui, surtout, permette une évacuation de la pièce en carton préformée par le fond de la machine permettant ainsi directement le transfert de la pièce préformée vers la machine de formage final sans qu'il soit nécessaire de prévoir entre ces deux machines une zone de stockage intermédiaire.
  • Pour atteindre ce but, la machine de préformage et d'encollage d'une caisse en carton obtenue par pliage et collage d'une pièce en carton prédécoupée comprenant un bâti fixe définissant un plan de référence se caractérise en ce qu'elle comprend en outre :
    • un piston mobile selon une direction zz′ perpendiculaire au plan de référence, ledit piston comportant des moyens pour définir quatre gabarits internes pour un premier préformage ;
    • quatre premiers ensembles mobiles de pliage et de maintien pour effectuer un préformage de la pièce en carton autour de chaque garabit interne du piston ; et
    • deux moyens de déplacement des premiers ensembles de pliage sur chacun desquels est fixée une paire d'ensembles de pliage, lesdits moyens de déplacement étant aptes à déplacer chaque paire selon une direction xx′ contenue dans le plan de référence en tendant à rapprocher chaque paire du piston, chaque premier ensemble de pliage comprenant un bâti solidaire des moyens de déplacement, une plaque plane support solidaire du bâti et définissant ledit plan de référence, une plaque de pliage montée pivotante par rapport au bâti autour d'un axe disposé selon une direction yy′ parallèle au plan de référence et perpendiculaire à la direction de déplacement xx′ et des moyens de commande pour provoquer le pivotement de ladite plaque de pliage autour dudit axe, chaque ensemble de pliage pouvant prendre une première position initiale, une deuxième position de préformage et une troisième position de libération de la caisse préformée, lesdits moyens de commande étant aptes à :

       lorsque ledit ensemble est dans sa première position, placer ladite plaque de pliage dans une position relevée pour assurer le pliage d'une partie du carton sous l'effet du mouvement d'abaissement du piston jusqu'à ce que la partie principale du carton arrive en appui sur ladite plaque support ;
       lorsque ledit ensemble passe de sa première à sa deuxième position, commander le pivotement de ladite plaque dans un premier sens pour provoquer le formage complet de ladite portion pliée autour dudit gabarit de préformage ; et
       lorsque ledit ensemble passe de sa deuxième position à sa troisième position, commander le pivotement de ladite plaque de pliage dans un deuxième sens pour libérer ladite portion préformée.
  • On comprend que la machine définie ci-dessus permet de former les poutres de renforcement de coin de la caisse en carton. On comprend en outre que la totalité du pliage des oreilles de la pièce en carton est réalisée simplement par le mouvement combiné du premier ensemble de pliage et du pivotement de la plaque de pliage de chaque ensemble. Il n'y a donc pas de problèmes de synchronisation de vérins de commande distincts. En outre, grâce au fait que la définition du plan de référence permettant d'obtenir les différents pliages se limite aux plaques support des quatre premiers ensembles de pliage, ces ensembles pouvant venir occuper une troisième position qui autorise la chute de la pièce en carton préformée, la pièce en carton préformée peut être directement récupérée en dessous de cette machine pour être transférée vers la deuxième machine réalisant la fin du formage de la caisse.
  • Selon un mode préféré de réalisation, la machine se caractérise en ce qu'elle comprend en outre deux deuxièmes ensembles de pliage et de maintien pour réaliser un deuxième préformage de la caisse, chaque deuxième ensemble étant solidaire d'un desdits moyens d'entraînement, et en ce que ledit piston comprend en outre deux éléments de pliage aptes à coopérer avec lesdits deuxièmes ensembles de pliage et de maintien,
       chaque deuxième ensemble de pliage comprenant un bâti solidaire d'un des moyens d'entraînement, une plaque support solidaire du bâti et définissant le plan de référence, une plaque de pliage solidaire dudit bâti, et un sabot de maintien mobile par rapport au bâti selon la direction ZZ′, ladite plaque de pliage étant apte à :
       lorsque ledit deuxième ensemble est dans sa première position, provoquer un pliage d'une partie de la pièce en carton sous l'effet de l'abaissement des éléments de pliage dudit piston jusqu'à ce que la partie principale du carton arrive en appui sur ladite plaque support ;
       lorsque ledit deuxième ensemble de pliage passe de sa première à sa deuxième position, terminer le pliage de ladite partie pliée pour l'amener contre la partie principale de ladite pièce de carton, ledit sabot étant alors abaissé pour maintenir ladite partie pliée ; et
       lorsque ledit deuxième ensemble de pliage arrive dans sa troisième position, libérer ledit carton ainsi préformé.
  • On comprend que dans ce mode perfectionné de réalisation la machine de préformage permet de réaliser en outre le doublement des grands côtés de la caisse dans des conditions qui autorisent toujours l'absence de problèmes de synchronisation de vérins de commande de déplacement. En outre, l'écartement final des deuxièmes ensembles de pliage permet, comme dans le premier cas, de faire tomber la pièce préformée pour qu'elle alimente directement la machine de formage final.
  • D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux figures annexées sur lesquelles :
    • la figure 1, déjà décrite, est une vue en perspective d'une caisse en carton comportant les éléments de renforcement constitués par les poutres de coin et les éléments de doublage des grands côtés ;
    • la figure 2, déjà décrite, est une vue de dessus d'une pièce en carton permettant de réaliser la caisse en carton représentée sur la figure 1 ;
    • la figure 3, déjà décrite, est une vue en perspective partielle et partiellement arrachée d'un coin d'une caisse en carton renforcée, montrant plus en détail le mode de réalisation des poutres de coin ;
    • la figure 4 est une vue d'ensemble et de dessus simplifiée de la machine de préformage et d'encollage selon l'invention ;
    • la figure 5a est une vue partielle de dessus de la pièce en carton ayant subi les opérations de préformage ;
    • la figure 5b est une vue en coupe verticale selon la ligne B-B de la figure 5a ;
    • les figures 6a, 6b et 6c sont des vues respectivement de dessus, en élévation et de côté de la partie du piston servant à réaliser les poutres ;
    • la figure 7 est une vue en coupe verticale d'un premier élément de pliage servant à réaliser les poutres de coin ;
    • la figure 8 est une vue en coupe verticale du deuxième élément de pliage servant à réaliser les renforcements des grands côtés de la caisse ;
    • les figures 9a à 9f sont des schémas simplifiés du premier ensemble de pliage montrant les différentes étapes de réalisation des poutres de renforcement de coin ; et
    • les figures 10a à 10e sont des vues simplifiées du deuxième élément de pliage montrant les différentes étapes de réalisation du renforcement des grands côtés.
  • En se référant tout d'abord à la figure 4, on va décrire l'ensemble de la machine de préformage et d'encollage selon l'invention. La machine comporte un bâti 70 qui définit un plan de référence ultérieurement appelé PP′. Sur les figures, ce plan de référence est un plan horizontal mais il va de soi que la machine pourrait être conçue de façon différente, le plan de référence PP′ n'étant plus horizontal.
  • La machine comporte deux barres d'entraînement respectivement référencées 72 et 74 qui peuvent se déplacer dans le plan PP′ selon la direction XX′. Ces barres sont actionnées par des éléments de déplacement symbolisés par les références 76 et 76′. De la même manière la barre 74 peut se déplacer sous l'effet d'éléments d'entraînement 78 et 78′. Sur la barre 72 est montée une première paire de premiers ensembles de pliage respectivement référencés 80 et 82 et un deuxième ensemble de pliage 84 disposé entre les premiers ensembles 80 et 82. De la même manière, sur la barre 74, sont montées une paire de premiers ensembles de pliage 86 et 88 et, entre ces ensembles, un deuxième ensemble de pliage référencé 90. Les organes d'entraînement des barres 72 et 74 permettent un déplacement de celles-ci selon la direction XX′ contenue dans le plan de référence PP′. La machine comporte également une pièce ultérieurement appelée piston 92 qui est mobile selon la direction ZZ′ perpendiculaire au plan PP′. Le piston 92 comporte essentiellement deux éléments de formage 94 et 96 aptes à coopérer avec les deux paires de premiers ensembles de formage 80, 82, 86 et 88 et un deuxième élément de pliage central 98 pour coopérer avec les ensembles de formage 84 et 90.
  • La commande des éléments de déplacement 76, 76′ et 78, 78′ est telle que les barres 72 et 74 peuvent se déplacer en synchronisme soit en se rapprochant simultanément du piston 92, soit en s'en écartant. Les éléments d'entraînement des barres peuvent être de toute nature convenable notamment des pistons provoquant l'écartement ou le rapprochement relatif des barres 72 et 74.
  • Afin de mieux faire comprendre les opérations effectuées par la machine de préformage et d'encollage, les figures 5a et 5b montrent la pièce en carton initiale de la figure 2 après les opérations de préformage. On voit qu'à la suite de ces opérations, les éléments de renforcement 60 et 62 sont collés sur les faces internes des grands côtés de la caisse 33 et 35 et que les oreilles 46 et 44 ont été repliées et collées de telle manière que, dans le cas de l'oreille 46, la portion 46a soit perpendiculaire au fond 31 de la caisse et, dans cette situation, au petit côté 36, que la portion 46b forme la poutre en forme de coin de renforcement et que la portion d'extrémité 46c soit collée sur la face interne du petit côté 36. Il en va bien sûr de la même manière pour les oreilles 44, 48 et 50.
  • En se référant maintenant aux figures 6a à 6c, on va décrire un élément de formage 94 ou 96 servant à réaliser les poutres d'angle. L'élément de formage 94 comporte une poutre principale pour le piston référencé 100 sur laquelle sont fixées deux colonnes verticales 102 et 104. A l'extrémité inférieure de chaque colonne 102 ou 104, on trouve fixé un ensemble 106, respectivement 108, qui est mieux visible sur les figures 6a et 6b. Par exemple, l'ensemble 106 comprend un boîtier 110 muni d'un vérin dont les tiges sont référencées 112 et 114. Les extrémités des tiges 112 et 114 sont solidaires d'une barre parallèle à la direction YY′ référencée 116. Cette barre comporte deux pièces 118 et 120 en forme de coin comme le montre mieux la figure 6b. Ces pièces en forme de coin constituent, comme on le comprend aisément, un gabarit interne pour le pliage des oreilles telles que 46 servant à réaliser les poutres de coin. La pièce 108 a exactement la même structure. On comprend que les tiges de vérin 112 et 114 par l'intermédiaire de la commande du vérin auquel elles sont associées permet de déplacer la barre 116 et donc les pièces en forme de coin 118 et 120 selon la direction YY′, l'ensemble du piston étant lui-même bien sûr déplaçable selon la direction ZZ′.
  • En se référant maintenant à la figure 7, on va décrire un premier ensemble de pliage servant à réaliser la poutre de coin de renforcement. L'ensemble de pliage 86 comporte un bâti 122 fixé sur la poutre d'entraînement 74 par des moyens de fixation amovibles tels que 124. Les moyens de fixation permettent d'adapter la position de l'ensemble de pliage 86 sur la poutre 74 aux dimensions particulières de la caisse à réaliser. L'ensemble de pliage comporte également une plaque support 126 parallèle au plan de référence PP′ sur laquelle sont fixés deux flasques tels que 128. L'ensemble de pliage 86 est essentiellement constitué par une plaque de pliage 130 fixée sur un bras coudé 132 articulé autour d'un axe ayant la direction YY′ et référencé 134. L'axe 134 est engagé à ses extrémités dans des pièces telles que 136 solidaires de la plaque support 126. Les pivotements du bras coudé 132 autour de l'axe 134 sont commandés par un vérin 138 solidaire par exemple du flasque 128 par la bride 140 et dont la tige 142 est articulée sur l'axe 144 monté au sommet du bras coudé 132. On comprend qu'ainsi les déplacements de la tige du vérin 142 qui est articulé permettent de provoquer des mouvements de rotation de la plaque de pliage 130 autour de l'axe 134. Comme le montre la figure 7, la plaque de pliage 130 comporte une partie centrale plane 130a qui est solidaire de l'extrémité libre du bras 132. La partie médiane 130a de la plaque 130 est prolongée par une première portion supérieure inclinée 130b et par une deuxième portion inclinée inférieure 130c. Comme on l'expliquera ultérieurement selon la position globale de la plaque 130, les différentes portions de la plaque 130a, 130b et 130c servent à réaliser les différents pliages de la pièce en carton pour obtenir les poutres de coin de renforcement.
  • L'ensemble de pliage 86 comporte également un sabot 146 solidaire du bras 132 par l'intermédiaire de la tige 148. Lorsque la plaque 130 est dans sa position la plus basse, le sabot 146 tend à venir en appui sur les pièces de carton posées elles-mêmes sur la plaque support 126, comme on l'expliquera ultérieurement. L'ensemble de pliage 86 comporte enfin une plaque 150 solidaire de la plaque support 126 qui est parallèle aux directions ZZ′ et YY′. Sur la figure 7, on a également représenté un coin 118 de l'élément de pliage 106 et la pièce en carton 31, 44 dans la position où elle a déjà été partiellement pliée par la plaque 130.
  • En se référant maintenant aux figures 9a à 9f, on va décrire le fonctionnement de la machine pour former les poutres de coin.
  • La figure 9a représente l'étape initiale dans laquelle la pièce en carton est posée sur les parties b supérieures des plaques de pliage des quatre premiers ensembles de pliage et de maintien. En outre, l'élément de pliage 94 est en appui par ces pièces en forme de coin telles que 118 sur la face supérieure de la pièce en carton 28. En outre, sous l'effet des éléments de déplacement des barres, par exemple de la barre 74, l'ensemble de pliage 86 est dans une première position dite de repos. Comme le montre mieux la figure 9b, sous l'effet du mouvement de descente de l'élément de pliage 94, la pièce en carton est pliée en étant guidée successivement par les différentes parties de la plaque 130 jusqu'à ce que la partie 36 de la pièce en carton soit en appui sur la plaque support 126 de l'ensemble de pliage et que l'ensemble du rabat 44 soit vertical en appui sur la partie 130c de la plaque 130. Par ailleurs, la pièce en coin 118 est appliquée d'une part sur le rabat 44 et sur la portion 36.
  • Dans l'étape suivante illustrée par la figure 9c, on provoque le pliage progressif des différentes parties du rabat 44 autour de la pièce en coin 118 par le déplacement simultané de l'ensemble de pliage 86 dans la direction XX′ et de la rotation de la plaque de pliage 130 autour de son axe 134. Comme le montre la figure 9d, à la fin de ce double mouvement, la partie 44a du rabat 44 est prise entre la pièce en forme de coin 118 et la plaque verticale 150. En outre, le sabot 146 est appliqué sur la partie 44c du rabat, elle-même plaquée contre le petit côté 36 de la caisse. La pression ainsi appliquée permet le collage de la portion 44c, préalablement encollée, sur le petit côté 36.
  • Lors de l'étape suivante représentée sur la figure 9e, la pièce 118 en forme de coin est écartée à l'aide du vérin 110. Puis, comme le montre la figure 9f, la plaque de pliage 130 est relevée pour dégager la poutre en coin ainsi réalisée. Enfin, la barre d'entraînement est déplacée pour amener l'ensemble de pliage dans sa troisième position, position dans laquelle la pièce en carton n'est plus en appui sur la plaque support 126 de l'ensemble de pliage. La pièce de carton préformée peut ainsi tomber librement pour être recueillie par des moyens de transfert disposés en dessous de la machine de préformage.
  • En se référant maintenant à la figure 8, on va décrire plus en détails un des deuxièmes ensembles de pliage et de collage. L'ensemble de pliage comprend un bâti 151 fixé sur la barre d'entraînement 74 par des moyens symbolisés par le boulon 152. Sur le bâti 150 est fixée une plaque support 154 définissant le plan de référence PP′ de la machine de préformage. Sur la plaque support 154 est fixée une colonne verticale 156 à l'extrémité supérieure de laquelle est fixé un bras horizontal 158. Le bras 158 est, par exemple, solidarisé par un système goujon 160-boulon 162. Une plaque de pliage 164 est fixée rigidement à la deuxième extrémité 166. La plaque de pliage 164 comprend une portion centrale 164a verticale et deux portions inclinées 164b et 164c raccordées à la portion centrale 164a.
  • Un corps de vérin 168, par exemple pneumatique, est fixé sur le bras 158 entre la plaque de pliage 164 et la colonne 156, par exemple par une bride 170. A l'extrémité de la tige 172 du vérin, qui est assujettie à se déplacer selon l'axe zz′, est fixé un sabot 174. Dans la position de repos du vérin 168, représentée en traits pleins sur la figure 8, le sabot 174 est en retrait par rapport au bord libre de la portion inférieure 164c de la plaque de pliage 164. On a également représenté sur cette figure, en pointillés, le sabot 174 en position basse.
  • La figure 8 montre également la partie du piston 92, plus précisément du deuxième élément de formage 98, qui coopère avec le deuxième ensemble de pliage 90. Elle comprend une partie support 176 sur laquelle est fixée à pivotement autour de l'axe 178, parallèle à l'axe YY′, une tige 180 qui, au repos (fig. 8), est parallèle à l'axe ZZ′. La position de la tige 180 est commandée par un vérin 182 solidaire de la poutre 176. L'extrémité 184 de la tige 180 est solidaire d'une barre "horizontale" 186, parallèle à la direction YY′.
  • En se référant maintenant aux figures 10a à 10e, on va décrire le fonctionnement du deuxième ensemble de pliage 90.
  • Dans la première étape représentée sur la figure 10a, le deuxième ensemble de pliage 98 occupe une première position dite de repos dans laquelle la pièce de carton 28 à préformer repose sur la partie supérieure 164a de la plaque de pliage 164. De plus, le trait de pliage entre le rabat 60 et le grand côté 33 de la pièce en carton 28 est disposée sensiblement au droit de la partie principale verticale 164b de la plaque de pliage 164. Simultanément la barre 186 de l'élément de formage 98 est en appui sur la partie 33 de la pièce en carton 28 à proximité du trait de pliage.
  • Dans l'étape suivante représentée sur la figure 10b, l'ensemble de pliage reste immobile et la descente de l'élément de formage 98 provoque le pliage de la partie 60 de la pièce de carton par rapport au reste de celle-ci qui vient en appui sur la plaque support 154, la portion 60 étant en appui contre la face 164b de la plaque de pliage.
  • La figure 10c montre l'étape suivante dans laquelle l'ensemble de pliage 90 est déplacé dans la direction XX′. Durant ce mouvement l'extrémité inférieure 164c de la plaque de pliage 164 continue le pliage de la portion 60 de la pièce en carton 28 par rapport à sa partie principale qui reste en appui sur la plaque support 154. En synchronisme avec le déplacement de l'ensemble de pliage, le vérin 182 (voir figure 8) commande l'inclinaison de la tige 180.
  • A la fin de cette phase, comme le montre la figure 10d, la portion 60 de la pièce en carton étant complètement rabattue sur le reste de la pièce, le vérin 168 est alimenté pour provoquer l'abaissement du sabot 174 qui plaque la portion 60 de la pièce en carton sur le reste de celle-ci. La partie 33 de la pièce en carton ayant été préalablement encollée, la portion 60 est donc collée sur la portion 33 de celle-ci.
  • Lors de la dernière étape, illustrée par la figure 10e, on commande la remontée du sabot 174 à l'aide du vérin 168 et la barre d'entraînement 74 est reculée jusqu'à une troisième position dans laquelle la pièce en carton 28 préformée peut tomber sous l'effet de son propre poids.
  • Dans la description précédente, les fonctionnements du premier ensemble de pliage 86 et du deuxième ensemble de pliage 90 ont été décrits séparément pour rendre plus clair l'exposé. Cependant on comprend aisément la synchronisation entre le fonctionnement des deux ensembles du fait que leurs déplacements dans la direction XX′ sont commandés par les déplacements de la même barre 74.

Claims (8)

  1. Machine de préformage et d'encollage d'une caisse en carton obtenue par pliage et collage d'une pièce en carton prédécoupée, ladite machine comportant un bâti fixe définissant un plan de référence, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre :
    - un piston (92) mobile selon une direction zz′ perpendiculaire au plan de référence (PP′), ledit piston comportant des moyens pour définir quatre gabarits internes (118, 120) pour un premier préformage ;
    - quatre premiers ensembles mobiles de pliage et de maintien (80, 82, 86, 88) pour effectuer un préformage de la pièce en carton autour de chaque garabit interne du piston ; et
    - deux moyens de déplacement (72, 74) des premiers ensembles de pliage sur chacun desquels est fixée une paire d'ensembles de pliage (80, 82, 86, 88), lesdits moyens de déplacement étant aptes à déplacer chaque paire selon une direction xx′ contenue dans le plan de référence en tendant à rapprocher chaque paire du piston, chaque premier ensemble de pliage comprenant un bâti (122) solidaire des moyens de déplacement (74), une plaque plane support (126) solidaire du bâti et définissant ledit plan de référence, une plaque de pliage (130) montée pivotante par rapport au bâti autour d'un axe (134) disposé selon une direction yy′ parallèle au plan de référence et perpendiculaire à la direction de déplacement xx′ et des moyens de commande (138, 142) pour provoquer le pivotement de ladite plaque de pliage autour dudit axe, chaque ensemble de pliage pouvant prendre une première position initiale, une deuxième position de préformage et une troisième position de libération de la caisse préformée, lesdits moyens de commande étant aptes à :

       lorsque ledit ensemble est dans sa première position, placer ladite plaque de pliage (130) dans une position relevée pour assurer le pliage d'une partie du carton sous l'effet du mouvement d'abaissement du piston jusqu'à ce que la partie principale du carton arrive en appui sur ladite plaque support ;
       lorsque ledit ensemble passe de sa première à sa deuxième position, commander le pivotement de ladite plaque (130) dans un premier sens pour provoquer le formage complet de ladite portion pliée autour dudit gabarit (118) de préformage ; et
       lorsque ledit ensemble passe de sa deuxième position à sa troisième position, commander le pivotement de ladite plaque de pliage dans un deuxième sens pour libérer ladite portion préformée.
  2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre deux deuxièmes ensembles de pliage et de maintien (84, 90) pour réaliser un deuxième préformage de la caisse, chaque deuxième ensemble étant solidaire d'un desdits moyens d'entraînement (72, 74), et en ce que ledit piston (92) comprend en outre deux éléments de pliage (96) aptes à coopérer avec lesdits deuxièmes ensembles de pliage et de maintien,
       chaque deuxième ensemble de pliage (84, 90) comprenant un bâti (151) solidaire d'un des moyens d'entraînement (74), une plaque support (154) solidaire du bâti et définissant le plan de référence (PP′), une plaque de pliage (164) solidaire dudit bâti, et un sabot de maintien (74) mobile par rapport au bâti selon la direction ZZ′, ladite plaque de pliage (164) étant apte à :
       lorsque ledit deuxième ensemble (90) est dans sa première position, provoquer un pliage d'une partie (60) de la pièce en carton (28) sous l'effet de l'abaissement des éléments de pliage (98) dudit piston jusqu'à ce que la partie principale du carton arrive en appui sur ladite plaque support (154) ;
       lorsque ledit deuxième ensemble de pliage passe de sa première à sa deuxième position, terminer le pliage de ladite partie pliée (60) pour l'amener contre la partie principale de ladite pièce de carton, ledit sabot (174) étant alors abaissé pour maintenir ladite partie pliée ; et
       lorsque ledit deuxième ensemble de pliage arrive dans sa troisième position, libérer ladite pièce de carton selon la direction ZZ′.
  3. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que ladite plaque de pliage (130) de chaque premier ensemble de pliage est solidaire de l'extrémité d'un bras (132) dont l'autre extrémité est montée pivotante autour dudit axe de pivotement (134), et en ce que le pivotement de ladite plaque de pliage est commandée par un vérin (138) agissant sur ledit bras (132),
  4. Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que chaque premier ensemble de pliage (80, 82, 86, 88) comprend en outre un sabot d'appui (146) solidaire dudit bras (132) qui vient en appui sur la partie pliée (44c) de la pièce en carton (28) à la fin du mouvement de pivotement dans le premier sens de ladite plaque de pliage (130).
  5. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que chacun des quatre gabarits internes (118) de premier préformage a, en section droite selon un plan perpendiculaire au plan de référence (PP′) et perpendiculaire à la direction YY′, la forme d'un triangle.
  6. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que ladite plaque de pliage (164) de chaque deuxième ensemble de pliage comprend une partie centrale (164a) qui est parallèle aux directions YY′ et ZZ′ et deux parties d'extrémité (164b, 164c) inclinées par rapport à ladite partie centrale.
  7. Machine selon la revendication 6, caractérisée en ce que chaque deuxième ensemble de pliage (84, 90) comprend en outre des moyens mobiles (172, 174) selon la direction ZZ′ pour maintenir la partie pliée (60) de la pièce en carton (28) contre la partie principale de celle-ci lorsque ladite partie pliée est totalement pliée.
  8. Machine selon la revendication 6, caractérisée en ce que chaque deuxième ensemble de pliage (84, 90, comprend en outre des moyens mobiles (172, 174) selon la direction ZZ′ pour maintenir la partie pliée (60) de la pièce en carton (28) contre la partie principale de celle-ci lorsque ladite partie pliée est totalement pliée.
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