EP3934903A1 - Unite de façonnage d'élément en plaque pour la fabrication de caisses pliantes - Google Patents

Unite de façonnage d'élément en plaque pour la fabrication de caisses pliantes

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Publication number
EP3934903A1
EP3934903A1 EP20710037.1A EP20710037A EP3934903A1 EP 3934903 A1 EP3934903 A1 EP 3934903A1 EP 20710037 A EP20710037 A EP 20710037A EP 3934903 A1 EP3934903 A1 EP 3934903A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
shafts
plate member
pair
slitting
plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20710037.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Philippe Fleury
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bobst Lyon SAS
Original Assignee
Bobst Lyon SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bobst Lyon SAS filed Critical Bobst Lyon SAS
Publication of EP3934903A1 publication Critical patent/EP3934903A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • B31B50/00—Making rigid or semi-rigid containers, e.g. boxes or cartons
    • B31B50/14—Cutting, e.g. perforating, punching, slitting or trimming
    • B31B50/146—Cutting, e.g. perforating, punching, slitting or trimming using tools mounted on a drum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D11/00—Combinations of several similar cutting apparatus
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    • B31B2120/30—Construction of rigid or semi-rigid containers collapsible; temporarily collapsed during manufacturing
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    • B31B2120/00—Construction of rigid or semi-rigid containers
    • B31B2120/70—Construction of rigid or semi-rigid containers having corrugated or pleated walls

Definitions

  • the present invention relates generally to the field of packaging. More particularly, the invention relates to a plate member forming unit for the manufacture of folding boxes, from plate members, for example, corrugated cardboard.
  • cardboard boxes are commonly made from plate elements in the form of sheets of cardboard or corrugated cardboard.
  • the sheet elements are processed in a continuous flow in a packaging production line where they are printed, cut and upset, folded and assembled by gluing, to form the boxes.
  • the plate elements 1 are introduced into the production line in a so-called "transverse" arrangement and are driven continuously in a drive direction DA.
  • the plate element 1 is successively processed by a printing unit, a plate element shaping unit formed here of a so-called “slotter” unit, and a folder-gluer unit.
  • the printing unit prints, typically by flexography, the plate member 1.
  • the printed plate member 1 a is then processed by the plate member forming unit which essentially slits 10 and upsets 11 for fold lines, to create body flanks 12 and body flaps 13.
  • the cut plate member 1b supplied by the plate member forming unit, is then folded and glued in the folder-gluer unit to obtain a 1c package in the form of a folding crate.
  • a count-ejection unit receives the folding boxes 1 c and forms a stack of folding boxes 1 d which is then tied up.
  • the tied stack 1 e then goes to a palletizer at the end of the manufacturing line of packaging.
  • the integration of a plate element forming unit of the type of that described in document WO 2013/029768 makes it possible to achieve high production rates of folding boxes, up to around 20,000 boxes / hour.
  • This plate member forming unit has four pairs of rotating cylindrical shafts which are arranged transversely to the driving direction of the plate members.
  • the cylindrical shafts rotate at high speed and perform the various treatment operations on the plate elements.
  • the majority of cuts are made in the direction of driving the plate members into the unit.
  • the shapes and dimensions of the slits are determined by cutting tools, mounted on cylindrical tool-holder shafts, which provide rotary cutting.
  • the movement of the plates is continuous between the cylindrical tool-holder shafts and the counter-tool cylindrical shafts.
  • the cylindrical against-tool shafts are arranged in parallel and facing the cylindrical tool-holder shafts, to cooperate with the latter.
  • Rotary cutting tools have laterally spaced blades arranged to create slits at and from front and rear edges (see items 14 and 15 in Fig. 1) of the plate member.
  • the plate member shaping unit also includes laterally spaced rotary upsetting tools arranged to create the fold lines on the plate member.
  • a control unit controls the rotational drive motors of the cylindrical shafts, so that, for the processing of a plate member, the tools are in contact with corresponding predetermined regions of the plate member and are driven. a processing speed whose tangential component is equal to the drive speed of the plate member.
  • the driving speed of the plate member is substantially constant between the input and the output of the plate member forming unit.
  • a lateral bonding tab 16 (Fig. 1) is also cut from the plate element, as an extension of the body sides 12 (Fig. 1). After folding, this tab is glued to the opposite side of the body, in order to form the folding box 1 c (Fig. 1).
  • specific tooling is provided in the unit for shaping the plate element, arranged so as to make two transverse cuts, or in skew, with respect to the direction of feed of the plate member, as well as a first slit from the trailing edge and a second slit from the leading edge.
  • Document EP2228206 describes a packaging manufacturing line comprising a shaping unit having several rotating shafts, on which shaping tools are arranged.
  • each shaping shaft includes several shaping tools. This allows each forming cylinder to make several spatially separate cuts on a sheet of cardboard.
  • This device presents a complexity when it comes to changing the format of the folding boxes, and requires the operator of the packaging machine to change the positions of the cutting elements (the knife blades) on the rotating shafts.
  • the invention relates to a plate element shaping unit for the continuous flow manufacture of folding boxes from plate elements, the plate elements being successively inserted into the unit.
  • shaping and moving in a driving direction comprising pairs of rotating cylindrical shafts, carrying a shaping tool, which shapes the plate elements by slitting, upsetting and cutting operations, characterized in that it comprises a cutting unit, and in which the pairs of rotating cylindrical shafts and the cutting unit cooperate to achieve, in the shaped plate member, first and second juxtaposed folding box poses, and in which two pairs of shafts cooperating to produce in each plate member central slits aligned on a transverse central axis of the plate member, and two pairs of shafts cooperating to produce respectively rear edge slits of a rear installation and front edge slits of a front installation, and in which said shafts each carry only one slitting tool, and in which angular position d at least one of the slitting shafts is adjustable with respect to the advancing position in the driving direction
  • each slitting shaft carries only one slitting tool and the angular position is adjustable allows the sizes of the folding boxes to be changed.
  • the angular position of all the slitting shafts is adjustable.
  • the angular position of the cylinder can be defined as the position of a (predefined) reference point on the circumference of the slitting cylinder in relation to the driving surface on which the plate elements are transported. This angle is measured between the reference point on the slitting roll, the axis of the slitting roll, and the drive surface of the plate.
  • the angular position can be adjusted by rotating the cylinder with the tools remaining stationary on the cylinder. This rotation can be done automatically by a position variator.
  • the advancing position of the plate member can be defined by the current position of the first leading edge of the plate member (the sheet of cardboard) in the feed direction.
  • the cutting unit comprises a perforation blade perpendicular to the driving direction, and which allows the first and the second juxtaposed folding box pose to be associated in series, and interconnected by attachment points.
  • the plate element shaping unit comprises a pair of rotating cylindrical shafts arranged so as to carry out cutting operations of a body leg of a rear laying and pre operations. - upsetting of fold lines in both poses.
  • the plate element shaping unit comprises a pair of rotating cylindrical shafts arranged so as to carry out cutting operations of a body leg of a front laying, and operations of upsetting of fold lines in the two poses, and a pair of rotating cylindrical shafts arranged to perform crushing operations of the two poses.
  • the plate member forming unit comprises first and second plate member processing units, associated in series, and having the same architecture with the pairs of rotating cylindrical shafts.
  • first and second plate member processing units each comprise four pairs of rotating cylindrical shafts aligned and arranged transversely to the drive direction, the first and second processing units d 'plate member being associated to form an alignment of eight pairs of rotating cylindrical shafts.
  • the second and fourth pairs of rotating cylindrical shafts of the first plate element processing unit cooperate to produce in the treated plate element central slits aligned on a longitudinal central axis of the 'processed plate element, the second pair of rotating cylindrical shafts comprising a rotating cylindrical shaft tool holder carrying a first slitting tool, arranged to produce first central slitting portions, and the fourth pair of shafts rotary cylindrical comprising a rotary cylindrical tool-holder shaft carrying a second rotary tool, arranged so as to produce second central slitting portions, each central slit being formed from the combination of a first central slit portion and a second central slit portion and having a length determined by an overlap area between the first and second central slit portions which is defined by settings angular position of the first and second rotary tools.
  • the trees are preferably independent and for a chosen blade length, the system has no limitation on the portions to be cut, due to the independence of the trees (a single blade on each tree), and due to the fact of the angular position of each of the shafts. This allows an infinite amount of overlap area ranging from the minimum length of a blade, up to the maximum length of the sum of the 2 blades.
  • the plate member forming unit comprises a first body tab cutter mounted on the third pair of rotating cylindrical shafts of the first plate member processing unit, the box leg cutter performing cutting operations of a first box leg on a proximal side edge of the processed plate member.
  • the plate element forming unit comprises a pre-upsetting device mounted on the third pair of rotating cylindrical shafts of the first plate element processing unit, the device for pre-upsetting performing pre-upsetting operations on the processed plate member in order to achieve fold lines in the first and second poses of the folding box.
  • the second pair of rotating cylindrical shafts of the second plate element processing unit (2O2) comprises a rotating cylindrical shaft tool holder carrying a third slitting tool, arranged so to perform trailing edge slits in the processed plate member
  • the fourth pair of rotating cylindrical shafts of the second plate member processing unit comprises a rotating cylindrical shaft shaft carrying a fourth tooling tool. slitting, arranged to make leading edge slits in the treated plate member.
  • the plate member forming unit comprises a second body tab cutter mounted on the third pair of rotating cylindrical shafts of the second plate member processing unit, the box leg cutter performing cutting operations of a second box leg on the proximal side edge of the processed plate member.
  • the plate member forming unit comprises a final upsetting device mounted on the third pair of rotating cylindrical shafts of the second plate member processing unit, the upsetting device final performing final upsetting operations on the treated plate element in order to complete the production of the folding lines in the first and second poses of the folding box.
  • the plate member forming unit comprises an edge knife mounted in one of the first and second plate member processing units and arranged to perform a cutting operation. edge on a distal side edge of the processed plate member, the first pair of rotating cylindrical shafts of the first plate member processing unit has means for driving the processed plate member, and the The first pair of rotating cylindrical shafts of the second plate member processing unit has a crushing device arranged to thickly crush a proximal side strip and a distal side strip of the processed plate member.
  • the cutting unit is a rotary cutter with rotating cylindrical shafts.
  • FIG. 1 is a diagram showing a manufacturing process of folding box packaging of the prior art
  • FIG. 2 is a diagram showing different processing states of a plate member in a folding case packaging manufacturing process using the unit according to the present invention
  • FIG. 3 is a diagram showing a general architecture of a plate member forming unit according to the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing examples of central slits of different lengths achievable in a plate member with the plate member forming unit of FIG. 3;
  • FIG. 5 is a diagram showing examples of plate members achievable with the plate member forming unit of FIG. 3 for the manufacture of folding boxes of different formats.
  • the longitudinal direction is defined with reference to the direction of travel or drive of the plate elements in the packaging manufacturing line, along their median longitudinal axis.
  • the transverse direction is defined as being the direction perpendicular in a horizontal plane to the direction of travel of the plate elements.
  • the upstream and downstream directions are defined with reference to the direction of movement of the plate elements, along the longitudinal direction in the entire packaging manufacturing line, from the entry of the line to the exit of the line.
  • the proximal and distal edges of the plate member are defined in this non-limiting example with respect to the conductive side and the opposite conductive side of the machine and the sheet processing unit when the sheet is scrolled in the horizontal plane. .
  • FIG. 3 The general architecture of the plate element forming unit 2 is visible in FIG. 3.
  • the plate member forming unit 2 is shown associated with a cutting unit 21, the function of which will become clear from the following description.
  • the plate elements in their different processing states are generally referenced by the reference 3 in Figs. 2 and 3, with index letters A, B0, B and C associated with mark 3 which indicate the state of treatment of the plate element considered.
  • the plate member 3 is shown in FIG. 2 in different processing states explained above, with references 3A, 3B, and 3c.
  • the driving direction of the plate members 3 in the plate member forming unit 2, and in the packaging manufacturing line in which it is included, from upstream to downstream is indicated by the arrow FD in Figs. 2 and 3.
  • the plate members 3 are conveyed and processed in the plate member forming unit 2 keeping a transverse arrangement, that is, with their longitudinal central axis AL which is perpendicular to the line. FD drive direction.
  • the plate member 3A shown in FIG. 2, is typically formed from a rectangular plate, for example here of corrugated cardboard, which must be treated to form two folding boxes CA1 and CA2.
  • the plate element 3A for example here is a plate element which has been printed by a printing unit placed upstream of the plate element forming unit 2 in a packaging production line.
  • the printed plate element 3A here comprises two printed zones 30i and 30 2 , located on either side of the longitudinal central axis AL of the plate element.
  • the printed areas 30i and 30 2 belong respectively to two poses P1 and P2 in the plate element.
  • the two poses P1 and P2 correspond respectively to the folding boxes CA1 and CA2, to be produced from the plate element, using the shaping unit of plate element 2.
  • the poses P1 and P2 are arranged transversely, in juxtaposition, with respect to the drive direction FD.
  • the plate member forming unit 2 receives the printed plate member 3A as input, processes it and outputs a shaped plate member 3B in which processing operations have been carried out to obtain of the two poses P1 and P2.
  • the treatment operations include in particular slitting, cutting and upsetting operations, to form body sides 31, body flaps 32 and two body tabs 33i and 33 2 for the poses P1 and P2 of the element in plate.
  • the shaped plate element 3B has central slits 34i 2 and front edge slits 34i and rear edge slits 34 2 .
  • the central slits 34i 2 are aligned along the longitudinal central axis AL and participate in the formation of the body sides 31 and the body flaps 32 of the poses P1 and P2.
  • the front edge slits 34i are made on a longitudinal front edge 35AV of the plate element and participate in the formation of the body sides 31 and the body flaps 32 of the installation P1.
  • the rear edge slits 34 2 are made on a longitudinal rear edge 35AR of the plate element and participate in the formation of the body sides 31 and the body flaps 32 of the installation P2.
  • the box legs 33i and 33 2 are made on the proximal side edge 38 of the plate member.
  • the shaped plate member 3B also has upsets 36 for making future fold lines, performed by upsetting operations in the plate member 2 forming unit.
  • the plate member 3c is obtained after the processing operation performed by the cutting unit 21 on the plate member 3B.
  • the cutting unit 21 makes selective cuts to form the attachment points 37.
  • the plate element 3c thus comprises the poses P1 and P2 which are no longer connected except by the attachment points 37.
  • the plate element 3c is then processed by a folder-gluer unit (not shown) which performs a folding and glues the box legs 33i and 33 2 on the corresponding box sides to obtain a folded assembly 4 formed of of them CA1 and CA2 folding boxes connected by the attachment points 37, the two folding boxes CA1 and CA2, corresponding respectively to the poses P1 and P2.
  • a folder-gluer unit (not shown) which performs a folding and glues the box legs 33i and 33 2 on the corresponding box sides to obtain a folded assembly 4 formed of of them CA1 and CA2 folding boxes connected by the attachment points 37, the two folding boxes CA1 and CA2, corresponding respectively to the poses P1 and P2.
  • the angular position of at least one of the slitting shafts 2011, 203i, 2012, 203 2 is adjustable relative to the position of advance in the driving direction (FD) of the plate member.
  • the angular position a can be defined as the position of a reference point P (predefined) on the circumference of the slitting shaft 2011, 203i, 2012, 203 2 in relation to the driving surface S on which the elements in plates 3 are transported. This angle a is measured between the reference point P on the cylinder / slitting shaft 2011, 203i, 2012, the axis of the slitting cylinder X, and the driving surface of the plate S.
  • the plate elements are inserted successively, one by one, into the plate element shaping unit 2 to be processed there, with an insertion rate corresponding to a machine pitch on which the various equipment is synchronized. of the packaging manufacturing line, various equipment including unit 2.
  • the plate element shaping unit 2 is formed by the series association of two plate element processing units 20i and 2O2, called “slotter", having the same general architecture.
  • the first unit 20i is passed through before the second plate member processing unit 2O2 by the plate member moving in the drive direction FD.
  • the two plate element processing units 20i and 2O2 are of the type described in document WO 2013/029768.
  • the performance of the processing operations on the plate element is optimized, by distributing these judicious processing operations between the two plate member processing units 20i and 202.
  • the plate element processing units 20i and 2O2 here each comprise four pairs of rotating cylindrical shafts.
  • the plate element forming unit 2 formed by the association of the plate element processing units 20i and 2O2 therefore comprises eight pairs of rotating cylindrical shafts, marked 200i to 203i for the first processing unit of plate element 20i and 2OO2 to 203 2 for the second unit 2O2.
  • the eight pairs of rotating cylindrical shafts, 200i to 203i and 2OO2 to 203 2 are spaced apart from each other by the same center distance AX.
  • the length of the center-to-center distance AX typically corresponds to a minimum plate member format that can be processed in the plate member forming unit 2.
  • the first plate member processing unit 20i processes the plate member 3A to produce a pre-formed plate member 3BO visible in FIG. 3.
  • the first pair of rotating cylindrical shafts 200i are dedicated to drive the plate member.
  • the pre-shaped plate element 3BO comprises the central slits 34i 2 which have been cut by suitable tools 511 and 53i respectively equipping the second and fourth pairs of rotating cylindrical shafts 2011 and 203i.
  • the tools 511 and 53i are carried respectively by rotary tool holder shafts (upper cylindrical shafts) of the second and fourth pairs of rotary cylindrical shafts 2011 and 203i.
  • the tools 511 and 53i typically each comprise cutting blades conforming to the cylindrical shape of the rotary tool holder shafts.
  • a plurality of cutting blades are transversely spaced and mounted in correspondence with central positions PC1 to PC4 defined in the plate member 3BO, on the longitudinal central axis AL, at which are to be make the central slits 34i 2 .
  • the tools 51 1 and 53i are arranged and mounted on their respective rotary tool-holder shafts so as to be able to adjust a length L of the central slits 34i 2 in the plate element 3BO, and thus configure the unit 2 for different folding box formats.
  • the length L of the central slits 34i 2 is adjusted by modifying the angular position (a) of the tools 511 and 53i on their respective rotary tool-holder shafts.
  • FIG. 4 three central slits 34Ai 2 , 34B- I2 and 34C- I2 , having respective lengths LA, LB and Le, produced by unit 2 with the same set of tools 511 and 53i.
  • These three central slits 34Ai 2 , 34Bi 2 and 34Ci 2 are obtained with three separate adjustment configurations of the tools 511 and 53i for different folding boxes, respectively.
  • the tools 511 and 53i are similar and respectively cut slitting portions PRi and PR 3 , having the same length LO.
  • the length LO is considered here equal to 150 mm.
  • Tools 511 and 53i may also have a different development.
  • the central slitting 34Ai 2 of length LA is the slitting of maximum length which is achievable with the tools 511 and 53i.
  • the tools 511 and 53i are mounted on their respective rotary tool-holder shafts at first angular positions which make it possible to obtain the central slitting 34Ai 2 without overlapping between the slitting portions PR 1 and PR 3 .
  • the central slitting 34Bi 2 of length LB is a slitting of intermediate length which is achievable with the tools 511 and 53i.
  • the tools 511 and 53i are mounted on their respective rotary tool-holder shafts at second angular positions which make it possible to obtain the central slitting 34Bi 2 with a partial overlap of LO / 3 between the slitting portions.
  • LO - LO / 3 250 mm.
  • the central slitting 34Ci 2 of length Le is a slitting of minimum length which is achievable with the tools 511 and 53i.
  • the tools 511 and 53i are mounted on their respective rotary tool-holder shafts at third angular positions which make it possible to obtain the central slitting 34Ci 2 with a total overlap of LO between the slitting portions PR 1 and PR3.
  • the plate element shaping unit 2 according to the invention therefore allows, with different angular adjustments of the same set of tools 511 and 53i, the production of central slits 34i 2 having a length L of between 2.
  • LO and LO that is, in the example above, a length L between 150 mm and 300 mm.
  • the first plate member processing unit 20i also performs first complementary processing operations which are performed by tool devices associated with the third pair of rotating cylindrical shafts 202i.
  • These first complementary processing operations include operations for cutting the body lug 33 2 of the installation P2 and pre-upsetting operations for carrying out the pre-upsetting 36 of the future bending lines in the poses P1 and P2.
  • a cutting device 52i mounted on the tool-holder shaft of the third pair of rotary cylindrical shafts 202i, is provided to perform the cutting operations of the body tab 33 2 on the proximal lateral edge 38 of the plate element.
  • the cutter 52i provides angled cuts of the front and rear edges of the body tab 33 2 , as seen on the pre-formed plate member 3BO in FIG. 3.
  • a pre-upsetting device (not shown) is also mounted on the third pair of rotating cylindrical shafts 202i. This pre-upsetting device performs pre-upsetting 36 on the plate member. The plate element is thus partially crushed in thickness along continuous lines, in order to achieve the fold lines in the poses P1 and P2.
  • the second plate member processing unit 20 2 processes the plate member 3BO and outputs the shaped plate member 3B visible in Figs. 2 and 3.
  • the second plate member processing unit 2O2 supplements the processing operations carried out in the first plate member processing unit 20i with other processing operations in order to complete the shaping of the member. in plate.
  • the second plate element processing unit 20 2 performs the front edge slits 34i and the rear edge slits 34 2 , as well as second additional processing operations.
  • the front edge slits 34i and the rear edge slits 34 2 are cut respectively by suitable tools 53 2 and 512, visible in FIG. 3, respectively equipping the fourth and second pairs of rotating cylindrical shafts 203 2 and 2012 of the second plate element processing unit 2O2.
  • the tools 53 2 and 512 are carried respectively by rotary tool shafts (upper cylindrical shafts) of the fourth and second pairs of rotary cylindrical shafts 203 2 and 2012 of the second plate element processing unit 2O2, and are similar to tools 511 and 53i, used for center slits 34i2.
  • the tools 512 and 53 2 are arranged and mounted on their respective rotary tool-holder shafts so as to be able to adjust a length of the front and rear edge slits 34i and 34 2 equal to half L / 2 of the length L of the central slits 34i 2 .
  • the length L / 2 of the front and rear edge slits 34i and 34 2 is adjusted by modifying the angular position of tools 512 and 53 2 , on their shafts respective rotary tool holders, so as to configure the unit 2 for different folding box formats.
  • the second additional processing operations include cutting operations of the body lug 33i of the installation P1, final upsetting operations to complete the production of upsets 36 of the folding lines in the poses P1 and P2, a first box leg crushing operation, a second distal side edge crushing operation 39, and an edge cutting operation on a distal side edge 39 of the plate member.
  • the second complementary processing operations use tool devices associated with the third pair of rotating cylindrical shafts 2022 and with the first pair of rotating cylindrical shafts 2002 of the second plate member processing unit 202.
  • a cutting device 52 2 mounted on the tool-holder shaft of the third pair of rotary cylindrical shafts 202 2 , is provided to perform the cutting operations of the body tab 33i on the proximal side edge 38 of the plate element.
  • the cutter 52 2 provides angled cuts of the front and rear edges of the body tab 33i, as seen on the pre-shaped plate member 3B in FIG. 3.
  • a final upsetting device (not shown) is mounted on the third pair of rotating cylindrical shafts 202 2 .
  • This final upsetting device completes the pre-upsetting operations carried out in the first plate element processing unit 20i in order to obtain a desired final value, for the upsetting rate TR of the bending lines.
  • a first body lug crushing device (not shown) is mounted on the first pair of rotary cylindrical shafts 200 2 of the second plate element processing unit 2O 2 .
  • This first body lug crushing device thickens a proximal side strip of the plate member, at the proximal side edge 38, the width of this proximal strip being substantially equal to the width of the body lugs 33i and 33 2 .
  • a second crushing device crushes in thickness a distal side strip of the plate element, at the level of the distal lateral edge 39. The crushing of this proximal strip and of this distal strip make it possible to obtain box legs 33i and 33. 2 and the opposite distal lateral edge 39 having a reduced thickness, in order to subsequently avoid an extra thickness in the folded assembly 4 (cf. FIG. 2), at the level of the gluing of the tabs on the corresponding body sides.
  • the edge cutting operation on the distal lateral edge 39 of the plate element is carried out by an edge knife (not shown) installed in the second plate element processing unit 2O 2 .
  • the cutting unit 21 is located downstream of the second plate member processing unit 2O 2 to receive the shaped plate member 3B.
  • the cutting unit 21 is typically a rotary cutter with cylindrical shafts.
  • the cutting unit 21 outputs the plate element 3c incorporating the attachment points 37 between the poses P1 and P2.
  • the plate member forming unit 2 according to the present invention is designed with a modular approach. In fact, the plate element forming unit 2 is produced by combining two similar plate element processing units which may be modular equipment for a packaging manufacturing line.
  • the plate member forming unit 2 is designed to allow maximum flexibility for the manufacture of folding boxes of different formats.
  • FIG. 5 shows three shaped plate elements, FC1, FC2 and FC3, achievable with the plate element forming unit 2 and corresponding to folding boxes of different formats.
  • the plate elements FC1 and FC2 have different widths, 800 mm and 650 mm respectively, but with slits of the same dimensions, 240 mm and 120 mm respectively for the central slits and the edge slits.
  • the plate elements FC2 and FC3 have the same width of 650 mm, but with slits of different dimensions, FC3 having central slits and edge slits of 160 mm and 80 mm respectively.
  • the shaping unit as well as the plate member shaping assembly according to the invention enables the production rate of folding boxes to be substantially increased over the prior art.

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Abstract

L'unité de façonnage d'élément en plaque (2) pour la fabrication en flux continu de caisses pliantes (CA1, CA2) à partir d'éléments en plaque (3), les éléments en plaque (3) étant insérés successivement dans l'unité (2) et se déplaçant selon une direction d'entraînement (FD), comprenant des paires d'arbres cylindriques rotatifs (2001 - 203-1, 2002 - 2032), portant un outillage de façonnage, qui façonne les éléments en plaque (4) par des opérations de refente, de refoulage et de découpe, comprend une unité de découpage (21), et les paires d'arbres cylindriques rotatifs (2001 - 203-1, 2002 - 2032).

Description

UNITE DE FAÇONNAGE D’ÉLÉMENT EN PLAQUE POUR LA FABRICATION DE CAISSES PLIANTES
[001 ] La présente invention concerne de manière générale le domaine de l'emballage. Plus particulièrement, l’invention se rapporte à une unité de façonnage d’élément en plaque pour la fabrication de caisses pliantes, à partir d’éléments en plaque, par exemple, en carton ondulé.
[002] Dans l'industrie de l'emballage, les caisses, ou boîtes, en carton sont réalisées communément à partir d’éléments en plaque sous la forme de feuilles de carton ou de carton ondulé. Les éléments en plaque sont traités en flux continu dans une ligne de fabrication d’emballages dans laquelle ils sont imprimés, découpés et refoulés, pliés et assemblés par collage, de façon à former les caisses.
[003] Etat de la technique
[004] En référence à la Fig. 1 , dans un type connu de ligne de fabrication d’emballages, les éléments en plaque 1 sont introduits dans la ligne de fabrication selon une disposition dite « transversale » et sont entraînés en continu dans une direction d’entraînement DA. L’élément en plaque 1 est traité successivement par une unité d’impression, une unité de façonnage d’élément en plaque formée ici d’une unité dite « slotter » en anglais, et une unité plieuse-colleuse. L’unité d’impression assure l’impression, typiquement par flexographie, de l’élément en plaque 1. L’élément en plaque imprimé 1 a est ensuite traité par l’unité de façonnage d’élément en plaque qui réalise essentiellement des refentes 10 et des refoulages 1 1 pour des lignes de pliage, afin de créer des flancs de caisse 12 et des rabats de caisse 13. L’élément en plaque découpé 1 b, fourni par l’unité de façonnage d’élément en plaque, est ensuite plié et collé dans l’unité plieuse-colleuse pour obtenir un emballage 1 c sous la forme d’une caisse pliante. Une unité de comptage-éjection réceptionne les caisses pliantes 1 c et forme une pile de caisses pliantes 1 d qui est ensuite ficelée. La pile ficelée 1 e part ensuite vers un palettiseur, en bout de la ligne de fabrication d’emballages. [005] Dans la ligne de fabrication d’emballages de la technique antérieure décrite ci-dessus, l’intégration d’une unité de façonnage d’élément en plaque du type de celle décrite dans le document WO 2013/029768 permet d’atteindre des cadences de fabrication de caisses pliantes élevées, allant jusqu’à 20000 caisses/heure environ. Cette unité de façonnage d’élément en plaque comporte quatre paires d’arbres cylindriques rotatifs qui sont disposés transversalement par rapport à la direction d’entraînement des éléments en plaque. Les arbres cylindriques tournent à vitesse élevée et réalisent les différentes opérations de traitement sur les éléments en plaque. La majorité des découpes sont pratiqués dans la direction d’entraînement des éléments en plaque dans l’unité. Les formes et dimensions des refentes sont déterminées par des outils de découpe, montés sur des arbres cylindriques porte- outil, qui assurent une découpe rotative. Le déplacement des plaques est continu entre les arbres cylindriques porte-outil et des arbres cylindriques contre-outil. Les arbres cylindriques contre-outil sont disposés en parallèle et en regard des arbres cylindriques porte-outil, pour coopérer avec ces derniers. Les outils de découpe rotatifs comportent des lames espacées latéralement et agencées de façon à créer les refentes au niveau et à partir de bords avant et arrière (cf. repères 14 et 15 à la Fig. 1 ) de l'élément en plaque. Outre les outils de découpe rotatifs, l’unité de façonnage d’élément en plaque comporte également des outils de refoulage rotatifs espacés latéralement et agencés de façon à créer les lignes de pliage sur l’élément en plaque. Une unité de commande commande les moteurs d’entraînement en rotation des arbres cylindriques, de telle façon que, pour le traitement d’un élément en plaque, les outils se trouvent au contact de régions prédéterminées correspondantes de l'élément en plaque et sont animés d'une vitesse de traitement dont la composante tangentielle est égale à la vitesse d'entraînement de l’élément en plaque. La vitesse d'entraînement de l’élément en plaque est sensiblement constante entre l'entrée et la sortie de l’unité de façonnage d’élément en plaque.
[006] Dans l’unité de façonnage d’élément en plaque, une patte latérale de collage 16 (Fig. 1 ) est également découpée dans l’élément en plaque, en prolongement des flancs de caisse 12 (Fig. 1 ). Après pliage, cette patte est collée au flanc de caisse opposé, afin de former la caisse pliante 1 c (Fig. 1 ). Pour la réalisation de la patte latérale de collage, il est prévu un outillage spécifique dans l’unité de façonnage d’élément en plaque, agencé de façon à pratiquer deux coupes transversales, ou en biais, par rapport à la direction d’entraînement de l’élément en plaque, ainsi qu’une première refente à partir du bord arrière et une deuxième refente à partir du bord avant.
[007] L’agencement de plusieurs poses dans un même élément en plaque est une solution qui permet d’accroitre substantiellement la production de caisses pliantes dans une ligne de fabrication d’emballages ayant une cadence de traitement de plaque déterminée. Ainsi, la possibilité de traiter un élément en plaque afin d’y réaliser deux poses, tout en conservant un même pas machine, permettrait de doubler la cadence de fabrication de caisses pliantes dans une ligne de fabrication d’emballages du type décrite plus haut.
[008] Document EP2228206 décrit une ligne de fabrication d’emballages comprenant une unité de façonnage ayant plusieurs arbres rotatifs, sur lesquelles des outils de façonnage sont agencés. Notamment, chaque arbre de façonnage comprend plusieurs outils de façonnage. Cela permet à chaque cylindre de façonnage d’effectuer plusieurs découpes spatialement séparés sur une feuille de carton. Ce dispositif présente une complexité quand il s’agit de changer le format des boites pliantes, et nécessite que l’opérateur de la machine d’emballage change les positions des éléments de découpage (les lames de couteaux) sur les arbres rotatifs.
[009] Exposé de l’invention
[0010] Il est souhaitable de fournir une unité de façonnage d’élément en plaque du type à paires d’arbres cylindriques rotatifs susmentionné, qui soit capable de produire des éléments en plaques façonnés avec deux poses, de façon à autoriser un accroissement de la cadence de fabrication de caisses pliantes jusqu’à 40000 caisses/heure environ.
[001 1 ] Selon un premier aspect, l’invention concerne une unité de façonnage d’élément en plaque pour la fabrication en flux continu de caisses pliantes à partir d’éléments en plaque, les éléments en plaque étant insérés successivement dans l’unité de façonnage et se déplaçant selon une direction d’entraînement, comprenant des paires d’arbres cylindriques rotatifs, portant un outillage de façonnage, qui façonne les éléments en plaque par des opérations de refente, de refoulage et de découpe, caractérisée en ce qu’elle comprend une unité de découpage, et dans laquelle les paires d’arbres cylindriques rotatifs et l’unité de découpage coopèrent pour réaliser, dans l’élément en plaque façonné, des première et deuxième poses de caisse pliante juxtaposées, et dans laquelle deux paires d’arbres coopérant pour réaliser dans chaque élément en plaque des refentes centrales alignées sur un axe central transversal de l’élément en plaque, et deux paires d’arbres coopérant pour réaliser respectivement des refentes de bord arrière d’une pose arrière et des refentes de bord avant d’une pose avant, et dans laquelle lesdites arbres porte chacun seulement un outillage de refente, et dans laquelle position angulaire d’au moins un des arbres de refente est ajustable par rapport à la position d’avancement dans la direction d’entraînement de l’élément en plaque.
Le fait que chaque arbre de refente porte seulement un outillage de refente et que la position angulaire est ajustable permet que les tailles de caisses pliantes peuvent être modifiées. Préférablement, la position angulaire de tous les arbres de refente est ajustable.
La position angulaire du cylindre peut être définie comme la position d’un point de référence (prédéfini) sur la circonférence du cylindre de refente en relation avec la surface d’entrainement sur laquelle les éléments en plaques sont transportés. Cet angle se mesure entre le point de référence sur le cylindre de refente, l’axe du cylindre de refente et la surface d’entrainement de la plaque. La position angulaire peut être ajustée par une rotation du cylindre avec les outils restants stationnaires sur le cylindre. Cette rotation peut être fait automatiquement par un variateur de position. La position d’avancement de l’élément en plaque peut être définie par la position actuelle du premier bord avant de l’élément en plaque (la feuille de carton) dans la direction d’entrainement.
[0012] Dans une variante, l’unité de de découpage comprend une lame de perforation perpendiculaire de la direction d’entraînement, et qui permet la première et la deuxième pose de caisse pliante juxtaposées d’être associées en série, et reliées entre elles par des points d’attache.
[0013] Dans une variante, l’unité de façonnage d’élément en plaque comprend une paire d’arbres cylindriques rotatifs agencée de façon à réaliser des opérations de coupe d’une patte de caisse d’une pose arrière et des opérations de pré-refoulage de lignes de pliage dans les deux poses.
[0014] Dans une variante, l’unité de façonnage d’élément en plaque comprend une paire d’arbres cylindriques rotatifs agencée de façon à réaliser des opérations de coupe d’une patte de caisse d’une pose avant, et des opérations de refoulage de lignes de pliage dans les deux poses, et une paire d’arbres cylindriques rotatifs agencée de façon à réaliser des opérations d’écrasement des deux poses.
[0015] Dans une autre variante, l’unité de façonnage d’élément en plaque comprend des première et deuxième unités de traitement d’élément en plaque, associées en série, et présentant une même architecture avec les paires d’arbres cylindriques rotatifs.
[0016] Dans une autre variante, les première et deuxième unités de traitement d’élément en plaque comprennent chacune quatre paires d’arbres cylindriques rotatifs alignées et disposées transversalement par rapport à la direction d’entraînement, les première et deuxième unités de traitement d’élément en plaque étant associées de façon à former un alignement de huit paires d’arbres cylindriques rotatifs.
[0017] Dans une autre variante, les deuxième et quatrième paires d’arbres cylindriques rotatifs de la première unité de traitement d’élément en plaque coopèrent pour réaliser dans l’élément en plaque traité des refentes centrales alignées sur un axe central longitudinal de l’élément en plaque traité, la deuxième paire d’arbres cylindriques rotatifs comprenant un arbre cylindrique rotatif porte-outil porteur d’un premier outillage de refente, agencé de façon à réaliser des premières portions de refente centrale, et la quatrième paire d’arbres cylindriques rotatifs comprenant un arbre cylindrique rotatif porte-outil porteur d’un deuxième outillage rotatif, agencé de façon à réaliser des deuxièmes portions de refente centrale, chaque refente centrale étant formée de la combinaison d’une première portion de refente centrale et d’une deuxième portion de refente centrale et ayant une longueur déterminée par une zone de recoupement entre les première et deuxième portions de refente centrale qui est définie par des réglages de position angulaire des premier et deuxième outillages rotatifs.
[0018] Les arbres sont préférablement indépendant et pour une longueur de lame choisie, le système n’a pas de limitation sur les portions à découper, du fait de l’indépendance des arbres (une seule lame sur chaque arbre), et du fait de la position angulaire de chacun des arbres. Ceci permet une infinité de zone de recoupement allant de la longueur minimale d’une lame, jusqu’à la longueur maximale de la somme des 2 lames.
[0019] Dans une autre variante, l’unité de façonnage d’élément en plaque comprend un premier dispositif de coupe de patte de caisse monté sur la troisième paire d’arbres cylindriques rotatifs de la première unité de traitement d’élément en plaque, le dispositif de coupe de patte de caisse réalisant des opérations de coupe d’une première patte de caisse sur un bord latéral proximal de l’élément en plaque traité.
[0020] Dans une autre variante, l’unité de façonnage d’élément en plaque comprend un dispositif de pré-refoulage monté sur la troisième paire d’arbres cylindriques rotatifs de la première unité de traitement d’élément en plaque, le dispositif de pré-refoulage effectuant des opérations de pré-refoulage sur l’élément en plaque traité afin de réaliser des lignes de pliage dans les première et deuxième poses de caisse pliante.
[0021 ] Dans une autre variante, la deuxième paire d’arbres cylindriques rotatifs de la deuxième unité de traitement d’élément en plaque (2O2) comprend un arbre cylindrique rotatif porte-outil porteur d’un troisième outillage de refente, agencé de façon à réaliser des refentes de bord arrière dans l’élément en plaque traité, et la quatrième paire d’arbres cylindriques rotatifs de la deuxième unité de traitement d’élément en plaque comprend un arbre cylindrique rotatif porte-outil porteur d’un quatrième outillage de refente, agencé de façon à réaliser des refentes de bord avant dans l’élément en plaque traité. [0022] Dans une autre variante, l’unité de façonnage d’élément en plaque comprend un deuxième dispositif de coupe de patte de caisse monté sur la troisième paire d’arbres cylindriques rotatifs de la deuxième unité de traitement d’élément en plaque, le dispositif de coupe de patte de caisse réalisant des opérations de coupe d’une deuxième patte de caisse sur le bord latéral proximal de l’élément en plaque traité.
[0023] Dans une autre variante, l’unité de façonnage d’élément en plaque comprend un dispositif de refoulage final monté sur la troisième paire d’arbres cylindriques rotatifs de la deuxième unité de traitement d’élément en plaque, le dispositif de refoulage final effectuant des opérations de refoulage final sur l’élément en plaque traité afin d’achever la réalisation des lignes de pliage dans les première et deuxième poses de caisse pliante.
[0024] Dans une autre variante, l’unité de façonnage d’élément en plaque comprend un couteau de rive monté dans l’une des première et deuxième unités de traitement d’élément en plaque et agencé de façon à réaliser une opération de coupe de rive sur un bord latéral distal de l’élément en plaque traité, la première paire d’arbres cylindriques rotatifs de la première unité de traitement d’élément en plaque comporte des moyens d’entraînement de l’élément en plaque traité, et la première paire d’arbres cylindriques rotatifs de la deuxième unité de traitement d’élément en plaque comporte un dispositif d’écrasement agencé de façon à écraser en épaisseur une bande latérale proximale et une bande latérale distale de l’élément en plaque traité.
[0025] Dans une variante, l’unité de découpage est un découpeur rotatif à arbres cylindriques rotatifs.
[0026] Brève description des dessins
[0027] D’autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée ci-dessous d’une forme de réalisation particulière de l’invention, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : [0028] la Fig. 1 est un diagramme montrant un processus de fabrication d’emballages sous forme de caisses pliantes de la technique antérieure ;
[0029] la Fig. 2 est un diagramme montrant différents états de traitement d’un élément en plaque dans un processus de fabrication d’emballages sous forme de caisses pliantes utilisant l’unité selon la présente invention ;
[0030] la Fig. 3 est un diagramme montrant une architecture générale d’une unité de façonnage d’élément en plaque selon la présente invention ;
[0031 ] la Fig. 4 est un diagramme montrant des exemples de refentes centrales de différentes longueurs réalisables dans un élément en plaque avec l’unité de façonnage d’élément en plaque de la Fig. 3 ; et
[0032] la Fig. 5 est un diagramme montrant des exemples d’éléments en plaque réalisables avec l’unité de façonnage d’élément en plaque de la Fig. 3 pour la fabrication de caisses pliantes de formats différents.
[0033] La direction longitudinale est définie en faisant référence au sens de défilement ou d’entraînement des éléments en plaque dans la ligne de fabrication d’emballage, selon leur axe longitudinal médian. La direction transversale est définie comme étant la direction perpendiculaire dans un plan horizontal à la direction de défilement des éléments en plaque. Les sens amont et aval sont définis en faisant référence au sens de déplacement des éléments en plaque, suivant la direction longitudinale dans l'ensemble de la ligne de fabrication d’emballage, de l’entrée de la ligne jusqu’à la sortie de la ligne. Les bords proximal et distal de l’élément en plaque sont définies dans cet exemple non limitatif par rapport au côté conducteur et au côté opposé conducteur de la machine et de l’unité de traitement de feuille lors du défilement de la feuille dans le plan horizontal.
[0034] Exposé détaillé de modes de réalisation préférés
[0035] En référence aux Figs. 2 à 5, il est maintenant décrit à titre d’exemple une forme de réalisation particulière 2 d’une unité de façonnage d’élément en plaque selon l’invention, sous la forme de feuilles de carton ondulé. [0036] L’architecture générale de l’unité de façonnage d’élément en plaque 2 est visible à la Fig. 3. A la Fig. 3, l’unité de façonnage d’élément en plaque 2 est montrée associée avec une unité de découpage 21 dont la fonction apparaîtra clairement dans la suite de la description.
[0037] Les éléments en plaque dans leurs différents états de traitement sont référencés globalement par le repère 3 aux Figs. 2 et 3, avec des lettres d’indice A, B0, B et C associées au repère 3 qui indiquent l’état de traitement de l’élément en plaque considéré.
[0038] L’élément en plaque 3 est montré à la Fig. 2 dans différents états de traitement explicités ci-dessus, avec les repères 3A, 3B, et 3c.
[0039] La direction d’entraînement des éléments en plaque 3 dans l’unité de façonnage d’élément en plaque 2, et dans la ligne de fabrication d’emballages dans laquelle est comprise celle-ci, de l’amont vers l’aval est indiquée par la flèche FD aux Figs. 2 et 3. Les éléments en plaque 3 sont convoyés et traités dans l’unité de façonnage d’élément en plaque 2 en gardant une disposition transversale, c’est-à- dire, avec leur axe central longitudinal AL qui est perpendiculaire à la direction d’entraînement FD.
[0040] L’élément en plaque 3A, montré à la Fig. 2, est formé typiquement d’une plaque rectangulaire, par exemple ici en carton ondulé, qui doit être traitée pour former deux caisses pliantes CA1 et CA2. L’élément en plaque 3A, est par exemple ici un élément en plaque qui a été imprimé par une unité d’impression placée en amont de l’unité de façonnage d’élément en plaque 2 dans une ligne de fabrication d’emballages.
[0041 ] Comme visible à la Fig. 2, l’élément en plaque imprimé 3A comporte ici deux zones imprimées 30i et 302, situées de part et d’autre par rapport à l’axe central longitudinal AL de l’élément en plaque. Les zones imprimées 30i et 302 appartiennent respectivement à deux poses P1 et P2 dans l’élément en plaque. Les deux poses P1 et P2, correspondent respectivement aux caisses pliantes CA1 et CA2, à réaliser à partir de l’élément en plaque, à l’aide de l’unité de façonnage d’élément en plaque 2. Dans l’élément en plaque, les poses P1 et P2 sont disposées transversalement, en juxtaposition, par rapport à la direction d’entraînement FD.
[0042] L’unité de façonnage d’élément en plaque 2 reçoit en entrée l’élément en plaque imprimé 3A, le traite et délivre en sortie un élément en plaque façonné 3B dans lequel ont été effectuées des opérations de traitement pour l’obtention des deux poses P1 et P2. Les opérations de traitement comprennent notamment des opérations de refente, de coupe et de refoulage, pour former des flancs de caisse 31 , des rabats de caisse 32 et deux pattes de caisse 33i et 332 pour les poses P1 et P2 de l’élément en plaque.
[0043] L’élément en plaque façonné 3B comporte des refentes centrales 34i2 et des refentes de bord avant 34i et des refentes de bord arrière 342. Les refentes centrales 34i2 sont alignées selon l’axe central longitudinal AL et participent à la formation des flancs de caisse 31 et des rabats de caisse 32 des poses P1 et P2. Les refentes de bord avant 34i sont réalisées sur un bord avant longitudinal 35AV de l’élément en plaque et participent à la formation des flancs de caisse 31 et des rabats de caisse 32 de la pose P1 . Les refentes de bord arrière 342 sont réalisées sur un bord arrière longitudinal 35AR de l’élément en plaque et participent à la formation des flancs de caisse 31 et des rabats de caisse 32 de la pose P2. Les pattes de caisse 33i et 332 sont réalisées sur le bord latéral proximal 38 de l’élément en plaque.
[0044] L’élément en plaque façonné 3B comporte également des refoulages 36 pour la réalisation des futures lignes de pliage, réalisées par des opérations de refoulage dans l’unité de façonnage d’élément en plaque 2.
[0045] L’élément en plaque 3c est obtenu après l’opération de traitement effectué par l’unité de découpage 21 sur l’élément en plaque 3B. L’unité de découpage 21 réalise des coupes sélectives pour former des points d’attache 37. L’élément en plaque 3c comporte ainsi les poses P1 et P2 qui ne sont plus reliées que par les points d’attache 37.
[0046] L’élément en plaque 3c est ensuite traité par une unité plieuse-colleuse (non représentée) qui effectue un pliage et colle les pattes de caisse 33i et 332 sur des flancs de caisse correspondants pour obtenir un ensemble plié 4 formé des deux caisses pliantes CA1 et CA2 reliées par les points d’attache 37, les deux caisses pliantes CA1 et CA2, correspondant respectivement aux poses P1 et P2. La rupture des points d’attache 37, ultérieurement dans le processus de fabrication, permet de séparer les caisses pliantes CA1 et CA2.
[0047] La position angulaire d’au moins un des arbres de refente 2011, 203i, 2012, 2032 est ajustable par rapport à la position d’avancement dans la direction d’entraînement (FD) de l’élément en plaque. La position angulaire a peut être définie comme la position d’un point de référence P (prédéfini) sur la circonférence de l’arbre de refente 2011, 203i, 2012, 2032 en relation avec la surface d’entrainement S sur laquelle les éléments en plaques 3 sont transportés. Cet angle a se mesure entre le point de référence P sur le cylindre/ arbre de refente 2011, 203i, 2012, l’axe du cylindre de refente X, et la surface d’entrainement de la plaque S.
[0048] L’architecture générale et le fonctionnement de l’unité de façonnage d’élément en plaque 2 sont maintenant décrits en détail ci-dessous en référence plus particulièrement à la Fig. 3.
[0049] Les éléments en plaque sont insérés successivement, un par un, dans l’unité de façonnage d’élément en plaque 2 pour y être traités, avec une cadence d’insertion correspondant à un pas machine sur lequel sont synchronisés les différents équipements de la ligne de fabrication d’emballages, différents équipements dont fait partie l’unité 2.
[0050] Conformément à l’invention, l’unité de façonnage d’élément en plaque 2 est formée par l’association en série de deux unités de traitement d’élément en plaque 20i et 2O2, dites « slotter », ayant une même architecture générale. La première unité 20i est traversée avant la deuxième unité de traitement d’élément en plaque 2O2 par l’élément en plaque se déplaçant dans la direction d’entraînement FD. Les deux unités de traitement d’élément en plaque 20i et 2O2 sont du type de celle décrite dans le document WO 2013/029768.
[0051 ] Dans l’unité de façonnage d’élément en plaque 2, la réalisation des opérations de traitement sur l’élément en plaque est optimisée, en répartissant ces opérations de traitement de manière judicieuse entre les deux unités de traitement d’élément en plaque 20i et 202.
[0052] Les unités de traitement d’élément en plaque 20i et 2O2 comprennent ici chacune quatre paires d’arbres cylindriques rotatifs. L’unité de façonnage d’élément en plaque 2 formée par l’association des unités de traitement d’élément en plaque 20i et 2O2 comporte donc huit paires d’arbres cylindriques rotatifs, repérés 200i à 203i pour la première unité de traitement d’élément en plaque 20i et 2OO2 à 2032 pour la deuxième unité 2O2. Les huit paires d’arbres cylindriques rotatifs, 200i à 203i et 2OO2 à 2032, sont écartées entre elles d’un même entraxe AX. La longueur de l’entraxe AX correspond typiquement à un format minimum d’élément en plaque qui pourra être traité dans l’unité de façonnage d’élément en plaque 2.
[0053] La première unité de traitement d’élément en plaque 20i traite l’élément en plaque 3A pour produire un élément en plaque pré-façonné 3BO visible à la Fig. 3. Dans la première unité 20i, la première paire d’arbres cylindriques rotatifs 200i est dédiée à l’entraînement de l’élément en plaque.
[0054] L’élément en plaque pré-façonné 3BO comprend les refentes centrales 34i2 qui ont été découpées par des outils adaptés 511 et 53i équipant respectivement les deuxième et quatrième paires d’arbres cylindriques rotatifs 2011 et 203i. Les outils 511 et 53i sont portés respectivement par des arbres porte-outil rotatifs (arbres cylindriques supérieurs) des deuxième et quatrième paires d’arbres cylindriques rotatifs 2011 et 203i.
[0055] Les outils 511 et 53i comprennent typiquement chacun des lames de coupe épousant la forme cylindrique des arbres porte-outil rotatifs. Dans chaque arbre porte-outil rotatif, une pluralité de lames de coupe sont espacées transversalement et montées en correspondance avec des positions centrales PC1 à PC4 définies dans l’élément en plaque 3BO, sur l’axe central longitudinal AL, au niveau desquelles doivent être faites les refentes centrales 34i2.
[0056] Les outils 51 1 et 53i sont agencés et montées sur leurs arbres porte-outil rotatifs respectifs de telle façon à pouvoir régler une longueur L des refentes centrales 34i2 dans l’élément en plaque 3BO, et configurer ainsi l’unité 2 pour différents formats de caisse pliante. La longueur L des refentes centrales 34i2 est réglée en modifiant la position angulaire (a) des outils 511 et 53i sur leurs arbres porte-outil rotatifs respectifs.
[0057] A titre d’exemple, il est montré à la Fig. 4 trois refentes centrales 34Ai2, 34B-I2 et 34C-I2, ayant des longueurs respectives LA, LB et Le, réalisées par l’unité 2 avec un même jeu d’outils 511 et 53i. Ces trois refentes centrales 34Ai2, 34Bi2 et 34Ci2, sont obtenues avec trois configurations de réglage distinctes des d’outils 511 et 53i pour des caisses pliantes différentes, respectivement.
[0058] Les outils 511 et 53i sont similaires et découpent respectivement des portions de refente PRi et PR3, ayant une même longueur LO. A titre d’exemple, la longueur LO est considérée ici égale à 150 mm. Les outils 511 et 53i peuvent également avoir un développé différent.
[0059] La refente centrale 34Ai2 de longueur LA est la refente de longueur maximum qui est réalisable avec les outils 511 et 53i. Dans cette première configuration de réglage, les outils 511 et 53i sont montés sur leurs arbres porte- outil rotatifs respectifs à des premières positions angulaires qui permettent d’obtenir la refente centrale 34Ai2 sans recoupement entre les portions de refente PR1 et PR3. La longueur LA obtenue est ici LA= 2.LO=300 mm.
[0060] La refente centrale 34Bi2 de longueur LB est une refente de longueur intermédiaire qui est réalisable avec les outils 511 et 53i. Dans cette deuxième configuration de réglage, les outils 511 et 53i sont montés sur leurs arbres porte- outil rotatifs respectifs à des deuxièmes positions angulaires qui permettent d’obtenir la refente centrale 34Bi2 avec un recoupement partiel de LO/3 entre les portions de refente PR1 et PR3. La longueur LB obtenue est ici LB= 2. LO - LO/3=250 mm.
[0061 ] La refente centrale 34Ci2 de longueur Le est une refente de longueur minimum qui est réalisable avec les outils 511 et 53i. Dans cette troisième configuration de réglage, les outils 511 et 53i sont montés sur leurs arbres porte- outil rotatifs respectifs à des troisièmes positions angulaires qui permettent d’obtenir la refente centrale 34Ci2 avec un recoupement total de LO entre les portions de refente PR1 et PR3. La longueur Le obtenue est ici Lc= LO=150 mm. [0062] L’unité de façonnage d’élément en plaque 2 selon l’invention autorise donc, avec des réglages angulaires différents du même jeu d’outils 511 et 53i la réalisation de refentes centrales 34i2 ayant une longueur L comprise entre 2. LO et LO, soit, dans l’exemple ci-dessus, une longueur L comprise entre 150 mm et 300 mm.
[0063] En référence de nouveau plus particulièrement à la Fig. 3, la première unité de traitement d’élément en plaque 20i réalise également des premières opérations de traitement complémentaires qui sont réalisées par des dispositifs outils associés à la troisième paire d’arbres cylindriques rotatifs 202i. Ces premières opérations de traitement complémentaires comprennent des opérations de coupe de la patte de caisse 332 de la pose P2 et des opérations de pré-refoulage pour la réalisation des pré-refoulages 36 des futures lignes de pliage dans les poses P1 et P2.
[0064] Un dispositif de coupe 52i, monté sur l’arbre porte-outil de la troisième paire d’arbres cylindriques rotatifs 202i, est prévu pour réaliser les opérations de coupe de la patte de caisse 332 sur le bord latéral proximal 38 de l’élément en plaque. Le dispositif de coupe 52i assure des coupes en biais de bords avant et arrière de la patte de caisse 332, comme visible sur l’élément en plaque pré-façonné 3BO à la Fig. 3.
[0065] Un dispositif de pré-refoulage (non représenté) est monté aussi sur la troisième paire d’arbres cylindriques rotatifs 202i. Ce dispositif de pré-refoulage effectue des pré-refoulages 36 sur l’élément en plaque. L’élément en plaque est ainsi écrasé partiellement en épaisseur selon des lignes continues, afin de réaliser les lignes de pliage dans les poses P1 et P2. Le pré-refoulage est réglé avec un taux de refoulage TR, pour obtenir une épaisseur de carton pré-refoulé EPR=TR. EN, avec EN étant l’épaisseur nominale du carton.
[0066] La deuxième unité de traitement d’élément en plaque 202 traite l’élément en plaque 3BO et fournit en sortie l’élément en plaque façonné 3B visible aux Figs. 2 et 3. La deuxième unité de traitement d’élément en plaque 2O2 complète les opérations de traitement effectuées dans la première unité de traitement d’élément en plaque 20i avec d’autres opérations de traitement afin d’achever le façonnage de l’élément en plaque. [0067] La deuxième unité de traitement d’élément en plaque 202 réalise les refentes de bord avant 34i et le refentes de bord arrière 342, ainsi que des deuxièmes opérations de traitement complémentaires.
[0068] Les refentes de bord avant 34i et les refentes de bord arrière 342 sont découpées respectivement par des outils adaptés 532 et 512, visibles à la Fig. 3, équipant respectivement les quatrième et deuxième paires d’arbres cylindriques rotatifs 2032 et 2012 de la deuxième unité de traitement d’élément en plaque 2O2. Les outils 532 et 512 sont portés respectivement par des arbres porte-outil rotatifs (arbres cylindriques supérieurs) des quatrième et deuxième paires d’arbres cylindriques rotatifs 2032 et 2012 de la deuxième unité de traitement d’élément en plaque 2O2, et sont similaires aux outils 511 et 53i, utilisés pour les refentes centrales 34i2.
[0069] Les outils 512 et 532 sont agencés et montées sur leurs arbres porte-outil rotatifs respectifs de telle façon à pouvoir régler une longueur des refentes de bord avant et arrière 34i et 342 égale à la moitié L/2 de la longueur L des refentes centrales 34i2. La longueur L/2 des refentes de bord avant et arrière 34i et 342, comprise entre LO et LO/2 selon la longueur des refentes centrales 34i2, est réglée en modifiant la position angulaire des outils 512 et 532, sur leurs arbres porte-outil rotatifs respectifs, de façon à configurer l’unité 2 pour différents formats de caisse pliante.
[0070] Les deuxièmes opérations de traitement complémentaires comprennent des opérations de coupe de la patte de caisse 33i de la pose P1 , des opérations de refoulage final pour achever la réalisation des refoulages 36 des lignes de pliage dans les poses P1 et P2, une première opération d’écrasement de patte de caisse, une deuxième opération d’écrasement de bord latéral distal 39, et une opération de coupe de rive sur un bord latéral distal 39 de l’élément en plaque. Les deuxièmes opérations de traitement complémentaires font appel à des dispositifs outils associés à la troisième paire d’arbres cylindriques rotatifs 2022 et à la première paire d’arbres cylindriques rotatifs 2OO2 de la deuxième unité de traitement d’élément en plaque 2O2. [0071 ] Un dispositif de coupe 522, monté sur l’arbre porte-outil de la troisième paire d’arbres cylindriques rotatifs 2022, est prévu pour réaliser les opérations de coupe de la patte de caisse 33i sur le bord latéral proximal 38 de l’élément en plaque. Le dispositif de coupe 522 assure des coupes en biais de bords avant et arrière de la patte de caisse 33i, comme visible sur l’élément en plaque pré-façonné 3B à la Fig. 3.
[0072] Un dispositif de refoulage final (non représenté) est monté sur la troisième paire d’arbres cylindriques rotatifs 2022. Ce dispositif de refoulage final complète les opérations de pré-refoulage réalisées dans la première unité de traitement d’élément en plaque 20i afin d’obtenir une valeur finale voulue, pour le taux de refoulage TR des lignes de pliage.
[0073] Un premier dispositif d’écrasement de patte de caisse (non représenté) est monté sur la première paire d’arbres cylindriques rotatifs 2002 de la deuxième unité de traitement d’élément en plaque 2O2. Ce premier dispositif d’écrasement de patte de caisse écrase en épaisseur une bande latérale proximale de l’élément en plaque, au niveau du bord latéral proximal 38, la largeur de cette bande proximale étant sensiblement égale à la largeur des pattes de caisse 33i et 332. Un deuxième dispositif d’écrasement écrase en épaisseur une bande latérale distale de l’élément en plaque, au niveau du bord latéral distal 39. Les écrasements de cette bande proximale et de cette bande distale permettent d’obtenir des pattes de caisse 33i et 332 et du bord latéral distal opposé 39 ayant une épaisseur réduite, afin d’éviter par la suite une surépaisseur dans l’ensemble plié 4 (cf. Fig. 2), au niveau du collage des pattes sur les flancs de caisse correspondants.
[0074] L’opération de coupe de rive sur le bord latéral distal 39 de l’élément en plaque est réalisée par un couteau de rive (non représenté) installé dans la deuxième unité de traitement d’élément en plaque 2O2.
[0075] Comme visible à la Fig. 3, l’unité de découpage 21 est située en aval de la deuxième unité de traitement d’élément en plaque 2O2 pour recevoir l’élément en plaque façonné 3B. L’unité de découpage 21 est typiquement un découpeur rotatif à arbres cylindriques. L’unité de découpage 21 fournit en sortie l’élément en plaque 3c incorporant les points d’attache 37 entre les poses P1 et P2. [0076] L’unité de façonnage d’élément en plaque 2 selon la présente invention est conçue avec une approche modulaire. En effet, l’unité de façonnage d’élément en plaque 2 est réalisée en associant deux unités semblables de traitement d’élément en plaque qui pourront être des équipements modulaires de ligne de fabrication d’emballages.
[0077] L’unité de façonnage d’élément en plaque 2 selon la présente invention est conçue de façon à autoriser un maximum de flexibilité pour la fabrication de caisses pliantes de différents formats. A titre illustratif, la Fig. 5 montre trois éléments en plaque façonnés, FC1 , FC2 et FC3, réalisables avec l’unité de façonnage d’élément en plaque 2 et correspondant à des caisses pliantes de formats différents.
[0078] Les éléments en plaque FC1 et FC2 ont des largeurs différentes, de 800 mm et 650 mm respectivement, mais avec des refentes de mêmes dimensions, de 240 mm et 120 mm respectivement pour les refentes centrales et les refentes de bord.
[0079] Les éléments en plaque FC2 et FC3 ont une même largeur de 650 mm, mais avec des refentes de dimensions différentes, FC3 ayant des refentes centrales et des refentes de bord de 160 mm et 80 mm respectivement.
[0080] L’association à l’unité de façonnage d’élément en plaque 2 de l’unité de découpage 21 permet de former un ensemble de façonnage d’élément en plaque capable de fournir un élément en plaque, avec deux poses et leurs points d’attache, prêt à être plié et collé pour la réalisation de deux caisses pliantes.
[0081 ] L’unité de façonnage ainsi que l’ensemble de façonnage d’élément en plaque selon l’invention permettent d’accroître substantiellement la cadence de fabrication de caisses pliantes par rapport à la technique antérieure.
[0082] L’invention ne se limite pas à la forme de réalisation particulière qui a été décrite ici à titre d’exemple. L’homme du métier, selon les applications de l’invention, pourra apporter différentes modifications et variantes entrant dans le champ de protection de l’invention.

Claims

Revendications
1. Unité de façonnage d’élément en plaque (2) pour la fabrication en flux continu de caisses pliantes (CA1 , CA2) à partir d’éléments en plaque (3), les éléments en plaque (3) étant insérés successivement dans l’unité (2) et se déplaçant selon une direction d’entraînement (FD), comprenant des paires d’arbres cylindriques rotatifs (201 -i, 203i, 2012, 2032), portant un outillage de façonnage (511, 53i, 512, 532), qui façonne les éléments en plaque (4) par des opérations de refente, de refoulage et de découpe, et une unité de découpage (21 ), et dans laquelle les paires d’arbres cylindriques rotatifs (2011, 203i, 2012, 2032) et l’unité de découpage (21 ) coopèrent pour réaliser, dans l’élément en plaque façonné (3), des première et deuxième poses de caisse pliante juxtaposées (P1 , P2), et dans laquelle deux paires d’arbres (2011, 203i) coopérant pour réaliser dans chaque élément en plaque (3) des refentes centrales (34i2) alignées sur un axe central transversal (AL) de l’élément en plaque (3), et deux paires d’arbres (2012, 2032) coopérant pour réaliser respectivement des refentes de bord arrière (342) d’une pose arrière (P2) et des refentes de bord avant (34i) d’une pose avant (P1 ), et dans laquelle lesdites arbres (2011, 203i, 2012, 2032) porte chacun seulement un outillage de refente (511, 53i, 512, 532), et dans laquelle la position angulaire (a) d’au moins un des arbres (2011, 203i, 2012, 2032) est ajustable par rapport à la position d’avancement dans la direction d’entraînement (FD) de l’élément en plaque.
2. Unité de façonnage selon la revendication 1 , dans laquelle l’unité de de découpage (21 ) comprend une lame de perforation perpendiculaire de la direction d’entraînement, et qui permet la première et la deuxième pose de caisse pliante juxtaposées (P1 , P2) d’être associées en série, et reliées entre elles par des points d’attache (37).
3. Unité de façonnage selon la revendication 1 ou 2, comprenant une paire d’arbres (202i) agencée de façon à réaliser des opérations de coupe d’une patte de caisse (332) d’une pose arrière (P2) et des opérations de pré refoulage de lignes de pliage (36) dans les deux poses (P1 , P2).
4. Unité de façonnage selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant une paire d’arbres (2022) agencée de façon à réaliser des opérations de coupe d’une patte de caisse (33i) d’une pose avant (P1 ), et des opérations de refoulage de lignes de pliage (36) dans les deux poses (P1 , P2), et une paire d’arbres (2302) agencée de façon à réaliser des opérations d’écrasement des deux poses (P1 , P2).
5. Unité de façonnage selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant des première et deuxième unités de traitement d’élément en plaque (20i, 2O2), associées en série, et présentant une même architecture avec les paires d’arbres (200i - 203i, 2OO2 - 2032).
6. Unité de façonnage selon la revendication 5, dans laquelle les première et deuxième unités de traitement (20i, 2O2) comprennent chacune quatre paires d’arbres (200i - 203i, 2002 - 2032) alignées et disposées transversalement par rapport à la direction d’entraînement (FD), les première et deuxième unités de traitement (20i, 2O2) étant associées de façon à former un alignement de huit paires d’arbres (200i - 2032).
7. Unité de façonnage selon la revendication 6, dans laquelle les deuxième et quatrième paires d’arbres (2011, 203i) de la première unité de traitement (20i) coopèrent pour réaliser dans l’élément en plaque traité (3) des refentes centrales (34i2) alignées sur un axe central longitudinal (AL) de l’élément en plaque traité (3), la deuxième paire d’arbres (2011) comprenant un arbre porte-outil porteur d’un premier outillage de refente (511), agencé de façon à réaliser des premières portions de refente centrale (PR1), et la quatrième paire d’arbres (203i) comprenant un arbre porte-outil porteur d’un deuxième outillage rotatif (53i), agencé de façon à réaliser des deuxièmes portions de refente centrale (PR2), chaque refente centrale (34i2) étant formée de la combinaison d’une première portion de refente centrale (PR1) et d’une deuxième portion de refente centrale (PR2) et ayant une longueur (L, LA, LB, Le) déterminée par une zone de recoupement entre les première et deuxième portions de refente centrale (PR-i, PR2) qui est définie par des réglages de position angulaire des premier et deuxième outillages rotatifs (511, 53i).
8. Unité de façonnage selon la revendication 6 ou 7, comprenant un premier dispositif de coupe de patte de caisse (52i) monté sur une troisième paire d’arbres (202-i) de la première unité de traitement (20-i), le dispositif de coupe de patte de caisse (52i) réalisant des opérations de coupe d’une première patte de caisse (332) sur un bord latéral proximal (38) de l’élément en plaque traité (3).
9. Unité de façonnage selon l’une des revendications 6 à 8, comprenant un dispositif de pré-refoulage monté sur la troisième paire d’arbres (202-i) de la première unité de traitement (20-i), le dispositif de pré-refoulage effectuant des opérations de pré-refoulage sur l’élément en plaque traité (3) afin de réaliser des lignes de pliage dans les première et deuxième poses de caisse pliante (P1 , P2).
10. Unité de façonnage selon l’une des revendications 6 à 9, dans laquelle la deuxième paire d’arbres (2012) de la deuxième unité de traitement (2O2) comprend un arbre porte-outil porteur d’un troisième outillage de refente (512), agencé de façon à réaliser des refentes de bord arrière (342) dans l’élément en plaque traité (3), et la quatrième paire d’arbres (2032) de la deuxième unité de traitement (2O2) comprend un arbre porte-outil porteur d’un quatrième outillage de refente (532), agencé de façon à réaliser des refentes de bord avant (34i) dans l’élément en plaque traité (3).
11. Unité de façonnage selon l’une des revendications 6 à 10, comprenant un deuxième dispositif de coupe de patte de caisse (522) monté sur la troisième paire d’arbres (2022) de la deuxième unité de traitement (2O2), le dispositif de coupe de patte de caisse (522) réalisant des opérations de coupe d’une deuxième patte de caisse (33i) sur le bord latéral proximal (38) de l’élément en plaque traité (3).
12. Unité de façonnage selon l’une des revendications 6 à 11 , comprenant un dispositif de refoulage final monté sur la troisième paire d’arbres (2022) de la deuxième unité de traitement (2O2), le dispositif de refoulage final effectuant des opérations de refoulage final (36) sur l’élément en plaque traité (3) des lignes de pliage dans les première et deuxième poses de caisse pliante (P1 ,
P2).
13. Unité de façonnage selon l’une quelconque des revendications 5 à 12, comprenant un couteau de rive monté dans l’une des première et deuxième unités de traitement (20i, 2O2) et agencé de façon à réaliser une opération de coupe de rive sur un bord latéral distal (39) de l’élément en plaque traité (3), en ce que la première paire d’arbres (200i) de la première unité de traitement (20i) comporte des moyens d’entraînement de l’élément en plaque traité (3), et en ce que la première paire d’arbres (2OO2) de la deuxième unité de traitement (2O2) comporte un dispositif d’écrasement agencé de façon à écraser en épaisseur une bande latérale proximale et une bande latérale distale de l’élément en plaque traité (3).
14. Unité de façonnage selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’unité de découpage (21 ) est un découpeur rotatif à arbres cylindriques rotatifs.
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