TITRE : Procédé de pliage d'une découpe de carton ondulé destinée à former une boîte pliée

La présente invention concerne le domaine de la fabrication d'emballages, et notamment d'emballages fabriqués à partir de découpes de carton.

En particulier, la présente invention se rapporte au procédé et à la machine qui réalise, à partir d'une découpe de carton déjà refoulée, le pliage de deux volets latéraux venant se rabattre en direction d'une ligne centrale, avec un chevauchement partiel du bord extérieur de ces volets.

Etat de la technique

Dans l'industrie de l'emballage, les caisses, ou boîtes, en carton sont réalisées communément à partir d'éléments en plaque sous la forme de feuilles de carton ou de carton ondulé. Les éléments en plaque peuvent être traités en flux continu dans une machine de fabrication d'emballages dans laquelle ils sont imprimés, découpés et refoulés, puis pliés et assemblés par collage, de façon à former les caisses. Dans un autre type d'industrie de l'emballage, la machine de fabrication d'emballages est une plieuse- colleuse, les éléments en plaque étant au préalable imprimés et découpés.

Dans la machine de fabrication d'emballages, une unité de pliage-collage réalise des opérations combinées de pliage-collage de découpes de carton, le long d'un parcours qui suit l'axe longitudinal de l'unité de pliage-collage. Au cours de ces opérations de traitement de chaque découpe de carton, des écarts de position des deux volets sont régulièrement rencontrés une fois qu'ils sont pliés et collés, par rapport à leur position souhaitée. Ces écarts peuvent notamment être dus à un alignement latéral incorrect des lignes de pliage. Cet alignement latéral incorrect se produit généralement du fait de la rigidité du carton et du fait de la présence de la couche support ondulé qui vient aligner la position des lignes de pliage sur les ondulations. Lors du rabattage des volets latéraux de la découpe de carton sur le volet central, cet alignement latéral incorrect génère un défaut de gap entre les bords des volets latéraux. Au final, ce gap produit une déformation de la boîte.

Pour remédier à ce problème et pour limiter les variations de gap, les documents US 2013/0184135 et WO 2017/121503 décrivent une application d'un liquide au moyen d'une buse d'éjection sur les refoulages de la découpe de carton, préalablement à l'étape de pliage. Ce liquide permet en particulier d'assouplir le matériau à l'endroit du

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FEUILLE DE REMPLACEMENT (RÈGLE 26) refoulage, ce qui facilite le pliage et évite un alignement latéral incorrect des lignes de pliage. Cette solution présente toutefois l'inconvénient de former une bruine lorsque le liquide entre en contact avec le carton. Cette bruine se dépose ensuite sur les parties de la machine situées à proximité de la buse d'éjection et se mélange à la poussière de carton. Le mélange de solution et de poussière obtenu peut donc potentiellement boucher la buse, ce qui entraîne une mauvaise ou une absence d'application du liquide sur les refoulages et, de fait, le défaut de gap rendant inefficace la buse d'éjection de pliage en aval. De plus, Le mélange de solution et de poussière obtenu se disperse dans l'environnement de l'unité de pliage-collage de la machine, ce qui peut générer une détérioration des moyens d'entraînement.

Résumé de l'invention

La présente invention vise donc à proposer un procédé de pliage de découpe de carton et une unité de pliage-collage ne présentant les inconvénients précités.

Un objet de l'invention porte en particulier sur un procédé de pliage d'une découpe de carton ondulé, destinée à former une boîte pliée, le procédé comprenant les étapes successives suivantes :

i) alimentation avec une découpe comprenant au moins un refoulage longitudinal ;

ii) application d'un liquide sur le refoulage longitudinal de manière à rendre le carton ondulé plus flexible à l'endroit du refoulage longitudinal, l'application étant réalisée au moyen d'un dispositif d'application de liquide comprenant une buse d'éjection de liquide munie d'une sortie de liquide ;

iii) pliage de la découpe autour du refoulage longitudinal ;

dans lequel une aspiration de liquide est mise en oeuvre à l'intérieur d'un compartiment d'aspiration de l'agencement d'application de liquide lors de l'étape ii).

L'aspiration permet de retirer un éventuel surplus de liquide qui n'aurait pas été absorbé par le carton accompagné ou non de poussières de carton produites en amont de l'unité de pliage-collage ou lors de l'impact du liquide avec le carton.

Le procédé de l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :

l'aspiration est mise en oeuvre de manière discontinue,

le surplus de liquide aspiré et/ou les poussières aspirées est évacué sont évacués vers un bac de récupération de liquide,

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FEUILLE DE REMPLACEMENT (RÈGLE 26) le procédé comprend une étape additionnelle de nettoyage de la buse d'éjection de manière à retirer un dépôt éventuel de liquide et/ou de poussières recouvrant au moins partiellement la sortie de liquide de la buse,

l'étape de nettoyage est mise en oeuvre par soufflage d'air au niveau de la sortie de liquide,

le nettoyage est mis en oeuvre de manière discontinue

le soufflage d'air est réalisé au moyen d'une soufflette d'air alimentée en air comprimé.

Un autre objet de l'invention porte également sur une unité de pliage-collage pour la fabrication de boîtes pliées en carton ondulé mettant en oeuvre le procédé de pliage tel que décrit ci-dessus, comprenant :

au moins un dispositif d'entraînement configuré pour entraîner des découpes de carton ondulé munies d'au moins un refoulage longitudinal,

au moins un convoyeur configuré pour déplacer les découpes de carton ondulé selon une direction longitudinale à partir du dispositif d'entraînement,

au moins un agencement d'application de liquide configuré pour appliquer un liquide sur le refoulage longitudinal, l'agencement d'application de liquide comprenant une buse d'éjection munie d'une sortie de liquide, au moins un dispositif d'aspiration configuré pour générer une pression négative à l'intérieur d'un compartiment d'aspiration de l'agencement d'application de liquide, et configuré pour aspirer le liquide,

au moins un dispositif de pliage configuré pour plier la découpe autour du refoulage longitudinal.

Selon une variante, l'agencement d'application comprend une plaque de guidage configurée pour contacter une face inférieure des découpes de carton. La plaque de guidage peut comprendre une ouverture ou une fente, à travers laquelle le liquide éjecté par la buse peut sortir, et au moins une ouverture d'aspiration configurée pour aspirer le liquide et juxtaposée à l'ouverture ou à la fente.

L'unité de pliage-collage selon l'invention peut comporter de plus un dispositif de nettoyage configuré pour retirer un dépôt éventuel de liquide et/ou de poussières recouvrant au moins partiellement la sortie de liquide de la buse d'éjection. Le dispositif de nettoyage peut comprendre une soufflette d'air alimentée en air comprimé.

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FEUILLE DE REMPLACEMENT (RÈGLE 26) Brève description des figures

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée qui est exposée ci- dessous en regard des figures annexées dans lesquelles :

[Fig. IA] est une vue en plan d'une découpe de carton ;

[Fig. IB] est une vue du dessus d'une boîte pliée-collée obtenue à partir de la découpe représentée sur la Fig. 1 ;

[Fig. 2] est une vue en perspective d'une unité de pliage-collage destinée à la fabrication de boîtes pliées en carton ondulé à partir d'une découpe de carton selon la Fig. 1 ;

[Fig. B] est une vue en perspective agrandie d'un détail de l'unité de pliage-collage représentée sur la Fig. 2 ;

[Fig. 4] est une vue en perspective de l'agencement d'application de liquide équipant l'unité de pliage-collage représentée sur la Fig. 2 ;

[Fig. 5] est une vue en coupe transversale selon le plan médian P de l'agencement d'application de liquide représentée sur la Fig. 4 ;

[Fig. 6] est une vue schématique d'ensemble de l'unité d'application de liquide représentée sur la Fig. 4 et des dispositifs connexes ;

[Fig. 7] est une vue en perspective d'une découpe de carton au fur et à mesure de son traitement dans l'unité de pliage-collage de la Fig. 2 ;

[Fig. 8a] est une vue en coupe transversale selon le plan médian P' de l'unité de pliage- collage telle que représentée sur la Fig. 4, au moment de l'introduction d'une nouvelle découpe de carton ;

[Fig. 8b] est une vue similaire à la Fig. 8a, au début de l'étape d'éjection de liquide sur la découpe de carton ;

[Fig. 8c] est une vue similaire à la Fig. 8a, à la fin de l'étape d'éjection de liquide sur la découpe de carton.

Description détaillée de l'invention

La Fig. 1 représente une découpe de carton 1 utilisée pour la fabrication d'une boîte pliée T, telle que représentée sur la Fig. 2, et destinée à alimenter une unité de pliage- collage selon l'invention. La découpe de carton 1 présente à plat une forme générale rectangulaire avec deux côtés de plus grande longueur, formant le bord avant 2 pour le côté qui rentre le premier dans l'unité de pliage-collage et le bord arrière 3 pour le côté qui rentre le dernier dans l'unité de pliage-collage. Lors de l'avancée de la découpe 1 dans l'unité de pliage-collage selon la direction et le sens de la flèche A, ce bord avant 2 et ce bord arrière 3, qui sont parallèles entre eux, sont généralement orthogonaux à l'axe longitudinal XX' de l'unité de pliage-collage. Les deux côtés latéraux de plus petite

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FEUILLE DE REMPLACEMENT (RÈGLE 26) longueur définissent le bord droit 4 et le bord gauche 5 qui sont parallèles entre eux et à l'axe longitudinal XX' de l'unité de pliage-collage. Le bord droit 4, respectivement gauche 5, est le côté latéral qui est situé à droite, respectivement à gauche, de l'axe longitudinal XX' de l'unité de pliage-collage. Le bord gauche 5 présente une découpe le long de ses deux portions d'extrémité de façon à délimiter une patte 14 dans la portion centrale du bord gauche 5.

Deux refoulages 12 parallèles aux bords avant et arrière 2, 3 délimitent une portion centrale la de la découpe 1 qui est destinée à former la face périphérique 21 de la boîte pliée 1', la portion centrale la étant disposée entre une portion arrière lb, qui est destinée à former la face inférieure 22 de la boîte pliée 1', et une portion avant le, qui est destinée à former la face supérieure 23 de la boîte pliée l'. La découpe 1 comporte en outre deux paires de refoulages 11 et lia qui sont parallèles aux bords droit et gauche 4, 5, ainsi qu'aux ondulations ou cannelures 10 de la couche ondulée du carton constitutif de la découpe 1. Ces refoulages 11, lia s'étendent sur toute la largeur de la portion centrale la. L'un des refoulages lia jouxte la patte 14, tandis que l'autre refoulage lia, dit refoulage central, est aligné avec l'axe longitudinal XX'. L'un des refoulages 11 est disposé entre le bord droit 4 et le refoulage central lia, tandis que l'autre refoulage 11 est disposé entre le bord gauche 5 et le refoulage central lia, la distance séparant ce dernier refoulage 11 du refoulage central lia étant égale à la distance du premier refoulage 11 avec le bord droit 4.

Dans le prolongement des refoulages 11 et du refoulage central lia, les portions arrière et avant lb, le sont découpées de manière à former des refentes 13 s'étendant sur toute la largeur des portions arrière et avant lb, le. Les refentes 13 délimitent ainsi respectivement deux paires de volets dans chacune des portions arrière et avant lb, le, respectivement une première paire de grands volets inférieurs 6b-6b', une deuxième paire de grands volets supérieurs 6c-6c', une première paire de petits volets inférieurs 7b-7b' et une deuxième paire de petits volets supérieurs 7c-7c'. Les grands volets inférieurs et supérieurs 6b, 6c et 6b', 6c' sont disposés respectivement de part et d'autre d'un grand volet central 6a et 6a'. De manière similaire, les petits volets inférieurs et supérieurs 7b, 7c et 7b', 7c' sont disposés respectivement de part et d'autre d'un petit volet central 7a et 7a'.

Comme illustré en Figs. 1 et 7, les refoulages 11 et lia et leurs refentes 13 vont permettre de plier la découpe 1 selon une boîte pliée l' en forme de rectangle, chaque refoulage 11 définissant une ligne de pliage. La boîte pliée l' repliée à plat dans l'unité de pliage-collage 100 sort de la machine de fabrication d'emballages. Cette boîte pliée 1' est notamment obtenue par rabattement à 180° vers l'intérieur de la découpe 1 et

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FEUILLE DE REMPLACEMENT (RÈGLE 26) autour des lignes de pliage 11 d'un premier ensemble formé par les volets 6a, 6b et 6c et d'un deuxième ensemble formé par les volets 7a', 7b' et 7c'. Ces premier et deuxième ensembles sont désignés respectivement par les termes de volet gauche et volet droit, et l'ensemble formé par les volets 7a, 7b, 7c et 6a', 6b', 6c' est quant à lui désigné par le terme de partie centrale. Le grand volet central de gauche 6a accompagné du grand volet supérieur 6c et du grand volet inférieur 6b est plié à 180° par rapport au refoulage de gauche 11 et le petit volet central de droite 7a' accompagné du petit volet supérieur 7c' et du petit volet inférieur 7b' est plié à 180° par rapport au refoulage de droite 11. La Fig. B représente une unité de pliage-collage 100 conforme à l'invention. Cette unité de pliage-collage 100 permet de réaliser des ébauches T, telles que définies précédemment, à partir de découpes de carton 1 possédant une configuration similaire à celle représentée sur la Fig. 1. Cette unité de pliage-collage 100 comprend notamment un premier module de pliage 101 disposé à la gauche d'un axe longitudinal XX' et un deuxième module de pliage 102 disposé à la droite de l'axe longitudinal XX', les premier et deuxième modules de pliage 101, 102 étant symétriques l'un de l'autre par rapport à l'axe XX'.

Chacun de modules de pliage 101, 102 comprend en particulier un dispositif ou convoyeur d'entraînement supérieur 110 configuré pour entraîner en continu les découpes 1. Comme représentée sur la Fig. 3, ce dispositif d'entraînement supérieur 110 comporte en particulier une bande transporteuse 112 disposée au-dessus de plusieurs galets de convoyage 114 et suffisamment espacés des galets de convoyage 114 pour permettre le passage d'une découpe 1 entre leur surface externe. Des moteurs sont prévus pour entraîner en rotation des rouleaux de convoyage 113 (voir Fig. 8b) autour desquels est enroulée la bande transporteuse 112, permettant ainsi le déplacement en translation de la bande transporteuse 112. L'action combinée de la bande transporteuse 112 et des galets de convoyage 114 permet ainsi d'entraîner chaque découpe 1 en translation selon la direction A.

Par la suite, un convoyeur 120 est disposé sous le dispositif d'entraînement supérieur 110. Le convoyeur 120 et le dispositif d'entraînement supérieur 110 sont configurés pour déplacer les découpes 1 selon la direction longitudinale A jusqu'à une sortie 150 de l'unité de pliage-collage 100. Comme dans la configuration représentée, ce convoyeur 120 peut comprendre une courroie sans fin sur laquelle reposent les découpes 1. Durant leur déplacement jusqu'à la sortie 150, les découpes 1 sont prises en charge par un dispositif de pliage 140 qui est configuré pour rabattre à 180° les volets gauche et droit de la découpe 1 contre la partie centrale de celle-ci.

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FEUILLE DE REMPLACEMENT (RÈGLE 26) Ce dispositif de pliage 140 peut notamment comprendre une hélice de pliage (non représentée) formée de barres et de courroies munies de groupes de taquets pousseurs et décrivant une courbe dont la torsion est proportionnelle à la courbure, l'axe de l'hélice coïncidant avec l'axe de pliage. Ce dispositif de pliage 140 est notamment configurée pour opérer un pliage des découpes 1 autour de leurs refoulages longitudinaux 11. De manière à faciliter ce pliage, chaque module de pliage 101 et 102 de l'unité de pliage-collage 100 est équipé d'un agencement d'application de liquide 130 configuré pour appliquer un liquide sur un des refoulages longitudinaux 11 juste avant le pliage des découpes 1. Ainsi, l'agencement 130 est avantageusement positionné en entrée du dispositif d'entraînement supérieur 110 et du dispositif de pliage 140.

Comme représenté en Figs. 4 à 6, l'agencement d'application de liquide 130 comprend un boîtier 131 à l'intérieur duquel est logé une buse d'éjection de liquide 134 alimentée en liquide via un conduit 171 connecté à une de ses extrémités à un orifice d'entrée 137 de la buse 134 et à une autre extrémité à un réservoir de liquide 172. La buse 134 possède un orifice de sortie 138 à travers lequel est éjecté le liquide. Cet orifice 138 est dirigé vers une plaque de guidage 132 qui est fixée sur le boîtier 131 au moyen de vis. La plaque de guidage 132 est avantageusement disposée de manière à être parallèle à la direction de déplacement A des découpes 1 et en contact avec la face inférieure des découpes 1, permettant ainsi le guidage des découpes 1 lors de leur déplacement. La plaque 132 est en outre munie d'une ouverture ou d'une fente 133 à travers laquelle peut s'échapper le liquide éjecté par la buse 134. Cette fente 133 est positionnée pour être alignée avec l'un des refoulages longitudinaux 11 des découpes 1 lors de leur déplacement le long de la plaque 132. Dans l'exemple représenté, la plaque 132 est disposée sous les découpes 1 (voir Figs. 4 et 5). Toutefois, dans une autre configuration possible de l'invention, l'agencement d'application de liquide 130 avec la plaque 132 peut être placée au-dessus des découpes 1.

Par ailleurs, l'agencement d'application de liquide 130 est équipé d'un dispositif sous la forme d'une soufflette d'air 135 solidaire du boîtier 131 et disposée de manière à faire saillie à l'intérieur d'une cavité centrale 136 du boîtier 131. Un canal de circulation d'air 135b traverse la soufflette d'air 135 et est en communication fluidique avec un canal 135a traversant le boîtier 131 et débouchant à l'extérieur. Ce canal 135a peut ainsi être connecté à une source d'air comprimé 173 de manière à permettre la projection d'air comprimé à l'intérieur de la cavité centrale 136 au moyen de la soufflette d'air 135. Le canal 135b est avantageusement orienté de manière à projeter de l'air sur l'orifice de sortie 138 de la buse d'éjection 134 et, ainsi, permettre un nettoyage de l'orifice de

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FEUILLE DE REMPLACEMENT (RÈGLE 26) sortie 138 lorsque cet orifice de sortie 138 est partiellement bouché par des dépôts de poussières ou d'autres matières solides qui empêchent un fonctionnement correct de la buse d'éjection 134. Cette étape de nettoyage se fait de préférence lorsque la buse d'éjection 134 n'est pas en train d'éjecter du liquide de manière à ne pas perturber la direction du flux de liquide éjecté par la buse d'éjection 134.

Dans le prolongement du boîtier 131 est disposée un dispositif d'aspiration 160 comprenant un compartiment intermédiaire 161 et un compartiment d'aspiration 163 configuré pour générer une pression négative à l'intérieur du compartiment intermédiaire 161. Cette pression négative peut être créée en continu par l'effet venturi généré par une arrivée d'air accéléré 174 à l'intérieur du compartiment d'aspiration 163. Une mesure de vitesse de flux d'air a donné une valeur minimale de 12 m/s en sortie d'aspiration venturi.

Le compartiment intermédiaire 161 est fixé sur l'extrémité inférieure du boîtier 131 au moyen de vis coopérant avec plusieurs taraudages 139 formées au niveau de l'extrémité. Le compartiment intermédiaire 161 est par ailleurs traversé par un canal vertical 162 débouchant d'un côté sur la cavité centrale 136 du boîtier 131 et de l'autre côté sur un canal 164 sensiblement horizontal. Un élément de jonction_tubulaire 166 est emmanché sur une extrémité libre du canal 164. Un orifice amont 167 du compartiment d'aspiration 163 est enfiché dans l'élément de jonction tubulaire 166. Ainsi, le compartiment d'aspiration 163 permet de créer une pression négative à l'intérieur du canal 164, et, par voie de conséquence, à l'intérieur du canal 162 et de la cavité centrale 136. Cette pression négative engendre un flux d'aspiration f à partir de l'intérieur de la cavité centrale 136 vers l'orifice amont 167. Ce flux d'aspiration f permet ainsi d'évacuer l'éventuel surplus de liquide éjecté par la buse 134 qui retombe à l'intérieur de la cavité centrale 136 sans être absorbé par les découpes 1. Ce surplus de liquide aspiré au travers de l'orifice amont 167 est ensuite évacué par un orifice aval 168 du compartiment d'aspiration 163 vers un bac de récupération de liquide 175.

Comme représenté en Fig. 5, la plaque de guidage 132 comprend une ouverture ou une fente 133. L'éjection de liquide par la buse peut ainsi traverser l'ouverture 133. Par conséquent, la buse d'éjection 134 et l'ouverture 133 d'éjection de liquide sont reliées de manière fluidique. Dans une variante, la même ouverture 133 peut être utilisée pour aspirer le surplus de liquide. Pour permettre cela, l'éjection et l'aspiration peuvent se faire de façon discontinue et alterné. Par exemple, l'éjection de liquide est seulement activé lors du passage d'une découpe de carton 1. Ou, alternativement l'aspiration peut

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FEUILLE DE REMPLACEMENT (RÈGLE 26) être configurée pour seulement être activée lors de l'arrêt de l'unité de pliage-collage 100.

Dans une autre variante, la plaque de guidage 132 comprend au moins une ouverture d'aspiration 169, distincte à l'ouverture 133, qui permet d'aspirer le surplus de liquide éjecté sur la découpe de carton 1. L'ouverture d'aspiration 169 permet ainsi d'éviter un dépôt de liquide dans l'unité de pliage-collage 100. Comme illustré, le dispositif d'aspiration 160 comprend au moins une ouverture 169, avantageusement au moins deux ouvertures d'aspiration 169 juxtaposées et agencées sur chaque côté de l'ouverture 133 d'éjection de liquide. Il est aussi possible d'agencer plusieurs ouvertures d'aspiration 169, distribuées autour de l'ouverture 133.

Les Fig. 8a à 8c représentent les positions respectives d'une découpe de carton 1 dans l'unité de pliage-collage 100 représentée sur la Fig. 3 lors de plusieurs étapes successives de traitement précédant son pliage.

Dans la position représentée sur la Fig. 8a, la découpe de carton 1 a été introduite dans l'unité de pliage-collage 100 au niveau des dispositifs d'entraînement supérieur 110 des premier et deuxième modules de pliage 101 et 102 et s'est déplacée dans la direction A, notamment sous l'action de la bande transporteuse 112, jusqu'à ce que son bord avant 2 soit détecté par un détecteur optique 180 disposé à l'aplomb de la plaque de guidage 132 de l'agencement d'application de liquide 130. Dans cette position, l'un des refoulages longitudinaux 11 de la découpe de carton 1, qui est destiné à former une ligne de pliage, est aligné avec la fente 133 de la plaque 132. Le refoulage est en outre éloigné de la fente 133 par une distance d. Cette distance d est constante pour un même type de découpe. En fonction de la vitesse v d'avance des découpes 1 à l'intérieur de l'unité de pliage-collage 100, un contrôleur en charge du déclenchement de la commande d'éjection de la buse 134 programme la prochaine éjection de liquide dans un temps futur t, t étant égal au rapport de d sur v.

Dans la position représentée sur la Fig. 8b, la découpe 1 s'est déplacée dans la direction A à partir de la position représentée sur la Fig. 8a, de telle sorte à parcourir la distance d susmentionnée. Dans cette position, l'extrémité avant du refoulage longitudinal 11 est alignée avec la fente 133. Le contrôleur est sur le point, ou vient juste, d'agir sur la buse d'éjection 134 de manière à produire une éjection de liquide au niveau de la fente 133 et en direction du refoulage 11.

Dans la position représentée sur la Fig. 8c, la découpe 1 s'est déplacée dans la direction A à partir de la position représentée sur la Fig. 8b, de telle sorte à aligner l'extrémité

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FEUILLE DE REMPLACEMENT (RÈGLE 26) arrière du refoulage longitudinal 11 avec la fente IBB. Le refoulage 11 a donc été soumis au jet de liquide délivré par la buse d'éjection 134 durant tout son déplacement à partir de sa position de la Fig. 8b jusqu'à sa position actuelle. Le contrôleur est sur le point, ou vient juste, d'agir sur la buse d'éjection 134 de manière à cesser l'éjection de liquide au niveau de la fente 133.

Par la suite, la découpe 1 va poursuivre son déplacement selon la direction A jusqu'à ce que le bord avant 2 de la nouvelle découpe de carton 1 immédiatement subséquente soit détecté par le détecteur optique 180. Cette détection va indiquer au contrôleur qu'il peut déclencher la prochaine éjection de liquide sur cette nouvelle découpe de carton 1.

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