Brevet FR2303718A1 — publié le 19761008

La présente invention est relative à un procédé de scellage et de découpage de récipients et à un dispositif pour sa mise en oeuvre. Plus particulièrement, elle concerne un procédé d'opes culage de récipients dans une chaîne de conditionnement automatique. Les channes de conditionnement permettent d'obtenir par thermoformage à partir de feuilles ou films thermoplastiques, des récipients susceptibles de contenir des produits alimentaires. Ces récipients, qui avancent suivant un mouvement de translation pas à pas, sont préalablement remplis puis généralement operculés, découpés et évacués, l'opercule étant pris dans un rouleau portant des impressions. La fixation de l'opercule sur le récipient se fait par scellage après avoir centré exactement l'impression figurant sur le couvercle par rapport au récipient thermoformé. Les machines de conditionnement du type connu réalisent le plus souvent le scellage de l'opercule sur le récipient thermoformé dans un premier temps, puis dans un deuxième temps le découpage du récipient obturé dans un poste adjacent. Ces machines nécessitent, pour pouvoir centrer correctement l'impression au-dessus du récipient malgré les tolérances du repérage à l'impression, un pas dtimpression inférieur au pas de formage, provoquant de ce fait une extension de la matière du film à operculer, ladite extension constituant le seul moyen de rectifier les erreurs de positionnement de l'impression au-dessus du récipient.Il s'avère en fait que les rectifications de centrage ainsi autorisées ne peuvent être que de faible amplitude et ne permettent pas de travailler avec une tension constante du film d'operculage, laquelle doit être relativement faible pour éviter toute déchirure. fl est connu également d'effectuer le scellage du film à operculer sur le récipient après avoir mis en contact les deux éléments et de procéder à la découpe de ltensefftle dans le même poste au moyen d'un poinçon chauffé à la température de scellage et maintenu à l'intérieur d'une matrice. Il n'est alors plus possible par suite du contact étroit entre les deux matériaux de rectifier un décalage de l'impression par rapport au récipient. De plus, le guidage du poinçon chaud dans la matrice froide requiert des ajustages précis toujours difficiles lorsque les températures des deux pièces ne sont pas identiques ou au moins voisines. La présente invention remédie à ces inconvénients. Elle a pour objet un procédé de scellage et de découpage de récipients du type suivant lequel un film d'operculage est placé au-dessus d'un film thermoplastique dans lequel sont formés des récipients à conditionner, caractérisé en ce qu'au moins un récipient thermoformé est découpé, amené en contact par un mouvement ascendant avec le film d'operculage auquel il est soudé, puis évacué après découpage dudit film d'operculage au cours d'un mouvement descendant. Le scellage étant réalisé postérieurement au découpage du récipient plastique, le matériau à sceller portant les impressions peut alors être rendu indépendant du film thermoplastique, de sorte que l'impression est centrée en toute facilité, sans avoir à procéder à une élongation du film d'operculage. L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé susmentionné, du type comportant au moins une empreinte constituant un poinçon inférieur et contenant le récipient à conditionner solidaire du film dans lequel il est thermoformé, une matrice dont la coopération avec le poinçon infé rieur assure le découpage du film thermoplastique introduit sous la partie inférieure de ladite matrice et un élément supérieur de scellage placé au-dessus du film d'operculage, ce dispositif étant caractérisé en ce que ltélément supérieur de scellage coopère également avec la matrice sur la face supérieure de laquelle est placé ledit film d'operculage. On obtient ainsi le découpage et le scellage des éléments à conditionner dans un poste unique, ce qui permet de procurer un gain important de place dans la chatne de conditionnement. D'autres caractéristiques et avantages apparattront au cours de la description qui va suivre, en regard des dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple non limitatif, sur les quels - la Fig. 1 est une vue schématique d'une installation complète de fabrication d'éléments thermodurcissables comportant un poste de scellage et de découpage conforme à l'invention - la Fig. 2 est une vue en coupe à plus grande échelle d'une partie du poste de scellage et de découpage selon l'invention. Comme représenté sur la Fig. 1, le matériau thermoplastique est débité par un rouleau t sous forme d'une bande ou film 2, qui passe à la manière connue dans un poste de chauffage 3 portant la bande à sa température de formage à chaud ; le formage steffece tue de manière connue, par exemple au moyen de l'introduction d'une pression d'air dans un poste 4, conférant ainsi au matériau thermoplastique une forme de récipients 5, qui sont ensuite présentés sous un poste automatique ou manuel d'alimentation 6 en produit à conditionner. Les récipients 5 contenant le produit à emballer parviennent à un poste de scellage et de découpage 7, comprenant un ou plusieurs ensembles composés chacun d'une matrice 8, d'un poinçon supérieur 9 et d'un poinçon inférieur 10. Une feuille 11 de matériau à operculer est présentée dans ledit poste 7, scellée aux récipients 5 puis découpée et récupérée autour d'un rouleau 12. Après évacuation des récipients scellés et découpés, les déchets de la bande thermoplastique 2 sont recueillis sur un rouleau 13. Conformément à la Fig. 2, le poinçon supérieur 9 est monté sur un élé#nt thermique 14 comportant par exemple une ou plusieurs cartouches chauffantes 15 alimentées par des fils 16 d'amenée du courant. Une plaque isolante 17 sépare le poinçon 9 de scellage d'un support 18 monté coulissant sur des guides 19, ledit support comportant de préférence un circuit de refroidissement 20 par eau. Le support 18 est actionné au moyen d'une tige 21 commandée par un vérin, non représenté. Le poinçon de scellage 9 coulisse dans la matrice 8, elle-m#me refroidie également par exemple au moyen d'une circulation d'eau froide 22. Le poinçon inférieur 10 qui peut également coulisser dans la matrice 9, est fixé par un plateau 23 monté coulissant sur des guides 24, eux-mêmes montés sur un plateau fixe 25 solidaire du bati de la machine. Des butées 26 reliées au plateau 25 limitent le déplacement supérieur maximum dudit plateau mobile 23. De même, il est prévu de refroidir ltensemble du poinçon 10 et du plateau 23 au moyen d'un circuit de refroidissement 27. Le poinçon 10 présente sur sa face supérieure un évidement 28 adapté aux différentes formes possibles du récipient à operculer et, dans l'aie du poinçon, un évidement cylindrique 29 s'étendant depuis le fond du volume 28 jusqu'à la face inférieure du plateau mobile 23 et dans lequel coulisse une tige 30 présentant une tête 31. La base de la tige 30 comporte une rondelle 32 sur laquelle prend appui un ressort à boudin 33 dont l'autre extrémité est appliquée contre la face inférieure du plateau mobile 23. La bande thermoplastique 2 dans laquelle sont formés les récipients 5 est maintenue contre la face inférieure de la matrice 8 par exemple à l'aide de serre-flan 34, alors que le film d'operculage Il est tendu contre la face supérieure de ladite matrice 8 par exemple au moyen de serre-flan 35, de sorte que les deux maté-' riaux destinés à l'emballage sont séparés par l'épaisseur de la matrice 8. L'approvisionnement en film d'operculage 11 estréalisé par un rouleau 36 entraîné par un moteur, non représenté ; le film passe alors sur un rouleau libre 37 puis sur un rouleau 38 relié à un tendeur 39 faisant office de contrepoids associé à un contact électrique 40 et ensuite sur des rouleaux de renvoi 41, 42 avant de défiler devant une cellule photosensible 43. Le film 11 est ensuite entraîné par deux rouleaux 44, 45 commandés par un moyen connu tel qu'un motoréducteur, non représenté, contre lesquels il est maintenu à l'aide de deux cylindres presseurs 46, 47.La rotation des deux rouleaux 44, 45 est synchronisée par une liaison mécanique 48, par exemple une courroie crantée qui a pour effet de donner au film une tension constante, déterminée par le serrage plus ou moins prononcé des rouleaux 46, 47 contre le film et les rouleaux 44, 45. La découpe du film à operculer s'effectue dans la portion située entre les deux rouleaux moteurs 44, 45. Ce dispositif évite la rupture de la bande devenue très fragile après la découpe des opercules. Le fonctionnement de l'installation ainsi décrite est le suivant. Au fur et à mesure qu'un récipient approche de la matrice 8, le film d'operculage Il est entratné par les rouleaux 44, 45 jusqutà ce aucun repère parvienne devant la cellule 43, arrêtant ainsi le déroulement du film de manière que le couvercle du récipient soit exactement placé au-dessus de la matrice 8. Simultanément, le poinçon inférieur 10 étant en position basse, un récipient 5 est présenté sous la matrice 8. Le poinçon 10 est alors actionné par l'intermédiaire du plateau 23 dans un mouvement ascendant le long des guides 24, de sorte que le récipient 5 s'insère dans l'évidement 28 et, le mouvement ascendant se poursuivant, le récipient 5 est découpé du film 2 au passage du poinçon 10 dans la matrice 8, puis amené en contact avec le film à operculer et stoppé par les butées 26 agissant sur le plateau 23.Le plateau supérieur 18 portant le poinçon de scellage 9 descend alors et presse l'ensemble du film à operculer et du matériau thermoplastique contre le poinçon inférieur 10 avec la pression de scellage, donnée par un vérin et à la température de scellage communiquée par les cartouches chauffantes 15 grâce à une régulation. Dans ce but, l'effort qui maintient le plateau 23 est supérieur à l'effort de scellage. Après un temps qui dépend de la nature des matières employées, de leur épaisseur et de la puissance de chauffe, le poinçon 10 amorce un mouvement descendant, au cours duquel il est accompagué par le poinçon de scellage 9 qui, en pénétrant dans la matrice 8, découpe le film à operculer et le maintient contre le récipient 5 Jusqu'à sa sortie de ladite matrice 8. Le poinçon de scellage 9 reprend alors un mouvement ascendant tandis que le plateau mobile 23 poursuit son mouvement descendant. Lorsque la rondelle 33 vient en contact avec le plateau fixe 25, la tête 32 supportant le récipient 5 émerge progressivement jusqu'à libérer totalement ledit récipient 5 de son logement 28, l'ensemble 29 30 visant ainsi office d'éjecteur. Indépendamment du cycle, le rouleau débiteur 36 se met à tourner lorsque le contact électrique 40 est libre. Il starrete lorsque le contact 40 est impressionné et permet ainsi de préparer une longueur de bande suffisante pour le cycle suivant, le contrepoids 39 permettant de conserver une tension constante en amont du rouleau 44 ce qui augmente la précision de lecture du repère sur la bande. 1l se produit ensuite siimiltanément le transport du récipient operculé vers un poste d'évacuation, non représenté,ravance d'un nouveau récipient 5 sous le poste de scellage et découpage et l'avance également d'une nouvelle portion de film à operculer jusqu'à ce qu'un nouveau repère imprimé sur ledit film parvienne devant la cellule 43 qui commande alors l'arrêt des cylindres 44, 45. Un nouveau cycle de découpage du récipient, de scellage et découpage de ltopercule peut alors commencer. Grâce au découpage distinct du récipient d'une part et de ltopercule d'autre part, qui s'effectue de part et d'autre de la matrice 8, donc à deux niveaux séparés, il est très facile de récupérer indépendamment les déchets de l'opération sur les rouleaux 12, 13, lesdits déchets n'ayant été à aucun moment en contact. REVENDICATIONS 1.- Procédé de scellage et de découpage de récipients du type suivant lequel un film d'operculage (11) est placé au-dessus d'un film thermoplastique (2) dans lequel sont formés des récipients à conditionner (5), caractérisé en ce qu'au moins un récipient (5) est découpé et amené en contact par un mouvement as ce dant avec le film d'operculage (iî) auquel il est soudé puis évacué après découpage dudit film d'operculage au cours d'un mouvement descendant. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le scellage est réalisé par la pression d'un poinçon supérieur (9) contre un poinçon inférieur (îo) portant le récipient à conditionner (5). 3.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le découpage de 11 opercule est réalisé par la coopération drr poinçon de scellage (9) avec un élément-fixe (8). 4.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le film d'operculage (11) est maintenu en tension constante pendant les opérations de scellage et de découpage du récipient à conditionner (5). 5.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'avance du film d'operculage (11) s'effectue indépendamment de celle du film thermoplastique (2). 6.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, du type comportant au moins une empreinte constituant un poinçon inférieur (10) et contenant le récipient à conditionner (5) solidaire du film (2) dans lequel il est thermoformé, une matrice (8) dont la coopération avec le poinçon inférieur (10) assure le découpage du film thermoplastique (2) introduit sous la partie inférieure de ladite matrice (8) et un élément supérieur de scellage (9) placé au-dessus du film d'operculage (il), caractérisé en ce que ltélément supérieur de scellage (9) coopère également avec la matrice (8) sur la face supérieure de laquelle est placé ledit film d'operculage (if). 7.- Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce quele film d'operculage (11) est séparé du film thermoplastique (2) constituant les récipients à conditionner (5) par l'épaisseur de la matrice (8). 8.- Dispositif suivant l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que le film d'operculage (11) et le film thermo plastique (2) sont appliqués contre la matrice (8) à l'aide d'élé ments de pression (34, 35). 9.- Dispositif suivant la revendication 6 caractérisé en ce que l'ensemble du poinçon de scellage (9) et de ses moyens de chauffage (î4 > 15, 16) est relié au support guide (18) par l'tintez médiaire d'un élément isolant (17). 10.- Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le film d'operculage (ii) est maintenu dans le poste de déw coupage et de scellage à une tension constante au moyen de cylin drues presseurs (44 45, 46, 47) dont au moins deux d'entre eux (44, 45) sont reliés par une liaison mécanique (48). Il.- Dispositif suivant la revendication 10, caractérisé en ce que la liaison mécanique (48) est une courroie crantée. 12.- Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le poinçon inférieur (10) comporte des moyens d'éjection (30 > 31, 32, 33) du récipient conditionné , lesdits moyens coopté rant avec un plateau fixe (25). 13.- Dispositif suivant la revendication 12, caractérisé en ce que l'éjection du récipient conditionné (5) est réalisée par une tige (30) supportant ledit récipient (5) et s'appuyant sur le plateau fixe (25), qui est libérée par l'action d'un ressort (33) à ltencontre de laquelle s'effectue le mouvement descendant du poinçon inférieur (10).