FR2770445A1 - Procede et machine a barillet pour la mise en volume de caisses ou analogue a partir d'une decoupe a plat en carton - Google Patents

Abstract

Procédé et machines pour la mise en volume d'une caisse à section polygonale ou analogue à partir d'une découpe à plat en carton ondulé ou compact, enroulée autour d'un mandrin de section polygonale identique à celle de la caisse, remarquables en ce que les étapes de formation de la caisse, à savoir : le positionnement de la découpe sur le mandrin, par coïncidence d'un panneau dit intermédiaire sur une de ses faces horizontales, le repliage des panneaux adjacents audit panneau intermédiaire autour des arêtes longitudinales du mandrin et le collage de la patte de jonction, l'encollage, le repliage et le pressage des rabats de fond, l'éjection de la caisse, sont exécutées par la coopération d'une rotation du mandrin autour d'un axe horizontal fixe, avec des moyens de pliage et de pressage, fixes ou commandés, la caisse montée étant éjectée préférentiellement dans le même plan que le plan d'entrée des découpes.

Description

PROCEDE ET MACHINE A BARILLET POUR LA MISE EN VOLUME DE
CAISSES OU ANALOGUE A PARTIR D' UNE DECOUPE A PLAT EN CARTON
La présente invention concerne un procédé pour la mise en volume d'une caisse à section polygonale ou analogue à partir d'une découpe à plat en carton ondulé ou compact utilisant au moins un mandrin de formage entraîné en rotation autour d'un axe fixe procurant un montage cadencé des caisses permettant de masquer les temps d'exécution de certaines étapes de montage ; l'invention a également pour objets une machine à barillet mettant en oeuvre ledit procédé, ainsi qu'une découpe agencée pour ladite machine.

Il est bien connu de réaliser des caisses, étuis ou boîtes polygonales à partir de découpes à plat en carton ondulé ; ces découpes à plat comprennent généralement un ensemble de panneaux, correspondant aux faces latérales de l'ensemble monté, par exemple quatre pour des caisses à section carrée ou rectangulaire, reliés les uns aux autres par des premières lignes de pliage, des rabats de fermeture et de fond disposés de part et d'autre desdits panneaux et reliés à ceux-ci par des deuxièmes lignes de pliage perpendiculaires aux premières et une patte de jonction issue du bord libre d'un des panneaux d'extrémité à qui elle est reliée par une troisième ligne de pliage parallèle aux premières pour former par collage le jonctionnement de la caisse au moment de sa formation.

Pour la mise en volume de telles caisses, boîtes ou étuis (par la suite désignés ensemble par l'unique vocable caisses), on connaît déjà quelques solutions antérieures c'est par exemple le cas du brevet FR-97.10282 qui propose un procédé et une machine pour le montage d'une caisse à section polygonale à partir d'une découpe à plat telle qu'il vient d'être rappelé. Selon ce procédé, chaque découpe est d'abord extraite d'un magasin d'alimentation puis transférée horizontalement vers un mandrin fixe et en porte-à-faux sur lequel elle accoste par l'un de ses panneaux venant coïncider exactement avec la face supérieure dudit mandrin ; les panneaux adjacents sont alors refoulés vers le bas et autour du mandrin dont la section extérieure est évidemment identique à la section intérieure de la caisse que l'on veut obtenir ; bien entendu, on s'arrange pour que les lignes de pliage de la caisse correspondent exactement avec les arêtes du mandrin.

On fixe ensuite la patte de jonction sur le bord libre du panneau extrême et après avoir replié les petits et grands rabats se trouvant d'un même côté des panneaux, contre la face avant du mandrin, autour des deuxièmes lignes de pliage venant également en concordance avec des arêtes transversales du même mandrin, on encolle et presse lesdits rabats puis on éjecte la caisse laissant ainsi la place pour une nouvelle découpe et le départ d'un nouveau cycle.

L'avantage d'un tel procédé par rapport à des solutions plus anciennes est qu'il linéarise la mise en volume de la caisse depuis une zone de dépilage jusqu'à une zone d'éjection de la caisse montée.

En revanche, on voit bien la limite d'un tel procédé dont les étapes se succèdent sans pratiquement aucune possibilité de se chevaucher ; on comprend alors qu'il s'agit d'un procédé de montage relativement lent, qui dans de nombreuses circonstances peut s'avérer rédhibitoire et même conduire l'utilisateur à mettre en batterie plusieurs machines de formation de caisses pour obtenir une cadence de production en rapport avec la demande.

La présente invention a essentiellement pour but de proposer un nouveau procédé de mise en volume de caisses utilisant les enseignements du brevet français FR-97.10282, mais en traitant séparément chacune des étapes du procédé de formation de manière à en masquer autant que possible la durée d'exécution et augmenter en conséquence la cadence de production au moyen d'une seule machine constituant d'ailleurs un autre objet de la présente invention. A cet égard, et conformément à l'invention, il est proposé un procédé pour la mise en volume d'une caisse à section polygonale ou analogue formée à partir d'une découpe à plat en carton ondulé ou compact, extraite d'un magasin d'alimentation, puis transférée vers un mandrin de formation de la caisse, ladite découpe comportant un ensemble de panneaux reliés les uns aux autres par des premières lignes de pliage parallèles entre elles, des rabats disposés de part et d'autre des panneaux et reliés à ceux-ci par des deuxièmes lignes de pliage perpendiculaires aux premières, et une patte de jonction issue du bord libre d'un des panneaux d'extrémité à qui elle est reliée par une troisième ligne de pliage parallèle aux premières, pour jonctionner par collage la caisse après avoir enroulé lesdits panneaux autour du mandrin de section polygonale, identique à celle de la caisse, ledit mandrin comprenant au moins une pluralité de faces longitudinales, supérieure, inférieure et frontales ou latérales s'étendant parallèlement à son axe et de même longueur que celui-ci pour former à leurs intersections des arêtes longitudinales coïncidant avec les premières lignes de pliage et au moins une face transversale, -c'est-à-dire perpendiculaire à l'axe du mandrin-, rattachée aux précédentes en formant à leurs intersections des arêtes transversales coïncidant avec les secondes lignes de pliage, un tel procédé, utilisant en outre des moyens de pliage et d'encollage des rabats de fond situés dun même côté des panneaux pour former le fond de caisse par pressage sur la face transversale du mandrin, et des moyens d'éjection de la caisse, est remarquable en ce que les étapes de formation de la caisse, après transfert de la découpe à plat jusqu'au mandrin et encollage simultané de la patte de jonction, à savoir
- le positionnement de la découpe sur le mandrin tel que les premières lignes de pliage d'un panneau, dit intermédiaire, viennent en coïncidence sur ses arêtes longitudinales supérieures,
- le repliage des panneaux adjacents audit panneau intermédiaire autour desdites arêtes longitudinales du mandrin et le collage de la patte de jonction,
- l'encollage, le repliage et le pressage des rabats de fond,
- l'éjection de la caisse, sont exécutés par la coopération d'une rotation du mandrin autour d'un axe horizontal fixe, situé normalement dans le plan de symétrie horizontal dudit mandrin, du côté du mandrin opposé à l'entrée des découpes et à distance suffisante pour dégager les mouvements de la découpe, avec des moyens de pliage et de pressage, fixes ou commandés, la caisse montée étant éjectée préférentiellement, mais pas nécessairement, dans un plan parallèle au plan d'entrée des découpes, le mandrin ainsi libéré revenant en position initiale pour recevoir une nouvelle découpe.

On comprend bien la différence fondamentale avec le procédé antérieur puisque désormais le mandrin de formation des caisses n'est plus fixe, mais il est animé d'un mouvement de rotation, qui, outre de mieux coopérer dans le mouvement avec des outillages tels que vérins, presseurs, ou pistolets d'encollage, va permettre de créer sur un cycle complet, plusieurs postes correspondant chacun à une étape du procédé, postes qu'il suffira de multiplier sur le cycle pour augmenter d'autant la cadence de production, depuis l'entrée par exemple horizontale d'une découpe d'un côté de la machine, jusqu'à la sortie avantageusement horizontale de la caisse formée à l'opposé.

Selon une caractéristique fondamentale du procédé conforme à l'invention rappelée ci-avant, il sera maintenant détaillé le contenu des étapes du procédé selon l'invention, étapes dont la succession qui est décrite ciaprès est essentielle
a. dépilage des découpes à plat, une par une,
b. transfert d'une première découpe jusqu'à l'appui d'un panneau intermédiaire sur la face supérieure du mandrin, à l'arrêt et préférentiellement à l'horizontale,
c. pendant l'étape précédente, encollage de la patte de jonction,
d. rotation du mandrin vers le haut, repliage des deux panneaux adjacents au panneau intermédiaire contre les parois latérales du mandrin et repliage à 90" du rabat de fond avant du panneau intermédiaire par presseur tangentiel avantageusement fixe,
e. arrêt du mandrin, par exemple à la verticale, repliage du rabat de fond arrière du panneau intermédiaire par presseur, repliage de la patte puis du dernier panneau et mise en pression de la patte de jonction, préalablement encollée en c,
f. reprise de la rotation du mandrin dans le même sens procurant avec des presseurs latéraux avantageusement fixes un repliage des seconds rabats de fond des panneaux adjacents sur 800 environ venant bloquer les premiers rabats avant et arrière, puis encollage desdits rabats avant et arrière,
g. arrêt du mandrin préférentiellement en position horizontale opposée à celle de l'étape b : repliage des seconds rabats de fond et pressage sur les premiers puis éjection de la caisse,
h. retour du mandrin à sa position horizontale de chargement (étape b) par une rotation dans le même sens.

On comprend bien maintenant que moyennant de disposer en croix au moins trois mandrins identiques, autour et à même distance d'un axe de rotation unique, il est alors possible d'exécuter sur un même cycle, simultanément les opérations qui sont prévues lorsque le mandrin s'arrête, c'est-à-dire les étapes d, e et g détaillées ci-avant. En conséquence, ces étapes étant effectuées en temps masqué, elles sont autant de gain sur les cadences de production ce qui était le but recherché.

Bien entendu, on peut toujours mettre en oeuvre un tel procédé au moyen de quatre mandrins distribués en croix régulièrement autour d'un axe de rotation horizontal unique, mais il est apparu particulièrement avantageux pour le montage de certaines caisses comme des étuis unitaires, de multiplier le nombre de mandrins, pour augmenter d'autant les cadences de production nécessaires pour ce genre de produits.

D'autres caractéristiques et avantages ressortiront mieux de la description qui va être donnée d'une machine mettant en oeuvre le procédé conforme à l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif quoique préféré en référence au dessin sur lequel
- la figure 1 représente schématiquement et en élévation une ligne de montage de caisses depuis un magasin de découpes à plat jusqu'à l'éjection d'une caisse montée ouverte. Dans un souci de clarté du dessin, seuls les mouvements dans le plan vertical ont été représentés, la machine de formation étant à l'arrêt, ce qui exclut de la figure toute représentation des étapes intermédiaires.

- La figure 2 représente schématiquement et en vue de dessus, l'étape de dépilage et d'accostage d'une découpe à plat sur la machine de formation représentée en figure 1.

- La figure 3 représente schématiquement et en vue de dessus la première étape intermédiaire du procédé de montage des caisses entre la position d'accostage et l'opération de jonctionnement.

- Les figures 4 représentent schématiquement et en vue de dessus les actions successives opérées sur la caisse lors du premier arrêt de la machine à savoir les opérations de jonctionnement (fig. 4a) et les opérations de pressage des rabats de fond avant et arrière (fig. 4b).

La figure 5 représente schématiquement et en vue de dessus la deuxième étape intermédiaire entre l'étape de la figure précédente et l'étape finale montrant l'opération de pré-inclinaison des grands rabats de fond et l'encollage des petits rabats mis en place dans la figure précédente.

- La figure 6 représente schématiquement et en vue de dessus la dernière étape du procédé selon l'invention montrant sur mandrin arrêté l'opération finale de collage des rabats de fond suivie de l'opération d'éjection de la caisse.

- La figure 7 est une représentation schématique et en perspective du dispositif de montage en double croix de la machine de formation montrée en figure 1 selon une variante élémentaire.

- La figure 8 est une vue en perspective partielle d'un mandrin équipant la machine conforme à l'invention donnant une variante de construction pour son adaptation à une caisse de longueur L largeur 1 et hauteur H.

- La figure 9 est une vue transversale d'un mandrin en coupe IX,IX de la figure 8 montrant deux positions possibles dudit mandrin pour former des caisses à section transversale carrée (fig. 9a) et rectangulaire (fig. 9b) au moyen de pièces de rattrapage.

En référence aux dessins, il sera maintenant décrit une machine de formation pour la mise en volume de caisses en carton ondulé ou compact selon le procédé de l'invention ; la description qui va suivre concernera plus spécialement une machine de formation comportant quatre mandrins identiques 1,2,3,4 uniformément répartis suivant une croix 5 pouvant tourner dans le plan vertical autour d'un axe fixe horizontal 6 et perpendiculaire au plan de la figure 1. Le choix d'une machine à quatre mandrins dans l'exemple qui suit permet d'envisager une ligne de montage où les zones d'introduction des découpes et les zones d'éjection des caisses montées sont dans le même plan horizontal ; ceci n'empêche pas d'autres solutions où les plans d'introduction des découpes sont inclinés vers le bas mettant à niveau d'homme le magasin de stockage ou bien dans lesquelles les caisses sont éjectées vers le bas, inclinées ou même verticalement, même si une telle variante suppose des machines surélevées.

Pour une bonne compréhension de la description, on a choisi comme type de caisse une caisse 7 de section rectangulaire de largeur 1 et de longueur L et de hauteur H comportant une ceinture latérale formée de quatre panneaux 8,9,10,11 de hauteur H dont deux petits panneaux 8,10 de largeur i et deux grands panneaux 9,11 de largeur L, L étant ici supérieur à 1. Issus de ces quatre panneaux latéraux, des rabats de fermeture 12 sont prévus pour la fermeture de la caisse 7 après remplissage sur une encaisseuse par exemple, et à l'opposé des quatre panneaux, quatre autres rabats dits de fond dont deux petits rabats de fond 81,101 issus des panneaux 8 et 10 et deux grands rabats de fond 91,111 issus des panneaux 9 et 11.

Pour la formation de la caisse 7 ainsi décrite, on procède de manière connue à partir d'une découpe à plat 13 extraite classiquement une à une d'un magasin 14 par exemple disposé au-dessus de la machine telle que représentée sur la figure 1 ; les découpes 13 sont extraites du magasin 14 par en dessous au moyen classique d'un dispositif de dépilage à ventouses représenté en A sur la figure 1. On a représenté sur la figure 2 la vue de dessus de la découpe 13, à gauche de la figure juste après l'extraction du magasin 14 et à droite après accostage sur la machine de formation comme il sera décrit plus loin.

La découpe à plat 13 reproduit naturellement l'ensemble des panneaux latéraux 8,9,10,11 et des rabats de fermeture 12 et de fond 81,91,101,111 suivant le développement à plat de la caisse 7 ; conformément à des techniques connues brièvement rappelées ici, chaque arête de la caisse montée 7 est reproduite sur la découpe à plat 13 par des rainages servant ultérieurement de lignes de pliage, entre panneaux latéraux d'une part, et entre rabats et panneaux d'autre part. A cet effet, les rainages entre deux panneaux latéraux constituent des premières lignes de pliage 15,16,17 et les rainages entre les rabats de fond et les panneaux latéraux auxquels ils sont rattachés constituent des deuxièmes lignes de pliage 18,19,20,21 respectivement attachés aux panneaux 8,9,10,11 (ces secondes lignes de pliage étant perpendiculaires aux premières). On observera que des secondes lignes de pliage sont également prévues entre les rabats de fermeture 12 et les panneaux latéraux mais ces secondes lignes de pliage n'intervenant pas dans le procédé, n'ont pas été référencées sur les figures pour en faciliter la lecture ; la découpe à plat 13 comporte en outre une patte de jonctionnement 22 s'étendant sur le bord libre du panneau d'extrémité 11 pour venir classiquement collaborer avec le bord libre de l'autre panneau d'extrémité 8 pour former la ceinture de la caisse comme il sera dit plus loin ; la patte de jonction 22 est rattachée au panneau 11 par une troisième ligne de pliage 23 qui est parallèle aux premières lignes de pliage 15,16,17.

En référence aux figures 1 et 2, la découpe à plat 13 qui est par exemple en carton ondulé est dépilée conformément à la partie A de la figure 1 et à la partie gauche de la figure 2, de manière que la face supérieure de la découpe 13 corresponde à la face externe visible de la caisse 7 montée. En position A sur la figure 1, la découpe 13 est disposée horizontalement, la patte de jonction 22 venant en appui contre le guide latéral 24, assurant au déplacement longitudinal suivant flèche B de la figure 2, une progression rigoureuse en vue d'accoster avec précision sur le mandrin 1 comme il sera dit plus loin.

Selon une caractéristique importante de l'invention, la découpe 13 est rainée de telle manière que la patte de jonction 22 soit rattachée à un grand panneau 11 et non pas à un petit panneau comme dans les solutions antérieures. La découpe 13 se déplace horizontalement et suivant une direction parallèle à ses premières lignes de pliage 15,16,17 guidé par le guide 24 jusqu'à venir accoster sur la face supérieure horizontale du mandrin 1 qui est naturellement à l'arrêt à ce moment là (position O fig. 1). Selon une autre caractéristique essentielle de l'invention, la découpe 13 accoste sur le mandrin 1 suivant un petit panneau, en l'espèce le panneau 10 ; on observera que dans ce mouvement, le calage longitudinal de la découpe 13 après accostage sur le mandrin 1 se fait au moyen d'une butée verticale arrière 25 prévue à bonne longueur sur les faces supérieure et inférieure du mandrin 1, pour que, en appui sur le bord extérieur de son rabat de fermeture 12, le petit panneau 10 dont les premières lignes de pliage 16,17 coïncident déjà avec les arêtes longitudinales supérieures 26,27 du mandrin 1, soit alors en position telle que sa deuxième ligne de pliage 19, correspondant au petit rabat de fond 101, coïncide exactement avec l'arête transversale supérieure 28 du mandrin 1.

Par la suite, le petit panneau 10 coïncidant avec la face supérieure du mandrin 1 sera constamment appelé panneau intermédiaire 10.

Selon une disposition particulière du procédé, on prévoit de disposer un premier poste d'encollage 29 sur le trajet de la patte de jonction 22 lors du déplacement horizontal de la découpe à plat 13 vers le mandrin 1 ; de cette manière, un trait de colle 30 est disposé sur la patte 22 par projection vers le bas permettant d'utiliser avantageusement des colles très fluides et plus spécialement des colles froides assurant, comme on le sait, une meilleure tenue de l'ensemble monté à diverses conditions climatiques.

En référence aux figures 1 et 3, et conformément à la deuxième étape du procédé, le mandrin 1 supportant la découpe 13 toujours en position horizontale est animé d'un mouvement R1 de rotation par rapport à l'axe horizontal 6 de la machine ; ce mouvement de rotation vers le haut, R1, du mandrin 1 coopérant avec des presseurs latéraux 31,32, assure le rabattage autour des premières lignes de pliage 16,17 respectivement des grands panneaux 9,11 contre les faces frontales avant et arrière du mandrin 1 ; bien entendu les deux presseurs 31,32 peuvent être des simples guides latéraux fixes amenant progressivement les deux panneaux adjacents 9,11 contre les faces frontales du mandrin ; néanmoins rien ne s'oppose à ce que ces presseurs soient également commandés d'une manière que connaît bien l'Homme du Métier. Pendant le même mouvement de rotation vers le haut R1, il est également prévu de disposer un presseur tangentiel 33 forçant le petit rabat de fond avant 101 correspondant au panneau intermédiaire 10 à une pré-inclinaison vers la face transversale du mandrin 1.

Il est intéressant de remarquer que dans le mouvement de rotation R1 du mandrin 1 la découpe 13 soumise à l'accélération d'une part, à l'effet de l'air d'autre part, a tendance à se plier naturellement autour de ses lignes de pliage 16,17 contribuant d'un côté à se centrer sur les arêtes supérieures 26,27 du mandrin 1 et d'autre part à se rapprocher des faces frontales facilitant ainsi le mouvement des presseurs latéraux 31,32.

Selon les figures 1 et 4 et conformément à l'étape suivante du procédé, le mandrin 1 est ensuite arrêté en position verticale 0 O2 ; à cet instant, les grands panneaux 9 et 11 sont en appui sur les faces frontales du mandrin, et le petit panneau 10 est en appui sur la face longitudinale avant (dans le sens de la rotation R) du mandrin ; seul le rabat court avant 101 est en position semi-rabattue, comme on l'a dit.

Dès que le mandrin est à l'arrêt dans la position O2 de la figure 1, un premier presseur rotatif 34 vient dans un mouvement fl rabattre à l'horizontale le rabat court avant 101 préalablement incliné dans le premier mouvement de rotation comme on la vu ; simultanément et conformément à la figure 4a, un presseur 35 vient plier la patte de jonction 22 pré-encollée sur la face longitudinale arrière du mandrin 1 (dans le sens de rotation R), pendant qu'un presseur 36 vient rabattre autour de sa ligne de pliage 15 le petit panneau 8 vers la patte de jonction 22 sur laquelle il est pressé procurant ainsi, par collage, le jonctionnement de la caisse 7.

Le rabat court 81 correspondant au panneau 8 est enfin replié par un presseur rotatif 37 contre la face transversale du mandrin 1 suivant un mouvement f2 (fig. 1) à l'instar de l'autre rabat court 101 (fig.4b).

En référence aux figures 1 et 5, on imprime un nouveau mouvement de rotation R2 au mandrin 1 de même sens que R1 autour de l'axe 6 de la machine 5 ; à ce moment là, seuls les deux rabats longs 91 et 111, correspondant respectivement au panneau 9 et 11, sont encore dressés pendant la rotation R2 du mandrin 1 on dispose alors de part et d'autre de la trajectoire desdits rabats longs 91 et 111, deux nouveaux presseurs latéraux 38,39 qui viennent pré-plier lesdits rabats longs 91,111 suivant un angle approximatif de 80C par rapport aux rabats courts 81,101 mis en place dans l'étape précédente ; ce pliage partiel des rabats longs 91,111 permettra de disposer sur les rabats courts 81,101 au moins deux lignes de collage 40 grâce à des pistolets de colle 41,42 disposés radialement pour distribuer de la colle chaude ou froide sur lesdits rabats courts sans être gêné par le pré-pliage des rabats longs 91,111.

Il sera encore observé que les dispositifs d'encollage 41,42 sont disposés de telle manière que la colle soit distribuée sensiblement vers le bas, limitant ainsi l'encrassage d'une part et permettant d'utiliser comme on l'a déjà dit pour la patte de jonction, des colles froides particulièrement efficaces lors des transports dans des conditions climatiques souvent très diverses.

Selon les figures 1 et 6, le mandrin 1 est ensuite amené en position O3 (figure 1) par la rotation R2 ; à cet instant, le mandrin 1 est en position horizontale d'arrêt opposée à la position O correspondant au chargement des découpes à plat 13. Cette disposition, bien qu'avantageuse pour l'encombrement de la machine, n'est pas obligatoire et on pourrait tout à fait découpler les plans d'introduction et d'éjection.

On notera que sur la figure 1 on a représenté la position Q3 du mandrin suivant une coupe verticale partielle afin de bien mettre en évidence la situation relative des panneaux et des rabats par rapport au mandrin au moment où la caisse est en finition juste avant son éjection.

Les rabats de fond longs 91,111 sont en position semi-rabattue maintenant d'ailleurs en position finale les rabats de fond court 81,101 portant les traits de colle 40 dès que le mandrin 1 est arrêté, un dernier presseur 43 vient contraindre les rabats longs 91,111 contre les rabats courts solidarisant ainsi le fond de la caisse 7 de manière connue ; naturellement, le presseur 43 peut être dédoublé comme représenté sur la figure 1 afin de mieux répartir la pression de collage des rabats de fond, et permettre un dégagement suffisant pour l'éjection de la caisse suivant flèche E figure 1.

La caisse 7 est enfin éjectée du mandrin 1 par tous moyens que connaît bien l'Homme du Métier, comme par exemple un système "va et vient" 44 tel que schématiquement représenté sur les figures 1 et 6 : des taquets 45 viennent dans un mouvement de rotation alternatif F3 (fig. 1) saisir la caisse frontalement à peu près au centre des grands rabats de fermeture 12. Le mouvement F3 permet de dégager horizontalement la caisse 7 suivant les flèches E ; la caisse 7 est alors reprise par une rampe de redressement vertical et elle peut alors être transportée vers le lieu d'encaissage par exemple sur un tapis roulant 46.

Lorsque la caisse 7 est totalement dégagée du mandrin en position Q3 sur la figure 1, il est alors nécessaire de ramener le mandrin 1 vers la position O, position permettant de recevoir une nouvelle découpe et reprendre le cycle de montage tel que décrit au-dessus.

Selon une des caractéristiques essentielles de l'invention, le cycle que l'on vient de décrire en référence à un seul mandrin pouvant occuper successivement les positions O,,O3 et retour en O, peut être conduit en utilisant une pluralité de mandrins identiques, par exemple quatre mandrins 1,2,3,4, répartis régulièrement en croix autour et à même distance d'un axe de rotation 6 unique tel que représenté sur la figure 1 afin d'exécuter simultanément sur autant de découpes 13, introduites successivement et préalablement en O, les opérations qui sont menées lorsque le mandrin est arrêté, c'est-à-dire lorsqu'il est en position 1, 2 ou 3 ; il suffit pour cela de prévoir une position verticale supplémentaire Q4 opposée à la position O2 qui n intervient pas directement dans le processus de formage de la caisse, mais qui permet d'organiser la formation de quatre caisses 7 sur un cycle complet de la machine.

On peut d'ailleurs augmenter le nombre d'introductions de découpes sur la machine en augmentant le nombre de mandrins autour de l'axe 6. Une telle machine serait par exemple très efficace pour le montage d'étuis pour l'emballage d'une seule bouteille nécessitant une haute cadence de montage ; toutefois, le nombre de mandrins que l'on peut prévoir sur une machine à barillet du type qui vient d'être décrit, est limité par l'espace intercalaire entre deux mandrins successifs qui doit au moins permettre le déplacement libre d'un petit panneau 8 depuis une position frontale jusqu'à une position transversale lorsque le mandrin passe de la position @ à à la position O2 correspondant notamment à l'opération de jonctionnement de la caisse ; on comprend bien en effet que l'espace parcouru par le bord libre vertical du petit panneau 8 lorsque le mandrin est en position d'arrêt Q2 doit être tel qu'il ne gène pas l'introduction de la découpe 13 sur le mandrin suivant.

Il est bien évident que l'ensemble des mécanismes qui ont été décrits notamment pour procéder au pliage des panneaux ou des rabats, voire pour les différents encollages, n'ont été donné qu'à titre d'exemple non limitatif du procédé selon l'invention, l'Homme du Métier pouvant solutionner au cas par cas le type de presseurs ou d'encolleurs requis dans telle variante de machine à barillet conforme à l'invention.

Selon une autre caractéristique importante de l'invention et en référence à la figure 7, il est tout à fait possible de régler la machine à barillet pour recevoir des caisses de différentes sections et/ou de différentes hauteurs. Pour cela et selon une variante de construction importante de la machine qui comporte quatre mandrins identiques 1,2,3,4 uniformément répartis selon leur axe longitudinal dans le plan vertical autour d'un axe 6 horizontal d'entraînement R, il est prévu que lesdits mandrins 1,2,3,4 soient formés à partir de deux croix 5 identiques, superposées et centrées sur l'axe 6 dont toutes les branches identiques procurent frontalement les faces d'appui latérales 50 des mandrins 1,2,3,4 et, grâce à une épaisseur adéquate de leurs chants, déterminent entre leurs branches en regard des appuis constituant, pour chaque mandrin 1,2,3,4, des faces transversales 53, longitudinales inférieures 51 et supérieures 52 lorsque les mandrins sont en position O d'introduction.

On comprend bien qu'avec cette construction il soit tout à fait aisé d'adapter la machine à une largeur 1 déterminée des caisses par un simple déplacement parallèlement à elles-mêmes des deux croix 5 suiva élémentaire de la machine, il n'est pas possible de régler facilement la machine pour recevoir des caisses de longueur L ou de hauteur H déterminées. Ces deux dernières dimensions résultent respectivement de la longueur et de la largeur des branches de chacune des croix 5.

C'est pourquoi, conformément aux figures 8 et 9 il sera maintenant proposé une variante plus élaborée de la machine, apte à recevoir et traiter des caisses dont la longueur L, la largeur 1 et la hauteur H peuvent être ajustées.

Il est à cet effet possible de rapporter entre les branches en regard des croix 5 formant chaque mandrin 1,2,3,4, un élément de rattrapage tel qu'un lardon de fermeture 54 ; ce lardon de fermeture 54 est fixé par exemple sur les chants radiaux supérieurs 52 desdites branches correspondant aux chants se présentant en tête dans le mouvement de rotation R des croix 5 de manière connue que maîtrise bien l'Homme du Métier. La forme des lardons 54 est adaptée pour procurer au moins une face continue d'appui longitudinal 55 et au moins pour partie, une face d'appui transversal 56 (fig. 8 et 9) de chaque mandrin 1,2,3,4. On peut alternativement ou complémentairement installer un lardon 54 dans la partie opposée de chaque mandrin, c'est-à-dire sur les chants inférieurs 51 des branches en regard des croix 5 ; il est clair qu'en utilisant seulement des lardons inférieurs 54', on peut ajuster la hauteur de caisse H sans pour autant affecter le niveau du plan d'introduction des découpes à l'étape b (position O), ni le niveau de sortie des caisses montées par rapport au transporteur fixe d'amenée 46 (position 03), la surépaisseur des mandrins se trouvant alors au-dessous ; dans cette dernière version, on détermine bien sûr, de nouvelles faces d'appui longitudinales 55' et de nouvelles faces longitudinales 56' ,respectivement symétriques des faces 55 et 56.

Selon une version encore plus élaborée, les lardons de fermeture 54,54' comportent au droit de chaque branche formant les mandrins 1,2,3,4 des rehausses latérales 57,57' de même hauteur variable, leur donnant une forme générale de U permettant d'ajuster la longueur L des caisses 7, leur largeur 1 correspondant alors à la largeur de base du U pour la hauteur H de la caisse, un lardon 54,54' au moins sera muni du côté de l'axe 6, le long de son extrémité transversale, d'un relief suffisant pour constituer une butée 25 procurant le calage horizontal des découpes 13 lorsqu'elles accostent sur les mandrins 1,2,3,4 obligatoires au moment de l'introduction des découpes 13, les butées 25 favorisent en outre la tenue mécanique des caisses jonctionnées au cours du cycle ; c'est pourquoi il est avantageux de disposer une cale 25 également sur les lardons 54' montés de l'autre côté des mandrins 1,2,3,4.

Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, il est prévu que tous les déplacements relatifs des deux croix 5 formant la machine à barillet sont obtenus par décalage d'une seule croix, parallèlement à elle-même et suivant l'axe 6, l'autre croix restant fixe ; on comprend bien alors que tous les éléments servant à l'encollage et au guidage ainsi qu'une partie des éléments de pressage seront positionnés par rapport à cette croix fixe.

Enfin et selon une caractéristique particulière de la machine pour la mise en volume de caisses, boîtes ou étuis à pans coupés, par exemple huit pans comprenant quatre panneaux principaux alternés avec quatre panneaux secondaires pour former des angles coupés à 45 , on a prévu que toutes les arêtes radiales des faces frontales externes 50 des branches des deux croix 5 soient chanfreinées, formées ou usinées pour procurer des faces d'appui secondaires (non représentées sur les figures), par exemple inclinées à 450 par rapport aux faces frontales 50 et longitudinales 51,52, et/ou en ce que les faces latérales 57,57' et longitudinales 55,55' des lardons 54,54' soient raccordées par des faces d'appui secondaires (non représentées sur les figures) inclinées par exemple de 45" par rapport à elles.

Conformément à une ultime variante de construction, la face transversale de chaque mandrin, qu'il soit ou non équipé de lardons 54,54', peut être complétée par une pluralité de plaquettes d'appui 58 venant en quelque sorte augmenter la surface de base déterminée par les chants 53,56,56' et 57,57' respectivement des branches des croix 5 et des éventuelles pièces de rattrapage 54,54' comportant le cas échéant, des rehausses latérales. Les plaquettes 58 telles que schématiquement représentées sur les figures 4 et 8 seront telles que, quelle que soit la longueur L et la largeur 1 de la caisse à traiter, elles puissent venir s'insérer dans la face transversale de chaque mandrin.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1 - Procédé pour la mise en volume d'une caisse à section polygonale ou analogue à partir d'une découpe à plat en carton ondulé ou compact, extraite dlun magasin d'alimentation, puis transférée vers un mandrin de formation de la caisse, ladite découpe comportant un ensemble de panneaux reliés les uns aux autres par des premières lignes de pliage parallèles entre elles, des rabats disposés de part et d'autre des panneaux et reliés à ceux-ci par des deuxièmes lignes de pliage perpendiculaires aux premières, et une patte de jonction issue du bord libre d'un des panneaux d'extrémité à qui elle est reliée par une troisième ligne de pliage parallèle aux premières, pour procurer par collage le jonctionnement de la caisse après avoir enroulé l'ensemble desdits panneaux autour du mandrin de section polygonale identique à celle de la caisse, ledit mandrin comprenant au moins une pluralité de faces longitudinales, supérieure, inférieure et frontales s'étendant parallèlement à son axe et de même longueur que celui-ci pour former à leurs intersections des arêtes longitudinales coïncidant avec les premières lignes de pliage et au moins une face transversale, -perpendiculaire à l'axe du mandrin-, rattachée aux précédentes en formant à leurs intersections des arêtes transversales coïncidant avec les secondes lignes de pliage, procédé utilisant en outre des moyens de pliage et d'encollage des rabats de fond situés d'un même côté des panneaux pour former le fond de caisse par pressage sur la face transversale du mandrin, et des moyens d'éjection de la caisse caractérisé en ce que les étapes de formation de la caisse, après transfert de la découpe à plat sur le mandrin et encollage simultané de la patte de jonction, à savoir

- le positionnement de la découpe accostant sur le mandrin tel que les premières lignes de pliage d'un panneau, dit intermédiaire, vienne en coïncidence sur ses arêtes longitudinales supérieures,

- le repliage des panneaux adjacents audit panneau intermédiaire autour desdites arêtes longitudinales du mandrin et le collage de la patte de jonction,

- l'encollage, le repliage et le pressage des rabats de fond,

- l'éjection de la caisse, sont exécutées par la coopération d'une rotation dans le plan vertical du mandrin autour d'un axe horizontal fixe situé du côté du mandrin opposé à l'entrée des découpes à distance suffisante pour dégager les mouvements de la découpe, avec des moyens de pliage et de pressage, fixes ou commandés, la caisse montée étant éjectée préférentiellement dans un plan parallèle au plan d'entrée des découpes, le mandrin ainsi libéré revenant en position initiale pour recevoir une nouvelle découpe.

2 - Procédé de mise en volume de caisses ou analogues en continu selon la revendication précédente, caractérisé par la succession des étapes suivantes

a. dépilage des découpes à plat une par une,

b. transfert d'une première découpe jusqu'à l'appui d'un panneau intermédiaire sur la face supérieure du mandrin, à l'arrêt et préférentiellement à l'horizontale, (position @ O)

c. pendant l'étape précédente, encollage de la patte de jonction,

d. rotation du mandrin vers le haut, repliage des deux panneaux adjacents au panneau intermédiaire contre les parois latérales du mandrin et repliage à 90" du rabat de fond avant du panneau intermédiaire par presseur tangentiel avantageusement fixe,

e. arrêt du mandrin, par exemple à la verticale (position , repliage du rabat de fond arrière du panneau intermédiaire par presseur, repliage de la patte puis du dernier panneau et mise en pression de la patte de jonction,

f. reprise de la rotation du mandrin dans le même sens procurant avec des presseurs latéraux avantageusement fixes un repliage des seconds rabats de fond des panneaux adjacents sur 80" environ venant bloquer les premiers rabats avant et arrière, puis encollage desdits rabats avant et arrière,

g. arrêt du mandrin préférentiellement en position horizontale opposée à celle de l'étape b (positionO) : repliage des seconds rabats de fond et pressage sur les premiers puis éjection de la caisse,

h. retour du mandrin à sa position de chargement (étape b) par une rotation, dans le même sens.

3 - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'on dispose en croix au moins trois mandrins identiques uniformément répartis autour et à même distance d'un même axe de rotation permettant au moins d'exécuter sur un cycle simultanément les opérations prévues lorsque le mandrin est arrêté, c'est-à-dire pendant les étapes b, e, g, sur autant de découpes introduites successivement et préalablement à l'étape b.

4 - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes appliqué à des caisses de section globalement rectangulaire à quatre pans principaux caractérisé en ce que le transfert de la découpe à plat sur le mandrin est tel que le panneau intermédiaire venant coïncider sur la face supérieure dudit mandrin est un petit panneau.

5 - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes appliqué à des caisses de section globalement rectangulaire ou carrée à quatre pans principaux caractérisé en ce que la patte de jonction est située sur le bord libre du panneau immédiatement adjacent du panneau intermédiaire.

6 - Machine pour la mise en volume de caisses (7) ou analogue à section polygonale à partir d'une découpe à plat (13) en carton ondulé ou similaire mettant en oeuvre le procédé selon lune quelconque des revendications précédentes comportant au moins une pluralité de mandrins identiques (1,2,3,4) présentant chacun autant de faces longitudinales (51,52,55) que de panneaux (8-11) sur la découpe (13), reliées entre-elles par autant d'arêtes longitudinales (26,27) que de premières lignes de pliage (15,16,17) entre panneaux et présentant une face transversale (53,56,57) d'appui pour les rabats de fonds (81,91,101,111), les intersections entre lesdites faces transversales et longitudinales formant des arêtes transversales coïncidant avec les deuxièmes lignes de pliage (18-21) des rabats de fond (81,91,101,111) par rapport aux panneaux (8,9,10,11) auxquels ils sont rattachés, caractérisée en ce que la machine comporte au moins trois mandrins (1,2,3,4) identiques uniformément répartis radialement selon leur axe longitudinal x,x' dans un plan vertical autour d'un axe (6) horizontal d'entraînement R, lesdits mandrins étant formés à partir de deux croix (5) identiques, superposées et centrées sur l'axe (6) dont toutes les branches identiques procurent frontalement les faces d'appui latérales (50) et, grâce à une épaisseur adéquate de leurs chants, déterminent entre leurs branches en regard des appuis constituant pour chaque mandrin (1,2,3,4) les faces transversales (53) et longitudinales inférieures (51) et supérieures (52), lorsque lesdits mandrins sont en position O d'introduction.

7 - Machine selon la revendication 6 caractérisée en ce que la distance entre les deux croix (5) est réglable suivant l'axe (6) pour ajuster la largeur (l) des caisses (7).

8 - Machine selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7 caractérisée en ce qu'on rapporte entre les branches en regard formant un mandrin (1,2,3,4), un lardon de fermeture (54) solidarisé au moins sur les chants radiaux par exemple supérieurs (52) des mêmes branches, c'est-à-dire sur les chants (52) se présentant en tête dans le mouvement de rotation R des croix (5), de forme apte à procurer au moins une face continue d'appui longitudinal (55) et au moins pour partie, une face d'appui transversal (56,57) dudit mandrin.

9 - Machine selon la revendication 8 caractérisée en ce que les lardons de fermeture (54,54') comportent au droit de chaque branche des rehausses latérales (57,57') de même hauteur leur donnant une forme générale de U permettant d'ajuster la longueur (k) des caisses, leur largeur (1) correspondant à la largeur de base du U, et leur hauteur (H) dépendant de la longueur utile de chaque branche ou couverte par un lardon qui est avantageusement muni du côté de l'axe (6) le long de son extrémité transversale supérieure (mandrin horizontal en position O) et avantageusement le long de son extrémité inférieure, d'un relief formant butée (25) pour le calage horizontal des découpes à plat (13) lorsqu'elles accostent sur les mandrins (1,2,3,4) ainsi équipés.

10 - Machine selon l'une quelconque des revendications 6 à 9 caractérisée en ce que tous les déplacements relatifs des deux croix (5) sont obtenus par décalage d'une seule croix, parallèlement à elle même, suivant l'axe (6), l'autre croix restant fixe et constituant la référence fixe pour les dispositifs de pressage et d'encollage.

11 - Machine pour la mise en volume de caisses ou analogue à pans coupés, par exemple à huit pans comprenant quatre panneaux principaux alternés avec quatre panneaux secondaires pour former des angles coupés à 45 , selon l'une quelconque des revendications 6 à 10 caractérisée en ce que toutes les arêtes radiales des faces frontales externes (50) des branches des deux croix (5) sont chanfreinées, formées ou usinées pour procurer des faces d'appuis secondaires par exemple inclinées à 450 par rapport aux faces frontales (50) et longitudinales (51,52), et/ou en ce que les faces latérales (57,57') et longitudinales (55,55') des lardons (54,54') sont raccordées par des faces d'appui secondaires inclinées par exemple de 45" par rapport à elles.

12 - Découpe à plat (13) en carton ou analogue pour la mise en volume de caisses (7) ou similaires de section rectangulaire comportant des premières lignes de pliage (15,16,17) parallèles entre-elles pour délimiter une succession de petits (8,10) et de grands (9,11) panneaux et des deuxièmes lignes de pliage (18,19,20,21) perpendiculaires aux premières pour délimiter deux successions de petits et grands rabats de part et d'autre desdits panneaux et une troisième ligne de pliage (23) parallèle aux premières (15,16,17) pour délimiter sur le bord libre d'un panneau d'extrémité (11) une patte (22) pour le jonctionnement de ladite caisse (7), caractérisée en ce que la succession des panneaux (8-11) à partir d'un premier bord libre de la découpe (13) s'effectue en commençant par un petit panneau (8), puis un grand (9), puis un petit (10), enfin un grand (11) au bord libre duquel est rattachée la patte de jonction (22).