Procédé pour envelopper dans une feuille une boîte remplie à extrémité supérieure ouverte, et appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé
La présente invention a pour objet un procédé pour envelopper dans une feuille, par exemple d'une manière transparente, une boîte remplie à extrémité supérieure ouverte, et un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Pour envelopper des boîtes à extrémité ouverte avec une enveloppe transparente, il est d'usage d'enfermer complètement dans l'enveloppe les extrémités supérieure, latérales, extrêmes et inférieure de la boîte. La matière constituant l'enveloppe est ordinairement repliée sur elle-même aux extrémités de la boîte, et les bords longitudinaux de cette enveloppe sont généralement scellés les uns aux autres dans leur zone de chevauchement en contact avec le fond de la boîte. Pour obtenir ce résultat, il est nécessaire d'assurer un mouvement vertical relatif entre la boîte remplie, mais encore non recouverte, et la feuille constituant l'enveloppe, suivi d'un mouvement horizontal de la boîte recouverte par la feuille pendant lequel les joints disposés sous le fond de la boîte sont scellés de manière permanente.
Si l'on considère que l'enveloppe transparente d'une boîte coûte environ autant que la boîte ellemême, on comprend qu'une économie sérieuse de matière première soit recherchée en fixant la feuille constituant l'enveloppe en permanence aux extrémités et aux côtés de la boîte remplie sans recouvrir aussi le fond de la boîte. La présente invention a pour but de fournir un procédé et un appareil permettant d'obtenir ce résultat.
Le procédé faisant l'objet de l'invention est caractérisé en ce qu'on amène en contact, par un mouvement vertical relatif, la boîte remplie et la feuille, celle-ci étant disposée approximativement horizontalement et présentant une surface suffisante pour couvrir la partie supérieure de la boîte et être repliée vers le bas en contact avec les parois latérales et extrêmes de cette dernière, on amène en contact, par un mouvement vertical relatif, la boîte remplie recouverte de la feuille et des surfaces de contact, de manière à plier les parties périphériques de la feuille vers le bas contre les parois latérales et extrêmes de la boîte, et on poursuit ce mouvement vertical relatif de manière que les parties périphériques pliées de la feuille soient maintenues fermement en contact avec les parois latérales et extrêmes de la boîte,
pendant un temps suffisant pour permettre de lier lesdites parties périphériques auxdites parois au moyen d'un adhésif disposé entre la feuille et ces parois. I1 est évident que la boîte peut être déplacée relativement à la feuille et aux surfaces de contact, ou vice versa.
L'appareil selon l'invention pour la mise en oeuvre de ce procédé est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de support pour maintenir en place de manière amovible une feuille placée approximativement horizontalement et d'une surface suffisante pour couvrir la partie supérieure de la boîte et pour être repliée vers le bas en contact avec les parois latérales et extrêmes de celle-ci, des moyens de libération pour libérer le support de la feuille et permettre à celle-ci d'engager la partie supérieure de la boîte et d'être repliée vers le bas autour des parois latérales et extrêmes de cette dernière, une chambre de scellage verticale, disposée immédiatement au-dessus du niveau de contact entre la boîte et la feuille,
des moyens de pliage disposés dans ladite chambre pour plier les extrémités de la feuille vers le bas contre les parois extrêmes de la boîte qui se déplace vers le haut, les dimensions de la section transversale de la chambre étant approximativement égales à celles de la boîte de manière à assurer un contact étroit des parties périphériques repliées de la feuille avec les parois latérales et extrêmes de la boîte quand la boîte recouverte de la feuille est déplacée vers le haut dans ladite chambre, et des moyens de levage pour soulever la boîte à travers des étages de contact, de pliage et de scellage disposés le long de sa trajectoire verticale.
Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, une mise en oeuvre du procédé selon l'invention et représente une forme d'exécution et des variantes de l'appareil pour sa mise en oeuvre.
La fig. 1 est une vue en plan de cette forme d'exécution.
La fig. 2 est une vue en élévation correspondant à la fig. 1.
La fig. 3 est une coupe, à plus grande échelle, d'une variante.
Les fig. 4 à 7 et 4a à 7a sont respectivement des vues de bout et des vues en perspective montrant divers stades de ladite mise en oeuvre.
La fig. 6 est une vue en perspective d'un détail de ladite forme d'exécution.
La fig. 9 est une vue en perspective d'un autre détail.
La fig. 10 est une vue en perspective d'une variante.
La fig. 11 est une vue partielle, en élévation, d'une variante.
La fig. 12 est une vue en plan correspondant à la fig. 11.
La fig. 13 est une vue latérale d'une partie de la variante représentée à la fig. 11.
Les fig. 14a, 14b et 14c sont des vues schématiques illustrant la mise en oeuvre du procédé avec la variante représentée aux fig. 11 et 12.
La fig. 15 est une coupe selon la ligne 15-15 de la fig. 2.
L'appareil représenté aux fig. 1 et 2 utilise une bande continue d'une matière propre à renveloppement, par exemple une pellicule de cellulose transparente, de vinyl-polymère ou d'une matière semblable, ou d'une feuille d'une matière opaque, par exemple un papier fort, pour recouvrir la partie supérieure, les côtés et la partie inférieure d'une boîte remplie à extrémité supérieure ouverte. La bande 1 est alimentée depuis une bobine d'alimentation à partir de laquelle elle passe sur un rouleau tendeur 2, sur un rouleau fou 3 et entre deux rouleaux d'alimentation 4 et 5. Le rouleau inférieur 5 est entraîné par une roue dentée 6 et le rouleau supérieur 4 est poussé par un ressort contre la bande 1 quand elle passe sur le rouleau 5.
La roue dentée 6 engrène avec un secteur denté 7 oscillant, le mouvement vers le bas du segment entraînant le rouleau 5 dans le sens d'alimentation de la bande. Le mouvement vers le haut du segment 7 actionne simplement un embrayage 8 de type connu entre le rouleau 5 et la roue dentée 6, puis le segment revient dans sa position inférieure pour entraîner une fois de plus la bobine d'alimentation. Le segment denté 7 est entraîné par la rotation d'un bras 9 monté sur un arbre de support 10 qui porte un rouleau de coupe
11. L'extrémité du bras 9 s'engage dans une fente radiale 12 ménagée dans le segment denté, de manière que la rotation du bras 9 dans le sens du mouvement des aiguilles d'une montre en regardant la fig. 1 soulève le segment denté 7 rapidement et l'abaisse plus lentement.
La rotation du bras 9 est assurée par une chaîne 13 passant sur une roue à chaîne 14 solidaire de l'arbre 10 et sur une roue semblable 15 montée sur un arbre principal 16. Cet arbre principal est relié à la roue à chaîne 15 par un embrayage 17 d'un type connu comprenant une came 18. Celle-ci est engagée par un levier 19 de verrouillage d'embrayage actionné par un doigt détecteur 20.
Ainsi, le mouvement d'une boite 26 remplie et à partie supérieure ouverte le long d'une plate-forme de décharge dans le sens de la flèche (fig. 2) entraîne la rotation du doigt détecteur 20 en sens inverse du mouvement des aiguilles d'une montre et abaisse le levier 19. La came 18 est alors libre de tourner d'un tour dans le sens du mouvement des aiguilles d'une montre avec l'arbre principal 16 et assure l'engagement de l'arbre principal et de la roue à chaîne 15. Le mouvement résultant de la chaîne 13 produit une révolution d'un tour dans le sens du mouvement des aiguilles d'une montre du rouleau de coupe 1 1 et du bras associé 9, de manière à entraîner les rouleaux d'alimentation 4 et 5 dans le sens voulu pour faire avancer la bande 1 vers la gauche en regardant la fig. 2.
A la fin de l'unique révolution du rouleau de coupe 11, une lame 21 montée sur la périphérie du rouleau engage une lame correspondante 21a et coupe ainsi une feuille la dans la bande 1. Cette feuille, supportée entre des guides 22, est engagée par un bloc d'alimentation 23 (décrit en détail plus loin) qui tire la feuille la dans la position d'engagement avec la boîte 26 animée d'un déplacement vers le haut. Si les rouleaux d'alimentation 4 et 5 font avancer une trop grande longueur de la bande pendant cette suite d'opérations, le rouleau tendeur 2 est tiré vers le bas contre l'action d'un ressort de retenue 24.
La rotation résultante d'un bras 25 à l'extrémité du quel est monté le rouleau 2 agit sur un arbre excentrique 25a monté sur le bras 25 afin d'ouvrir une pince de freinage 27 maintenue normalement fermée par un ressort 29, cette pince engageant un collier 28 sur un arbre 28a de la bobine d'alimentation de la bande 1. Cette bobine est ainsi libre de tourner dans le sens de la flèche (fig. 2) jusqu"à ce que le ressort 24 ramène le bras 25 dans sa position supérieure. A ce moment, la pince 27, sous la pression du ressort 29, serre le collier 28 sur l'arbre de la bobine d'alimentation et arrête sa rotation jusqu'à ce que la traction des rouleaux d'alimentation 4 et 5 déplace à nouveau le rouleau tendeur 2 dans sa position la plus basse représentée à la fig. 2.
La boîte remplie 26 est envoyée dans une chambre de scellage 36 (fig. 8) dont une variante est représentée à la fig. 3. La boîte est amenée audessous de la feuille d'enveloppement la par une courroie sans fin 30 qui déplace la boîte remplie vers l'avant sur une plate-forme de décharge 31, puis sur une plate-forme d'élévateur 32. La boîte remplie, quand elle est poussée sur la plate-forme 32, engage des arrêts de position 33 de manière que la boite soit alignée avec le centre de la feuille la placée au-dessus d'elle. La plate-forme 32, repré sentée à la fig. 3 dans sa position inférieure, est déplacée vers le haut par un bras 34 à mouvement alternatif, de sorte que la boîte 26 est poussée vers le haut, contre la feuille la.
L'inversion simultanée du sens de mouvement du bloc d'alimentation 23 (fig. 1 et 2) produit, par l'intermédiaire de plateaux de serrage 76, la libération de l'extrémité avant de la feuille la qui est libre ainsi de glisser hors des guides 22 pour être placée autour de la boite remplie quand cette dernière est soulevée. Ensuite, dans son mouvement vers le haut selon une trajectoire déterminée par la partie supérieure des arrêts de position 33 et par un plateau de guidage 35 opposé auxdits arrêts, la boîte remplie est pressée vers le haut contre le centre de la feuille la et les parties périphériques de cette feuille sont repliées vers le bas autour des côtés et des extrémités de la boîte.
Celle-ci est alors déplacée plus avant vers le haut dans l'intérieur de la chambre de scellage 36.
Les bords intérieurs inférieurs 37 des deux parois latérales opposées 38 de la chambre 36 sont incurvés vers le haut et vers l'intérieur de manière à guider la boite recouverte dans l'intérieur de la chambre.
Deux autres parois intérieures opposées 39, constituant des plateaux de formation de plis, sont disposées dans la chambre de scellage perpendiculairement aux parois latérales principales 38. Les parois latérales 38 et intérieures 39 sont espacées les unes des autres de manière que leurs surfaces de contacts intérieures 40 pressent étroitement les parties périphériques de la feuille la contre les parois latérales et extrêmes de la boîte. Chacune des parois 39 comprend une languette centrale inférieure 41, dont les limites supérieures sont définies par deux fentes arquées 42, 43 incurvées vers l'intérieur et espacées verticalement l'une de l'autre.
Chacune de ces fentes est découpée en diagonale dans les parois latérales (fig. 3 et 8), de sorte qu'en tout point de la fente la surface intérieure de la paroi latérale adjacente à la fente est plus haute que la surface extérieure adjacente à cette fente. La languette et les fentes arquées constituent des moyens de pliage vers le bas, en contact avec les parois extrêmes de la boîte, des parties périphériques se projetant vers l'extérieur de la feuille la.
Le fonctionnement du dispositif de pliage mentionné ci-dessus est représenté schématiquement aux fig. 4 et 4a à 7 et 7a. Les fig. 4 et 4a montrent la feuille la et la boîte 26 à extrémité supérieure ouverte dans la position relative représentée à la fig. 3.
Les fig. 5 et Sa montrent la position de la feuille qui recouvre la partie supérieure de la boîte et ses parois latérales, la boîte 26 ayant été soulevée jusqu'à ce que ses parois latérales aient pénétré entre les bords inférieurs 37 de la chambre de scellage 36.
Les fig. 6 et 6a montrent comment une partie centrale 44 de l'extrémité de la feuille la se projetant vers l'extérieur a été repliée vers le bas contre la paroi extrême de la boîte au moyen de la languette 41 et comment la première fente 42 a produit le pliage d'une partie latérale 45 de cette extrémité de la feuille vers l'intérieur sur la face externe de la partie 44. Les fig. 7 et 7a montrent comment le mouvement vers le haut de la boîte au-delà de la fente 43 a produit le pliage en dedans de l'autre partie latérale 46 de la feuille sur la face externe de la partie 45.
La partie inférieure des parois latérales 38 de la chambre 36 sont séparées de la partie supérieure de ces parois par une barrière isolante 47 (fig. 3 et 8).
La partie supérieure des parois latérales comprend une résistance électrique 48 noyée dans la paroi et destinée au chauffage de la partie supérieure des parois latérales 38. Quand la plate-forme d'élévateur 32 continue à soulever la boîte recouverte entre les surfaces 40 de la chambre 36 en contact étroit avec la boîte, la chaleur produite sur ces surfaces est utilisée pour le scellage des parties périphériques de la feuille la aux parois latérales et extrêmes de la boîte. Quand la plate-forme 32 élève finalement la boîte ainsi fermée en dehors de l'extrémité supérieure ouverte de la chambre 36, la boîte déplace des détentes à ressort 49, puis ces détentes reviennent dans leur position initiale sous le fond de la boîte une fois que cette dernière a passé verticalement au-delà des détentes. La boîte recouverte occupe alors la position représentée en traits mixtes à la fig. 3.
Un piston 50 susceptible de se déplacer selon un mouvement alternatif horizontal vient alors pousser latéralement la boîte fermée dans un poste de réception.
L'adhésif destiné à sceller la feuille d'enveloppement aux parois latérales et extrêmes de la boîte est avantageusement appliqué à la boîte avant qu'elle soit remplie. Par exemple, comme représenté à la fig. 9, la boîte 26 peut comprendre autour de ses parois latérales et extrêmes un revêtement d'une matière thermoplastique 52. Une telle matière peut être, par exemple, un adhésif phénol-formaldéhyde (stade B), un adhésif polyamide à faible poids moléculaire, une émulsion d'acétate de vinyle, du latex, un adhésif polyéthylène de faible poids moléculaire (tel qu'un polyéthylène et un polybutylène de faible poids moléculaire mélangés avec une paraffine méthylée), et des cires telles que la cire de paraffine.
On comprend facilement, par ailleurs, qu'on peut utiliser une boîte non recouverte d'adhésif, telle que celle représentée à la fig. 10, et qu'un adhésif, séchant à l'air ou sous l'action de la chaleur, peut être appliqué le long des parois latérales et extrêmes de la boîte avant l'application de la feuille la autour de la boîte remplie.
Une variante de l'appareil décrit est représentée aux fig. 11, 12 et 13. Dans cette variante, la partie inférieure de la chambre de scellage 36 est pratiquement la même que celle représentée aux fig. 3 et 8. Cependant, immédiatement au-dessous de la zone de pliage comprenant la languette 41 et les fentes 42 et 43, les parois de la chambre 36 comprennent des détentes 53 se projetant vers l'intérieur, similaires aux détentes 49 représentées à la fig. 3, qui supportent la boîte recouverte à l'extrémité supérieure de la course verticale de la plate-forme d'élévateur 32. La partie de la chambre de scellage audessus des détentes 53 est plus allongée dans cette variante que dans les chambres décrites précédemment.
Cette partie supérieure de la chambre est limitée par des parois rectangulaires 54 dont les surfaces extérieures comprennent des corps de chauffe 55, de sorte qu'un scellage à chaud peut s'effectuer sur une course beaucoup plus longue que dans le cas précédent.
Pour permettre l'élévation supplémentaire de la boite recouverte à travers la chambre de scellage 36 représentée à la fig. 11, la boîte supportée par les détentes 53 est entraînée ensuite dans la chambre par des paires de doigts de levage 56 passant à travers des fentes verticales 57 (fig. 12) s'étendant longitudinalement sur toute la longueur de la chambre, d'un côté de celle-ci. Chaque doigt 56 est porté par deux chaînes sans fin 58 et 59. Les deux chaînes ont la même longueur et sont entraînées à la même vitesse. La chaîne 58 est montée sur quatre roues à chaîne 60 et la chaîne 59 sur quatre roues à chaîne 61, les deux séries de roues 60 et 61 étant disposées aux angles de deux trajectoires rectangulaires qui présentent la même hauteur et la même largeur, mais qui sont espacées l'une de l'autre horizontalement seulement.
Ainsi, la trajectoire de la chaîne 58 définie par les quatre roues 60 est un peu en avant de la trajectoire de la chaîne 59 définie par les roues 61, bien que les parties supérieures des deux trajectoires soient dans un même plan horizontal. Les deux paires de chaînes, à raison d'une paire pour chaque doigt de levage d'une paire de doigts, sont entraînées par un arbre commun 62 (fig. 13) pour assurer la coordination du mouvement des quatre chaînes.
La partie de chaque doigt 56 adjacente aux chaînes 58 disposées en avant (fig. 1 1 et 12) est supportée par un arbre 63 s'étendant vers l'extérieur, porté à une extrémité par la chaîne 58 et s'étendant à travers une ouverture 64 ménagée dans la partie correspondante du doigt. L'autre partie de chaque doigt alignée avec les chaînes 59 disposées en arrière est supportée par l'extrémité externe d'un arbre 65 dont l'extrémité interne est portée par la chaîne 59.
L'extrémité externe de l'arbre 63 est supportée par un bras 66 qui, à son tour, est monté sur l'extrémité interne du second arbre 65. Par ce moyen, les deux parties supportées de chaque doigt de levage 56 sont maintenues alignées horizontalement sur toute la trajectoire des chaînes. En conséquence, les doigts de levage restent horizontaux sur toutes les parties verticales et horizontales de la trajectoire des chaînes et sont ainsi capables de supporter les boîtes remplies non seulement dans leur déplacement vers le haut, mais aussi à travers la partie supérieure de la trajectoire des chaînes et vers le bas le long de la trajectoire de retour des chaînes.
Pour permettre aux doigts de levage de porter les boîtes remplies horizontalement à partir de l'extrémité supérieure de la chambre de scellage vers l'extrémité supérieure d'un puits de décharge 67, la partie de chaque doigt qui se projette dans l'intérieur de la chambre de scellage présente une surface de levage 68 abaissée. En conséquence, la surface 69 du reste du doigt est dans un plan horizontal légèrement au-dessus de celui de la surface 68. L'action réciproque de ces surfaces dans les paires de doigts suçcessives est illustrée par les fig. 14a, 1 4b et 14c.
La fig. 1 4a montre la boîte recouverte à distance des parois latérales 54 de la chambre de scellage 36, mais reposant encore sur la surface abaissée 68 des doigts de levage. Les deux doigts de levage se déplacent alors horizontalement vers le puits de décharge 67. Cependant, comme on le voit à la fig. 14b, la surface arrière 69 des doigts de la paire suivante s'élève jusque sous la boîte recouverte qui est ainsi transportée vers le puits de décharge. En décalant la partie avant des doigts de levage par rapport à la partie arrière (fig. 12), la partie arrière ascendante de chaque doigt vient se placer le long du côté de la partie avant du doigt de levage qui le précède immédiatement à la partie supérieure de la trajectoire.
Comme la surface arrière 69 du doigt ascendant est plus haute que la surface 68 de doigt précédent, la boîte recouverte est transférée de la partie avant de chaque paire de doigts à la partie arrière des doigts asendants. Ainsi, comme on le voit à la fig. 14c, la boîte enveloppée est portée par la partie arrière des doigts de chaque paire quand ces doigts approchent du puits de décharge 67 et descendent dans ce dernier. Les doigts de levage 56 assurent ainsi non seu lement le mouvement vertical vers le haut de la boîte enveloppée à travers la chambre de scellage, mais aussi le transfert horizontal et le mouvement vertical vers le bas de la boîte à travers le puits de décharge 67.
Des encoches 70 (fig. 12) sont taillées dans la surface des arbres 63 de support des doigts de levage et des détentes à ressort 71 sont montées dans la partie centrale de chaque doigt de levage, de manière que les doigts de chaque paire puissent être rapprochés ou éloignés l'un de l'autre pour coopérer avec des boîtes de diverses largeurs. I1 est évident qu'un changement dans la largeur ou la longueur de la boîte à envelopper nécessite l'emploi d'une nouvelle chambre de scellage ayant des dimensions correspondantes.
Au lieu d'utiliser la plate-forme d'élévateur 32 et les doigts de levage 56 comme décrit ci-dessus en référence à la fig. 11, on peut utiliser seulement des doigts de levage pour élever la boîte remplie dans les étages d'emballage, de pliage et de scellage. Ainsi on peut remarquer aux fig. 1 et 2 que les doigts 56 sont agencés pour se soulever au-dessous des boîtes remplies sur la courroie 30 et pour entraîner chaque boîte vers le haut à travers lesdits étages.
Les détails du bloc d'alimentation 23 (fig. 1 et 2) sont visibles à la fig. 15. Le bloc comprend une coquille externe 72 comportant deux plateaux extrêmes 73. Ceux-ci portent des paliers 74 dans lesquels sont montés deux arbres 75. Les extrémités adjacentes des arbres 75 se projettent au-delà d'un plateau extrême du bloc et portent les plateaux de serrage 76 qui se rapprochent ou s'éloignent l'un de l'autre quand les arbres 75 tournent. La partie centrale du bloc 23 comprend une traverse de support 77 montée dans les plateaux extrêmes 73. Une ouverture ménagée dans cette traverse loge un bloc 78 monté sur un câble 79, de sorte que le bloc 78, qui se déplace avec le câble, est libre de se déplacer dans la traverse 77.
Une rainure ménagée dans les surfaces supérieure et inférieure du bloc 78 engage des chevilles 80 montées radialement sur les arbres 75, de sorte que lorsque le bloc 78 se déplace, les chevilles 80 sont déplacées également et font ainsi tourner les arbres 75.
Le bloc d'alimentation 23 est porté par le câble 79 et une tige de guidage 81 passe à travers un palier 82 monté dans la traverse 77. Quand le câble 79 est déplacé vers la gauche de la fig. 1, il fait tourner les arbres 75 de manière à saisir la feuille la, et un arrêt 83 monté sur le câble 79 engage le bloc 23 et le câble entraîne tout ce bloc dans le même sens.
Quand le mouvement du câble est inversé, les arbres 75 sont tournés de manière à libérer la feuille la et un autre arrêt 84 sur le câble ramène le bloc 23 dans sa position initiale. Le mouvement alternatif du câble 79 est assuré par une poulie 85 montée sur l'arbre du rouleau d'alimentation 5. Ainsi, les blocs 23 sont susceptibles de saisir l'extrémité libre de chaque feuille la coupée par les lames 21 et 21a et d'amener cette feuille en avant immédiatement au-dessus d'une boîte remplie et prête à être soulevée verticalement dans la zone d'emballage.
Les parois internes 39 comportant les plateaux de pliage définis par les fentes 42 et 43 ont été représentées d'une seule pièce (fig. 3 et 8). Toutefois, les parties A, B et C des plateaux de pliage (fig. 2) peuvent être des pièces séparées. Dans ce cas, la chambre peut être réglable de manière à pouvoir coopérer avec des boîtes de différentes dimensions, ce qui augmente encore la souplesse et les facilités d'utilisation de l'appareil.