FR3093466A1

FR3093466A1 - Unite de façonnage d’élément en plaque pour la fabrication de caisses pliantes

Info

Publication number: FR3093466A1
Application number: FR1902391A
Authority: FR
Inventors: Philippe Fleury
Original assignee: Bobst Lyon SAS
Current assignee: Bobst Lyon SAS
Priority date: 2019-03-08
Filing date: 2019-03-08
Publication date: 2020-09-11
Also published as: WO2020182347A1; CN113784834A; ES3037450T3; EP3934903A1; EP3934903B1; PL3934903T3; CN113784834B; EP3934903C0; US12325206B2; US20220176669A1

Abstract

UNITE DE FAÇONNAGE D’ÉLÉMENT EN PLAQUE POUR LA FABRICATION DE CAISSES PLIANTES Le procédé de l'invention L’unité de façonnage d’élément en plaque (2) pour la fabrication en flux continu de caisses pliantes (CA1, CA2) à partir d’éléments en plaque (3), les éléments en plaque (3) étant insérés successivement dans l’unité (2) et se déplaçant selon une direction d’entraînement (FD), comprenant des paires d’arbres cylindriques rotatifs (2001 - 2031, 2002 - 2032), portant un outillage de façonnage, qui façonne les éléments en plaque (4) par des opérations de refente, de refoulage et de découpe, comprend une unité de découpage (21), et les paires d’arbres cylindriques rotatifs (2001 - 2031, 2002 - 2032) et l’unité de découpage (21) coopèrent pour réaliser, dans l’élément en plaque façonné (3), des première et deuxième poses de caisse pliante juxtaposées (P1, P2), associées en série, et reliées entre elles par des points d’attache (37) Figure pour l’abrégé : Fig.3

Description

UNITE DE FAÇONNAGE D’ÉLÉMENT EN PLAQUE POUR LA FABRICATION DE CAISSES PLIANTES

La présente invention concerne de manière générale le domaine de l'emballage. Plus particulièrement, l’invention se rapporte à une unité de façonnage d’élément en plaque pour la fabrication de caisses pliantes, à partir d’éléments en plaque, par exemple, en carton ondulé.

Dans l'industrie de l'emballage, les caisses, ou boîtes, en carton sont réalisées communément à partir d’éléments en plaque sous la forme de feuilles de carton ou de carton ondulé. Les éléments en plaque sont traités en flux continu dans une ligne de fabrication d’emballages dans laquelle ils sont imprimés, découpés et refoulés, pliés et assemblés par collage, de façon à former les caisses.

Etat de la technique

En référence à la Fig. 1, dans un type connu de ligne de fabrication d’emballages, les éléments en plaque 1 sont introduits dans la ligne de fabrication selon une disposition dite « transversale » et sont entraînés en continu dans une direction d’entraînement DA. L’élément en plaque 1 est traité successivement par une unité d’impression, une unité de façonnage d’élément en plaque formée ici d’une unité dite « slotter » en anglais, et une unité plieuse-colleuse. L’unité d’impression assure l’impression, typiquement par flexographie, de l’élément en plaque 1. L’élément en plaque imprimé 1_aest ensuite traité par l’unité de façonnage d’élément en plaque qui réalise essentiellement des refentes 10 et des refoulages 11 pour des lignes de pliage, afin de créer des flancs de caisse 12 et des rabats de caisse 13. L’élément en plaque découpé 1_b, fourni par l’unité de façonnage d’élément en plaque, est ensuite plié et collé dans l’unité plieuse-colleuse pour obtenir un emballage 1_csous la forme d’une caisse pliante. Une unité de comptage-éjection réceptionne les caisses pliantes 1_cet forme une pile de caisses pliantes 1_dqui est ensuite ficelée. La pile ficelée 1_epart ensuite vers un palettiseur, en bout de la ligne de fabrication d’emballages.

Dans la ligne de fabrication d’emballages de la technique antérieure décrite ci-dessus, l’intégration d’une unité de façonnage d’élément en plaque du type de celle décrite dans le document WO 2013/029768 permet d’atteindre des cadences de fabrication de caisses pliantes élevées, allant jusqu’à 20000 caisses/heure environ. Cette unité de façonnage d’élément en plaque comporte quatre paires d’arbres cylindriques rotatifs qui sont disposés transversalement par rapport à la direction d’entraînement des éléments en plaque. Les arbres cylindriques tournent à vitesse élevée et réalisent les différentes opérations de traitement sur les éléments en plaque. La majorité des découpes sont pratiqués dans la direction d’entraînement des éléments en plaque dans l’unité. Les formes et dimensions des refentes sont déterminées par des outils de découpe, montés sur des arbres cylindriques porte-outil, qui assurent une découpe rotative. Le déplacement des plaques est continu entre les arbres cylindriques porte-outil et des arbres cylindriques contre-outil. Les arbres cylindriques contre-outil sont disposés en parallèle et en regard des arbres cylindriques porte-outil, pour coopérer avec ces derniers. Les outils de découpe rotatifs comportent des lames espacées latéralement et agencées de façon à créer les refentes au niveau et à partir de bords avant et arrière (cf. repères 14 et 15 à la Fig. 1) de l'élément en plaque. Outre les outils de découpe rotatifs, l’unité de façonnage d’élément en plaque comporte également des outils de refoulage rotatifs espacés latéralement et agencés de façon à créer les lignes de pliage sur l’élément en plaque. Une unité de commande commande les moteurs d’entraînement en rotation des arbres cylindriques, de telle façon que, pour le traitement d’un élément en plaque, les outils se trouvent au contact de régions prédéterminées correspondantes de l'élément en plaque et sont animés d'une vitesse de traitement dont la composante tangentielle est égale à la vitesse d'entraînement de l’élément en plaque. La vitesse d'entraînement de l’élément en plaque est sensiblement constante entre l'entrée et la sortie de l’unité de façonnage d’élément en plaque.

Dans l’unité de façonnage d’élément en plaque, une patte latérale de collage 16 (Fig. 1) est également découpée dans l’élément en plaque, en prolongement des flancs de caisse 12 (Fig. 1). Après pliage, cette patte est collée au flanc de caisse opposé, afin de former la caisse pliante 1_c(Fig. 1). Pour la réalisation de la patte latérale de collage, il est prévu un outillage spécifique dans l’unité de façonnage d’élément en plaque, agencé de façon à pratiquer deux coupes transversales, ou en biais, par rapport à la direction d’entraînement de l’élément en plaque, ainsi qu’une première refente à partir du bord arrière et une deuxième refente à partir du bord avant.

L’agencement de plusieurs poses dans un même élément en plaque est une solution qui permet d’accroitre substantiellement la production de caisses pliantes dans une ligne de fabrication d’emballages ayant une cadence de traitement de plaque déterminée. Ainsi, la possibilité de traiter un élément en plaque afin d’y réaliser deux poses, tout en conservant un même pas machine, permettrait de doubler la cadence de fabrication de caisses pliantes dans une ligne de fabrication d’emballages du type décrite plus haut.

Il est souhaitable de fournir une unité de façonnage d’élément en plaque du type à paires d’arbres cylindriques rotatifs susmentionné, qui soit capable de produire des éléments en plaques façonnés avec deux poses, de façon à autoriser un accroissement de la cadence de fabrication de caisses pliantes jusqu’à 40000 caisses/heure environ.

Selon un premier aspect, l’invention concerne une unité de façonnage d’élément en plaque pour la fabrication en flux continu de caisses pliantes à partir d’éléments en plaque, les éléments en plaque étant insérés successivement dans l’unité de façonnage et se déplaçant selon une direction d’entraînement, comprenant des paires d’arbres cylindriques rotatifs, portant un outillage de façonnage, qui façonne les éléments en plaque par des opérations de refente, de refoulage et de découpe, caractérisée
en ce qu’elle comprend une unité de découpage, et
en ce que les paires d’arbres cylindriques rotatifs et l’unité de découpage coopèrent pour réaliser, dans l’élément en plaque façonné, des première et deuxième poses de caisse pliante juxtaposées, associées en série, et reliées entre elles par des points d’attache.

Selon une caractéristique particulière, l’unité de façonnage d’élément en plaque comprend deux paires d’arbres cylindriques rotatifs coopérant pour réaliser dans chaque élément en plaque des refentes centrales alignées sur un axe central transversal de l’élément en plaque, et deux paires d’arbres cylindriques rotatifs coopérant pour réaliser respectivement des refentes de bord arrière d’une pose arrière et des refentes de bord avant d’une pose avant.

Selon une autre caractéristique particulière, l’unité de façonnage d’élément en plaque comprend une paire d’arbres cylindriques rotatifs agencée de façon à réaliser des opérations de coupe d’une patte de caisse d’une pose arrière et des opérations de pré-refoulage de lignes de pliage dans les deux poses.

Selon encore une autre caractéristique particulière, l’unité de façonnage d’élément en plaque comprend une paire d’arbres cylindriques rotatifs agencée de façon à réaliser des opérations de coupe d’une patte de caisse d’une pose avant, et des opérations de refoulage de lignes de pliage dans les deux poses, et une paire d’arbres cylindriques rotatifs agencée de façon à réaliser des opérations d’écrasement des deux poses.

Selon encore une autre caractéristique particulière, l’unité de façonnage d’élément en plaque comprend des première et deuxième unités de traitement d’élément en plaque, associées en série, et présentant une même architecture avec les paires d’arbres cylindriques rotatifs.

Selon encore une autre caractéristique particulière, les première et deuxième unités de traitement d’élément en plaque comprennent chacune quatre paires d’arbres cylindriques rotatifs alignées et disposées transversalement par rapport à la direction d’entraînement, les première et deuxième unités de traitement d’élément en plaque étant associées de façon à former un alignement de huit paires d’arbres cylindriques rotatifs.

Selon encore une autre caractéristique particulière, les deuxième et quatrième paires d’arbres cylindriques rotatifs de la première unité de traitement d’élément en plaque coopèrent pour réaliser dans l’élément en plaque traité des refentes centrales alignées sur un axe central longitudinal de l’élément en plaque traité, la deuxième paire d’arbres cylindriques rotatifs comprenant un arbre cylindrique rotatif porte-outil porteur d’un premier outillage de refente, agencé de façon à réaliser des premières portions de refente centrale, et la quatrième paire d’arbres cylindriques rotatifs comprenant un arbre cylindrique rotatif porte-outil porteur d’un deuxième outillage rotatif, agencé de façon à réaliser des deuxièmes portions de refente centrale, chaque refente centrale étant formée de la combinaison d’une première portion de refente centrale et d’une deuxième portion de refente centrale et ayant une longueur déterminée par une zone de recoupement entre les première et deuxième portions de refente centrale qui est définie par des réglages de position angulaire des premier et deuxième outillages rotatifs.

Selon encore une autre caractéristique particulière, l’unité de façonnage d’élément en plaque comprend un premier dispositif de coupe de patte de caisse monté sur la troisième paire d’arbres cylindriques rotatifs de la première unité de traitement d’élément en plaque, le dispositif de coupe de patte de caisse réalisant des opérations de coupe d’une première patte de caisse sur un bord latéral proximal de l’élément en plaque traité.

Selon encore une autre caractéristique particulière, l’unité de façonnage d’élément en plaque comprend un dispositif de pré-refoulage monté sur la troisième paire d’arbres cylindriques rotatifs de la première unité de traitement d’élément en plaque, le dispositif de pré-refoulage effectuant des opérations de pré-refoulage sur l’élément en plaque traité afin de réaliser des lignes de pliage dans les première et deuxième poses de caisse pliante.

Selon encore une autre caractéristique particulière, la deuxième paire d’arbres cylindriques rotatifs de la deuxième unité de traitement d’élément en plaque (20₂) comprend un arbre cylindrique rotatif porte-outil porteur d’un troisième outillage de refente, agencé de façon à réaliser des refentes de bord arrière dans l’élément en plaque traité, et la quatrième paire d’arbres cylindriques rotatifs de la deuxième unité de traitement d’élément en plaque comprend un arbre cylindrique rotatif porte-outil porteur d’un quatrième outillage de refente, agencé de façon à réaliser des refentes de bord avant dans l’élément en plaque traité.

Selon encore une autre caractéristique particulière, l’unité de façonnage d’élément en plaque comprend un deuxième dispositif de coupe de patte de caisse monté sur la troisième paire d’arbres cylindriques rotatifs de la deuxième unité de traitement d’élément en plaque, le dispositif de coupe de patte de caisse réalisant des opérations de coupe d’une deuxième patte de caisse sur le bord latéral proximal de l’élément en plaque traité.

Selon encore une autre caractéristique particulière, l’unité de façonnage d’élément en plaque comprend un dispositif de refoulage final monté sur la troisième paire d’arbres cylindriques rotatifs de la deuxième unité de traitement d’élément en plaque, le dispositif de refoulage final effectuant des opérations de refoulage final sur l’élément en plaque traité afin d’achever la réalisation des lignes de pliage dans les première et deuxième poses de caisse pliante.

Selon encore une autre caractéristique particulière, l’unité de façonnage d’élément en plaque comprend un couteau de rive monté dans l’une des première et deuxième unités de traitement d’élément en plaque et agencé de façon à réaliser une opération de coupe de rive sur un bord latéral distal de l’élément en plaque traité, la première paire d’arbres cylindriques rotatifs de la première unité de traitement d’élément en plaque comporte des moyens d’entraînement de l’élément en plaque traité, et la première paire d’arbres cylindriques rotatifs de la deuxième unité de traitement d’élément en plaque comporte un dispositif d’écrasement agencé de façon à écraser en épaisseur une bande latérale proximale et une bande latérale distale de l’élément en plaque traité.

Selon encore d’autres caractéristiques particulières, l’unité de découpage est un découpeur rotatif à arbres cylindriques rotatifs.

D’autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée ci-dessous d’une forme de réalisation particulière de l’invention, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :

la Fig. 1 est un diagramme montrant un processus de fabrication d’emballages sous forme de caisses pliantes de la technique antérieure ;

la Fig. 2 est un diagramme montrant différents états de traitement d’un élément en plaque dans un processus de fabrication d’emballages sous forme de caisses pliantes utilisant l’unité selon la présente invention ;

la Fig. 3 est un diagramme montrant une architecture générale d’une unité de façonnage d’élément en plaque selon la présente invention ;

la Fig. 4 est un diagramme montrant des exemples de refentes centrales de différentes longueurs réalisables dans un élément en plaque avec l’unité de façonnage d’élément en plaque de la Fig. 3 ; et

la Fig. 5 est un diagramme montrant des exemples d’éléments en plaque réalisables avec l’unité de façonnage d’élément en plaque de la Fig. 3 pour la fabrication de caisses pliantes de formats différents.

La direction longitudinale est définie en faisant référence au sens de défilement ou d’entraînement des éléments en plaque dans la ligne de fabrication d’emballage, selon leur axe longitudinal médian. La direction transversale est définie comme étant la direction perpendiculaire dans un plan horizontal à la direction de défilement des éléments en plaque. Les sens amont et aval sont définis en faisant référence au sens de déplacement des éléments en plaque, suivant la direction longitudinale dans l'ensemble de la ligne de fabrication d’emballage, de l’entrée de la ligne jusqu’à la sortie de la ligne. Les bords proximal et distal de l’élément en plaque sont définies dans cet exemple non limitatif par rapport au côté conducteur et au côté opposé conducteur de la machine et de l’unité de traitement de feuille lors du défilement de la feuille dans le plan horizontal.

Exposé détaillé de modes de réalisation préférés

En référence aux Figs. 2 à 5, il est maintenant décrit à titre d’exemple une forme de réalisation particulière 2 d’une unité de façonnage d’élément en plaque selon l’invention, sous la forme de feuilles de carton ondulé.

L’architecture générale de l’unité de façonnage d’élément en plaque 2 est visible à la Fig. 3. A la Fig. 3, l’unité de façonnage d’élément en plaque 2 est montrée associée avec une unité de découpage 21 dont la fonction apparaitra clairement dans la suite de la description.

Les éléments en plaque dans leurs différents états de traitement sont référencés globalement par le repère 3 aux Figs. 2 et 3, avec des lettres d’indice A, B0, B et C associées au repère 3 qui indiquent l’état de traitement de l’élément en plaque considéré.

L’élément en plaque 3 est montré à la Fig. 2 dans différents états de traitement explicités ci-dessus, avec les repères 3_A, 3_B, et 3_C.

La direction d’entraînement des éléments en plaque 3 dans l’unité de façonnage d’élément en plaque 2, et dans la ligne de fabrication d’emballages dans laquelle est comprise celle-ci, de l’amont vers l’aval est indiquée par la flèche FD aux Figs. 2 et 3. Les éléments en plaque 3 sont convoyés et traités dans l’unité de façonnage d’élément en plaque 2 en gardant une disposition transversale, c’est-à-dire, avec leur axe central longitudinal AL qui est perpendiculaire à la direction d’entraînement FD.

L’élément en plaque 3_A, montré à la Fig. 2, est formé typiquement d’une plaque rectangulaire, par exemple ici en carton ondulé, qui doit être traitée pour former deux caisses pliantes CA1 et CA2. L’élément en plaque 3_A, est par exemple ici un élément en plaque qui a été imprimé par une unité d’impression placée en amont de l’unité de façonnage d’élément en plaque 2 dans une ligne de fabrication d’emballages.

Comme visible à la Fig. 2, l’élément en plaque imprimé 3_Acomporte ici deux zones imprimées 30₁et 30₂, situées de part et d’autre par rapport à l’axe central longitudinal AL de l’élément en plaque. Les zones imprimées 30₁et 30₂appartiennent respectivement à deux poses P1 et P2 dans l’élément en plaque. Les deux poses P1 et P2, correspondent respectivement aux caisses pliantes CA1 et CA2, à réaliser à partir de l’élément en plaque, à l’aide de l’unité de façonnage d’élément en plaque 2. Dans l’élément en plaque, les poses P1 et P2 sont disposées transversalement, en juxtaposition, par rapport à la direction d’entraînement FD.

L’unité de façonnage d’élément en plaque 2 reçoit en entrée l’élément en plaque imprimé 3_A, le traite et délivre en sortie un élément en plaque façonné 3_Bdans lequel ont été effectuées des opérations de traitement pour l’obtention des deux poses P1 et P2. Les opérations de traitement comprennent notamment des opérations de refente, de coupe et de refoulage, pour former des flancs de caisse 31, des rabats de caisse 32 et deux pattes de caisse 33₁et 33₂pour les poses P1 et P2 de l’élément en plaque.

L’élément en plaque façonné 3_Bcomporte des refentes centrales 34₁₂et des refentes de bord avant 34₁et des refentes de bord arrière 34₂. Les refentes centrales 34₁₂sont alignées selon l’axe central longitudinal AL et participent à la formation des flancs de caisse 31 et des rabats de caisse 32 des poses P1 et P2. Les refentes de bord avant 34₁sont réalisées sur un bord avant longitudinal 35_AVde l’élément en plaque et participent à la formation des flancs de caisse 31 et des rabats de caisse 32 de la pose P1. Les refentes de bord arrière 34₂sont réalisées sur un bord arrière longitudinal 35_ARde l’élément en plaque et participent à la formation des flancs de caisse 31 et des rabats de caisse 32 de la pose P2. Les pattes de caisse 33₁et 33₂sont réalisées sur le bord latéral proximal 38 de l’élément en plaque.

L’élément en plaque façonné 3_Bcomporte également des refoulages 36 pour la réalisation des futures lignes de pliage, réalisées par des opérations de refoulage dans l’unité de façonnage d’élément en plaque 2.

L’élément en plaque 3_Cest obtenu après l’opération de traitement effectué par l’unité de découpage 21 sur l’élément en plaque 3_B. L’unité de découpage 21 réalise des coupes sélectives pour former des points d’attache 37. L’élément en plaque 3_Ccomporte ainsi les poses P1 et P2 qui ne sont plus reliées que par les points d’attache 37.

L’élément en plaque 3_Cest ensuite traité par une unité plieuse-colleuse (non représentée) qui effectue un pliage et colle les pattes de caisse 33₁et 33₂sur des flancs de caisse correspondants pour obtenir un ensemble plié 4 formé des deux caisses pliantes CA1 et CA2 reliées par les points d’attache 37, les deux caisses pliantes CA1 et CA2, correspondant respectivement aux poses P1 et P2. La rupture des points d’attache 37, ultérieurement dans le processus de fabrication, permet de séparer les caisses pliantes CA1 et CA2,

L’architecture générale et le fonctionnement de l’unité de façonnage d’élément en plaque 2 sont maintenant décrits en détail ci-dessous en référence plus particulièrement à la Fig. 3.

Les éléments en plaque sont insérés successivement, un par un, dans l’unité de façonnage d’élément en plaque 2 pour y être traités, avec une cadence d’insertion correspondant à un pas machine sur lequel sont synchronisés les différents équipements de la ligne de fabrication d’emballages, différents équipements dont fait partie l’unité 2.

Conformément à l’invention, l’unité de façonnage d’élément en plaque 2 est formée par l’association en série de deux unités de traitement d’élément en plaque 20₁et 20₂, dites « slotter », ayant une même architecture générale. La première unité 20₁est traversée avant la deuxième unité de traitement d’élément en plaque 20₂par l’élément en plaque se déplaçant dans la direction d’entraînement FD. Les deux unités de traitement d’élément en plaque 20₁et 20₂sont du type de celle décrite dans le document WO 2013/029768.

Dans l’unité de façonnage d’élément en plaque 2, la réalisation des opérations de traitement sur l’élément en plaque est optimisée, en répartissant ces opérations de traitement de manière judicieuse entre les deux unités de traitement d’élément en plaque 20₁et 20₂.

Les unités de traitement d’élément en plaque 20₁et 20₂comprennent ici chacune quatre paires d’arbres cylindriques rotatifs. L’unité de façonnage d’élément en plaque 2 formée par l’association des unités de traitement d’élément en plaque 20₁et 20₂comporte donc huit paires d’arbres cylindriques rotatifs, repérés 200₁à 203₁pour la première unité de traitement d’élément en plaque 20₁et 200₂à 203₂pour la deuxième unité 20₂. Les huit paires d’arbres cylindriques rotatifs, 200₁à 203₁et 200₂à 203₂, sont écartées entre elles d’un même entraxe AX. La longueur de l’entraxe AX correspond typiquement à un format minimum d’élément en plaque qui pourra être traité dans l’unité de façonnage d’élément en plaque 2.

La première unité de traitement d’élément en plaque 20₁traite l’élément en plaque 3_Apour produire un élément en plaque pré-façonné 3_B0visible à la Fig. 3. Dans la première unité 20₁, la première paire d’arbres cylindriques rotatifs 200₁est dédiée à l’entraînement de l’élément en plaque.

L’élément en plaque pré-façonné 3_B0comprend les refentes centrales 34₁₂qui ont été découpées par des outils adaptés 51₁et 53₁équipant respectivement les deuxième et quatrième paires d’arbres cylindriques rotatifs 201₁et 203₁. Les outils 51₁et 53₁sont portés respectivement par des arbres porte-outil rotatifs (arbres cylindriques supérieurs) des deuxième et quatrième paires d’arbres cylindriques rotatifs 201₁et 203₁.

Les outils 51₁et 53₁comprennent typiquement chacun des lames de coupe épousant la forme cylindrique des arbres porte-outil rotatifs. Dans chaque arbre porte-outil rotatif, une pluralité de lames de coupe sont espacées transversalement et montées en correspondance avec des positions centrales PC1 à PC4 définies dans l’élément en plaque 3_B0, sur l’axe central longitudinal AL, au niveau desquelles doivent être faites les refentes centrales 34₁₂.

Les outils 51₁et 53₁sont agencés et montées sur leurs arbres porte-outil rotatifs respectifs de telle façon à pouvoir régler une longueur L des refentes centrales 34₁₂dans l’élément en plaque 3_B0, et configurer ainsi l’unité 2 pour différents formats de caisse pliante. La longueur L des refentes centrales 34₁₂est réglée en modifiant la position angulaire des outils 51₁et 53₁sur leurs arbres porte-outil rotatifs respectifs.

A titre d’exemple, il est montré à la Fig. 4 trois refentes centrales 34A₁₂, 34B₁₂et 34C₁₂, ayant des longueurs respectives L_A, L_Bet L_C, réalisées par l’unité 2 avec un même jeu d’outils 51₁et 53₁. Ces trois refentes centrales 34A₁₂, 34B₁₂et 34C₁₂, sont obtenues avec trois configurations de réglage distinctes des d’outils 51₁et 53₁pour des caisses pliantes différentes, respectivement.

Les outils 51₁et 53₁sont similaires et découpent respectivement des portions de refente PR₁et PR₃, ayant une même longueur LO. A titre d’exemple, la longueur LO est considérée ici égale à 150 mm. Les outils 51₁et 53₁peuvent également avoir un développé différent.

La refente centrale 34A₁₂de longueur L_Aest la refente de longueur maximum qui est réalisable avec les outils 51₁et 53₁. Dans cette première configuration de réglage, les outils 51₁et 53₁sont montés sur leurs arbres porte-outil rotatifs respectifs à des premières positions angulaires qui permettent d’obtenir la refente centrale 34A₁₂sans recoupement entre les portions de refente PR₁et PR₃. La longueur L_Aobtenue est ici L_A= 2.LO=300 mm.

La refente centrale 34B₁₂de longueur L_Best une refente de longueur intermédiaire qui est réalisable avec les outils 51₁et 53₁. Dans cette deuxième configuration de réglage, les outils 51₁et 53₁sont montés sur leurs arbres porte-outil rotatifs respectifs à des deuxièmes positions angulaires qui permettent d’obtenir la refente centrale 34B₁₂avec un recoupement partiel de LO/3 entre les portions de refente PR₁et PR₃. La longueur L_Bobtenue est ici L_B= 2.LO – LO/3=250 mm.

La refente centrale 34C₁₂de longueur L_Cest une refente de longueur minimum qui est réalisable avec les outils 51₁et 53₁. Dans cette troisième configuration de réglage, les outils 51₁et 53₁sont montés sur leurs arbres porte-outil rotatifs respectifs à des troisièmes positions angulaires qui permettent d’obtenir la refente centrale 34C₁₂avec un recoupement total de LO entre les portions de refente PR₁et PR₃. La longueur L_Cobtenue est ici L_C= LO=150 mm.

L’unité de façonnage d’élément en plaque 2 selon l’invention autorise donc, avec des réglages angulaires différents du même jeu d’outils 51₁et 53₁la réalisation de refentes centrales 34₁₂ayant une longueur L comprise entre 2.LO et LO, soit, dans l’exemple ci-dessus, une longueur L comprise entre 150 mm et 300 mm.

En référence de nouveau plus particulièrement à la Fig. 3, la première unité de traitement d’élément en plaque 20₁réalise également des premières opérations de traitement complémentaires qui sont réalisées par des dispositifs outils associés à la troisième paire d’arbres cylindriques rotatifs 202₁. Ces premières opérations de traitement complémentaires comprennent des opérations de coupe de la patte de caisse 33₂de la pose P2 et des opérations de pré-refoulage pour la réalisation des pré-refoulages 36 des futures lignes de pliage dans les poses P1 et P2.

Un dispositif de coupe 52₁, monté sur l’arbre porte-outil de la troisième paire d’arbres cylindriques rotatifs 202₁, est prévu pour réaliser les opérations de coupe de la patte de caisse 33₂sur le bord latéral proximal 38 de l’élément en plaque. Le dispositif de coupe 52₁assure des coupes en biais de bords avant et arrière de la patte de caisse 33₂, comme visible sur l’élément en plaque pré-façonné 3_B0à la Fig. 3.

Un dispositif de pré-refoulage (non représenté) est monté aussi sur la troisième paire d’arbres cylindriques rotatifs 202₁. Ce dispositif de pré-refoulage effectue des pré-refoulages 36 sur l’élément en plaque. L’élément en plaque est ainsi écrasé partiellement en épaisseur selon des lignes continues, afin de réaliser les lignes de pliage dans les poses P1 et P2. Le pré-refoulage est réglé avec un taux de refoulage TR, pour obtenir une épaisseur de carton pré-refoulé E_PR=TR.E_N, avec E_Nétant l’épaisseur nominale du carton.

La deuxième unité de traitement d’élément en plaque 20₂traite l’élément en plaque 3_B0et fournit en sortie l’élément en plaque façonné 3_Bvisible aux Figs. 2 et 3. La deuxième unité de traitement d’élément en plaque 20₂complète les opérations de traitement effectuées dans la première unité de traitement d’élément en plaque 20₁avec d’autres opérations de traitement afin d’achever le façonnage de l’élément en plaque.

La deuxième unité de traitement d’élément en plaque 20₂réalise les refentes de bord avant 34₁et le refentes de bord arrière 34₂, ainsi que des deuxièmes opérations de traitement complémentaires.

Les refentes de bord avant 34₁et les refentes de bord arrière 34₂sont découpées respectivement par des outils adaptés 53₂et 51₂, visibles à la Fig. 3, équipant respectivement les quatrième et deuxième paires d’arbres cylindriques rotatifs 203₂et 201₂de la deuxième unité de traitement d’élément en plaque 20₂. Les outils 53₂et 51₂sont portés respectivement par des arbres porte-outil rotatifs (arbres cylindriques supérieurs) des quatrième et deuxième paires d’arbres cylindriques rotatifs 203₂et 201₂de la deuxième unité de traitement d’élément en plaque 20₂, et sont similaires aux outils 51₁et 53₁, utilisés pour les refentes centrales 34₁₂.

Les outils 51₂et 53₂sont agencés et montées sur leurs arbres porte-outil rotatifs respectifs de telle façon à pouvoir régler une longueur des refentes de bord avant et arrière 34₁et 34₂égale à la moitié L/2 de la longueur L des refentes centrales 34₁₂. La longueur L/2 des refentes de bord avant et arrière 34₁et 34₂, comprise entre LO et LO/2 selon la longueur des refentes centrales 34₁₂, est réglée en modifiant la position angulaire des outils 51₂et 53₂, sur leurs arbres porte-outil rotatifs respectifs, de façon à configurer l’unité 2 pour différents formats de caisse pliante.

Les deuxièmes opérations de traitement complémentaires comprennent des opérations de coupe de la patte de caisse 33₁de la pose P1, des opérations de refoulage final pour achever la réalisation des refoulages 36 des lignes de pliage dans les poses P1 et P2, une première opération d’écrasement de patte de caisse, une deuxième opération d’écrasement de bord latéral distal 39, et une opération de coupe de rive sur un bord latéral distal 39 de l’élément en plaque. Les deuxièmes opérations de traitement complémentaires font appel à des dispositifs outils associés à la troisième paire d’arbres cylindriques rotatifs 202₂et à la première paire d’arbres cylindriques rotatifs 200₂de la deuxième unité de traitement d’élément en plaque 20₂.

Un dispositif de coupe 52₂, monté sur l’arbre porte-outil de la troisième paire d’arbres cylindriques rotatifs 202₂, est prévu pour réaliser les opérations de coupe de la patte de caisse 33₁sur le bord latéral proximal 38 de l’élément en plaque. Le dispositif de coupe 52₂assure des coupes en biais de bords avant et arrière de la patte de caisse 33₁, comme visible sur l’élément en plaque pré-façonné 3_Bà la Fig. 3.

Un dispositif de refoulage final (non représenté) est monté sur la troisième paire d’arbres cylindriques rotatifs 202₂. Ce dispositif de refoulage final complète les opérations de pré-refoulage réalisées dans la première unité de traitement d’élément en plaque 20₁afin d’obtenir une valeur finale voulue, pour le taux de refoulage TR des lignes de pliage.

Un premier dispositif d’écrasement de patte de caisse (non représenté) est monté sur la première paire d’arbres cylindriques rotatifs 200₂de la deuxième unité de traitement d’élément en plaque 20₂. Ce premier dispositif d’écrasement de patte de caisse écrase en épaisseur une bande latérale proximale de l’élément en plaque, au niveau du bord latéral proximal 38, la largeur de cette bande proximale étant sensiblement égale à la largeur des pattes de caisse 33₁et 33₂. Un deuxième dispositif d’écrasement écrase en épaisseur une bande latérale distale de l’élément en plaque, au niveau du bord latéral distal 39. Les écrasements de cette bande proximale et de cette bande distale permettent d’obtenir des pattes de caisse 33₁et 33₂et du bord latéral distal opposé 39 ayant une épaisseur réduite, afin d’éviter par la suite une surépaisseur dans l’ensemble plié 4 (cf. Fig. 2), au niveau du collage des pattes sur les flancs de caisse correspondants.

L’opération de coupe de rive sur le bord latéral distal 39 de l’élément en plaque est réalisée par un couteau de rive (non représenté) installé dans la deuxième unité de traitement d’élément en plaque 20₂.

Comme visible à la Fig. 3, l’unité de découpage 21 est située en aval de la deuxième unité de traitement d’élément en plaque 20₂pour recevoir l’élément en plaque façonné 3_B. L’unité de découpage 21 est typiquement un découpeur rotatif à arbres cylindriques. L’unité de découpage 21 fournit en sortie l’élément en plaque 3_Cincorporant les points d’attache 37 entre les poses P1 et P2.

L’unité de façonnage d’élément en plaque 2 selon la présente invention est conçue avec une approche modulaire. En effet, l’unité de façonnage d’élément en plaque 2 est réalisée en associant deux unités semblables de traitement d’élément en plaque qui pourront être des équipements modulaires de ligne de fabrication d’emballages.

L’unité de façonnage d’élément en plaque 2 selon la présente invention est conçue de façon à autoriser un maximum de flexibilité pour la fabrication de caisses pliantes de différents formats. A titre illustratif, la Fig. 5 montre trois éléments en plaque façonnés, FC1, FC2 et FC3, réalisables avec l’unité de façonnage d’élément en plaque 2 et correspondant à des caisses pliantes de formats différents.

Les éléments en plaque FC1 et FC2 ont des largeurs différentes, de 800 mm et 650 mm respectivement, mais avec des refentes de mêmes dimensions, de 240 mm et 120 mm respectivement pour les refentes centrales et les refentes de bord.

Les éléments en plaque FC2 et FC3 ont une même largeur de 650 mm, mais avec des refentes de dimensions différentes, FC3 ayant des refentes centrales et des refentes de bord de 160 mm et 80 mm respectivement.

L’association à l’unité de façonnage d’élément en plaque 2 de l’unité de découpage 21 permet de former un ensemble de façonnage d’élément en plaque capable de fournir un élément en plaque, avec deux poses et leurs points d’attache, prêt à être plié et collé pour la réalisation de deux caisses pliantes.

L’unité de façonnage ainsi que l’ensemble de façonnage d’élément en plaque selon l’invention permettent d’accroître substantiellement la cadence de fabrication de caisses pliantes par rapport à la technique antérieure.

L’invention ne se limite pas à la forme de réalisation particulière qui a été décrite ici à titre d’exemple. L’homme du métier, selon les applications considérées, pourra apporter différentes modifications et variantes entrant dans le champ de protection de l’invention.

Claims

Unité de façonnage d’élément en plaque (2) pour la fabrication en flux continu de caisses pliantes (CA1, CA2) à partir d’éléments en plaque (3), les éléments en plaque (3) étant insérés successivement dans l’unité (2) et se déplaçant selon une direction d’entraînement (FD), comprenant des paires d’arbres cylindriques rotatifs (200₁- 203₁, 200₂- 203₂), portant un outillage de façonnage, qui façonne les éléments en plaque (4) par des opérations de refente, de refoulage et de découpe, caractérisée
en ce qu’elle comprend une unité de découpage (21), et
en ce que les paires d’arbres cylindriques rotatifs (200₁- 203₁, 200₂- 203₂) et l’unité de découpage (21) coopèrent pour réaliser, dans l’élément en plaque façonné (3), des première et deuxième poses de caisse pliante juxtaposées (P1, P2), associées en série, et reliées entre elles par des points d’attache (37).
Unité selon la revendication 1, caractérisée en ce qu’elle comprend deux paires d’arbres (201₁, 203₁) coopérant pour réaliser dans chaque élément en plaque (3) des refentes centrales (34₁₂) alignées sur un axe central transversal (AL) de l’élément en plaque (3), et deux paires d’arbres (201₂, 203₂) coopérant pour réaliser respectivement des refentes de bord arrière (34₂) d’une pose arrière (P2) et des refentes de bord avant (34₁) d’une pose avant (P1).
Unité selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu’elle comprend une paire d’arbres (202₁) agencée de façon à réaliser des opérations de coupe d’une patte de caisse (33₂) d’une pose arrière (P2) et des opérations de pré-refoulage de lignes de pliage (36) dans les deux poses (P1, P2).
Unité selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend une paire d’arbres (202₂) agencée de façon à réaliser des opérations de coupe d’une patte de caisse (33₁) d’une pose avant (P1), et des opérations de refoulage de lignes de pliage (36) dans les deux poses (P1, P2), et une paire d’arbres (230_b) agencée de façon à réaliser des opérations d’écrasement des deux poses (P1, P2).
Unité selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend des première et deuxième unités de traitement d’élément en plaque (20₁, 20₂), associées en série, et présentant une même architecture avec les paires d’arbres (200₁- 203₁, 200₂- 203₂).
Unité selon la revendication 5, caractérisée en ce que les première et deuxième unités de traitement (20₁, 20₂) comprennent chacune quatre paires d’arbres (200₁- 203₁, 200₂- 203₂) alignées et disposées transversalement par rapport à la direction d’entraînement (FD), les première et deuxième unités de traitement (20₁, 20₂) étant associées de façon à former un alignement de huit paires d’arbres (200₁- 203₂).
Unité selon la revendication 6, caractérisée en ce que les deuxième et quatrième paires d’arbres (201₁, 203₁) de la première unité de traitement (20₁) coopèrent pour réaliser dans l’élément en plaque traité (3) des refentes centrales (34₁₂) alignées sur un axe central longitudinal (AL) de l’élément en plaque traité (3), la deuxième paire d’arbres (201₁) comprenant un arbre porte-outil porteur d’un premier outillage de refente (51₁), agencé de façon à réaliser des premières portions de refente centrale (PR₁), et la quatrième paire d’arbres (203₁) comprenant un arbre porte-outil porteur d’un deuxième outillage rotatif (53₁), agencé de façon à réaliser des deuxièmes portions de refente centrale (PR₂), chaque refente centrale (34₁₂) étant formée de la combinaison d’une première portion de refente centrale (PR₁) et d’une deuxième portion de refente centrale (PR₂) et ayant une longueur (L, L_A, L_B, L_C) déterminée par une zone de recoupement entre les première et deuxième portions de refente centrale (PR₁, PR₂) qui est définie par des réglages de position angulaire des premier et deuxième outillages rotatifs (51₁, 53₁).
Unité selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce qu’elle comprend un premier dispositif de coupe de patte de caisse (52₁) monté sur une troisième paire d’arbres (202₁) de la première unité de traitement (20₁), le dispositif de coupe de patte de caisse (52₁) réalisant des opérations de coupe d’une première patte de caisse (33₂) sur un bord latéral proximal (38) de l’élément en plaque traité (3).
Unité selon l’une des revendications 6 à 8, caractérisée en ce qu’elle comprend un dispositif de pré-refoulage monté sur la troisième paire d’arbres (202₁) de la première unité de traitement (20₁), le dispositif de pré-refoulage effectuant des opérations de pré-refoulage sur l’élément en plaque traité (3) afin de réaliser des lignes de pliage dans les première et deuxième poses de caisse pliante (P1, P2).
Unité selon l’une des revendications 6 à 9, caractérisée en ce que la deuxième paire d’arbres (201₂) de la deuxième unité de traitement (20₂) comprend un arbre porte-outil porteur d’un troisième outillage de refente (51₂), agencé de façon à réaliser des refentes de bord arrière (34₂) dans l’élément en plaque traité (3), et la quatrième paire d’arbres (203₂) de la deuxième unité de traitement (20₂) comprend un arbre porte-outil porteur d’un quatrième outillage de refente (53₂), agencé de façon à réaliser des refentes de bord avant (34₁) dans l’élément en plaque traité (3).
Unité selon l’une des revendications 6 à 10, caractérisée en ce qu’elle comprend un deuxième dispositif de coupe de patte de caisse (52₂) monté sur la troisième paire d’arbres (202₂) de la deuxième unité de traitement (20₂), le dispositif de coupe de patte de caisse (52₂) réalisant des opérations de coupe d’une deuxième patte de caisse (33₁) sur le bord latéral proximal (38) de l’élément en plaque traité (3).
Unité selon l’une des revendications 6 à 11, caractérisée en ce qu’elle comprend un dispositif de refoulage final monté sur la troisième paire d’arbres (202₂) de la deuxième unité de traitement (20₂), le dispositif de refoulage final effectuant des opérations de refoulage final (36) sur l’élément en plaque traité (3) des lignes de pliage dans les première et deuxième poses de caisse pliante (P1, P2).
Unité selon l’une quelconque des revendications 5 à 12, caractérisée en ce qu’elle comprend un couteau de rive monté dans l’une des première et deuxième unités de traitement (20₁, 20₂) et agencé de façon à réaliser une opération de coupe de rive sur un bord latéral distal (39) de l’élément en plaque traité (3), en ce que la première paire d’arbres (200₁) de la première unité de traitement (20₁) comporte des moyens d’entraînement de l’élément en plaque traité (3), et en ce que la première paire d’arbres (200₂) de la deuxième unité de traitement (20₂) comporte un dispositif d’écrasement agencé de façon à écraser en épaisseur une bande latérale proximale et une bande latérale distale de l’élément en plaque traité (3).
Unité selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l’unité de découpage (21) est un découpeur rotatif à arbres cylindriques rotatifs.