CH693951A5 - Dispositif pour l'alignement longitudinal d'elements en plaques dans une station d'introduction d'une machine les travaillant. - Google Patents

Description

La présente invention a pour objet un dispositif pour l'alignement longitudinal d'éléments en plaques dans une station d'introduction d'une machine les travaillant en vue d'une production d'emballages. Dans une telle machine, les éléments en plaque, ou feuilles de papier ou de carton, sont successivement pris du dessus d'une pile et amenés à plat en direction d'un enchaînement de stations de travail telles que des stations d'impression, de découpage et d'éjection des déchets, avant d'être rempilés dans une station de réception.

A l'introduction, les feuilles sont stockées sur un plateau porte-pile pourvu d'un déplacement vertical automatique à chaînes, de façon à ce que le niveau supérieur de la pile reste constant durant l'introduction des feuilles dans la machine de production. Les feuilles sont prises, une à une du dessus de la pile, par des ventouses souleveuses qui les porteront vers des ventouses transporteuses. Dotées d'un mouvement horizontal en va-et-vient, les ventouses transporteuses amènent chaque feuille en direction d'une table de marge où les éléments en plaque sont ainsi déposés en nappe.

Une façon de réaliser le transport de chaque feuille depuis l'entrée de la table de marge jusqu'à la première station de traitement est d'utiliser conjointement un tapis d'entraînement, constitué de courroies, et des galets presseurs qui permettent de maintenir la feuille sur le tapis et l'amener au devant de la première station de travail. Chaque feuille est ensuite emportée dans les stations qui suivent par une barre de pinces montée sur un train de chaînes.

C'est dans la station d'introduction, juste avant la table de marge, que l'objet de la présente invention trouve son utilisation. Pour assurer le bon fonctionnement de la machine, il est nécessaire, d'une part, de garantir l'alignement correct du bord frontal de chaque élément en plaque introduit de manière à ce qu'ils ne soient pas engagés de biais, et d'autre part d'assurer la cadence à laquelle ces éléments sont déposés sur la table de marge. Cette dernière condition définit l'emplacement longitudinal de la feuille sur le tapis, soit son positionnement dans le sens de son déplacement, de manière à ce que la barre de pinces puisse correctement la saisir au moment de son passage. Cette cadence peut se mesurer physiquement par l'espacement existant entre deux bords frontaux de deux éléments en plaque successifs sur la table de marge. La mise en place d'un dispositif pour l'alignement du bord frontal de la feuille permet de remplir à la fois ces deux conditions dans la mesure où ce dispositif travail en synchronisme avec la vitesse de production de la machine.

Un dispositif qui permet l'alignement longitudinal des feuilles est usuellement formé d'un arbre transversal reliant, d'un bout à l'autre, la largeur de la table de marge. Cet arbre est placé légèrement en dessous du niveau supérieur de la feuille maintenue par les ventouses transporteuses. Lorsqu'elle est orientée verticalement, une lame, s'étendant le long de l'arbre transversal et solidaire de celui-ci, fait office de butée pour le bord frontal de la feuille et permet ainsi son alignement. Synchronisé avec la cadence de production de la machine, l'arbre est animé d'un mouvement répétitif en rotation de 0 à 45 degrés, de sorte que la lame constitue un volet placé alternativement dans une position verticale fermée, et dans une position oblique ouverte qui autorise dans ce dernier cas le passage de la feuille dans la table de marge.

Plusieurs dispositifs de ce genre sont connus à ce jour mais peu d'entre eux tiennent compte d'un problème subordonné lié à l'état initial des feuilles devant être introduites dans la machine de production. De nature organique, les feuilles de papier ou de carton utilisées dans la confection d'emballages sont particulièrement sensibles aux conditions ambiantes dans lesquelles elles sont travaillées ou stockées. Le degré d'humidité de l'air environnant est un des paramètres principaux qui influence de manière significative les caractéristiques mécaniques, dimensionnelles et surtout géométrique de la feuille. Bien qu'initialement de forme plane, cette dernière aura souvent tendance à ce courber suite aux variations du taux hygrométrique de l'air environnant par exemple, mais aussi suite à une impression déposée sur l'une de ses faces. Ce phénomène de bombage est usuellement désigné par le terme de "tuilage" dans le jargon du métier. Le tuilage est particulièrement apparent pour les feuilles de carton ondulé et, est d'autant plus marqué que l'épaisseur de la feuille est grande, ou que la qualité des matériaux constituant les deux faces de la feuille diffère; ce qui est souvent le cas pour les cartons d'emballages esthétiques dotés d'impressions. On notera encore que le phénomène de tuilage ne se généralise pas forcément par une déformation symétrique par rapport à l'un des deux axes de symétrie de la feuille. Il se peut en effet que la feuille soit affectée d'une courbure plus prononcée dans sa moitié gauche que dans sa moitié droite, ou inversement.

L'utilisation en machine de feuilles fortement tuilées pose différents problèmes notamment au moment de l'introduction de la feuille dans la table de marge, mais également lors de l'alignement du bord frontal de la feuille juste avant son introduction. Etant généralement saisie par les ventouses dans sa partie centrale, l'engagement d'une feuille fortement tuilée dans la table de marge provoque une gêne au niveau des parties latérales de la feuille qui auront tendance à crocher contre le bord frontal de la table de marge. En effet, vu la courbure concave de la feuille, le bord de ces parties latérales des feuilles se trouvent bien en dessous du niveau d'introduction qui correspond à la partie centrale de la feuille, tenue par les ventouses.

Pour remédier à ce problème, il est connu d'utiliser des tablettes placées sur la partie frontale de la table de marge telles qu'elles ont été prévues dans le brevet CH 651 807. Constituées de plaques ou de barres incurvées vers le bas, ces tablettes facilitent l'introduction des parties latérales importunément courbées d'une feuille affectée d'un certain tuilage.

Or dans le cas où des feuilles fortement tuilées doivent être utilisées, l'emploi d'un volet tel que celui décrit précédemment constitue toujours un obstacle pour leur passage. En effet, les parties latérales tombantes de ces feuilles butteront encore et malgré tout contre les parties latérales du volet ouvert, tout en risquant de corner les coins de la feuille. Pour pallier à ce problème, une des solutions connues consiste à réduire la longueur du volet en ne gardant que sa partie centrale de sorte que les bords latéraux de la feuille tuilée puisse alors passer sans encombre suite au dégagement latéral ainsi formé. Cette solution nécessite une partition du volet en plusieurs éléments amovibles, ou en une multitude de segments déplaçables à volonté.

Cependant, la pratique de cette option fait apparaître plusieurs inconvénients qui sont d'une part un alignement réduit, peu souhaitable, se limitant à la partie centrale de la feuille qui est fonction de l'importance de son tuilage, et d'autre part une manutention supplémentaire devant se pratiquer dans un espace réduit et peu aisé, en nécessitant l'emploi d'outils auxiliaires de montage et de démontage du volet. Sachant que le tuilage de feuilles empilées sur le porte-pile dans la station d'introduction varie également en fonction de la hauteur de la pile, une telle option nécessitera en cours de production, d'une part un contrôle permanent du passage des feuilles par dessus le volet ouvert, et d'autre part une série d'interventions manuelles répétées visant à adapter la longueur de ce volet en fonction de l'importance de la courbure des feuilles. Ces multiples interventions impliquent en conséquence de fréquents arrêts de la machine qui renchérissent le cout de la production.

La forme des tablettes latérales, favorisant l'introduction de la feuille, varie essentiellement en fonction du dégagement maximal que peut offrir, dans ses parties latérales, le dispositif pour l'alignement longitudinal de la feuille. Ce dégagement est inversement proportionnel à la place qu'occupe les parties latérales du volet lorsque celui-ci est adapté à la configuration nécessaire prévue pour permettre le passage de feuille d'un certain tuilage. Plus le dégagement aux extrémités du volet est important, meilleur pourra être le passage des feuilles et d'autant plus fort pourra être leur tuilage. Mais d'une manière contradictoire, plus grande est la longueur de contact du bord frontal de la feuille contre le volet, meilleur sera l'alignement de la feuille et d'autant plus petit sera le dégagement latéral.

Jusqu'à présent, le conducteur de la machine était contraint de trouver le compromis qui convenait au mieux à la situation particulière de ces deux constats antagonistes, ce qui engendrait les réglages répétés et peu commodes tels que ceux mentionnés ci-avant.

Pour remédier à ces inconvénients, l'objet de la présente invention propose, pour l'alignement longitudinal de feuilles, un dispositif à cardans dont l'arbre du volet de butée articulé peut acquérir une forme qui s'adapte à la courbure du bord frontal de la feuille tuilée. A cet effet, le dispositif de cette invention est conforme à ce qu'énonce la revendication 1.

Les avantages résultant de la présente invention sont principalement consignés dans le fait qu'un tel dispositif permette d'une part de réaliser un alignement de la feuille sur la quasi totalité de son bord frontal pour une gamme de feuilles affectées d'un tuilage important (jusqu'à 4 à 5 %), symétrique ou asymétrique. D'autre part, le dispositif selon l'invention à l'avantage de pouvoir rester à demeure dans la station d'introduction grâce à son aptitude particulière lui permettant de modifier aisément sa géométrie pour s'adapter aux formes bombées des feuilles tuilées. Avantageusement, aucune pièce ne doit être ajoutée, ou enlevée du volet dudit dispositif, et aucun outil auxiliaire n'est nécessaire à son réglage, ce qui permet un gain de temps sensible lors de la préparation de la machine dans le cas d'un nouveau travail.

Enfin par défaut d'existence, le risque de perdre certaines pièces du volet à l'intérêt d'être totalement écarté dans ce nouveau concept.

Dans le but de définir quelques termes décrivant la position et l'orientation de certains éléments au sein de la machine se référant à la présente invention, on citera les appellations "côté conducteur" et "côté opposé conducteur" employées sans conteste pour faire référence à un côté désigné par rapport à l'axe médian longitudinal de la machine. Ce choix permet d'éviter toute confusion survenant avec les dénominations conventionnelles gauche et droite dépendantes du point de vue de l'observateur. Dans une optique semblable, on utilisera les termes usuels "longitudinal" et "transversal" qui se réfèrent toujours à l'axe médian de la machine dont l'orientation est déterminée par la direction du défilement des éléments en plaque. Enfin on précisera aussi que les termes "amont" et "aval" font, quant à eux, référence au sens de défilement des éléments en plaque dans la machine de production.

L'invention sera mieux comprise à l'étude d'un mode de réalisation pris à titre nullement limitatif et illustré par les figures annexées dans lesquelles: La fig. 1 est une vue en perspective du dispositif de l'invention vu depuis le côté conducteur de la machine en direction de l'aval, conformément au sens de déplacement des éléments en plaques. La fig. 2 est une vue en perspective du mécanisme illustrant la chaîne cinématique du dispositif de l'invention vu sous un même angle. La fig. 3 est une vue de dessus du dispositif de l'invention. Les fig. 4 et 5 sont des vues de profil, depuis le côté conducteur, du mécanisme de la fig. 2 respectivement lorsque le volet de butée est fermé, et lorsqu'il est ouvert.

La fig. 1 offre une vision générale du dispositif 1 pour l'alignement longitudinal d'éléments en plaque 2, défilant selon le sens indiqué par la flèche 3 située présentement sur l'axe longitudinal de la machine. L'élément en plaque 2, illustré en trait mixte, n'est représenté que partiellement par sa partie aval et possède un tuilage asymétrique dont la courbure est apparente du côté conducteur. Le dispositif 1 comprend deux tablettes 5 et 6 pliées vers le bas sous un angle optimal et selon une ligne oblique 7, de façon à constituer, pour les éléments en plaque les plus fortement tuilés, deux rampes d'accès à une table de marge 8 illustrée schématiquement en aval par un trait mixte. Les bords extérieurs des tablettes 5 et 6 sont maintenues respectivement contre les consoles latérales 9 et 10 du dispositif 1, et les bords intérieurs sont quant à eux fixés contre deux paliers extérieurs 11 et 12 maintenus au bâti non illustré de la machine de production d'emballages. Deux paliers intérieurs 13, 14 soutiennent, conjointement avec les paliers extérieurs 11, 12, deux poulies 15, 16 dans leur extrémité amont. Autour de ces poulies tournent deux courroies 17, 18 (fig. 3) qui permettent d'amener sur la table de marge 8 chaque élément en plaque 2 successivement introduit dans la machine de production d'emballages.

En amont sur les parties frontales des deux consoles latérales 9 et 10, glissent verticalement, dans des rainures 20, deux paliers 21, 22 qui peuvent y être bloqués indépendamment l'un de l'autre grâce au serrage d'une vis terminée par une poignées 23. Entre ces deux paliers se trouve monté un arbre 24 articulé par quatre cardans 25 mieux visibles sur la fig. 2. Cet arbre 24 à cardans est constitué de trois segments, à savoir, deux segments latéraux 27 et 28 et un segment central 26 soutenu par les paliers 13, 14. Grâce aux déplacement verticaux des paliers 21, 22, il est possible de modifier aisément, dans une certaine plage, l'inclinaison des segments latéraux 27, 28 pivotant autour des deux cardans 25 intérieurs. Bien que ce réglage soit effectué manuellement à l'aide des poignées 23, on mentionnera qu'il pourrait être automatisé, voire asservi, en fonction du tuilage importun des feuilles qui est susceptible de varier durant toute la production.

Chaque segment de l'arbre à cardans supporte un volet orienté vers l'amont en direction du bord frontal aval de l'élément en plaque 2, de sorte que les trois volets 30, 31, 32, rigoureusement alignés, constituent une butée plane transversale pour l'alignement longitudinal de la feuille 2. Dans la fig. 1, les volets sont représentés dans une position dite fermée, soit en position verticale de façon à s'opposer au passage de l'élément en plaque 2 et constituer ainsi la butée d'alignement. Le volet central 30 est rapporté contre le segment central 26 grâce à deux supports 33 visibles sur la fig. 3. Ces supports sont vissés sur la partie supérieure du segment central, symétriquement par rapport à l'axe longitudinal de la machine, sur des plats 34 usinés par fraisage (fig. 2). Le volet central 30 est finalement fixé contre ces supports à l'aide des vis 35. Les deux volets latéraux 31 et 32 sont quant à eux maintenus contre les segments respectifs 27, 28 par des vis 36 traversant et serrant des brides 37 régulièrement espacées sur ces segments.

Les coins supérieurs des volets sont de forme arrondie, particulièrement prononcée pour les coins extérieurs des volets latéraux 31, 32, assurant ainsi un dégagement maximal pour le passage d'une feuille fortement tuilée. Le volet central 30 possède un bord supérieur rectiligne horizontal, ainsi qu'une ouverture 38 ménagée dans sa partie médiane supérieure. Cette ouverture permet le passage d'un faisceau optique issu d'un capteur, non illustré, placé sur l'axe longitudinal de la machine en aval du volet central. Ce capteur permet de régler la hauteur de la pile par rapport au dispositif permettant l'alignement longitudinal des feuilles, ce qui permet l'introduction d'une seule feuille à la fois sur la table de marge. Les volets latéraux 31, 32 sont identiques et ont une forme trapézoïdale telle qu'en réglant la hauteur de leur extrémité extérieure à l'aide du déplacement vertical des paliers 21, 22 correspondant, il est possible d'aligner l'arrête supérieure de ces volets avec celle du volet central en définissant ainsi une ligne horizontale rectiligne. Cette configuration est illustrée dans la fig. 1 par les volets 30 et 32 côté opposé conducteur. La forme trapézoïdale de ces volets latéraux est également usinée telle que, lorsque la hauteur de leur extrémité extérieure se trouve au point le plus bas, leur arrête inférieure est parallèle au bord adjacent d'une plaque de protection 39 fixée par des vis 40 (fig. 3) à un organe non illustré relié au bâti de la machine. Cette seconde configuration est représentée dans la fig. 1 par les volets 30 et 31 côté conducteur, qui épousent alors le contour de la plaque de protection 39 en réduisant au maximum l'espace interstitiel.

La fig. 2 illustre le mécanisme définissant la chaîne cinématique du dispositif de la présente invention. Les positions occupées par les divers éléments illustrés sont rigoureusement identiques à celles prises par les mêmes éléments dans la fig. 1. Pour que les volets du dispositif 1 puissent alternativement s'abaisser, dans l'intention de laisser le passage de l'élément en plaque 2, et se relever afin d'aligner le prochain élément venu, il est nécessaire que l'arbre 24 à cardans soit lui-même animé de ce même mouvement variant dans une plage angulaire déterminée, préférentiellement choisie entre 0 et 45 degrés en direction du sens de déplacement des éléments en plaque. Ce mouvement alterné est régit par un levier de commande 41 placé à l'extrémité côté conducteur d'un arbre de transmission 42. Ce dernier est maintenu en rotation par le palier 14 et par la console latérale 10 dans laquelle se trouve un autre palier à roulement. Le mouvement alterné du levier de commande 41 est donné par la came 43 montée sur un arbre 44 qui est entraîné en rotation continue par un dispositif, non illustré, synchronisé avec la vitesse de défilement des éléments en plaque.

Comme mieux visible sur les fig. 3, 4 et 5, la forme particulière de la came 43 est lue par un galet de lecture 45 monté à l'extrémité d'un bras 46. L'extrémité opposée de ce bras est fixée rigidement à la partie terminale, côté opposé conducteur, de l'arbre 42 de façon à ce que le mouvement rotatif du bras 46 puisse être transmis au levier de commande 41. Terminé par une articulation 47, le levier de commande 41 oscille d'une position haute à une position basse, et inversement, autour de l'axe de l'arbre de transmission 42. Montée libre en rotation, une tirette 48 relie l'articulation 47 à l'articulation 49 fermement maintenue sur le segment central 26 de l'arbre à cardans. La tirette 48 constitue l'élément central de transmission d'une articulation agissant sur le segment 26 de l'arbre à cardans, en induisant un moment, alternativement dans un sens puis dans l'autre, qui entraîne en rotation l'ensemble de l'arbre 24 de façon à pouvoir abaisser et relever successivement les volets 30, 31 et 32.

Pour compenser les jeux de la chaîne cinématique et assurer la commande par came, deux ressorts de traction 51, 52 relient respectivement les segments latéraux 27 et 28 de l'arbre à cardans aux tourillons 53 fixés rigidement contre la face extérieure des paliers 11 et 12. L'extrémité amont de ces ressorts est maintenue sur un roulement placé entre une attache-ressort 55 et une entretoise 56 serrés ensemble par une vis 57. Comme mieux visible sur la fig. 2, l'attache-ressort est quant à elle fixée, comme les brides 37, au segment latéral correspondant de l'arbre à cardans. Ménagée dans les tablettes 5 et 6 au dessus des ressorts, deux ouvertures 58 permettent à ces derniers d'évoluer librement.

Les fig. 4 et 5 sont des vues de profil, vues depuis le côté conducteur, du mécanisme de la fig. 2 respectivement lorsque les volets 30, 31, 32 sont en position fermée, et lorsqu'ils sont ouvert. Ces deux figures permettent de mieux représenter les mouvements des pièces du mécanisme qui actionnent l'abaissement et le relèvement des volets du dispositif selon l'invention.

De nombreuses améliorations peuvent être apportées à ce dispositif dans le cadre des revendications.

Claims (9)

1. Dispositif (1) pour l'alignement longitudinal d'éléments en plaques (2) dans une station d'introduction d'une machine les travaillant, maintenu par deux consoles latérales (9, 10) entre lesquelles se trouvent notamment une rampe d'accès pour lesdits éléments en plaques, formée de deux tablettes (5, 6) pliées vers le bas selon une ligne (7) non perpendiculaire au sens de déplacement (3) desdits éléments (2) emmenés vers l'aval par au moins deux bandes de transport (17, 18) tournant autour d'au moins deux poulies (15, 16) maintenues entre des paliers immobiles (11, 12, 13, 14) à l'entrée dudit dispositif (1), lequel a pour partie frontale une plaque de protection (39) au dessus de laquelle se trouvent des volets (30, 31, 32), dont l'un est un volet central (30) et les autres sont des volets latéraux (31, 32), rabattables et solidaires d'un arbre transversal (24) qui relie les extrémités frontales des deux consoles latérales (9, 10) et qui est animé d'un mouvement rotatif alterné, entre 0 et 45 degrés, synchronisé avec la vitesse de production de la machine pour permettre l'alignement successifs desdits éléments en plaque (2), caractérisé en ce que l'arbre transversal (24) est articulé et constitué de plusieurs segments (26, 27, 28), dont l'un est un segment central (26) et les autres sont des segments latéraux (27, 28), chacun de ces segments (26, 27, 28) supportant un desdits volets (30, 31, 32).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le segment central (26) est soutenu horizontalement par les paliers immobiles (13, 14) à une hauteur telle qu'une arrête supérieure constitutive du volet central (30) soit sensiblement à la même hauteur que les bandes de transport (17, 18) lorsque ce volet central (30) est dans une position verticale dite fermée, et en dessous de cette hauteur lorsqu'il est en position oblique dite ouverte.

3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que des arrêtes supérieures constitutives des volets latéraux (31, 32) peuvent être alignées avec l'arrête supérieure du volet central (30) selon une ligne horizontale rectiligne.

4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arbre (24) est articulé au moyen de cardans (25) reliant entre eux lesdits segments (26, 27, 28), ainsi que des extrémités de l'arbre (24) à des paliers mobiles (21, 22) réglables dans le plan vertical.

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites extrémités de l'arbre (24) sont réglables dans une plage s'étendant d'un niveau supérieur situé au dessus du segment central (26), à un niveau inférieur situé en dessous de ce même segment.

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les volets latéraux (31, 32) ont une arrête inférieure parallèle à la plaque de protection (39) lorsque les extrémités de l'arbre (24) sont réglés au niveau inférieur.

7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le réglage des extrémités de l'arbre (24) s'effectue, soit manuellement, soit automatiquement par un actuateur pouvant être asservi en fonction du degré de tuilage desdits éléments en plaque (2).

8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits volets (30, 31, 32) sont fixés à demeure sur l'arbre transversal (24).

9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les volets (30, 31, 32) sont tous situés dans un même plan vertical lorsqu'ils sont relevés dans une position verticale dite fermée.