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FR2998503A1 - Procede et machine d'assemblage de corps tubulaires rigides en materiau cartonne avec une structure obturante - Google Patents

Procede et machine d'assemblage de corps tubulaires rigides en materiau cartonne avec une structure obturante Download PDF

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FR2998503A1 FR1261400A FR1261400A FR2998503A1 FR 2998503 A1 FR2998503 A1 FR 2998503A1 FR 1261400 A FR1261400 A FR 1261400A FR 1261400 A FR1261400 A FR 1261400A FR 2998503 A1 FR2998503 A1 FR 2998503A1
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Abstract

Procédé de fabrication d'emballages comprenant un corps tubulaire fait d'un matériau cartonné et une structure obturante faite d'un matériau cartonné, et machines mettant en oeuvre ce procédé, comprenant l'approvisionnement d'une unité de scellage (2) avec des corps tubulaires préformés, deux par deux, et avec des structures obturantes sous forme d'aplats, deux par deux, comprenant chacune une partie centrale de forme conjuguée à la forme de l'ouverture des corps tubulaires, entourée d'une partie périphérique rabattable suffisante pour assembler de manière étanche une structure obturante avec la paroi latérale interne d'un corps tubulaire, - l'introduction de paires de structures obturantes dans un outil de formage (7) et leur mise en forme de cuvette - l'introduction, la pose et le scellage des cuvettes dans les corps tubulaire au moyen du dit outil de formage; - le transfert deux par deux des corps tubulaires assemblés aux structures obturantes à une unité de finition (10) - si la structure obturante est un couvercle, la prédécoupe (14) de la paroi latérale des corps tubulaire et une prédécoupe partielle des couvercles selon une ligne périphérique, -au moins une opération de finition de l'extrémité de l'emballage portant la dite structure obturante.

Description

La présente invention concerne le domaine des emballages tubulaires en carton, comprenant un corps tubulaire rigide fait d'un matériau cartonné, un fond et/ou un couvercle également fait d'un matériau cartonné, assemblés au corps 5 tubulaire, destinés à contenir des produits solides sous formes divisées, telles que poudres, grains, granulés, fibres, chips, etc. ou encore des produits sous forme liquide ou sous forme pâteuse. Les emballages tubulaires concernés sont aussi bien les emballages de section circulaire que les emballages 10 tubulaires de section non circulaire, par exemple des emballages de section rectangulaire ou ovale. Le terme emballage en carton désigne usuellement des emballages dont 90 à 98% en poids sont constitués de matériaux 15 cellulosiques. Ce type d'emballage comprend, en plus des couches de matériaux cellulosiques, des couches ou revêtements métalliques, tels que l'aluminium, ou synthétiques, associés aux matériaux cellulosiques pour former des matériaux surfaciques composites, qui sont désignés ici par le terme 20 «matériau cartonné». Ces matériaux métalliques ou synthétiques constituent, selon une terminologie généralement acceptée, un «matériau barrière » isolant le produit stocké à l'intérieur de l'emballage de l'environnement extérieur, par exemple pour éviter une oxydation, un desséchement, ou vis-à-vis de 25 polluants. Les couches ou revêtements synthétiques peuvent également jouer un rôle essentiel de scellage entre deux parties de l'emballage au cours de sa fabrication; dans ce cas elles sont généralement qualifiées de «matériau barrière réactivable». Dans la suite de ce texte, pour simplifier le 30 langage, le terme «scellage» est utilisé pour qualifier l'opération faisant adhérer, de façon définitive ou réversible, deux matériaux d'un emballage, quel que soit le type de substance adhésive, colle à froid, colle à chaud, hotmelt, revêtement fusible, etc. mise en oeuvre. 35 La présente invention concerne plus particulièrement un procédé de fabrication d'emballages en carton comprenant un corps tubulaire fait d'une ou plusieurs couches d'un matériau cartonné et une structure obturante, qui forme soit le couvercle soit le fond de l'emballage, comprenant - la fourniture de structures obturantes sous forme d'aplats comprenant une partie centrale de forme conjuguée à la forme de l'ouverture des corps tubulaires, entourée d'une partie périphérique rabattable suffisante pour assembler de manière étanche une structure obturante avec la paroi latérale interne d'un corps tubulaire, - l'introduction des structures obturantes dans un outil de 10 formage, la mise en forme de cuvette et au besoin le chauffage de la structure obturante, - l'introduction, la pose et le scellage de la cuvette dans le corps tubulaire au moyen du dit outil de formage. Selon que la structure obturante ci-dessus est un couvercle ou 15 un fond, ce type d'emballage recevra ultérieurement respectivement soit un fond soit un couvercle, après le remplissage avec le produit qu'il est destiné à contenir. La présente invention concerne également une machine pour mettre en oeuvre le procédé ci-dessus. 20 Le brevet français publié sous le No FR 2 716 408, décrit la fabrication d'un emballage tubulaire du type ci-dessus. La structure obturante est formée d'un carton-couvercle constitué de matériau cellulosique et d'une membrane de sécurité en 25 matériau cellulosique revêtu d'un matériau barrière. Ces deux pièces sont formées l'une après l'autre, sous forme de cuvettes cylindriques par un poinçon de forme au travers d'une matrice extérieure et engagées dans une extrémité du corps tubulaire. Les parois latérales des deux pièces sont 30 assemblées de manière étanche avec la paroi interne du corps tubulaire. Puis la paroi du corps tubulaire est prédécoupée selon une ligne périphérique située entre les zones d'assemblage des deux pièces, de façon à permettre l'ouverture du carton-couvercle sans arracher la membrane de sécurité. 35 La demande de brevet FR 1251086 décrit un procédé et un dispositif de fabrication d'un emballage comprenant un corps tubulaire fait d'un matériau cartonné et un couvercle, assemblé au corps tubulaire de manière étanche, ce procédé comprenant - l'assemblage à plat de trois matériaux en bandes, à savoir un matériau cellulosique revêtu d'au moins un matériau 5 barrière réactivable, une pièce de laminage et un matériau formant la membrane de sécurité; -la découpe de la bande composite formée des trois matériaux assemblés en structures obturantes sous forme d'aplats comprenant une partie centrale de forme conjuguée à la forme 10 de l'ouverture des corps tubulaires, entourée d'une partie périphérique rabattable suffisante pour assembler de manière étanche la structure obturante avec la paroi latérale interne d'un corps tubulaire; - l'introduction de ladite structure obturante dans un outil 15 de formage, de pose et de scellage, le chauffage et la mise en forme de cuvette de la structure obturante, l'introduction et le scellage de la cuvette dans le corps tubulaire au moyen du dit outil de formage, de pose et de scellage; - la prédécoupe de la paroi latérale du corps tubulaire et de 20 la membrane selon une ligne périphérique située au-dessus de ladite languette; - optionnellement une opération de finition, telle qu'un ourlage. 25 Les machines de l'état de la technique mettant en oeuvre les procédés décrits ci-dessus travaillent à des cadences de 20-80 unités, à savoir corps tubulaires + couvercles, par minute. Après adaptation, ces machines à former des couvercles permettent également la pose de fonds en carton dans des 30 boites préalablement remplies. Cette dernière opération s'effectue dans les usines consommatrices de ces emballages. Avec le fort développement des ventes de boites en carton du type décrit ci-dessus depuis 2007 et la pression sur les prix 35 exercée par les industries consommatrices de ces emballages, une demande existe pour trouver des solutions techniques pour produire plus, plus vite et donc moins cher.
A cet effet, l'invention propose un procédé de fabrication d'emballages comprenant un corps tubulaire fait d'un matériau cartonné et une structure obturante, comprenant - l'approvisionnement d'une unité de scellage en corps 5 tubulaires préformés et en structures obturantes sous forme d'aplats comprenant une partie centrale de forme conjuguée à la forme de l'ouverture des corps tubulaires, entourée d'une partie périphérique rabattable suffisante pour assembler de manière étanche une structure obturante avec la paroi latérale 10 interne d'un corps tubulaire, - l'introduction de chaque structure obturante dans un outil de formage, et sa mise en forme de cuvette - l'introduction, la pose et le scellage de ladite cuvette dans un corps tubulaire au moyen du dit outil de formage; 15 - si la structure obturante est un couvercle, la prédécoupe de la paroi latérale dudit corps tubulaire et une prédécoupe partielle du dit couvercle selon une ligne périphérique, - si la structure obturante est un couvercle, au moins une opération de finition de l'extrémité de l'emballage portant la 20 dite structure obturante, procédé dans lequel les dits corps tubulaires sont amenés deux par deux à ladite unité de scellage, les structures obturantes sont amenées deux par deux à des paires d'outils de formage de ladite unité de scellage pour y être mises en forme de 25 cuvettes, puis introduites deux par deux, posées et scellées dans des paires de corps tubulaires par lesdites paires d'outils de formage, et les corps tubulaires portant les lesdites structures obturantes sont soumis deux par deux aux opérations subséquentes de prédécoupe et de finition. 30 Selon un mode d'exécution, le procédé comprend - l'assemblage à plat d'au moins deux matériaux en bandes, à savoir une bande d'un matériau cellulosique pouvant être revêtu d'au moins un matériau barrière et une bande d'un 35 matériau formant une membrane de sécurité, en une bande composite, -la découpe de la bande composite en structures obturantes par paires d'aplats, l'un des aplats d'une paire étant découpé dans la partie gauche et l'autre aplat de la même paire étant découpé dans la partie droite de la bande composite. Selon un mode d'exécution, le procédé est cadencé pas à pas, et l'avance des bandes d'un pas, une séquence d'assemblage des matériaux en bandes et une séquence de découpe de deux structures obturantes dans la bande composite sont asservies à l'introduction d'une paire de structures obturantes dans l'outil de formage.
Selon un mode d'exécution, une séquence d'assemblage de la bande composite comprend -la création d'une différence de relief sur la bande de matériau cellulosique entre les zones centrales d'une paire de structures obturantes et les zones périphériques à encoller, 15 cette étapes de procédé étant optionnelle selon les colles, -la pose d'un film de colle sur les lesdites zones périphériques, -la mise en contact de la bande de matériau cellulosique et de la bande de membranes, 20 -le pincement de la zone à encoller entre et par des poinçons compressant localement lesdites bandes, -l'application d'un outil presseur entre les dits poinçons. Selon un mode d'exécution, après chaque avance de la bande composite et avant la découpe d'une paire de structures 25 obturantes le squelette de la bande composite est tendu par des moyens de traction. Selon un mode d'exécution l'aplat découpé dans la partie gauche et l'aplat découpé dans la partie droite de la bande composite lors d'une même opération de découpe sont 30 longitudinalement décalés. Selon un mode d'exécution le squelette de la bande composite est séparé en ses composantes en aval desdits moyens de traction.
Un autre objet de l'invention est une machine de fabrication d'emballages comprenant un corps tubulaire fait d'un matériau cartonné et une structure obturante faite d'un matériau cartonné, assemblée au corps tubulaire, ladite machine comprenant - une unité de scellage comprenant un plateau de scellage tournant, le dit plateau de scellage comprenant un nombre N de postes de scellage, avec 3 N 50, chaque poste de scellage comprenant deux outils de scellage, le dit plateau de scellage tournant de manière cadencée via un indexeur à N stops, -un dispositif d'alimentation introduisant des corps tubulaires deux par deux dans un premier poste de scellage, -un dispositif d'introduction amenant des structures 15 obturantes sous forme d'aplats, deux par deux, à une paire d'outils de formage d'un deuxième poste de scellage en amont du premier poste de scellage, -un dispositif de transfert de corps tubulaires, scellés à des structures obturantes, du plateau de scellage à une unité 20 agencée en aval. Selon un mode de réalisation la machine comprend de plus - une unité de finition comprenant un plateau de finition tournant, le dit plateau de finition comprenant un nombre N de postes de finition agencés pour accueillir chacun une paire de 25 corps tubulaires scellés à des structures obturantes, le dit plateau de finition tournant de manière cadencée via un indexeur à N stops, et au moins un outil double de finition, avec lequel chaque poste de finition vient interagir pour effectuer au moins une opération spécifique de finition sur 30 chaque corps tubulaire scellé à une structure obturante, -un dispositif d'éjection des dits emballages du plateau de finition. Selon un mode de réalisation de la machine, N=8. Selon un mode d'exécution, la machine peut être réalisée avec 35 seulement une unité de scellage, si on ne veut pas faire d'opération de finition sur la boite, en particulier dans le cas où le procédé concerne la pose des fonds sur des corps tubulaires. Selon un mode de réalisation de la machine un dit outil double 5 de finition est un outil de prédécoupe de couvercle. Selon un mode de réalisation de la machine l'unité de finition comprend un outil double d'ourlage. Selon un mode de réalisation de la machine l'unité de finition comprend au moins un outil double de gerbage. 10 Selon un mode de réalisation de la machine, elle comprend une unité de confection deux par deux de structures obturantes sous forme d'aplats comprenant une partie centrale de forme conjuguée à la forme de l'ouverture des corps tubulaires, entourée d'une partie périphérique rabattable suffisante pour 15 assembler une structure obturante avec la paroi latérale interne d'un corps tubulaire, fonctionnant en mode cadencé pas à pas, et asservie à l'introduction d'une paire de structures obturantes dans deux outils de formage. Selon un mode de réalisation de la machine ladite unité de 20 confection comprend -un dévidoir d'une bande d'un matériau cellulosique pouvant être revêtu d'au moins un matériau barrière et un dévidoir d'une bande d'un matériau formant une membrane de sécurité, la largeur des dites bandes étant suffisante pour loger 25 transversalement deux structures obturantes, - optionnellement, un poste de mise en relief de zones prédéterminées de la bande de matériaux cellulosiques, en fonction du type de colle utilisée. -un poste d'encollage de la bande de matériaux cellulosiques, 30 un poste de mise en contact et de pressage de la bande de membrane sur la bande de matériaux cellulosiques, -un poste de découpe de structures obturantes comprenant deux outils de découpe décalés longitudinalement, et -au moins un avance-bande synchronisant l'avance de la bande de matériau cellulosique avec l'avance de la bande de matériau de membrane, formant une bande composite, le dit avance-bande et les postes précités de l'unité de confection étant asservis au dit dispositif d'introduction. Selon un mode de réalisation de la machine ladite unité de confection comprend un dispositif extracteur de squelette de bande et en particulier un dispositif séparateur de squelette 10 de bande en ses composantes. L'invention a également pour objet -un dispositif avance-bande pour une machine du type ci-dessus comprenant deux rouleaux d'entraînement de même diamètre et un servomoteur entraînant l'un des deux rouleaux, l'autre rouleau 15 étant entraîné dans un rapport 1/1 pas le premier rouleau. -un dispositif d'encollage pour une machine du type ci-dessus, comprenant une presse mettant en relief deux par deux des zones d'encollage, un porte-empreinte transférant un film de colle d'un réservoir sur lesdites zones d'encollage, un 20 dispositif presseur comprenant un jeu de poinçons isolant les dites zones d'encollage et un presseur agencé entre les dits poinçons. -un dispositif d'introduction de structures obturantes pour une machine du type ci-dessus, présentant des moyens 25 d'ajustement du pas de découpe de l'unité de confection des structures obturantes au pas des outils de formage d'un poste de scellage de l'unité de scellage comprenant, comprenant un actionneur linéaire longitudinal et deux coulisseaux latéraux. -un outil de formage pour une machine du type ci-dessus, 30 comprenant un tampon conique appuyant sur le centre d'une structure obturante pour chasser l'air entre le matériau cellulosique et le matériau de membrane vers la périphérie, le dit tampon conique étant isolé thermiquement de la partie chaude de l'outil de formage. -un tel outil de formage caractérisé en ce que la course de scellage du dit outil est ajustable. -un outil de prédécoupe pour une machine du type ci-dessus, ladite structure obturante étant le couvercle, comprenant un 5 couteau de découpe circulaire et un mandrin de prédécoupe logeant un corps tubulaire, le dit couteau étant agencé par rapport au mandrin de façon à inciser le corps tubulaire en dessous de la surface de colle liant la membrane aux matériaux cellulosiques du couvercle et de façon à traverser toutes les 10 couches du corps tubulaire et la membrane mais non le matériau cellulosique du couvercle, les vitesses de rotation du couteau et du mandrin étant ajustées de façon à synchroniser les vitesses tangentielles du couteau et du corps tubulaire. -un tel outil de prédécoupe, caractérisée en ce que le fils du 15 couteau est altéré localement pour créer des points d'attache ou une charnière. -un tel outil de prédécoupe, comprenant un module de précontrainte appuyant sur le sommet de l'emballage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention 20 apparaîtront à l'homme du métier de la description ci-dessous d'un mode d'exécution d'une machine selon l'invention ainsi que de modes d'exécution de certaines de ses composantes un, en se référant aux dessins, dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique de l'ensemble d'une 25 machine, - la figure 2 est une vue schématique d'une unité de confection de la machine de la figure 1, - la figure 3 est une vue schématique de la partie amont de l'unité de confection de la figure 2, 30 - la figure 4 est une vue en perspective d'un dispositif avance-bande, - les figures 5 et 6 sont des vues schématiques illustrant la progression de la bande des figures précédentes au niveau de la découpe de cette bande et en aval de celle-ci, - la figure 7 est une vue schématique illustrant le traitement 5 du squelette de la bande après découpe selon la figure 6, - les figures 8 et 9 sont des vues schématiques illustrant deux configurations du dispositif d'introduction des structures obturantes dans l'unité de scellage, - la figure 10 est une vue schématique en coupe d'un tampon de 10 scellage, - la figure 11 est une vue schématique illustrant l'ajustement de la course de l'outil de formage, - la figure 12 est une vue schématique en coupe illustrant un outil de prédécoupe. 15 Le mode d'exécution décrit ci-dessous est une machine assemblant des corps tubulaires ronds à des couvercles ronds pour former des emballages disposant d'une membrane de sécurité. L'homme du métier est en mesure d'en adapter les caractéristiques pour réaliser des modes d'exécution traitant 20 des corps tubulaires parallélépipédiques, oblongs, ovoïdes, ou d'autres formes ainsi que des modes d'exécutions mettant en oeuvre d'autres types de structures obturantes. On peut également observer que les corps peuvent être traités de façon horizontale ou verticale selon la configuration machine 25 choisie. La machine 1 illustrée par la figure 1 se compose de 3 unités principales : 30 L'unité de scellage 2 scelle les structures obturantes, c'est-à-dire des couvercles, dans des tubes rigides arrivant d'une machine de fabrication de corps tubulaires via un dispositif d'alimentation 5. Les corps sont introduits deux par deux dans un plateau tournant 3 à huit postes 4, chaque 35 poste étant composé de deux outils de formage et de scellage 7. Les corps sont introduits dans chaque outil 7. Ce plateau 3 tourne de manière discontinue et cadencée via un indexeur à 8 stops. Les couvercles, sous forme d'aplats préalablement découpés depuis une bande, comme décrit ci-dessous, sont transférés dans les outils de scellage 7 par un dispositif d'introduction 6. Ces couvercles sont ensuite formés à travers une matrice 8 créant une jupe verticale, puis insérés dans un corps tubulaire par un tampon de scellage 9. Les boîtes ainsi obtenues, corps tubulaire + couvercle, restent dans le plateau avec le tampon de thermo-scellage en position basse pendant un ou plusieurs indexages du plateau. Les tampons sortent ensuite des boites et les boîtes ainsi créées sont éjectées du plateau de scellage et amenées par un dispositif de transfert 14 à une unité de finition.
L'unité de finition 10 termine le couvercle cartonné de la boite. Les corps tubulaire avec les structures obturantes scellées sont introduits dans un plateau tournant 11 à huit postes 12. Ce plateau tourne de manière discontinue et cadencée via un indexeur à huit stops. Chaque poste est composé de deux modules de finition. 13. Les corps tubulaires sont introduits deux par deux dans chaque module de finition. A une ou plusieurs étapes d'un poste 12, les deux boites en cours de finition sont présentées à un outil double de finition 14 qui effectue une opération spécifique de manière simultanée sur chacune des deux boites. Jusqu'à huit opérations de finition sont possibles, par exemple une prédécoupe pour faciliter l'ouverture, un ourlage, ou encore un gerbage. Les boites sont ensuite éjectées sur un convoyeur 30 deux par deux. Ce convoyeur aboutit à la mise en palette des boites. Une unité de confection 15, illustrée dans son ensemble par la figure 2, confectionne à plat les couvercles par assemblage d'une bande de matériau cellulosique 16, en général du carton, le plus souvent imprimée, mais pas toujours, et d'une bande de membrane 17, qui peut avoir une structure complexe. La confection des couvercles à plat deux par deux est réalisée en utilisant une bobine de carton imprimée à 2 pistes. Ceci entraîne un gain de coût sur le matériau des couvercles de l'ordre de 10 à 15 % par rapport à une bobine simple imprimée car les bobines mères imprimées à deux pistes sont moins reprises en recoupe. La bande imprimée a un pas constant marqué par des spots 18, car l'impression des couvercles est calée par rapport aux spots. Cette bande est tractée par plusieurs dispositifs avance-bande 19 à rouleaux motorisés qui ont pour rendre vie à chaque lecture d'un spot par un lecteur 20. Ce dispositif tracte également la bande de membrane 17 qui est alors synchronisée sur l'avance du couvercle. Des opérations sont effectuées à chaque arrêt sur la bande de matériaux cellulosiques 16, la bande de membrane 17 et la bande composite 21 qui résulte de leur assemblage dans un dispositif d'assemblage 22 dont un mode d'exécution est décrit ci-dessous. Cette bande passe ensuite dans un poste de découpe pour y être découpée en couvercles.
Outre la découpe des couvercles, cette unité de confection peut réaliser des opérations multiples sur des bandes de carton ou autre, et ce de manière aisée car réalisées à plat. Il est ainsi possible de réaliser des grilles de poudrage en carton à partir d'une membrane en carton, d'ajouter des impressions sur les deux faces d'une bande, de disposer des composants supplémentaires sur un couvercle tel qu'un bec verseur, un bouchon, etc. En amont de l'assemblage, des opérations non illustrées sur les figures ont pu être réalisées sur la bande membrane, qui peut être un film simple ou complexe, une bande de carton simple ou complexe. Ces opérations peuvent par exemple être: la découpe et le retournement d'une languette, des trous pour une grille saupoudreuse, obturés ou non, l'ajout d'un document imprimé, la mise en place d'un bec verseur ou d'un bouchon plastique,... De telles opérations sont aussi possibles sur la bande de couvercle. L'avance des deux bandes étant synchronisée, la précision des opérations est assurée.
L'homme du métier prendra connaissance avec intérêt de modes d'exécution particuliers de certaines étapes du procédé selon l'invention et de modes de réalisation de certains postes de 5 travail de la machine selon l'invention, décrits ci-après. Fabrication des couvercles à plat à la demande. L'assemblage de la bande en carton 16 avec la bande de membrane 17 par encollage pour former une bande composite 21, 10 illustré par les figures 2 et 3, est effectué de manière discontinue mais cadencée pas à pas dans la zone amont de l'unité de confection 15. Les pas sont soit déterminés par des spots imprimés ou par l'avance bande lui-même via un codeur. La découpe de la bande composite en couvercles individuels est 15 illustrée par la figure 5. L'avance d'un couvercle un premier poste de scellage 4 entraîne une demande de séquence d'assemblage d'un pas de bande en carton 16 avec une membrane. Ainsi, l'intervalle de temps entre la fabrication de la structure du couvercle à plat et le formage du couvercle dans 20 l'unité de scellage peut être maitrisé. Ceci est avantageux pour l'étape de formage/scellage du couvercle, car la colle liant la membrane au couvercle n'a pas assez de temps pour complètement sécher. Ainsi, lors du formage du couvercle dans les outils de scellage 7 réalisant le passage d'une découpe 25 plane à un couvercle formé avec jupe verticale, la membrane peut glisser relativement au couvercle. Ceci permet d'une part d'éliminer la présence d'air entre couvercle et membrane et d'autre part, de limiter les contraintes de formage sur les matériaux. En effet, s'il y avait trop d'air entre le 30 couvercle et la membrane, la température des tampons de scellage dilaterait l'air présent entre le couvercle et la membrane de sorte qu'en sortie de la machine, le couvercle serait gonflé et la boite non conforme au cahier des charges. La limitation des contraintes de formage entre couvercle et 35 membrane permet également de limiter la présence de plis, susceptibles d'entraîner une non étanchéité du scellage et de limiter l'étirement et donc la fragilisation, voire la rupture, des films complexes de type PE, OPP, PET, aluminium... formant la barrière de l'emballage vis-à-vis de l'humidité, de l'air. La limitation des contraintes de formage limite aussi la déformation d'une éventuelle languette et de sa découpe située sur la partie verticale de la jupe après le formage du couvercle Pour des raisons de souplesse, la liaison du dispositif d'assemblage au poste de découpe des couvercles inclus un brin mou 23. La bande composite réalisée peut alors être continue et sans tension entre l'assemblage et la découpe du couvercle, les deux postes sont mécaniquement indépendants. La maitrise du séchage de la colle est contrôlée par plusieurs facteurs. Ces facteurs sont le temps de prise de la colle, les colles à base d'eau ayant des temps de séchage compris entre 20 secondes et trois minutes, la distance entre le poste de collage couvercle/membrane et la cadence de la machine. En cas d'arrêt prolongé de la machine, les couvercles présents entre le poste de collage et le formage peuvent être purgés de manière automatique ou manuelle. De plus, le composite 21 est fabriqué directement sur la machine, donc pas de stockage du produit fini, consommation à la demande donc pas de gâche, pas de machine spéciale pour 25 faire ce travail, donc, globalement, un gain de coût. Si la distance entre le collage des couvercles et le formage des couvercles est très importante et qu'un séchage de la colle est inévitable, il est possible d'utiliser des colles à 30 réversibilité thermique. Dans ce cas, la liaison entre le couvercle et la membrane sera momentanément limitée ou réduite par la chaleur du tampon de formage du couvercle. Ce mode de confection de couvercles à deux composantes est 35 également utilisable pour la fabrication de fonds. En effet, pour des raisons économiques ou techniques, il peut être judicieux de réaliser un complexage de carton et de matériaux barrière/scellant pour un fonds en utilisant la même méthode.
Un fond peut alors être créé en ligne avec divers matériaux. On profite alors de l'avantage de la limitation des contraintes mécaniques décrite ci-dessus pour améliorer l'étanchéité des boites.
Système d'encollage de précision de la bande de membrane sur la bande de carton. Comme le montrent les figures 2 et 3, la bande de carton 16 est tractée par un dispositif de rouleaux motorisés avance bande 19. Ce dispositif entraîne à la fois la bande de carton 16 et celle de la membrane 17. Les deux bandes sont alors synchronisées en avance. Pour réaliser un couvercle, il faut lier les deux bandes par un collage. Pour appliquer la colle avec une grande précision et une 15 grande fiabilité, le mode d'exécution illustré par la figure 3 est exécuté en plusieurs étapes. La première étape, optionnelle, consiste à réaliser une mise en relief 24 de la bande de carton par une presse pneumatique, hydraulique ou électrique. La partie centrale reste plane, 20 mais la zone de dépose de la colle est légèrement surélevée. Ainsi, quand on dépose le film de colle, celui-ci est localisé au-dessus de la partie centrale. Quand couvercle et membrane vont être rassemblés par l'avance, la colle ne va pas frotter la membrane et s'étaler vers le centre. 25 Un film de colle d'épaisseur 0.2 à 5mm est déposé sur la partie intérieure de la bande de couvercle/carton opposée à l'impression par deux empreintes 25, une pour chaque piste de la bande, via un mouvement de translation faisant passer les 30 empreintes 25 d'un bac de colle 26 jusqu'au contact avec la bande de carton. Ce mouvement est assuré par un vérin pneumatique électrique, hydraulique ou par la transformation d'un mouvement de rotation, bielle/manivelle par exemple. Chaque empreinte retourne ensuite dans le bac à colle pour se 35 recharger de colle. La forme du film de colle ainsi déposé est la même que l'empreinte. Pour une boite ronde, la forme de l'empreinte est un anneau avec des diamètres respectivement légèrement supérieur au diamètre intérieur de la boite et légèrement supérieur au diamètre de découpe du couvercle. La pose de la colle doit être effectuée avec une grande précision. D'une part pour que la membrane et le couvercle restent parfaitement liés lors de la découpe, d'autre part pour que la colle ne se disperse pas vers l'intérieur de couvercle. La colle doit aussi être présente à l'extérieur de la découpe du couvercle pour lier la bande membrane à la bande couvercle du squelette de découpe, pour faciliter le fonctionnement du dispositif d'extraction du squelette. Cependant, s'il est indispensable d'avoir de la colle à l'extérieur de la découpe, il faut aussi éviter que la colle ne se disperse trop vers l'extérieur de la bande. En effet, la largeur de la bande étant optimisée pour limiter les coûts, la distance entre la colle et les extrémités des bandes est très faible. Si la colle vient à déborder sur les flancs du composite couvercle/membrane, les éléments en contact avec la bande composite seront rapidement pollués par la colle (avance bande pour le collage, la découpe, l'extraction ainsi que les éléments de guidage, poinçon matrice de découpe et outil de formage/scellage). Ceci peut provoquer des arrêts de production ainsi que des réclamations des utilisateurs C'est au pas suivant que la bande de membrane vient au contact de la bande de carton et qu'elle est liée au futur couvercle avec la colle par un système de presseurs. A ce moment-là, un composite couvercle/membrane est créé. Pour lier le composite, c'est-à-dire pour que la membrane et le couvercle soient suffisamment liés, il faut exercer une pression sur le couvercle sur la zone préalablement encollée. Pour éviter les dispersions de colle vers le centre du couvercle, un poinçon 27 très fin vient en premier lieu isoler la partie intérieure du couvercle à un diamètre légèrement inférieur au diamètre de l'empreinte de colle par pression sur les bandes de couvercle et membrane. Un autre poinçon 28 vient ensuite jouer le même rôle pour la partie extérieure du couvercle avec un diamètre légèrement supérieur au diamètre de l'empreinte de colle. Un presseur 29 situé entre les deux poinçons 27,28 peut ensuite comprimer la colle pour lier les deux bandes. La colle s'étale uniquement entre les deux poinçons.
Pour une bonne gestion du cycle d'encollage, l'encollage doit être suivi d'une avance d'un pas de la bande, le presseur étant agencé un pas après la dépose de la colle. Ainsi, chaque fois que la colle est déposée sur la bande, la membrane et le couvercle sont liés immédiatement par le presseur. En cas d'arrêt de production, la colle ne peut donc pas sécher sur la bande de carton et ainsi rendre la liaison entre le couvercle et la membrane impossible ni ajouter une surépaisseur au composite couvercle/membrane constituée par un film de colle pas encore comprimé par le presseur et donc en relief. Ceci assure une production à la demande et en ligne des structures obturantes couvercle/membrane. Ce procédé d'encollage est applicable à la confection de fonds. Toutefois dans ce cas, l'étape de mise en relief du couvercle n'est pas nécessaire car il n'y aura pas de séparation du complexe à postériori. Dans le cas où la partie carton du fond n'est pas imprimée, l'arrêt de l'avance n'est plus faite par la lecture d'un spot imprimé, mais par une avance pas à pas. On procède alors, sur la bande en carton, à la perforation d'un trou. Ce trou est relatif au positionnement de la bande sur l'unité de confection par rapport à l'encollage et aux autres opérations. Ce trou est ensuite utilisé comme un spot pour piloter l'arrêt de l'avance-bande de découpe. Il est alors possible d'utiliser des couvercles non imprimés et donc moins chers tout en ayant la fonction de séparation des postes d'unité couvercle et de découpe du couvercle. Dispositifs d'entraînement de précision pour l'entrainement 35 pas à pas des bandes dans l'unité de confection des couvercles, la découpe du couvercle et extraction du squelette.
Ce dispositif d'avance bande illustré par la figure 4 utilise un mécanisme composé de deux rouleaux d'entrainement de même diamètre. Un servomoteur 34 actionne un des deux rouleaux 31, le rouleau non motorisé 32 est entrainé par le rouleau 5 motorisé 31 via un pignon 33 ou une courroie. Les deux rouleaux sont alors entrainés de manière parfaitement synchronisée ce qui améliore la précision de chaque avance, notamment à l'arrêt de l'avance sur le spot imprimé. Cette précision permet de respecter parfaitement le centrage des 10 bandes par rapport aux spots lors des différentes opérations réalisées sur un couvercle, une membrane ou un fond. -Découpe des couvercles en décalé. L'objectif est d'utiliser une bande de couvercle imprimée à 15 double pistes optimisée en largeur et en pas, limitant ainsi la quantité de matière non directement utilisée dans la fabrication de l'emballage. Ce pas de découpe est imposé par une variable économique. En effet, pour optimiser le coût des bandes de carton, et autres partie du composite, les distances 20 entre couvercles voisins ainsi que la laize de la bande doivent être réduits au maximum, la surface du squelette de découpe n'étant pas valorisée dans le produit fini. Le pas peut également être imposé par les machines d'impression des fournisseurs. L'angle de découpe en décalée est alors fonction 25 du pas des spots et de la largeur des bandes utilisées. Avec cette méthode de découpe de deux couvercles 35,36 décalés d'un pas Pb de la bande, on obtient un pas de découpe Pd de l'ordre de grandeur de environ 1.4*Pb, de sorte qu'on a plus d'espace pour placer les outils liés à la découpe et au transfert du 30 couvercle. Les outils de découpe sont en soi connus de l'homme du métier. On notera que les poinçons de matrice des outils de découpe peuvent déborder latéralement de la bande composite. 35- Système de transfert à variation de pas des couvercles découpés vers les outils de formage/scellage - Une fois découpés, les couvercles ou fonds doivent être transférés dans les outils de scellage du couvercle (ou fond).
Or, le pas des outils de scellage Po n'est pas forcément le même que le pas de découpe Pd, par le fait que pour des raisons de flexibilité des opérations, les changements de format (diamètre ou forme) doivent être rapides et à coût d'outillage limité. Le pas des outils Po est de ce fait la résultante d'une optimisation pour un panel de formats. Cette différence entre le pas de découpe Pd et le pas constant des outils Po impose une solution de mise au pas Po des couvercles, une fois découpés par le système de transfert.
Les figures 8 et 9 illustrent deux cas où respectivement Pd<Po et Pd>Po. Le mouvement de ce dispositif de transfert est assuré par un actionneur linéaire 37, pneumatique, électrique ou autre, assurant un mouvement rectiligne. L'angle de transfert est réalisé par le mouvement des deux coulisseaux de transfert 38, qui eux, ont un déplacement transversal. Ainsi, en cas de changement de format, il faut simplement changer le bloc de découpe en quinconce et de transfert à pas variable (fixation rapide), la variable d'ajustement au changement de format, et donc cet angle de transfert. Pour pallier les éventuelles imprécisions de position du couvercle sur un coulisseau de transfert, celui-ci est équipé d'une lamelle sous vide 39. Cette lamelle va jouer un double rôle. Le premier est de maintenir le couvercle sur le système de transfert, c'est-à-dire le coulisseau. Le second est de laisser la possibilité au couvercle de se déplacer légèrement quand le couvercle rentre dans l'outil de formage scellage. Ainsi, le couvercle peut se centrer librement dans l'outil de formage scellage (autocentrage).
Exemple : la machine est optimisée pour traiter des boites de 30 à 125 mm de diamètre ainsi que d'autres formes non rondes mais à périmètres équivalents. Le pas de découpe est de 141.42 mm (2 diamètres 90 découpés), le pas des outils de formage/scellage du couvercle (ou fond) est de 132 mm et la distance entre le point de découpe et le centre de l'outil de formage/scellage est de 200 mm. Le dispositif de transfert doit alors avoir un angle de transfert de 2.7° pour effectuer cette transition.
Système de sortie du squelette de découpe. Ce système compact permet de fiabiliser la sortie du squelette de bande en tirant dessus avec un dispositif de traction par rouleaux 19 tel que décrit ci-dessus, agencé en aval de la découpe, reproduisant instantanément le mouvement de l'avance bande 19 de la bande composite en amont de la découpe. Ceci permet de sortir le squelette du poste de découpe de manière fiable, et ce, même si pour des raisons de place, la trajectoire de sortie du squelette, dont la figure 6 illustre deux variantes, est complexe, et d'améliorer la précision de positionnement des couvercles, ou des fonds, sous le poste de découpe. Cette amélioration de la précision est due au fait que la bande reste tendue sous le poste de découpe. On évite ainsi la formation de vague(s) à l'avant de l'avance bande en amont de la découpe des couvercles, situé relativement loin derrière la position de découpe à cause du système de découpe en diagonale. Pour assurer une tension suffisante sans pour autant casser le squelette fragile de la bande, celle-ci est retendue par l'avance-bande d'extraction du squelette après l'exécution de chaque avance et avant chaque découpe. Ce mouvement de tension est indispensable car le rendement global entre les deux avances-bandes ainsi que le parcours de la bande de squelette est soumis à un rendement variable, dû au coefficient de frottement variable, à la tolérance d'usinage entre les 2 avances bandes, etc... Cette fonction est assurée par une micro avance calibrée par le servomoteur d'extraction. L'arrêt de cette micro avance est piloté par un couple constant ou une temporisation.
Dispositif de séparation des couches du squelette Le squelette issu de la découpe du couvercle est, comme précédemment décrit, un composite. Dans certains cas, l'une ou l'autre partie de ce composite peut être composée de matériaux "nobles", pure cellulose ou aluminium par exemple. Pour la valorisation des déchets, il peut être rentable de séparer les matériaux fortement valorisés des éléments moins valorisés. Pour ce faire, la machine peut être équipée d'un séparateur bande de matériaux cellulosiques/bande de membrane après extraction. On ajoute un avance bande 19' après celui d'extraction 19 du squelette, fonctionnant selon le même principe. Un dispositif de séparation des bandes 40 illustré 5 schématiquement sur la figure 7 est placé entre ces deux avances bandes. Seule l'une des deux bandes est tractée par le dernier avance-bande 19'. Les bandes sont ainsi séparées, la maîtrise de l'encollage du couvercle permettant une séparation aisée. Chaque élément est alors récupéré dans différents 10 containers. Tampon de formage/scellage Il est avantageux d'évacuer l'air situé entre les couches formant le composite couvercle/membrane. Les tampons de formage/scellage selon l'invention ont une conception 15 favorisant cela, illustrée sur la figure 10. Une interface conique 9 permet de créer un appui au centre de la couche en carton 44 du couvercle pour canaliser la circulation d'air du centre du couvercle, vers la jupe puis vers l'extérieur, comme montré par les flèches sur la figure 10. La différence entre 20 les parties chaudes et les parties froides de l'outil peut dépasser 50°C. La partie chaude 45 de l'outil de scellage est isolée de l'interface conique 9 par un montage approprié de celle-ci sur le support 47 du tampon, lui-même isolé de la partie chaude 45 par un matériau isolant 46. La température 25 sur l'interface d'appui 9 est alors limitée, l'impression du couvercle n'est donc pas altérée par la chaleur (pas de réactivation des encres et des vernis). Le support 47 de l'outil est ajouré pour laisser l'air chaud sortir vers l'extérieur. En augmentant le temps de scellage du couvercle 30 (entre 1.5 et 20 sec) on peut diminuer la température de scellage. La diminution de la température de scellage évite de fragiliser les films barrières 42 du corps tubulaire et films scellants 43 du couvercle. De plus la couche cartonnée 41 du corps tubulaire et la jupe du couvercle étant soumis à une 35 forte pression par le module de contre scellage 58, la cohésion entre les films scellants du corps 42 de la boite et de la membrane 43 a plus de temps pour se faire de manière homogène sans être dégradées par une forte température.
L'étanchéité des boites et la résistance du couvercle s'en trouvent améliorées. L'évacuation de l'air est réalisée non seulement pendant le formage du couvercle mais également pendant la phase statique du scellage (tampon en position basse dans le couvercle et couvercle dans sa position définitive dans la boite). Le même procédé est applicable au scellage d'un fond simple ou composite. Dispositif de formage des couvercles à course variable (figure 11) La précision de la profondeur des couvercles (ou fonds) dans une boite est capitale pour la conformité du produit fini. La profondeur de position des couvercles peut varier selon les boîtes pour différentes raisons. Afin de résoudre ce problème d'ajustement de la profondeur, la machine est équipée de deux systèmes de formage/scellage 7 indépendants à course programmable pour chaque paire de poste de formage 4. Grâce au registre du plateau de scellage 3, l'automate sait quel outil 7 est à l'instant t au poste de formage/scellage du couvercle.
On peut attribuer au système de formage une course pour chaque outil. Cette course peut être modifiée à tout moment par un opérateur, suite à un contrôle de profondeur. La profondeur peut aussi être réglée de manière dynamique par la mesure des profondeurs des couvercles sortants du poste de scellage.
Cette mesure est réalisée par un capteur approprié, l'affiliation couvercle/outil est faite par le registre de l'automate. L'automate peut alors donner aux outils de formage les courses appropriées pour chaque outil, dans un seuil de tolérance pré déterminé.
Dispositif de prédécoupe des couvercles Ce dispositif de l'unité de finition, dont un mode d'exécution est illustré par la figure 12, sert à réaliser une prédécoupe précise sur un couvercle et utilise un couteau de découpe circulaire. La boite rentre dans un mandrin 48 appelé mandrin de prédécoupe. Le couteau 50 monté sur un support mobile 49 plonge ensuite dans la boite traversant toutes les couches 41,42 du corps de la boite et de la membrane 43 du couvercle.
Une butée fixe 51 limite sa plongée pour qu'il ne traverse pas la couche en carton 44 du couvercle. La position de plongée du couteau est située sur la jupe verticale du composite couvercle/membrane et en dessous de la surface de colle liant la membrane au couvercle préalablement scellé par l'unité de scellage 2 de la machine. Le mandrin 48 effectue ensuite une rotation pour découper totalement ou partiellement le périmètre de la boite. Le mandrin 48 et le couteau 50 sont liés par une transmission mécanique ou par un axe virtuel.
Dans le premier cas, un servomoteur 52 entraîne le mandrin de prédécoupe; dans l'autre cas, un servomoteur supplémentaire entraîne le couteau. Afin d'utiliser des couteaux standards avec un diamètre standard du marché, on établit une synchronisation des vitesses tangentielles entre le couteau 50 et le corps 41 de la boite. Cette synchronisation est soit obtenue par une transmission mécanique, par chaine OU courroie, dont le rapport de réduction ou de multiplication est le même que le rapport entre le diamètre du mandrin de prédécoupe 48 et le diamètre du couteau 50, soit par une interpolation en rotation des deux servomoteurs du mandrin de prédécoupe et du couteau, dont les vitesses respectives sont coordonnées à la réduction ou multiplication boite/couteau. Par exemple, avec une boite de diamètre 100 mm et un couteau de diamètre 100mm le rapport est de 1 ; pour un mandrin de prédécoupe de 50mm et un couteau de 100 mm de diamètre, le rapport de réduction est de 2, la boite tournant alors deux fois plus vite que le couteau en ce qui concerne le nombre de tours par minute.
Au long de son périmètre extérieur, le fil du couteau peut être volontairement altéré par suppression locale 53 du fil de coupe conservant ainsi un lien entre le couvercle et la boite pour créer des points d'attache plus ou moins épais sur la boite, qui servent alors de points d'inviolabilité 54. Dans ce cas, l'ouverture du couvercle se fera après la rupture des points d'attache 54. Une charnière d'ouverture 55 peut aussi être réalisée selon le même principe. Dans ce cas, l'altération du fil de coupe 56 est plus grande. Le couvercle reste alors lié au corps après l'ouverture. On peut également obtenir une charnière en faisant une découpe incomplète de la boite en effectuant moins d'un tour avec le mandrin de prédécoupe.
La précision de la prédécoupe devant être élevée, pour ne pas traverser la partie couvercle du composite membrane/couvercle, et répétitive, un capteur d'origine est placé sur le porte couteau. Après chaque cycle de découpe, le couteau revient à sa position initiale. Ainsi, on utilise toujours la même partie du fil de coupe par rapport au mandrin de prédécoupe. L'usure du couteau est alors plus homogène et facilement rattrapable par la réduction de l'entraxe entre le mandrin de prédécoupe et le couteau quand celui-ci est en plongée. De plus, grâce à ce capteur, les points d'attache peuvent toujours être au même endroit par rapport au mandrin. Dans ce cas, si l'on oriente préalablement, lors du passage dans un poste de travail antérieur, les boites par rapport au graphisme via un spot imprimé sur l'étiquette du corps, on peut alors placer les points d'attache et surtout la charnière précisément par rapport aux indications d'ouverture imprimées sur le corps de la boite. Une autre option d'orientation est de positionner le couvercle rapporté par rapport à un repère situé sur ce même couvercle.
Afin de ne pas entraîner de rupture des points d'attache par la pression exercée par le cône du couteau de découpe, un appui est réalisé sur le sommet de la boite par un module de précontrainte 57,mobile en translation, précontraint par des ressorts. Cette précontrainte de la boite stabilise également celle-ci, empêchant le fil de coupe du couteau de faire bouger la boite le long de l'axe de rotation. La jonction de la prédécoupe est alors parfaite.
Ce dispositif, décrit ci-dessus pour des boites circulaires, est adaptable pour des boites non rondes (ovales, carrées, rectangulaires...). Dans ce cas, la butée de plongée n'est plus fixe, mais variable en fonction de la forme du couvercle.
Sa position varie par copie d'un galet tournant sur une came de forme homothétique au mandrin de coupe, le galet étant sur le référentiel du porte couteau, ou par le mouvement d'un axe électrique interpolé à la forme par programmation de celui-ci.
Gestion des défauts d'avance des couvercles imprimés avec auto purge des couvercles mal imprimés ou présentant un risque de défaut. Dans le cas d'utilisation de couvercles imprimés, les arrêts des avances bandes sont gérés par la lecture d'un spot imprimé par rapport à chaque impression du couvercle, par exemple par une cellule optique. Dans certains cas, il arrive que le spot soit mal imprimé ou dégradé, la lecture du spot est alors impossible. Si une avance de bande est ratée pour cause d'un spot manquant ou illisible, les bandes de couvercle et de membrane sont alors décalées par rapport à l'impression, toutes les opérations réalisées préalablement à la jonction des bandes sont aussi décalées et le couvercle résultant de l'assemblage et plusieurs couvercles à venir sont non conformes Si ces mêmes couvercles sont insérés dans un corps de boite, c'est toute la boite qui est non conforme; ce qui représente un risque vis à vis du client final. Pour pallier ce risque, l'automatisme de la machine est capable de gérer ce problème de manière automatique sans créer d'arrêt de ligne et de purge de bande coûteuse en temps et en matière première par le procédé Suivant les pas (d'impression) de la bande sont constants, avec une certaine tolérance. Cette tolérance est prise en compte pour déterminer la taille de l'empreinte d'encollage ainsi que le centrage de l'impression. Si tous les arrêts de bande sont dans cette tolérance, on considère les couvercles comme corrects. On renseigne via l'interface homme/machine le pas d'impression des couvercles, on renseigne également la tolérance mini et maxi de l'avance, qui peut varier en fonction du type d'opération à réaliser sur les bandes. A chaque avance, l'automate compare la position du spot par rapport à l'avance réelle effectuée. Cette mesure est faite grâce au codeur du servomoteur d'avance-bande ou d'une roue codeuse tractée par la bande du couvercle. Si le spot est détecté avant la fin de l'avance théorique d'un pas d'impression, celle-ci est ignorée et l'avance bande s'arrête à la valeur du pas d'impression préalablement programmé. Le couvercle est alors positionné dans les tolérances. Si le spot n'est pas détecté à sa position théorique, l'avance-bande s'arrête à la valeur du pas d'impression préalablement programmé. Le couvercle est alors positionné dans les tolérances.
Le nombre d'avances réalisées en mode de mesure du pas en cas de spot non conforme est programmable par l'opérateur; si ce nombre est dépassé, les couvercles non conformes sont enregistrés dans un registre puis évacués du poste de découpe de la manière suivante. La découpe des couvercles est stoppée, l'avance-bande du couvercle procède alors à des avances pour sortir les couvercles non conformes du système de découpe. Le risque de boite avec des couvercles non conformes est ainsi éliminé. Le même procédé est utilisé pour l'avance-bande de découpe du couvercle. En résumé, la machine selon l'invention est une machine rapide, capable de produire 80 à 200 unités par minute de corps de boîte munis de couvercles ou de fonds à base de matériaux cartonnés. Le principal avantage de la machine est de produire 80 à 85% plus vite qu'une machine de l'état de la technique avec des coûts de fonctionnement comparables, et ceci avec une seule machine, donc moins d'éléments mécaniques, électriques, électroniques et pneumatiques que 2 machines d'ancienne génération fonctionnant en même temps. De plus l'emploi d'une machine selon l'invention à la place de deux machines de l'état de la technique engendre des gains de place, de consommation électrique, d'équipements annexes et de pièces de rechange; ce qui réduit de manière importante le coût de production des boites et donc le prix de revient. Par rapport à l'utilisation de 2 machines qui nécessitent 2 agents de contrôle des boites en sortie de machine, la machine selon l'invention n'a besoin que d'une seule personne pour le contrôle. La production augmente donc de 80 à 85% mais le nombre de personnes sur la ligne reste le même. Le gain de place est également très important, par exemple pour les versions adaptées pour la pose des fonds cartons après remplissage, qui sont des machines utilisées chez le client final, car les clients ont rarement la place pour loger plusieurs machines dans un même lieu de production. En effet, la technologie de fabrication et d'assemblage de boites avec des couvercles et fonds en carton, c'est-à-dire d'emballages écologiques et recyclables, est plus volumineuse que les technologies classiques des boites en carton composites, c'est-à-dire corps en carton, fond en métal et couvercle en plastique avec membrane, difficilement recyclables. L'argument du gain de place est donc important si la question se pose de passer la technologie des boites composites à la technologie des boites entièrement en carton.

Claims (24)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'emballages comprenant un corps tubulaire fait d'un matériau cartonné et une structure 5 obturante faite d'un matériau cartonné, ce procédé comprenant - l'approvisionnement d'une unité de scellage (2) avec des corps tubulaires préformés et avec des structures obturantes sous forme d'aplats comprenant une partie centrale de forme conjuguée à la forme de l'ouverture des corps tubulaires, 10 entourée d'une partie périphérique rabattable suffisante pour assembler de manière étanche une structure obturante avec la paroi latérale interne d'un corps tubulaire, - l'introduction de chaque structure obturante dans un outil de formage (7) et sa mise en forme de cuvette 15 - l'introduction, la pose et le scellage de ladite cuvette dans un corps tubulaire au moyen du dit outil de formage; - si la structure obturante est un couvercle, la prédécoupe (14) de la paroi latérale dudit corps tubulaire et une prédécoupe partielle du dit couvercle selon une ligne 20 périphérique, - si la structure obturante est un couvercle, au moins une opération de finition de l'extrémité de l'emballage portant la dite structure obturante, caractérisé en ce que 25 les dits corps tubulaires sont amenées deux par deux à ladite unité de scellage (2), que les structures obturantes sont amenées deux par deux à des paires d'outils de formage (7) de ladite unité de scellage pour y être mises en forme de cuvettes, puis introduites deux par deux, posées et scellées 30 dans des paires de corps tubulaires par lesdites paires d'outils de formage, et que les corps tubulaires portant les lesdites structures obturantes sont soumis deux par deux aux opérations subséquentes de prédécoupe et de finition. 35
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, comprenant - l'assemblage à plat d'au moins deux matériaux en bandes, à savoir une bande d'un matériau cellulosique (16) pouvant être revêtu d'au moins un matériau barrière et une bande d'unmatériau formant une membrane (17) de sécurité, en une bande composite(21), -la découpe de la bande composite en structures obturantes par paires d'aplats, l'un des aplats d'une paire étant découpé 5 dans la partie gauche et l'autre aplat de la même paire étant découpé dans la partie droite de la bande composite.
  3. 3.Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dit procédé est cadencé pas à pas, et que l'avance des bandes 10 d'un pas, une séquence d'assemblage des matériaux en bandes et une séquence de découpe de deux structures obturantes dans la bande composite sont asservies à l'introduction d'une paire de structures obturantes dans deux outils de formage (7).
  4. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une 15 séquence d'assemblage des matériaux en bandes comprend -la création d'une différence de relief (24) sur la bande de matériau cellulosique entre les zones centrales d'une paire de structures obturantes et les zones périphériques à encoller, cette étape du procédé étant optionnelle selon les colles, 20 -la pose d'un film de colle sur les lesdites zones périphériques, -la mise en contact de la bande de matériau cellulosique et de la bande de membranes -le pincement de la zone encollée par des poinçons (27,28) 25 compressant localement lesdites bandes, -l'application d'un outil presseur (29) entre les dits poinçons.
  5. 5. Procédé selon l'une des revendications 2-4, caractérisé en ce que après chaque avance de la bande composite et avant la 30 découpe d'une paire de structures obturantes le squelette de la bande composite est tendu par des moyens de traction (19).
  6. 6. Procédé selon l'une des revendications 2-5, caractérisée en ce que l'aplat découpé dans la partie gauche et l'aplat découpé dans la partie droite de la bande composite (21) lorsd'une même opération de découpe sont longitudinalement décalés.
  7. 7. Procédé selon l'une des revendications 5-6, caractérisé en 5 ce que le squelette de la bande composite est séparé en ses composantes en aval desdits moyens de traction (19).
  8. 8. Machine de fabrication d'emballages comprenant un corps tubulaire fait d'un matériau cartonné et une structure 10 obturante faite d'un matériau cartonné, assemblée au corps tubulaire, destinée à mettre en oeuvre un procédé selon l'une des revendications 1-7, ladite machine (1) comprenant - une unité de scellage (2) comprenant un plateau de scellage (3) tournant, le dit plateau de scellage comprenant un nombre 15 N de postes de scellage (4), avec 3 N 50, chaque poste de scellage comprenant deux outils de scellage (7), le dit plateau de scellage tournant de manière cadencée via un indexeur à N stops, -un dispositif d'alimentation (5) introduisant des corps 20 tubulaires deux par deux dans un premier poste de scellage, -un dispositif d'introduction (6) amenant des structures obturantes sous forme d'aplats, deux par deux, à un deuxième poste de scellage en amont du premier poste de scellage, -un dispositif de transfert (14) de corps tubulaires, scellés 25 à des structures obturantes, du plateau de scellage à une unité agencée en aval.
  9. 9. Machine selon la revendication 8, comprenant de plus une unité de finition (10) comprenant un plateau de finition (11)tournant, le dit plateau de finition comprenant un nombre 30 N de postes de finition (12) agencés pour accueillir chacun une paire de corps tubulaires scellés à des structures obturantes, le dit plateau de finition tournant de manière cadencée via un indexeur à N stops, et au moins un outil double de finition (13), avec lequel chaque poste de finition 35 vient interagir pour effectuer au moins une opérationspécifique de finition sur chaque corps tubulaire scellé à une structure obturante, -un dispositif d'éjection (30) des dits emballages du plateau de finition.
  10. 10. Machine selon la revendication 8 ou 9, dans laquelle N=8.
  11. 11. Machine selon l'une des revendications 8-10, caractérisé en ce qu'un dit outil double de finition (13) est un outil de pré-découpe de couvercle.
  12. 12. Machine selon l'une des revendications 8-11, caractérisée 10 en ce que l'unité de finition (10) comprend un outil double d'ourlage.
  13. 13. Machine selon l'une des revendications 8-12, caractérisée en ce que l'unité de finition (10) comprend au moins Un outil double de gerbage. 15
  14. 14. Machine selon l'une des revendications 8-13, caractérisée en ce qu'elle comprend une unité de confection (15) deux par deux de structures obturantes sous forme d'aplats comprenant une partie centrale de forme conjuguée à la forme de l'ouverture des corps tubulaires, entourée d'une partie 20 périphérique rabattable suffisante pour assembler de manière étanche une structure obturante avec la paroi latérale interne d'un corps tubulaire, fonctionnant en mode cadencé pas à pas, et asservie à l'introduction d'une paire de structures obturantes dans deux outils de formage. 25
  15. 15. Machine selon la revendication 14, caractérisée en ce que ladite unité de confection comprend -un dévidoir d'une bande (16) d'un matériau cellulosique pouvant être revêtu d'au moins un matériau barrière et un dévidoir d'une bande (17) d'un matériau formant une membrane 30 de sécurité, la largeur des dites bandes étant suffisante pour loger transversalement deux structures obturantes, -optionnellement, un poste de mise en relief (24) de zones prédéterminées de la bande de matériaux cellulosiques,-un poste d'encollage (22) de la bande de matériaux cellulosiques, un poste de mise en contact et de pressage (27,28,29) de la bande de membrane sur la bande de matériaux cellulosiques, -un poste de découpe de structures obturantes comprenant deux outils de découpe décalés longitudinalement, et -au moins un avance-bande (19) synchronisant l'avance de la bande (16) de matériau cellulosique avec l'avance de la bande (17) de matériau de membrane, formant une bande composite (21), le dit avance-bande et les postes précités de l'unité de confection étant asservis au dit dispositif d'introduction (6).
  16. 16. Machine selon la revendication 15, caractérisé en ce que 15 ladite unité de confection comprend un dispositif extracteur de squelette de bande et en particulier un dispositif séparateur (40) de squelette de bande en ses composantes.
  17. 17. Dispositif avance-bande pour une machine selon l'une de revendications 8-16, comprenant deux rouleaux d'entraînement 20 de même diamètre et un servomoteur (34) entraînant l'un des deux rouleaux (31), l'autre rouleau (32) étant entraîné dans un rapport 1/1 par le premier rouleau.
  18. 18. Dispositif d'encollage pour une machine selon l'une de revendications 8-16, comprenant 25 -une presse mettant en relief (24) deux par deux des zones d'encollage, -un porte-empreinte (25) transférant un film de colle d'un réservoir (26) sur lesdites zones d'encollage, -un dispositif presseur comprenant un jeu de poinçons (27,29) 30 isolant les dites zones d'encollage et un presseur (28) agencé entre les dits poinçons.
  19. 19. Dispositif d'introduction de structures obturantes pour une machine selon l'une de revendications 8-16, présentant desmoyens d'ajustement du pas de découpe (Pd) de l'unité de confection des structures obturantes au pas des outils (Po) de formage d'un poste de scellage de l'unité de scellage comprenant un actioneur linéaire longitudinal (37) et deux coulisseaux latéraux (38).
  20. 20. Outil de formage pour une machine selon l'une de revendications 8-16, comprenant un tampon conique (9) appuyant sur le centre d'une structure obturante pour chasser l'air entre le matériau cellulosique et le matériau de membrane vers la périphérie, le dit tampon conique étant isolé thermiquement de la partie chaude (45) de l'outil de formage.
  21. 21. Outil de formage selon la revendication 20, caractérisé en ce que la course de scellage du dit outil est ajustable.
  22. 22. Outil de pré-découpe (13) pour une machine selon l'une de revendications 8-16, ladite structure obturante étant le couvercle, comprenant un couteau de découpe (50) circulaire et un mandrin de prè-découpe (48) logeant un corps tubulaire, le dit couteau étant agencé par rapport au mandrin de façon à inciser le corps tubulaire en dessous de la surface de colle liant la membrane aux matériaux cellulosiques du couvercle et de façon à traverser toutes les couches du corps tubulaire et la membrane mais non le matériau cellulosique du couvercle, les vitesses de rotation du couteau et du mandrin étant ajustées de façon à synchroniser les vitesses tangentielles du couteau et du corps tubulaire.
  23. 23. Outil de prédécoupe selon la revendication 22, caractérisée en ce que le fil du couteau est altéré localement (53,56) pour créer des points d'attache (54) ou une charnière (55).
  24. 24. Outil de pré-découpe selon la revendication 23, comprenant un module de précontrainte (57) appuyant sur le sommet de l'emballage.
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