FR2609935A1 - AUTOMATIC BENDING MACHINE FOR CARDBOARD BOXES - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a device which makes it possible to shape cardboard packing boxes. The cardboard sheets used to manufacture these boxes are cut out and deformed at the location of the future folds. The cardboard sheets are stored flat in the machine. The subject of the invention is a machine which is characterised in that it comprises a sheet-metal matrix formed from four movable elements 9 moving symmetrically with respect to the axis of movement of the cardboard sheet 20 to be folded. These elements are positioned by virtue of self-centring systems. A plate which supports suckers 7 grips the cardboard. This plate is actuated by a jack. The stability of the cardboard sheet during the traversing movement of the shaping matrix is ensured by a shock-absorbing and clamping system 5. When the cardboard sheet has traversed the shaping matrix, two stepping motors actuate four fingers which form the last two flaps. These two flaps include lugs which are accommodated in apertures cut out from the cardboard sheet.

Description

Machine de pliage automatique de boites en carton
La présente invention concerne un dispositif qui permet de mettre en forme des boîtes d'emballage en carton. Les feuilles-cartor.s servant à la fabrication de ces boîtes, sont découpées et déformées à l'endroit des plis futurs. Les feuilles-cartons sont stockées à plat dans la machine.Automatic folding machine of cardboard boxes
The present invention relates to a device for shaping cardboard packaging boxes. The sheets-cartor.s used for the manufacture of these boxes, are cut and deformed at the place of the future folds. The cardboard sheets are stored flat in the machine.

Le pliage successif des diffèrentes faces des feuilles-cartons était auparavant réalisé par des organes mécaniques générant des trajectoires circulaires (vérins rotatifs, moteur pas à pas et système de bielles). Ces machines sont complexes et croûteuses. Chaque organe réalisr seulement 1 ou 2 fi-ouvements simultanément. The successive folding of the different sides of the cardboard-sheets was previously performed by mechanical devices generating circular trajectories (rotary cylinders, stepping motor and connecting rod system). These machines are complex and crusty. Each organ achieves only 1 or 2 threads simultaneously.

Le but de l'invention est de réaliser une machine simple et peu coûteuse capable de produire et de mettre en forme à des cadences industrielles, différents types de boites d'emballage. The object of the invention is to provide a simple and inexpensive machine capable of producing and shaping at different industrial rates, different types of packaging boxes.

L'invention a pour objet une machine caractérisée en ce qu'elle comprend une matrice en tôle formée de 4 éléments mobiles se déplaçant symétriquement par rapport à l'axe du mouvement de la feuille-cartcn à plier. The invention relates to a machine characterized in that it comprises a sheet metal die formed of 4 movable elements moving symmetrically with respect to the axis of the movement of the sheet-cartcn to bend.

Ces éléments sont positionnés grâce à des systèmes auto-centreurs. Une plaque qui supporte des ventouses assure la préhension du carton. Cette plaque est actionnée par un vérin. La stabilité de la feuille-carton pendant la traversée de la matrice de forme, est assurée par un système d'amortissement et de serrage. Lorsque la feuille-carton a traversé la matrice de forme, 2 moteurs pas à pas actionnent 4 doigts qui viennent former les 2 derniers rabats. Ces deux rabats comportent des oreilles qui viennent se loger dans des lumières découpées dans la feuillecarton. These elements are positioned thanks to self-centering systems. A plate that supports suction cups grips the cardboard. This plate is actuated by a jack. The stability of the sheet-cardboard during the passage of the form matrix is provided by a damping and clamping system. When the sheet-cardboard has crossed the form matrix, 2 stepper motors actuate 4 fingers which come to form the last 2 flaps. These two flaps have ears that are housed in lights cut in the feuillartarton.

La boîte en carton ainsi formée peut-être évacuée par le vérin et après libération du serrage. The cardboard box thus formed can be evacuated by the jack and after release of the clamping.

D'autres caractéristiques ressortiront de la de:,cription détaillée de la machine ainsi que son ode de réalisation. Other characteristics will emerge from the detailed description of the machine as well as its ode of realization.

Les dessins annexes représentent
- figure 1 rprincipe de pliage lorsque le vérin est en posi-
tion haute
- ligure a : prlrcipu dte pliage lolSquC le vérin est rii
position basse t les rabats en carton sr truu
vant repliés)
- figure 3 : la forme originelle de la feuille-carton
- figure 4 : lu boîte d enballage en carton niise en forme
- figure 5 : le dessin d'ensemble de l'installation
- figure Ô : le détail d'un élément de la matrice
- figure 7 : le détail du système de pliage des deux derniers
rabats
- figure 8 : le système auto-symétrique de réglage de la
matrice.The attached drawings represent
- Figure 1 bending principle when the cylinder is in position
high
- Ligure a: prlrcipu dte folding lolSquC the cylinder is rii
low position t the cardboard flaps sr truu
folded)
- Figure 3: the original shape of the cardboard sheet
- Figure 4: the cardboard packaging box niise in form
- figure 5: the overall drawing of the installation
- figure Ô: the detail of an element of the matrix
- Figure 7: the details of the folding system of the last two
flaps
FIG. 8: the self-symmetrical system for adjusting the
matrix.

La machine représentée sur les dessins comprend un bâti (1) qui supporte le vérin (4) et le système d'amortissemert et de serrage (5) ainsi que les tiges de guidages (2) et les 5 moteurs de réglages (3). Sur l'extrémité de la tige du vérin est fixée une plaque (6)qui supporte des ventouses (7). Ces ventouses (7) permettent de prendre à la sortie d'un distributeur une feuille-carton. Le système d'amortissement (5) permet de serrer la feuille (20) entre la plaque (6) et la plaque (8). The machine shown in the drawings comprises a frame (1) which supports the cylinder (4) and the damping and clamping system (5) as well as the guide rods (2) and the setting motors (3). On the end of the cylinder rod is fixed a plate (6) which supports suction cups (7). These suction cups (7) can take at the outlet of a distributor a sheet-cardboard. The damping system (5) serves to clamp the sheet (20) between the plate (6) and the plate (8).

L'alimentation du vérin permet son déplacement entraînant la feuille de carton (figure 3) de la position de la (figure 1) à celle de la (figure 2), la feuille est alors pliée à la forme désirée. The supply of the cylinder allows its displacement causing the sheet of cardboard (Figure 3) of the position of (Figure 1) to that of (Figure 2), the sheet is then folded to the desired shape.

La matrice de forme doit permettre, pendant le déplacement de la feuille de carton, la réalisation des diffèrents pliages à 900 que doit subir la feuille-carton. Cette matrice est constituée de quatre éléments (figure 6). Ces éléments sont constitués d'une tôle (9) pliée qui permet de guider la feuille-carton et de présenter successivement des pent-inclinés en face de chaque pli à réaliser. Sur chaque tôle (9) sont fixés un écrou droite (11) ou gauche (12) en fonction de la partie de la vis (13) qui déplace la tôle (9). Sur les écrous (11) et (12) sont placés 2 plaques qui assurent le positionnement de l'ensemble sur le guidage (10). Les vis (13) sont des vis à pas alternés ceci afin de permettre le déplacement symétrique des deux tôles (9).Les vis (13) sont actionnées par des moteurs pas à pas (3! qui sont fixés l'un sur le bâti (1) et les deux autres sur les guidages (lO)(figure 7). Les quatres éléments formés de tôles, de supports de guidage (8) et d'écrous (11) et (12) sont acti-onnés symétriquement par les vis (13). La matrice peut donc en fonction du format du carton à plier, être réglée par simple action des moteur (4).  The shape matrix must allow, during the displacement of the cardboard sheet, the realization of the different folds to 900 that must undergo the sheet-cardboard. This matrix consists of four elements (Figure 6). These elements consist of a folded sheet (9) which guides the sheet-cardboard and successively present pent-inclined in front of each fold to achieve. On each sheet (9) are fixed a right nut (11) or left (12) depending on the portion of the screw (13) which moves the sheet (9). On the nuts (11) and (12) are placed 2 plates which ensure the positioning of the assembly on the guide (10). The screws (13) are pitch screws alternated in order to allow the symmetrical displacement of the two sheets (9). The screws (13) are actuated by stepper motors (3) which are fixed on the frame (1) and the other two on the guides (10) (Figure 7) The four elements formed of sheets, guide supports (8) and nuts (11) and (12) are acti-oned symmetrically by the screw (13) .The matrix can therefore be adjusted by simple action of the motor (4) according to the format of the carton to be folded.

Lorsque le vérin (4) arrive en fin de course tous les pliages à 90 sont terminés. Mais il reste deux pliages à 1800 à réaliser. Ce sbnt les rabats de fermeture (figure 4) qu'il faut mettre en position. When the cylinder (4) reaches the end of the stroke all bends to 90 are completed. But there are two folds to 1800 to achieve. This sbnt closing flaps (Figure 4) must be put in position.

Les deux dispositifs de la (figure 8) permettent de remplir cette fonction. Ils sont caractérisés en ce qu'ils comprennent criacar.  The two devices of the (figure 8) make it possible to fulfill this function. They are characterized in which they include criacar.

deux supports : un guidage (14) fixé sur une tôle de pliage (9j et un support-moteur (15) sur lequel est fixé un moteur pas à pas (le), ct moteur actionne une tige (17) sur laquelle est fixé un crochet (18).two supports: a guide (14) fixed on a folding plate (9j and a motor support (15) on which is fixed a stepper motor (1c), and motor actuates a rod (17) on which is fixed a hook (18).

L'autre extrémité de la tige comporte une rainure qui permet d'entrainer en rotation le crochet mobile (19) qui est limité dans sa trdslati;!. The other end of the rod has a groove which allows to drive in rotation the movable hook (19) which is limited in its trdslati;

par le guidage (14).by the guide (14).

Le fonctionnement de la machine décrite ci-dessus est le suivant:
Une feuille-carton (20) est amenée sur la matrice soit par un système d'approvisionnement automatique puis elle est saisie par la plaque porte ventouses;soit par un système permettant de déplacer le vérin de descente et la plaque porte ventouses au-dessus d'une pile de feuilles-cartons placée à coté de la matrice. Une fois en position au-dessus de la matrice, le système de serrage est libéré et remonte lentement pour immobiliser la feuille-carton.The operation of the machine described above is as follows:
A sheet-cardboard (20) is brought to the die either by an automatic supply system then it is grasped by the suction pad plate or by a system for moving the down jack and the suction pad plate over a stack of cardboard sheets placed next to the matrix. Once in position above the die, the clamping system is released and slowly rises to immobilize the sheet-cardboard.

Ensuite, la translation du vérin entraîne la feuille -dans la matrice de formage ce qui permet aux différents pliages de s'effectuer. Then, the translation of the jack causes the sheet-in the forming die which allows the various bends to be made.

Le vérin s'immobilise une première fois au cours de la descente. A cette instant, tous les pliages à 90 des cotés de la boîte en carton sont effectués et ils sont maintenus en position par les quatres éléments mobiles de la matrice. Deux moteurs pas à pas actionnent alors 2 doigts chacun. Ces doigts effectuent une rotation de 180 entrainant les deux rabats qui viennent s'immobiliser sur le fond de la boîte. Les deux rabats comportent deux oreilles qui viennent prendre leurs places dans 2 lumières découpées dans la feuille de carton. Les doigts reprennent ensuite leur position initiale et le vérin peut entrainer la boîte ainsi formée hors de la matrice. Enfin, un micro-vérin immobilise le système de serrage, les ventouses relâchent la boîte et le vérin remonte à sa position prêt à saisir une nouvelle feuille-carton. Il suffit d'évacuer la boîte en carton ainsi formee.The cylinder comes to rest a first time during the descent. At this moment, all the bends 90 of the sides of the cardboard box are made and they are held in position by the four movable elements of the matrix. Two stepper motors then operate 2 fingers each. These fingers perform a rotation of 180 causing the two flaps that come to rest on the bottom of the box. The two flaps have two ears that come to take their place in two lights cut out of the cardboard sheet. The fingers then resume their initial position and the cylinder can cause the box thus formed out of the matrix. Finally, a micro-cylinder immobilizes the clamping system, the suction cups release the box and the cylinder goes back to its position ready to seize a new sheet-cardboard. Just evacuate the cardboard box thus formed.

Cette machine convient pour produire une grande quantité de boîtes en carton. Les couvercles recouvrant quelquefois ces boîtes, peuvent aussi être pliés par ce procédé.  This machine is suitable for producing a large quantity of cardboard boxes. The covers sometimes covering these boxes, can also be folded by this process.

Diiférentes séries de cartons peuvent être pliés à la suite, sans intervention manuelle, seulement en commandant les moteurs pas à pas de la matrice. Cette machine peut parfaitement s'intègrer dans un transfert de conditionnement de produits sous emballage carton. Le principe de pliage permet d'effectuer avec un minimum de mouvement, (une translation et deux rotations à 180 ) de réalier le pliage complet d'une boite en carton.  Different series of cartons can be folded as a result, without manual intervention, only by controlling the stepper motors of the matrix. This machine can perfectly fit in a packaging transfer of products in cardboard packaging. The folding principle allows performing with a minimum of movement, (a translation and two rotations 180) realize the complete folding of a cardboard box.

Claims (1)

R E V E N D I C A T I O N S - 1 : Machine de pliage de boîtes d'emballage en carton à rabats latéraux et longitudinaux à partir de feuilles-cartons (20) découpées et prépliées, caractérisée en ce qu'elle comprend une matrice de forme en tôle constituée de 4 éléments réglables (9), des doigts de pliage (18 et 19) pour les deux rabats de fixation, d'un système de préhension des feuilles-cartonspar ventouse, d'un système de déplacement de la feuille-carton à travers la matrice, d'un système de serrage et d'amortissement (5) permettant de maintenir la feuille carton pendant le pliage et d'un système commandé permettant de supprimer le serrage et ainsi de libérer la boîte d'emballage. - 2 : Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la matrice est constituée de 4 éléments mobiles 2 à 2 se déplaçant grâce à des systèmes auto-centreur par rapport à l'axe du déplacement de la feuille-carton. Les déplacements sont réalisée par trois moteurs pas à pas (3) commandés en fonction du type de boîtes à plier. - 3 : Machine suivant les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les éléments de la matrice assurent le pliage des diffèrents rabats. Ce sont les pents-inclinés (9) qui, lors de la descente de la feuille carton, (20) guident les rabats selon l'orientation qu'ils doivent prendre pour former la boîte d'emballage. - 4 : Machine suivant les revendications 1 et 3, caractérisée en ce que les quatres doigts de pliage (18 et 19) sont actionnés par deux moteurs pas à pas (16) commandés pour effectuer un déplacement augulaire de 1800. L'un des deux doigts est fixé sur Ia tige de commande tandis que l'autre est libre en translation et peut se déplacer avec l'élément sur lequel il est positionné de manière que selon les diffèrents types de boîtes à plier, ce doigt soit toujours situé en face de l'oreille du rabat de fixation. - 5 : Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractè risée en ce que les moyens pour déplacer la feuille-carton (20) à travers la matrice de forme sont constitués d'un vérin (4) à trois positions sur lequel est fixé une plaque (6) munie de ventouses (7). - 6 : Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractè risée en ce que les moyens pour maintenir la feuille-carton (20) en position pendant son déplacement sont constitués d'une plaque fixée sur un système composé d'un ressort pour le serrage et d'un amortisseur qui évite la déformation de la feuille lorsque le ressort est libéré. <tb> 22 <tb> 21 <SEP> 1 <SEP> Vérin <SEP> de <SEP> vérouillage <SEP> (pour <SEP> le <SEP> systèm.e <SEP> de <SEP> str-c~* <tb> 20 <SEP> 1 <SEP> Feuille <SEP> carton <tb> 19 <SEP> 2 <SEP> Doigt <SEP> mobile <SEP> E <SEP> 24 <tb> 18 <SEP> 2 <SEP> Doigt <SEP> fixe <SEP> E <SEP> 24 <tb> <SEP> w <tb> 17 <SEP> 2 <SEP> Tige <SEP> porte-doigts <tb> <SEP> . <tb>CLAIMS - 1: Folding machine for cardboard packaging boxes with side and longitudinal flaps from cardboard sheets (20) cut and pre-folded, characterized in that it comprises a sheet-shaped matrix consisting of 4 adjustable elements (9), folding fingers (18 and 19) for the two fastening flaps, a gripping system of cardboard-sheets by suction cup, a system for moving the sheet-cardboard through the matrix, a clamping and damping system (5) for holding the cardboard sheet during folding and a controlled system for removing the clamping and thus releasing the packaging box. - 2: Machine according to claim 1, characterized in that the matrix consists of 4 movable elements 2 to 2 moving by means of self-centering systems with respect to the axis of displacement of the sheet-cardboard. Displacements are performed by three stepper motors (3) controlled according to the type of boxes to be folded. - 3: Machine according to claims 1 and 2, characterized in that the elements of the matrix ensure the folding of the different flaps. It is the steep slopes (9) which, during the descent of the cardboard sheet, (20) guide the flaps according to the orientation they must take to form the packaging box. - 4: Machine according to claims 1 and 3, characterized in that the four folding fingers (18 and 19) are actuated by two stepper motors (16) controlled to make an august displacement of 1800. One of the two the other is free in translation and can move with the element on which it is positioned so that according to the different types of boxes to fold, this finger is always located in front of the ear of the fastening flap. 5: Machine according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the means for moving the sheet-cardboard (20) through the form die consist of a jack (4) with three positions on which is fixed a plate (6) provided with suction cups (7). - 6: Machine according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the means for holding the sheet-cardboard (20) in position during its movement consist of a plate attached to a system consisting of a spring for clamping and a damper that prevents deformation of the sheet when the spring is released. <tb> 22 <tb> 21 <SEP> 1 <SEP> Cylinder <SEP> of <SEP> lock <SEP> (for <SEP> the <SEP> system <SEP> of <SEP> str-c ~ <tb> 20 <SEP> 1 <SEP> Sheet <SEP> carton <tb> 19 <SEP> 2 <SEP> Mobile <SEP> Finger <SEP> E <SEP> 24 <tb> 18 <SEP> 2 < SEP> Finger <SEP> fixed <SEP> E <SEP> 24 <tb> <SEP> w <tb> 17 <SEP> 2 <SEP> Stem <SEP> fingertip <tb> <SEP>. <Tb> 16 <SEP> 2 <SEP> Moteur <SEP> pas <SEP> à <SEP> pas <SEP> pour <SEP> le <SEP> pliage16 <SEP> 2 <SEP> Engine <SEP> not <SEP> to <SEP> not <SEP> for <SEP> <SEP> folding <tb> 15 <SEP> 2 <SEP> 1 <SEP> Support <SEP> moteur <SEP> E <SEP> 24<tb> 15 <SEP> 2 <SEP> 1 <SEP> Support <SEP> Engine <SEP> E <SEP> 24 <tb> 14 <SEP> 2 <SEP> 1 <SEP> Guidage <SEP> de <SEP> la <SEP> tige <SEP> porte13 <SEP> 3 <SEP> dnipts<tb> 14 <SEP> 2 <SEP> 1 <SEP> <SEP> guidance of <SEP> <SEP> stem <SEP> gate13 <SEP> 3 <SEP> dnipts <tb> 13 <SEP> 3 <SEP> Vis <SEP> à <SEP> pas <SEP> inversé<tb> 13 <SEP> 3 <SEP> Vis <SEP> to <SEP> not <SEP> inverted <tb> 12 <SEP> 3 <SEP> Ecrou <SEP> pas <SEP> à <SEP> gauche<tb> 12 <SEP> 3 <SEP> Nut <SEP> not <SEP> to <SEP> left <tb> il <SEP> 3 <SEP> - <SEP> Ecrou <SEP> pas <SEP> à <SEP> droite<tb> it <SEP> 3 <SEP> - <SEP> Nut <SEP> not <SEP> to <SEP> right <tb> 10 <SEP> 2 <SEP> Support <SEP> de <SEP> guidage<tb> 10 <SEP> 2 <SEP> Support <SEP> of <SEP> Guidance <tb> <SEP> 9 <SEP> 4 <SEP> Tôle <SEP> de <SEP> pliage <SEP> Tôle <SEP> 2,5 <SEP> mm<tb> <SEP> 9 <SEP> 4 <SEP> Plate <SEP> of <SEP> Folding <SEP> Plate <SEP> 2.5 <SEP> mm <tb> <SEP> 8 <SEP> 1 <SEP> Plaque <SEP> de <SEP> serrage <SEP> E <SEP> 24<tb> <SEP> 8 <SEP> 1 <SEP> <SEP> Plate of <SEP> Tightening <SEP> E <SEP> 24 <tb> <SEP> . <SEP> .<tb> <SEP>. <SEP>. <tb><Tb> <SEP> 7 <SEP> 2 <SEP> Ventouses <SEP> avec <SEP> système <SEP> Venturi <SEP> 7 <SEP> 2 <SEP> Suction cups <SEP> with <SEP> system <SEP> Venturi <tb> <SEP> 6 <SEP> 1 <SEP> Plaque <SEP> support <SEP> ventouses <SEP> E <SEP> 24<tb> <SEP> 6 <SEP> 1 <SEP> Plate <SEP> support <SEP> suction cups <SEP> E <SEP> 24 <tb> <SEP> 5 <SEP> 1 <SEP> Système <SEP> de <SEP> serrage <SEP> et <SEP> d'amor<tb> <SEP> 5 <SEP> 1 <SEP> <SEP> System of <SEP> Tightening <SEP> and <SEP> of amor <tb> <SEP> tissement<tb> <SEP> ting <tb> <SEP> 4 <SEP> 1 <SEP> Vérin <SEP> à <SEP> trois <SEP> positions<tb> <SEP> 4 <SEP> 1 <SEP> Cylinder <SEP> to <SEP> three <SEP> positions <tb> <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> Moteurs <SEP> pas <SEP> à <SEP> pas<tb> <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> <SEP> Engines not <SEP> to <SEP> Not <tb> ~ <SEP> . <SEP> .<tb> ~ <SEP>. <SEP>. <tb><Tb> <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> Tige <SEP> de <SEP> guidage <SEP> 14 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> Stem <SEP> of <SEP> guidance <SEP> 14 <tb> <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> Bati <SEP> Mécano <SEP> - <SEP> soudé<tb> <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> Bati <SEP> Mechanic <SEP> - <SEP> Welded <tb> <SEP> DESIGNATION <SEP> MATIERE <SEP> j <SEP> OBSERVATIONS<tb> <SEP> DESIGNATION <SEP> MATTER <SEP> j <SEP> OBSERVATIONS <tb> <SEP> o <SEP> o <SEP> a<tb> <SEP> o <SEP> o <SEP> a <tb> <SEP> e<tb> <SEP> e <tb> <SEP> a > <SEP> o<tb> <SEP> a> <SEP> o <tb> <SEP> = <SEP> o <SEP> MACHINE <SEP> DE <SEP> PLIAGE<tb> <SEP> = <SEP> o <SEP> MACHINE <SEP> FROM <SEP> FOLDING <tb> <Tb>
FR8701179A 1987-01-28 1987-01-28 AUTOMATIC BENDING MACHINE FOR CARDBOARD BOXES Withdrawn FR2609935A1 (en)

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