La présente invention concerne un procédé de transformation d'un support plan dans une station de transformation. L'invention se rapporte également à une station de transformation d'un support plan. Une machine de transformation de support est destinée à la fabrication d'emballages. Dans cette machine, un support plan initial, tel qu'une bande continue de carton, est déroulé et imprimé par une station d'impression comprenant un ou plusieurs groupes imprimeurs. Le support plan est ensuite transféré dans un groupe d'introduction, puis dans un groupe de gaufrage, éventuellement suivi par un groupe de refoulage. Le support plan est ensuite découpé dans un groupe de découpe. Après éjection des zones de déchets, les poses obtenues sont sectionnées pour obtenir des boîtes individualisées.

Les groupes rotatifs de transformation, de gaufrage, refoulage, découpe, éjection des déchets, ou imprimeur, comportent respectivement un outil supérieur cylindrique de transformation, et un outil inférieur cylindrique de transformation, entre lesquels circule le support plan pour être transformé. En fonctionnement, les outils rotatifs de transformation tournent à la même vitesse, mais en sens inverse l'un de l'autre. Le support plan passe dans l'interstice situé entre les outils rotatifs, qui façonnent un relief par gaufrage, façonnent un relief par refoulage, découpent le support plan en poses en découpe rotative, éjectent les déchets, ou qui impriment un motif lors de l'impression.

Les outils peuvent être montés dans une cassette. La cassette permet à l'opérateur de régler l'intervalle radial hors machine. En revanche, cette cassette peut peser plusieurs centaines de kilos et doit donc être manipulée à l'aide de moyens de manutention.

Les opérations de changement de cylindres s'avèrent longues et fastidieuses. L'opérateur déconnecte mécaniquement le cylindre pour l'enlever de son mécanisme d'entraînement. Puis l'opérateur sort le cylindre en dehors de la machine de transformation, et replace le nouveau cylindre dans la machine de transformation en le reconnectant à son entraînement. Le poids d'un cylindre est important, de l'ordre de 50 kg à 2Ό00 kg. Pour le sortir, l'opérateur le soulève à l'aide de moyens de manutention. En raison de son poids assez élevé, un changement de cylindre n'est pas très rapide à effectuer. En outre, de nombreux changements d'outils peuvent être nécessaires pour obtenir de très nombreuses boîtes différentes les unes des autres, afin de faire face aux demandes de plus en plus ponctuelles d'impression, de gaufrage, de refoulage et de découpe en petites séries de les clients. Ces outils doivent être commandés longtemps à l'avance, ce qui devient incompatible avec les changements de productions demandés actuellement. De plus, des outils sont relativement coûteux à réaliser, et ils ne deviennent rentables qu'avec une production extrêmement importante.

Exposé de l'invention

Un but de la présente invention est de proposer un procédé de transformation d'un support plan. Un deuxième objectif est de réaliser une station de transformation d'un support plan qui résolve au moins en partie les inconvénients de l'état de la technique.

A cet effet, la présente invention a pour objet un procédé de transformation d'un support plan, dans une station de transformation d'un support plan comportant un groupe de découpe rotative, et au moins un groupe de déformation rotative, le groupe de déformation rotative étant positionné en amont du groupe de découpe rotative dans le sens de déplacement du support plan.

Le procédé comprend les étapes consistant à

- déterminer des paramètres de transformation du support plan, tels que layout de déformation et layout de découpe;

- choisir un manchon porteur de forme assurant la déformation, en fonction du layout de déformation;

- monter le manchon sur un mandrin dans le groupe de déformation rotative, pour constituer l'outil de déformation rotative;

- choisir les outils de découpe, en fonction du layout de découpe;

- monter les outils de découpe dans le groupe de découpe rotative; et

- lancer la transformation du support plan.

La déformation est définie, à titre d'exemple non exhaustif, comme étant toute opération de déformation mécanique du support plan par écrasement entre une forme positive munie d'une ou plusieurs convexités ou protubérances, i.e. l'outil mâle, et une forme négative, munie d'une ou plusieurs concavités ou creux, i.e. l'outil femelle. La déformation est un gaufrage ou un refoulage réalisé de manière rotative. Le groupe de déformation est défini comme étant un groupe de gaufrage seul, un groupe de refoulage, ou un groupe présentant des capacités à assurer simultanément un refoulage et un gaufrage.

Toutes les combinaisons sont possibles pour tous les outils de transformation, avec un outil supérieur équipé d'un manchon et/ou un outil inférieur équipé d'un manchon.

Ainsi, lorsqu'un opérateur souhaite changer les outils rotatifs des groupes de refoulage ou de gaufrage de la machine de transformation, il va changer les manchons correspondant plutôt que la totalité de l'outil rotatif. Le manchon amovible est porteur et constitue la forme assurant la déformation, gaufrage et/ou refoulage. Le manchon est facilement insérable sur le mandrin et peut être facilement enlevé du mandrin lors d'un changement de travail.

La manipulation du manchon étant facilitée par son faible poids relativement à celui de l'outil rotatif complet, le changement de travail peut être effectué rapidement. Les manchons sont peu coûteux à fabriquer comparés au prix de l'outil rotatif complet. Il est donc avantageux d'utiliser un même mandrin en combinaison avec plusieurs manchons, plutôt que de prévoir l'acquisition de plusieurs outils rotatifs complets.

Selon un autre aspect de l'invention, une station de transformation d'un support plan, comportant un groupe de découpe rotative, est caractérisée en ce qu'elle comporte en outre au moins un groupe de déformation rotative, positionné en amont du groupe de découpe rotative dans le sens de déplacement du support plan, possédant deux outils rotatifs de déformation, un outil rotatif supérieur coopérant avec un outil rotatif inférieur, au moins l'un des deux outils rotatif comportant un mandrin porteur de forme assurant la déformation, insérable sur le mandrin et un manchon pour être entraîné en rotation par le mandrin.

Le registre entre les différentes transformations et déformations réalisées sur le support plan est conservé. Ainsi, par exemple le gaufrage est en registre avec le refoulage, et le gaufrage et le refoulage sont en registre avec la découpe.

La machine de transformation comportant une station de transformation avec groupe de refoulage et/ou de gaufrage rotatif à manchon, qui est intégré en amont d'un groupe de découpe rotative, présente une grande souplesse d'utilisation.

Brève description des dessins

D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description de l'invention, ainsi que sur les figures annexées qui représentent un exemple de réalisation non limitatif de l'invention, et sur lesquelles:

- la Figure 1 est une vue générale d'un exemple de ligne de transformation d'un support plan;

- la Figure 2 représente une vue en perspective des outils rotatifs de déformation supérieur et inférieur; et

- la Figure 3 représente un exemple d'une station de transformation d'un support plan;

- les Figures 4a et 4b représentent respectivement une vue simplifiée latérale et du dessus de la station de transformation d'un support plan, illustrant le procédé de transformation.

Les directions longitudinale, verticale et transversale indiquées sur les Figs. 2 et 3 sont définies par le trièdre L, V, T. La direction transversale T est la direction perpendiculaire à la direction de déplacement longitudinale L du support plan. Le plan horizontal correspond au plan L, T. Les positions avant et arrière sont définies par rapport à la direction transversale T, comme étant respectivement le côté conducteur et le côté opposé conducteur.

Exposé détaillé des formes de réalisation préférées

Une ligne de transformation d'un support plan W, tel que du carton plat ou du papier en bande continue enroulé en bobine, permet de réaliser différentes opérations et d'obtenir des d'emballages comme des boîtes pliantes. Comme le représente la Fig. 1 , la ligne de transformation comprend, disposée l'une à la suite de l'autre dans l'ordre de défilement L du support plan W, une station dérouleur 1 , plusieurs groupes imprimeurs 2, une station de transformation du support plan 3, et une station de réception 4 des objets confectionnés.

La station de transformation 3 comporte un bâti ou structure porteuse 5 dans lequel sont agencés dans l'ordre, un groupe d'introduction 6 comprenant un rouleau d'entraînement et des rouleaux de renvoi (non visibles), au moins un groupe de déformation rotative, dans ce cas de gaufrage 7 ou de refoulage 8, suivi d'un groupe de découpe rotative 9.

Le groupe de découpe rotative 9 comporte un outil rotatif supérieur 91 , et un outil rotatif inférieur 92 (voir Figs. 3, 4a et 4b). L'un des deux outils, par exemple l'outil rotatif supérieur 91 , est muni de filets de découpe, disposés selon le layout de découpe. La layout de découpe présente motif répétitif souhaité pour découper le support plan. L'autre des deux outils, par exemple l'outil rotatif inférieur 92 aussi connu sous la dénomination d'enclume, présente une surface entièrement lisse. Le groupe de déformation rotative, de gaufrage 7 ou de refoulage 8, comporte (voir Fig. 2) un outil rotatif supérieur 10, qui est par exemple l'outil mâle, et un outil rotatif inférieur 11 , qui est par exemple l'outil femelle, qui modifient le support plan W par déformation, i.e. gaufrage et/ou refoulage, en vue d'obtenir un emballage. De manière plus précise, le groupe de gaufrage 7 (voir Fig. 3, 4a et 4b) un outil rotatif supérieur 71 et un outil rotatif inférieur 72. Le groupe de refoulage 8 (voir Fig. 3, 4a et 4b) un outil rotatif supérieur 81 et un outil rotatif inférieur 82.

Les deux outils rotatifs 10 et 11 , sont montés parallèlement l'un par rapport à l'autre, l'un au-dessus de l'autre, et s'étendent selon la direction transversale T, perpendiculaire à la direction de déplacement longitudinale L du support plan W. En fonctionnement, les deux outils rotatifs 10 et 11 tournent dans des sens opposés autour d'un axe de rotation transversal (Flèches Fs et Fi). Les extrémités arrière des outils rotatifs 10 et 11 , côté opposé conducteur, sont entraînées en rotation par des moyens d'entraînement motorisés. Le support plan W passe dans l'intervalle situé entre les outils rotatifs 10 et 11 , pour y être gaufré, et/ou refoulé.

Au moins un des deux outils rotatifs, l'outil rotatif supérieur 10 ou l'outil rotatif inférieur 11 , comporte un mandrin 12 et un manchon amovible 13, insérable et pouvant être enlevé, sur le mandrin 12 dans la direction transversale T (Flèche G en Fig. 2). Ainsi, lorsqu'un opérateur souhaite changer les outils rotatifs 10 et 11 , il suffit de changer les manchons 13 plutôt que la totalité de l'outil rotatif 10 et 11 . La manipulation du manchon 13 étant facilitée par son faible poids relativement à celui de l'outil rotatif 10 et 11 complet, le changement de travail peut être effectué rapidement. En outre, les manchons 13 sont peu coûteux comparés au prix de l'outil rotatif 10 et 11 complet. Il est donc avantageux d'utiliser un même mandrin 12 en combinaison avec plusieurs manchons 13, plutôt que de prévoir l'acquisition de plusieurs outils rotatifs 10 et 11 complets.

Le manchon 13 présente une forme générale creuse et cylindrique. Il est par exemple en matériau aluminium. Le manchon pour chacun des outils 71 , 72, 81 et 82 peut présenter un diamètre égale ou différent D7 et D8 et une longueur égale ou différente T7 et T8 (Figs. 4a et 4b).

Le mandrin 12 présente un corps central cylindrique, un tourillon avant et un tourillon arrière, formant un arbre de rotation de l'outil rotatif. Les tourillons avant et arrière sont respectivement maintenus par des paliers avant et arrière. Les tourillons arrière des outils rotatifs, côté opposé conducteur, sont entraînés en rotation par un moteur. Au cours des opérations de gaufrage ou de refoulage, le manchon 13 est maintenu fermement au mandrin 12, pour être entraîné en rotation autour de l'axe de rotation transversal. Plusieurs modes de réalisation peuvent être employés pour fixer fermement et de manière réversible, le manchon 13 au mandrin 12.

Selon un premier exemple de réalisation, l'outil rotatif comporte une première pièce d'extrémité, amovible, située à l'avant. La pièce d'extrémité avant forme le tourillon avant. Cette pièce d'extrémité avant est coaxiale et tronconique, possédant ainsi une face inclinée arrière, complémentaire d'une face inclinée avant du manchon 13. La pièce d'extrémité avant se visse sur le corps central du mandrin 12.

L'outil rotatif comporte une deuxième pièce d'extrémité située à l'arrière. La pièce d'extrémité arrière forme le tourillon arrière. Cette pièce d'extrémité arrière est coaxiale et tronconique, possédant ainsi une face inclinée avant complémentaire d'une face inclinée arrière du manchon 13. La pièce d'extrémité arrière est solidarisée au corps central du mandrin 12. Le serrage de la pièce d'extrémité avant pousse le manchon 13 contre la pièce d'extrémité arrière de façon à bloquer ce manchon sur le mandrin 12.

Selon une autre réalisation, l'outil rotatif comporte un canal d'amenée d'un fluide pressurisé, tel que de l'air comprimé ou de l'huile. Le canal passe par le tourillon arrière pour acheminer un fluide sous pression dans le corps central percé. Lorsqu'un fluide sous pression est injecté dans le canal d'amenée, il passe dans le corps central et repousse le manchon 13 du mandrin 12, permettant de faciliter l'insertion ou le retrait du manchon 13.

Selon un troisième exemple de réalisation, le corps central du mandrin 12 comporte une chambre de pression fermée par une paroi périphérique extérieure déplaçable radialement par rapport à l'axe de rotation transversal du mandrin 12. Ainsi, lorsque la chambre de pression est mise sous pression, la paroi périphérique extérieure est pressée contre la surface d'enveloppe intérieure du manchon 13 pour fixer fermement le manchon 13 au mandrin 12. La chambre de pression peut être mise sous pression au moyen d'un fluide, tel que de l'huile.

Les mandrins 12 des outils rotatifs 10 et 11 sont soutenus par des paliers avant et arrière, coopérant avec les tourillons avant et arrière. Le groupe de gaufrage 7 ou de refoulage 8 comprend un palier avant inférieur et un palier arrière inférieur pour l'outil rotatif inférieur 11 et un palier avant supérieur et un palier arrière supérieur pour l'outil rotatif supérieur 10. Les paliers avant inférieur et supérieur sont agencés dans un montant avant 14 de la structure porteuse et les paliers arrière inférieur et supérieur dans un montant arrière. Les montants avant 14 et arrière sont parallèles et s'étendent verticalement. Les paliers d'au moins un ou des deux outils rotatifs 10 et 11 peuvent être ajustés en hauteur. Cet ajustement permet de pouvoir conserver le support plan W à l'horizontal à une hauteur déterminée H (voir Fig. 3), en amont et en aval du groupe de découpe rotative 9, pendant la transformation du support plan W par le ou les groupes de déformation 7 et 8. Cet ajustement permet de pouvoir conserver le support plan W à l'horizontal quel que soit le diamètre de l'outil rotatif 10 et 11 .

Plusieurs moyens permettent de décaler le montant avant 14 portant les paliers avant, côté conducteur, des outils rotatifs 10 et 11 , pour accéder aux manchons 13.

Selon un premier exemple, le montant avant 14 est déplaçable dans la direction transversale T, par exemple par coulissement, de façon à désengager les paliers avant des outils rotatifs supérieur et inférieur, 10 et 11 . Ces paliers avant peuvent donc être écartés et ainsi permettre l'accès aux mandrins 12 et aux manchons 13.

Selon un deuxième exemple, le montant avant 14 est monté coulissant et pivotant autour d'un axe vertical. Ainsi, le montant avant 14 de la structure porteuse peut se dégager des paliers avant des outils rotatifs supérieur et inférieur, 10 et 11 permettant l'accès aux mandrins 12 et aux manchons 13.

Selon un troisième exemple, les paliers avant supérieur et inférieur, sont montés coulissants et pivotants par rapport au montant avant entre une position à l'écart des outils rotatifs et une position de verrouillage. Dans la position de verrouillage, les paliers coopèrent avec les outils rotatifs et retiennent le manchon 13. Pour le changement de manchon 13, les paliers coulissent vers l'avant puis ils pivotent à l'écart des tourillons avant des mandrins 12, ce qui libère l'espace permettant d'extraire les manchons 13 à travers le montant avant 14 et d'en insérer de nouveaux.

Selon un autre exemple, le montant avant 14 peut être entièrement démonté, par exemple par dévissage.

La station de transformation 3 peut ainsi comporter en amont du groupe de découpe rotative 9 un ou plusieurs groupes de gaufrage 7 en série, ou comporter un ou plusieurs groupes de gaufrage 7 en série, suivis d'un ou plusieurs groupes de refoulage 8, ou un ou plusieurs groupes de refoulage 8 en série. Dans l'exemple de réalisation (Fig. 3), la station de transformation 3 comprend un groupe de gaufrage 7, suivi d'un groupe de refoulage 8, et un groupe de découpe rotative 9.

Ainsi, lorsqu'un opérateur souhaite changer les outils rotatifs 10 et 11 des groupes de gaufrage 7 ou de refoulage 8 de la machine de transformation, il suffit qu'il change les manchons 13 plutôt que la totalité de l'outil rotatif. La manipulation du manchon 13 étant facilitée par son faible poids relativement à celui de l'outil rotatif complet, le changement de travail peut être effectué rapidement. Les manchons 13 sont peu coûteux comparés au prix de l'outil rotatif complet. Il est donc avantageux d'utiliser un même mandrin 12 en combinaison avec plusieurs manchons 13, plutôt que de prévoir l'acquisition de plusieurs outils rotatifs complets. Pour optimiser poids et cout de l'outil 10 et 11 , et adapter au format du layout, plusieurs diamètres de manchons 13 sont utilisés sur un seul mandrin 12. Pour optimiser poids et coût du manchon 13, plusieurs diamètres de mandrins 12 peuvent être utilisés.

Par ailleurs, la machine de transformation comportant un groupe de déformation du support, gaufrage 7 et/ou refoulage 8, intégré en amont d'un groupe de découpe rotative 9 présente une grande souplesse d'utilisation.

De ce fait, un procédé de transformation du support plan W est mis en œuvre dans la station de transformation 3 du support plan W. Le procédé comprend une première étape consistant à tout d'abord déterminer des paramètres de transformation du support plan W. Ces paramètres sont le layout de déformation souhaité pour le support plan W et layout de découpe souhaité pour le support plan W. Le layout de déformation comprend notamment la longueur du motif répétitif et la laize du motif répétitif souhaité à la surface du support plan.

Une deuxième étape consiste à choisir le manchon 13 porteur de forme assurant la déformation, en fonction du layout de déformation. Cette étape consistant à choisir le manchon 13 est mise en œuvre en choisissant un ou deux manchons de gaufrage pour constituer le ou les deux outils de gaufrage 71 et 72 du groupe de gaufrage 7. Cette étape consistant à choisir le manchon 13 est mise en œuvre en choisissant un manchon de refoulage pour constituer le ou les deux outils de refoulage 81 et 82 du groupe de refoulage 8. L'étape consistant à choisir le ou les manchons 13 est mise en œuvre en choisissant le diamètre D7 et D8 (Figs. 4a et 4b) des manchons 13, et ainsi le diamètre des outils de gaufrage 71 et 72 et de refoulage 81 et 82, en fonction de la longueur du layout de déformation. L'étape consistant à choisir le ou les manchons 13 est mise en œuvre en choisissant la longueur T7 et T8 (Figs. 4a et 4b) des manchons 13, et ainsi le diamètre des outils de gaufrage 71 et 72 et de refoulage 81 et 82, en fonction de la laize du layout de déformation.

Une troisième étape consiste à monter le ou les manchons choisis 13 sur le mandrin 12 dans le groupe de déformation rotative, gaufrage 7 et refoulage 8.

Une quatrième étape consiste à choisir les outils de découpe 91 et 92, en fonction du layout de découpe. Cette étape consistant à choisir les outils de découpe 91 et 92 est mise en œuvre en choisissant le diamètre D9 des outils de découpe 91 et 92 en fonction de la longueur du layout de découpe, et en choisissant la longueur T9 des outils de découpe 91 et 92 en fonction de la laize du layout de découpe. Une cinquième étape consiste à monter les outils de découpe 91 , 92 dans le groupe de découpe rotative 9.

Une sixième étape consiste à lancer la transformation du support plan W avec l'ensemble des outils choisis 71 , 72, 81 , 82, 91 et 92.

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.