Machine pour l'emballage d'un produit dans une feuille en carton
en façonnant celle-ci en forme de boîte
Cette invention se rapporte à une machine qui, recevant une feuille de carton vierge plate, la met en forme, la remplit et la ferme.
L'invention a pour objet une machine qui accomplira les opérations successives consistant à marquer les plis dans la feuille, à plier les parois du fond et les parties du couvercle du carton et, après que le produit y a été introduit à fermer et à fixer le couvercle et le fond.
La machine objet de l'invention comprend un poin çon creux mobile, pouvant s'engager à l'intérieur d'une matrice, conçue pour former la partie du couvercle du carton (ou du fond selon le cas) et plier la partie du fond (alternativement la partie du couvercle), de telle façon que les deux parties principales du carton forment un angle d'environ 900 l'une par rapport à l'autre, cette machine étant caractérisée en ce que le poinçon creux se déplace selon une direction sensiblement horizontale et plie une partie d'un flan de carton disposé verticalement de sorte que cette partie soit horizontale pour permettre de déposer un produit dans le carton, le poinçon creux étant alors retiré, des moyens étant ensuite actionnés pour retenir le produit dans le carton pendant ledit retrait,
un mécanisme de fermeture fermant l'un contre l'autre le couvercle et le fond.
Les détails de construction de l'invention sont décrits, à titre d'exemple ci-après, avec référence aux dessins annexés selon lesquels:
La fig. 1 est une vue générale en perspective d'une machine-type.
La fig. 2 est une élévation partielle du côté opposé de la machine.
La fig. 3 est une élévation d'une feuille de carton type à plat.
La fig. 4 est une perspective du carton partiellement formé.
La fig. 5 est une vue partielle en perspective, prise du mme côté de la machine que la fig. 2, et montrant une forme modifiée des pièces mâle et femelle, ainsi que des parties adjacentes.
Dans la description qui suit, les termes de cou vercle et de fond sont employés arbitrairement et il ne s'ensuit pas que la partie nommée couvercle pour les besoins de la description soit nécessairement la partie supérieure; de mme, la partie nommée fond pour les besoins de la description ne se trouve pas forcément en bas.
La machine comporte, selon la fig. 1, un cadre 10 muni de railles 11 sur lesquels un chariot 12, monté sur des galets 12a, fait un mouvement de va-et-vient qui lui est communiqué par une bielle 15. Comme le dessin l'indique, cette bielle peut tre actionnée par un volant de commande 16, mais tout levier adéquat ou tout autre moyen peut tre utilisé et, s'il y a un volant de commande tel qu'en 16, celui-ci peut tre mis en mouvement par n'importe quelle source de puissance appropriée.
Lorsque le chariot 12 est actionné de cette façon, il se déplace le long des rails 1 1 de l'avant (alimentation) à l'arrière (décharge) de la machine, c'est-à-dire de la droite à la gauche selon la fig. 1. Ce mouvement représente la course du chariot et de ses pièces adjacentes (décrites plus loin), après quoi le chariot se retire et certaines opérations de fermeture (également décrites plus loin) ont lieu pendant le mouvement de retrait
A son point d'alimentation, le chariot est muni d'un support 18 qui soutient un plateau d'alimentation en forme de canal 19 qui se termine par, ou qui porte à l'avant, un poinçon, pièce mâle, qui correspond exactement à une matrice pour former, pièce femelle, de sorte que lorsque le plateau d'alimentation et le poinçon avancent avec le déplacement du chariot,
le poinçon passe dedans et à travers la matrice à former dont l'ouverture est limitée par quatre rouleaux 25 tournant librement et formant le périmètre d'une ouverture carrée ou rectangulaire qui correspond à la partie du couvercle qui y est appuyée et tenue en place par des supports 28. La partie du couvercle est amenée en coïncidence avec l'ouverture de façon que la course de travail du poinçon amène le poinçon contre la partie du couvercle de la feuille de carton et l'enfonce dans l'ouverture de la matrice. A chacun des quatre coins de l'ouverture de la matrice se trouve un doigt, deux de ceux-ci étant visibles en 26, qui plient les coins avant et arrière, en forme de delta, du couvercle et de la paroi arrière du carton qui relie le couvercle et le fond. Ces coins sont préparés avant qu'entrent en action les rouleaux 25.
Le déplacement continu du poinçon 20 pousse le couvercle et le fond entièrement en position à travers l'ouverture de la matrice et à l'intérieur d'une boîte de logement 30 où les plis des coins en delta supérieurs D1 du couvercle se redressent mais sont refermés lorsque le poinçon, à la fin de sa course, pousse la partie du carton correspondant au couvercle dans une tte de fermeture 32 profilée en conséquence. La tte de fermeture porte des doigts 33, dont le profil inférieur a la forme d'un crochet, qui bloquent la paroi avant du carton et la retiennent dans la tte.
Au moment où le plateau d'alimentation termine sa course avec le poinçon, un poussoir 34, travaillant à l'intérieur du plateau en forme de canal 19, mais ayant une course accélérée par rapport à celle du plateau d'alimentation, entre en action et présente le produit ou la charge qui doit tre emballé à l'intérieur de la boîte de logement 30 et donc à l'intérieur de la partie mme du carton correspondant au fond.
Quand le plateau et le poinçon se rétractent, le poin çon quitte la boîte de logement et la matrice, mais laisse le poussoir 34 au-delà du plateau d'alimentation, de sorte que le produit à emballer soit retenu par le poussoir lorsque le plateau d'alimentation se retire avec le poinçon. Il est important que le poinçon soit creux afin que, pendant qu'il agit sur la feuille de carton, le produit puisse tre simultanément introduit, sans perte de temps, dans le cycle des opérations.
Pendant la plus grande partie du mouvement de retrait du plateau d'alimentation et du poinçon, aucun autre mouvement mécanique n'intervient, mais lorsque le chariot 12, qui porte ces dispositifs, arrive à la fin de son mouvement de retrait, un levier 40, actionné par le volant de commande 16, met en mouvement d'autres leviers 41, 42, 43 et 44, l'arbre 45 et la bielle 15. L'arbre 45 est muni d'un crochet 46 et lorsque l'arbre 45 accomplit une rotation partielle, le crochet 46 se met en prise avec une double tige d'assemblage 48 fixée sur un arbre opposé 49. L'arbre opposé 49 est muni de deux bras de manivelle 50 auxquels sont attachées deux barres d'accouplement 51 qui sont, l'une et l'autre, reliées à des leviers 52 et 53 pivotant sur un arbre 52a.
Lorsque les barres d'accouplement sont levées par les bras de manivelle, les leviers 52 et 53 basculent et agissent ainsi sur la tte de fermeture 32, à laquelle ils sont reliés, en l'abaissant. Ce mouvement de pivotement de la tte de fermeture rabat la partie du couvercle au-dessus et autour de la partie du fond du carton qui a déjà reçu la quantité voulue de produit. Il met également en mouvement une tablette articulée 54 montée sur l'arbre 52a et qui soulève la paroi arrière du carton.
Dans l'opération ! de fermeture, les côtés pendants du couvercle sont engagés entre les plaques latérales de la boîte de logement 30 et la paroi avant du couvercle est prise par les profils des doigts 33 de la tte de fermeture 32. Les mmes profils maintiennent également un jeu entre les coins avant et la face intérieure de l'avant du couvercle. La paroi avant du fond est simultanément relevée par la tablette articulée 60 qui a un galet 61 (fig. 2) sur un côté, porté par un bras basculant 62, et un prolongement en forme de came 53b du levier 53 s'engage sur le galet lorsque la tte s'abaisse, de sorte que ce galet suit le profil de came, faisant basculer le bras 62 et relevant la tablette articulée 60. La paroi avant du fond est ainsi relevée en direction de la paroi avant du couvercle qui s'abaisse.
La tablette articulée 60 a une saillie 65 qui appuie sur la paroi avant du fond, juste au-dessus de la fente dans la paroi avant, et présente ainsi la fente prte à recevoir la patte correspondante de la paroi avant du couvercle. Les détails de la feuille de carton sont donnés par les fig. 3 et 4, où T est le fond et L le couvercle, B la paroi arrière reliant le couvercle avec le fond, T1 la paroi avant du fond avec la fente TO, L1 la paroi avant du couvercle avec la pafte L2. Les coins en forme de delta de la paroi arrière sont indiqués en D et les coins en forme de delta du couvercle en D1. La patte L2 est d'abord pliée contre l'intérieur à son extrémité par l'action des saillies de la tte de fermeture lorsque la feuille de carton est primitivement poussée par cette tte.
La fente T2. est d'abord ouverte par la poussée de la saillie 65 contre le poussoir 34 qui est légèrement soulevé pendant son retrait par un profil de came 67 sur un support 67a, dressé sur le bâti 10, pour lui permettre de passer au-dessus de la tablette 60 maintenant inclinée.
Au moment où le carton est fermé, une autre feuille de carton est mise en place dans la machine, prise de façon conventionnelle d'un bloc ou d'une pile de cartons, amenée par un bras porteur le long ou au-dessus de la position de chargement. Lorsque cette nouvelle feuille de carton est formée par la prochaine course de travail du poinçon, la partie correspondant à son couvercle pénètre dans la matrice et en expulse le carton précédemment rempli et fermé au point de décharge de la machine où se trouve un dispositif de réception. Le cycle des opérations continue.
Le mouvement de retrait de la tte de fermeture par lequel celle-ci est remise en place est provoqué par l'action d'un ressort 70 lorsque les bielles qui l'actionnent reculent. I1 est nécessaire de prévoir un temps mort pendant une importante partie du cycle des opérations, ce qui est assuré au moyen des articulations à fente 71 des bras 42.
Plusieurs modifications de l'appareil en ce qui concerne des détails sont possibles. La fig. 5 montre une forme différente du poinçon creux 20, de la matrice 30 et de la tte de fermeture 32. Les rouleaux 25 sont remplacés par deux guides en forme de barres verticales 75, dont l'action sur les côtés du couvercle est suivie de l'action d'une barre supérieure horizontale 76 ayant une face convexe 76a, qui rabat la paroi avant L1 du couvercle, y compris les coins adjacents D1. Le poinçon 20 a une forme légèrement différente; sa paroi latérale est découpée en 20a. Les deux côtés du poinçon creux, si cela est désiré, peuvent tre ouverts, les plaques supérieures et inférieures étant alors reliées par une pièce de liaison verticale du côté arrière.
Le poinçon a des pattes 74 dont les extrémités guident le produit et en assurent l'acheminement à l'intérieur du plateau du car ton. Un plongeur 77 ayant une extrémité arrondie en forme de dôme 77a est mis en mouvement soit mécaniquement (comme l'indique le dessin) par un cylindre à pression hydraulique 78 le plongeur 77 se déplace horizontalement vers l'intérieur à travers la paroi laté- rale de la matrice 30 et agit sur le produit comme une barre de retenue. L'ouverture 20a dans le poinçon permet à celui-ci de passer à côté du plongeur 77 quand le poinçon se rétracte. Dans cet arrangement, la tte de fermeture 32 est actionnée par une oreille 80 sur la tablette articulée 54 qui, avec la tte de fermeture 32, est montée sur l'arbre 52a. La came 81 remplace la came 53b.
La tte de fermeture 32 est solidaire d'une barre horizontale 82 qui se déplace le long de fentes curvilignes 83 pratiquées dans les parois latérales de la boîte de logement. Avant que le poinçon 20 avance entre les barres-guides 75, il frappe et fait basculer une tablette articulée 85 qui pivote en 85a, à l'embouchure de la boîte de logement, et est ainsi relevée, de sorte que les doigts 85b enfoncent et plient les coins D, fig. 3, contre l'intérieur.
Machine for packaging a product in a cardboard sheet
by shaping it in the shape of a box
This invention relates to a machine which, receiving a flat blank cardboard sheet, shapes it, fills it and closes it.
The object of the invention is a machine which will perform the successive operations consisting in marking the folds in the sheet, in folding the bottom walls and the parts of the cover of the carton and, after the product has been introduced therein, to close and fix the cover and the bottom.
The machine object of the invention comprises a movable hollow punch, which can be engaged inside a die, designed to form the part of the cover of the cardboard box (or of the bottom as the case may be) and to fold the part of the bottom. (alternatively the part of the cover), so that the two main parts of the carton form an angle of approximately 900 with respect to each other, this machine being characterized in that the hollow punch moves in a direction substantially horizontal and folds a portion of a cardboard blank arranged vertically so that this part is horizontal to allow a product to be placed in the cardboard, the hollow punch then being withdrawn, means then being actuated to retain the product in the cardboard box during said withdrawal,
a closing mechanism closing the cover and the bottom against each other.
The construction details of the invention are described, by way of example below, with reference to the accompanying drawings according to which:
Fig. 1 is a general perspective view of a typical machine.
Fig. 2 is a partial elevation of the opposite side of the machine.
Fig. 3 is an elevation of a typical flatbed sheet of cardboard.
Fig. 4 is a perspective of the partially formed carton.
Fig. 5 is a partial perspective view, taken from the same side of the machine as in FIG. 2, and showing a modified form of the male and female parts, as well as the adjacent parts.
In the following description, the terms cover and base are used arbitrarily and it does not follow that the part called cover for the purposes of the description is necessarily the upper part; likewise, the part named bottom for the purposes of the description is not necessarily at the bottom.
The machine comprises, according to FIG. 1, a frame 10 provided with rails 11 on which a carriage 12, mounted on rollers 12a, makes a back and forth movement which is communicated to it by a connecting rod 15. As the drawing indicates, this connecting rod can be actuated by a control wheel 16, but any suitable lever or any other means can be used and, if there is a control wheel such as in 16, this can be set in motion by any source of appropriate power.
When the carriage 12 is operated in this way, it moves along the rails 1 1 from the front (feeding) to the rear (unloading) of the machine, i.e. from right to left according to fig. 1. This movement represents the stroke of the carriage and its adjacent parts (described later), after which the carriage withdraws and certain closing operations (also described later) take place during the retraction movement.
At its feed point, the carriage is provided with a support 18 which supports a channel-shaped feed plate 19 which ends in, or which carries at the front, a punch, male part, which exactly matches to a die to form, female part, so that when the feed plate and the punch advance with the movement of the carriage,
the punch passes in and through the die to be formed, the opening of which is limited by four freely rotating rollers and forming the perimeter of a square or rectangular opening which corresponds to the part of the cover which is pressed against it and held in place by supports 28. The cover part is brought into coincidence with the opening so that the working stroke of the punch brings the punch against the cover part of the cardboard sheet and pushes it into the opening of the die. At each of the four corners of the die opening is a finger, two of which are visible at 26, which folds the front and rear, delta-shaped corners of the lid and back wall of the carton which connects the cover and the bottom. These wedges are prepared before the rollers 25 come into action.
Continuous movement of punch 20 pushes the cover and bottom fully into position through the die opening and into a housing box 30 where the top delta corner creases D1 of the cover straighten out but are closed when the punch, at the end of its stroke, pushes the part of the cardboard corresponding to the cover in a closure head 32 profiled accordingly. The closing head carries fingers 33, the lower profile of which is in the form of a hook, which block the front wall of the carton and hold it in the head.
As the feed plate finishes its stroke with the punch, a pusher 34, working inside the channel-shaped plate 19, but having an accelerated stroke with respect to that of the feed plate, comes into action. and presents the product or the load which must be packed inside the housing box 30 and therefore inside the actual part of the box corresponding to the bottom.
When the tray and the punch retract, the punch leaves the housing box and the die, but leaves the pusher 34 beyond the feed tray, so that the product to be packaged is retained by the pusher when the tray feed is removed with the punch. It is important for the punch to be hollow so that, while it acts on the sheet of cardboard, the product can be simultaneously introduced, without loss of time, into the cycle of operations.
During the greater part of the withdrawal movement of the feed plate and of the punch, no other mechanical movement takes place, but when the carriage 12, which carries these devices, reaches the end of its withdrawal movement, a lever 40 , actuated by the control wheel 16, sets in motion other levers 41, 42, 43 and 44, the shaft 45 and the connecting rod 15. The shaft 45 is provided with a hook 46 and when the shaft 45 completes a partial rotation, the hook 46 engages with a double assembly rod 48 fixed on an opposite shaft 49. The opposite shaft 49 is provided with two crank arms 50 to which are attached two tie rods 51 which are both connected to levers 52 and 53 pivoting on a shaft 52a.
When the tie rods are lifted by the crank arms, the levers 52 and 53 swing and thus act on the closure head 32, to which they are connected, by lowering it. This pivoting movement of the closure head flaps the part of the cover over and around the part of the bottom of the carton which has already received the desired amount of product. It also sets in motion an articulated shelf 54 mounted on the shaft 52a and which lifts the rear wall of the carton.
In the operation! closure, the pendent sides of the cover are engaged between the side plates of the housing box 30 and the front wall of the cover is taken by the profiles of the fingers 33 of the closure head 32. The same profiles also maintain a clearance between them. front corners and the inside of the front cover. The front wall of the bottom is simultaneously raised by the hinged shelf 60 which has a roller 61 (fig. 2) on one side, carried by a rocking arm 62, and a cam-shaped extension 53b of the lever 53 engages the roller when the head is lowered, so that this roller follows the cam profile, tilting the arm 62 and raising the articulated shelf 60. The front wall of the bottom is thus raised towards the front wall of the cover which s' lowers.
The hinged shelf 60 has a protrusion 65 which presses against the front wall of the bottom, just above the slot in the front wall, and thus has the slot ready to receive the corresponding tab of the front wall of the cover. The details of the cardboard sheet are given in Figs. 3 and 4, where T is the bottom and L the lid, B the rear wall connecting the lid with the bottom, T1 the front wall of the bottom with the slot TO, L1 the front wall of the lid with the pafte L2. The delta-shaped corners of the back wall are indicated at D and the delta-shaped corners of the cover at D1. The tab L2 is first folded against the inside at its end by the action of the projections of the closure head when the cardboard sheet is initially pushed by this head.
The T2 slot. is first opened by the thrust of the projection 65 against the pusher 34 which is slightly raised during its withdrawal by a cam profile 67 on a support 67a, erected on the frame 10, to allow it to pass over the shelf 60 now tilted.
As the carton is closed, another sheet of carton is placed in the machine, taken in a conventional manner from a block or stack of cartons, brought by a support arm along or above the loading position. When this new cardboard sheet is formed by the next working stroke of the punch, the part corresponding to its cover enters the die and expels the previously filled and closed cardboard from it at the discharge point of the machine where there is a receiving device. . The cycle of operations continues.
The movement of withdrawal of the closing head by which the latter is replaced is caused by the action of a spring 70 when the connecting rods which actuate it recede. I1 is necessary to provide a dead time during a significant part of the cycle of operations, which is ensured by means of the slotted joints 71 of the arms 42.
Several modifications of the device with regard to details are possible. Fig. 5 shows a different shape of the hollow punch 20, of the die 30 and of the closing head 32. The rollers 25 are replaced by two guides in the form of vertical bars 75, the action of which on the sides of the cover is followed by The action of a horizontal top bar 76 having a convex face 76a, which folds down the front wall L1 of the cover, including the adjacent corners D1. The punch 20 has a slightly different shape; its side wall is cut at 20a. The two sides of the hollow punch, if desired, can be opened, the upper and lower plates then being connected by a vertical connecting piece on the rear side.
The punch has tabs 74, the ends of which guide the product and ensure its routing inside the tray of the card. A plunger 77 having a rounded dome-shaped end 77a is set in motion either mechanically (as shown in the drawing) by a hydraulic pressure cylinder 78 the plunger 77 moves horizontally inward through the side wall of the die 30 and acts on the product as a retaining bar. The opening 20a in the punch allows the latter to pass by the plunger 77 when the punch retracts. In this arrangement, the closure head 32 is actuated by an ear 80 on the articulated shelf 54 which, together with the closure head 32, is mounted on the shaft 52a. Cam 81 replaces cam 53b.
The closure head 32 is integral with a horizontal bar 82 which moves along curvilinear slots 83 made in the side walls of the housing box. Before the punch 20 advances between the guide bars 75, it strikes and swings an articulated shelf 85 which pivots at 85a, at the mouth of the housing box, and is thus raised, so that the fingers 85b push in and out. bend the corners D, fig. 3, against the interior.