PRODUCTION D'EMBALLAGES

La présente invention concerne un procédé pour protéger une unité de transformation d'un support en bande continue. L'invention se rapporte également à une station pour alimenter une unité de transformation avec un support en bande continue. L'invention concerne encore une machine de production d'emballages, comprenant une station d'alimentation et une unité de transformation.

Une machine de production d'emballages est destinée à la fabrication de boîtes, qui seront aptes à former des emballages, par pliage et collage. Dans cette machine, la production démarre à partir d'un support en bande continu initial, c'est-à-dire une bande vierge, par exemple du carton, qui est déroulée de manière continue, imprimée par un ou plusieurs groupes imprimeurs, éventuellement gaufrée, puis découpée dans une presse de découpage à platine.

Le support transformé sous la forme de poses ou de boîtes obtenues par découpe sont ensuite mises en nappes, avant d'être empilées par rangées pour former des piles dans une station de réception et de palettisation, en vue de leur stockage ou de leur transport hors de la machine.

Une presse de découpage à platine ou également une platine d'impression est une unité de transformation qui nécessite un arrêt momentané du défilement du support en bande continue pendant la transformation. En raison de l'alimentation continue en amont, il se produit, une accumulation du support sous la forme d'une boucle amont.

Une station d'alimentation sert tout d'abord à mettre en registre longitudinal et latéral l'impression avec la découpe. L'autre fonction de la station d'alimentation est de créer cycliquement et de maîtriser en permanence cette boucle qui s'allonge pendant l'arrêt dû au travail de la presse, et qui se raccourcit dès que l'alimentation de la presse reprend en vue de la transformation subséquente. La station d'alimentation transforme le défilement continu du support en un défilement intermittent, à chaque cycle de travail de l'unité de transformation, tout en maintenant une tension du support au niveau du contrôle de boucle. Etat de la technique

Les phases d'accélération, de décélération du support dans la station d'alimentation, ainsi que la transformation se faisant à plat dans l'unité, sont très sensibles à la qualité et au type du support en bande continue. A titre d'exemple, le support se trouvant en début de bobine ne possède pas les mêmes qualités physiques que le support en fin de bobine, ceci pour une même bobine de support se déroulant à l'entrée de la machine. Malgré la présence d'un redresseur de bande, des bourrages surviennent dans l'unité de transformation.

Les documents CH- 602.462 et CH- 618.660 décrivent une station d'alimentation pour une presse de découpage à platine, comprenant un organe de traction et une commande sensible conduisant le support autour de la circonférence d'un rouleau excentré monté entre deux plateaux rotatifs.

Ces constructions existantes se dérèglent et s'usent également assez rapidement, ce qui conduit à des bourrages du support dans la station d'alimentation et dans l'unité de transformation formé par la presse.

On connaît également d'après les documents EP- 742.170 et WO- 2010 / 063.353 un dispositif et une station d'alimentation d'une unité de transformation avec un support, l'unité travaillant le support à l'arrêt. Ce dispositif comprend un premier rouleau, appelé rouleau d'entraînement, également connu sous la dénomination de cylindre d'appel ou commande sensible, autour duquel oscille cycliquement, vers l'amont puis vers l'aval, un second rouleau, appelé rouleau satellite. Un agencement d'introduction, destiné à alimenter une unité de transformation, est monté en aval de la commande sensible. L'agencement d'introduction comprend un rouleau inférieur entraîné en rotation.

En cas de blocage du support à l'intérieur de l'unité de transformation, l'ensemble de la machine, avec l'unité de transformation et la station d'alimentation, est arrêtée automatiquement à l'aide de moyens de détection du bourrage placés en aval de l'unité. Cependant, en raison de l'inertie de l'entraînement, le support en bande va continuer à rentrer dans l'unité, jusqu'à un arrêt complet du défilement de la bande. Le support va former un bourrage.

Pour enlever le matériau du support en bande qui s'est accumulé à l'intérieur d'unité, par exemple de la presse, l'opérateur doit intervenir dans une zone très exiguë entre les sommiers supérieur et inférieur, ainsi que dans la tablette de l'introduction platine. Le matériau s'étant aggloméré et compacté forme des bouchons qui sont extrêmement résistants. L'opérateur de la machine doit alors extraire le matériau et nettoyer l'unité, le plus souvent à la main. Pendant cette longue période d'arrêt, la machine n'est plus en production.

En raison de la très forte pression exercée par le support en entrée de l'unité, il en résulte une torsion voire une destruction des outils de transformation, dans ce cas les outils de découpe et contreparties de refoulage, et de certaines parties mécaniques, et éventuellement électriques, de l'unité. L'ensemble de ces outils doit être remplacé et à nouveau réglé pour la précision du découpage. Cette opération de remise en état de l'unité prend du temps et est très coûteuse.

Exposé de l'invention

Un objectif principal de la présente invention consiste à mettre au point un procédé de protection d'une unité de transformation d'un support en bande continue. Un deuxième objectif est d'éviter un endommagement des outils de transformation présents dans l'unité de transformation en cas de bourrage. Un troisième objectif est de conserver le registre longitudinal et latéral du support entre l'alimentation et la transformation, tout en arrêtant l'unité de transformation, la station d'alimentation et la machine de production d'emballage. Un quatrième objectif est de réaliser une machine de production d'emballages permettant une transformation d'un support, comprenant une station d'alimentation et une unité de transformation du support, et des moyens de protection. Un autre objectif encore est celui de prévoir des modifications pour protéger une station d'alimentation d'une unité de transformation avec un support en bande. Conformément à la présente invention, un procédé de protection d'une unité de transformation d'un support en bande, vise à limiter un bourrage du support en bande à l'intérieur de l'unité de transformation du support en bande, cette unité de transformation du support en bande transformant le support en bande à l'arrêt, dans une machine de production d'emballages. Le procédé comprend les étapes successives consistant à :

- détecter à la sortie de l'unité de transformation du support en bande l'absence de sortie du support transformé ;

- arrêter un moteur d'un agencement d'introduction, de façon à empêcher une entrée du support en bande dans l'unité de transformation du support en bande ;

- arrêter un moteur d'une commande sensible dans la station d'alimentation ; et à simultanément arrêter la machine de production d'emballages. Autrement dit, la première étape sert à détecter si un support transformé sort ou ne sort pas de l'unité de transformation. Si le support transformé ne sort pas, alors que l'unité, la station d'alimentation et la machine sont en fonctionnement, un signal correspondant à un disfonctionnement de bourrage est émis. Le bourrage du support est ainsi immédiatement détecté, puis traité.

Avec la deuxième étape consistant à arrêter un moteur d'un agencement d'introduction, le passage du support vers et à l'intérieur de l'unité est bloqué de manière instantanée. Le bourrage à l'intérieur de l'unité est tout de suite arrêté et ne s'aggrave pas.

Avec la troisième étape consistant à arrêter un moteur d'une commande sensible, séparée de la deuxième étape, le défilement du support est arrêté progressivement. Ceci permet d'arrêter en même temps l'ensemble de la machine. L'arrivée du support à la station d'alimentation et à l'unité de transformation est arrêtée.

Avec cet arrêt progressif, le registre est maintenu dans une plage acceptable. Par opposition avec l'invention, un arrêt trop rapide ou un arrêt d'urgence s'avèrent être des arrêts trop brusques, qui engendrent par conséquent un risque de perturbations, voire un risque de rupture, du support en bande. Avec un arrêt plus lent, les réglages et les paramètres permettant de piloter la machine sont conservés.

Grâce à l'invention, le bourrage dans l'unité et dans la station est minimisé. L'opérateur procède ainsi rapidement au redémarrage ultérieur de l'ensemble de la machine, dès qu'il a enlevé une petite quantité de support en bande et nettoyé l'unité et la station.

Dans l'ensemble de la description, la direction longitudinale est définie en se référant à l'axe médian de la machine de production d'emballage, de la station d'alimentation et de l'unité de transformation. Cette direction est déterminée par celle de l'entraînement du support en bande continue. La direction transversale et latérale est définie comme étant la direction perpendiculaire à la direction d'entraînement du support. Les sens amont et aval sont définis en faisant référence au sens de défilement du support, suivant la direction longitudinale, respectivement avant et après la station d'alimentation et l'unité de transformation.

Dans un autre aspect de l'invention, une station apte à alimenter une unité de transformation avec un support en bande continue, l'unité de transformation transformant le support en bande continue à l'arrêt, comprend une commande sensible, une commande de boucle et un agencement d'introduction. La station d'alimentation est caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens d'accumulation pour le support en bande continue.

Selon un autre aspect encore de l'invention, une machine de production d'emballages, comprend

- une unité de transformation d'un support en bande continue, apte à transformer le support en bande à l'arrêt, et

- une station pour alimenter l'unité avec le support en bande continue, possédant une commande sensible et un agencement d'introduction.

La machine de production d'emballages est caractérisée en ce qu'elle comprend :

- des moyens pour détecter un bourrage du support en bande continue à l'intérieur de l'unité de transformation et envoyer un signal de bourrage correspondant à un bourrage du support en bande à l'intérieur de l'unité de transformation, ces moyens étant positionnés à la sortie de l'unité, et

- des moyens pour traiter le signal de bourrage, aptes à générer des signaux d'arrêt, respectivement destinés à l'agencement d'introduction, à la commande sensible, et à la machine de production d'emballages. Brève description des dessins

L'invention sera bien comprise et ses divers avantages et différentes caractéristiques ressortiront mieux lors de la description suivante, de l'exemple non limitatif de réalisation, en référence au dessin schématique annexé, dans lequel la Figure représente une vue latérale synoptique d'une partie de machine de production d'emballages, comprenant une station d'alimentation et une unité de transformation. Exposé détaillé de modes de réalisation préférés

Comme l'illustre la Figure, une machine de production d'emballages 1 comprend une unité de transformation, qui est dans ce cas une presse de découpage à platine 2. La presse 2 transforme une matière ou un support en bande continue 3. Dans cet exemple, la bande 3 est du carton plat, et ce carton est découpé dans la presse 2. Une station d'alimentation 4 est positionnée en amont de la presse 2. La station 4 reçoit en amont la bande 3, arrivant avec une vitesse constante.

En amont de la station 4, la machine 1 possède, à titre d'exemple, des groupes imprimeurs, des moyens pour contrôler la qualité et le registre de l'impression, ainsi que des moyens pour gaufrer, ou tout autre moyen (non représenté) de modification de la surface de la bande 3.

La station 4 délivre en aval cette même bande 3 à la presse 2, avec une vitesse intermittente. La presse 2 découpe la bande 3 à l'arrête, et la délivre sous la forme de poses 6. Le support, c'est-à-dire la bande 3, passe d'un état de support non-transformé à un état de support transformé, c'est-à-dire les poses 6. Les poses 6 sortent en aval de la presse 2. Le sens d'avance ou de défilement (Flèche F) de la bande 3 et des poses 6 suivant la direction longitudinale indique le sens amont et le sens aval.

De manière à assurer un fonctionnement optimal de la presse 2, la station 4 peut comprendre, dans l'ordre, et de l'amont vers l'aval :

- un guidage latéral de bande 7, utilisé pour corriger si nécessaire le registre latéral de la bande 3 ;

- un rouleau baladeur 8, destiné à établir une tension constante de la bande 3 ;

- un redresseur de bande 9, également connu sous la dénomination anglaise de « decurler », destiné à redresser les courbures du carton ;

- une commande sensible 11 , également connue sous la dénomination anglaise de « feathering drive » ;

- un rouleau presseur 12, positionné contre la commande sensible 11, de façon à maintenir la bande 3 contre la commande sensible 11 ; et

- une commande de boucle 13.

Un premier agencement d'introduction 14, pour guider, entraîner et faire rentrer la bande 3 à l'intérieur de la presse 2, est positionné en aval de la commande sensible 11 et de la commande de boucle 13 et en amont de la presse 2. L'agencement d'introduction 14 est monté en étant fixé dans la station d'alimentation 4. Un deuxième agencement de sortie 16 pour guider, entraîner et faire sortir les poses découpées 6 à l'extérieur de la presse 2, est positionné en aval de la presse 2.

La commande sensible est formée par un rouleau principal d'entraînement 11, tournant sur un arbre principal (Flèche R). L'arbre principal et ainsi le rouleau principal 11 sont montés sensiblement à l'horizontal et perpendiculairement au sens de défilement de la bande 3. Le rouleau principal 11 entraîne ainsi en continu la bande 3 de l'amont vers l'aval. Un moteur principal électrique d'entraînement 17 entraîne en rotation le rouleau principal 11.

La commande de boucle comprend un rouleau satellite 13 monté en étant accolé parallèlement contre le rouleau principal 11. La bande 3 est engagée entre le rouleau principal 11 et ce rouleau satellite 13, et elle y est maintenue, tout en pouvant être entraînée. La bande 3 forme un trajet qui fait environ les trois-quarts de tour du rouleau principal 11 et la moitié de tour du rouleau satellite 13.

Le rouleau satellite 13 est apte à osciller (Flèche O) autour du rouleau principal d'entraînement 11, de l'amont vers l'aval, et réciproquement de l'aval vers l'amont. Dans la Figure, le rouleau satellite 13 est représenté en position extrême aval. Un moteur secondaire électrique d'entraînement 18 fait osciller le rouleau satellite 13.

La fréquence des oscillations O du rouleau satellite 13 engendre des variations de vitesse de la bande 3. La bande 3 passe de manière cyclique d'une vitesse constante à une vitesse nulle, et réciproquement, d'une vitesse nulle à une vitesse constante. Ces variations de vitesse et de ce fait la fréquence des oscillations O sont choisies en fonction de la vitesse de frappe de découpe de la presse 2 située en aval.

L'agencement d'introduction 14 comprend un rouleau inférieur 19 et une série de galets presseurs supérieurs 21. La bande 3 est engagée, maintenue et entraînée dans la presse 2 entre le rouleau 19 et les galets 21. Le rouleau 19 est entraîné en rotation par un moteur électrique 22. L'agencement de sortie 16 des poses 5, possède sensiblement la même structure mécanique que l'agencement d'introduction 14 de la bande 3.

L'agencement d'introduction 14 est également connu sous la dénomination de RIM ou rouleau d'introduction modulé. L'agencement de sortie 16 est également connu sous la dénomination de RSM ou rouleau de sortie modulé. L'agencement d'introduction 14 et l'agencement de sortie 16 sont par exemple sensiblement analogues à celui décrit dans le document WO- 2010 / 066.325.

Selon l'invention, des moyens pour détecter un bourrage, avantageusement sous la forme d'une cellule de détection 23, sont montés dans la machine 1, en étant positionnés en aval et directement à la sortie de la presse 2. Cette cellule 23 surveille la sortie des poses 6 et compte les poses 6. La cellule 23 repère à la surface la présence ou l'absence de poses 6 sortant de la presse 2. La cellule 23 génère et envoie un de comptage qui est transformé en signal de bourrage 24 en absence de sortie de poses 6.

Des moyens pour traiter le signal de bourrage 24, par exemple sous la forme d'un système de traitement du signal 26 pour commander la protection de la presse 2 sont prévus dans la machine 1 et dans la station d'alimentation 4. Le système 26 est apte à générer des signaux d'arrêt 27, 28, 29 et 31.

Le premier signal d'arrêt 27 est destiné à l'agencement d'introduction 14 et comprend une instruction d'arrêt instantané du moteur 22 du rouleau 19. Le deuxième signal d'arrêt 28 est destiné à la commande sensible 11 et comprend une instruction d'arrêt progressif du moteur 17 de la commande sensible 11. Le troisième signal d'arrêt 29 est destiné à la commande de boucle 13 et comprend une instruction d'arrêt instantané du moteur 18 du rouleau satellite 13. Le troisième signal d'arrêt 29 comprend également une instruction de parcage du rouleau satellite 13 dans une position non gênante. Le quatrième signal d'arrêt 31 est destiné à la machine 1 et comprend une instruction d'arrêt de toutes les unités dont est composée la machine 1, situées en amont et en aval de la presse 2 et de sa station d'alimentation 4.

La station d'alimentation 4 comprend de préférence des moyens d'accumulation, sous la forme d'un volume ou d'un magasin 32 pour accueillir le restant de bande 3, pendant la phase transitoire entre l'arrêt de l'agencement d'introduction 14 et l'arrêt de la commande sensible 11. La bande 3 s'introduit et se place dans ce magasin 32 jusqu'à l'arrêt complet de la commande sensible 1 1. Le magasin est 32 aménagé dans la partie supérieure de la station 4. Ce magasin 32.possède une ouverture orientée vers le bas en direction de la commande de boucle 13 et de la commande sensible 11.

Des moyens mécaniques de protection sont prévus au niveau de la station d'alimentation 4. Ces moyens mécaniques de protection se présentent sous la forme de moyens de guidage 33 et de moyens de barrage 34.

Les moyens de guidage 33 de la bande 3 vers le magasin 32 sont prévus de manière avantageuse et orientés vers le haut pour que le restant de bande 3 glisse en direction de l'ouverture du magasin 32 puis s'introduise dans ce magasin 32. Ces moyens 33 sont sous la forme de tôles de protection et de guidage. Les moyens de barrage 34 pour la bande 3 sont prévus de manière favorable et orientés pour que le restant de bande 3 ne vienne pas s'enfiler dans d'autres parties de la station 4. Ces moyens de barrage 34 évite que le restant de bande 3 endommage les pièces constitutives de la station d'alimentation 4, et plus particulièrement la commande de boucle 14, le rouleau presseur 12, et la commande sensible 11.

Le procédé pour protéger la presse 2 contre le bourrage de la bande 3 selon l'invention, comprend plusieurs étapes successives. Une première étape, correspondant au signal de bourrage 24, consiste à détecter l'absence de sortie de poses 6 à la sortie de la presse 2 à l'aide de la cellule 23, associée au système de traitement du signal 26.

Une deuxième étape, correspondant au premier signal d'arrêt 27, consiste à arrêter de manière instantanée le moteur 22 de l'agencement d'introduction 14, de façon à empêcher toute entrée de la bande 3 dans la presse 2. Dès lors, l'intérieur dé la presse 2 ne contient que les poses 6 ayant provoquées le bourrage. Ce bourrage est beaucoup plus simple à résoudre, car la presse 2 ne contient que du carton restant à plat. Avec l'arrêt du moteur 22 de l'agencement d'introduction 14, la presse 2 est protégée contre l'arrivée supplémentaire de bande 3.

Une troisième étape, correspondant respectivement au deuxième et au quatrième signaux d'arrêt 28 et 31, consiste à arrêter de manière progressive en faisant ralentir le moteur 17 de la commande sensible 11 et à simultanément arrêter l'ensemble de la machine 1.

Le procédé comprend avantageusement une étape supplémentaire consistant à calculer un temps d'attente entre l'étape consistant à arrêter le moteur 22 de l'agencement d'introduction 14 et l'étape consistant à arrêter le moteur 17 de la commande sensible 11. Cette attente et ainsi le défilement de bande 3 permet d'arrêter doucement le défilement de la bande 3 sans rupture de cette bande 3. Cette attente permet aussi de préserver les pièces mécaniques de la presse 2 et de la station 4.

Une étape supplémentaire, correspondant au troisième signal d'arrêt 29, est disposée en même temps que l'étape consistant à arrêter le moteur 22 de l'agencement d'introduction 14 et avant l'étape consistant à arrêter le moteur 17 de la commande sensible 11. Cette étape consiste à arrêter le moteur 18 de la commande de boucle 13. Cette étape consiste aussi à placer immédiatement la commande de boucle avec son rouleau satellite 13 dans une position de parcage.

Dans cette position le rouleau satellite 13 est à gauche (voir la Figure), en position aval, contre les moyens de barrage 34. Cette position protège d'une part cette même commande de boucle 13 contre la bande 3 qui arrive, lorsque le moteur 17 de la commande sensible 11 est encore en marche. D'autre part, cette position va favoriser l'accès de la bande 3 à l'ouverture inférieur du magasin 32.

Le procédé comprend une étape supplémentaire, disposée après l'étape consistant à arrêter le moteur 22 de l'agencement d'introduction 14 et avant l'étape consistant à arrêter le moteur 17 de la commande sensible 11. Cette étape consiste à guider la bande 3 vers le magasin 32, lorsque le moteur 17 de la commande sensible 11 est encore en marche, avec les moyens de protection, de guidage et de barrage adéquats 33 et 34.

Grâce à l'invention, dès que l'opérateur a extrait le bourrage peu important^de bande 3 ou de poses 6 dans la presse 2 et dès que l'opérateur a vidé le magasin 32 en faisant sortir la bande 3, le redémarrage de la machine 1 et de la presse 2 va être très rapide. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés. De nombreuses modifications peuvent être réalisées, sans pour autant sortir du cadre défini par la portée du jeu de revendications.