Brevet FR2472178A1 — publié le 19810626

L'invention concerne un procédé pour remplir des réci- pients d'emballage avec une dose pondérale d'un produit pouvant s'écouler. On connatt un procédé de ce type, voir le brevet suisse 400 595 par exemple, o, tout d'abord, une quantité de produit dont le poids est de peu inférieur au poids prescrit est séparée par dosage volumétrique et chargée sur un plateau de pesage en vue de la détermination du poids manquant. Un dispositif de postdosage est ensuite commandé en fonction du poids manquant pour qu'il ajoute la quantité de produit manquante sur le plateau de pesage. Pour compen- ser les variations de la densité du produit, la quantité totale ainsi obtenue est déversée sur le plateau d'un second appareil de pesage, lequel détermine le poids qui manque maintenant et qui est encore plus petit et commande un second dispositif de postdosage conjugué à lui pour qu'il ajoute la petite quantité de produit man- quante. La dose pondérale ainsi obtenue est enfin déversée dans un récipient d'emballage amené sous le second plateau de pesage. Comme la section de l'ouverture du récipient d'emballage est souvent assez petite compte tenu de la quantité de produit à introduire, l'opéra- tion de remplissage dure relativement longtemps, de sorte que le rendement en nombre de récipients remplis par unité de temps est faible, surtout dans le cas de produits volumineux ou sous forme de morceaux relativement grands. Dans le but d'augmenter la capacité de remplissage de machines à empaqueter, il est connu, voir les brevets Il 37 670 et 14 61 896 de la République Fédérale d'Allemagne par exemple, d'ins- taller plusieurs unités de pesage automatiques au-dessus du trans- porteur qui amène les récipients d'emballage l'un après l'autre, unités d'o les doses de produit pesées sont déversées dans les récipients d'emballage à travers des entonnoirs qui accompagnent les récipients sur une partie du parcours. Un tel dispositif est coûteux. Il a en outre l'inconvénient que, en raison de la grande hauteur de chute, des produits fragiles tels que des gàteaux secs ou des biscuits sont abîmés en partie ou se cassent. Il serait donc souhaitable de disposer d'un procédé par lequel des produits susceptibles d'être endommagés par une chute 2472 178 puissent Etre divisés de façon simple en doses pondérales et les doses puissent être introduites de façon simple dans des récipients d'emballage. Selon une caractéristique essentielle du procédé de l'invention, on sépare d'une réserve de produit, pèse et introduit l'une après l'autre plusieurs doses partielles dans un même récipient d'emballage et on totalise les poids des doses partielles en un poids total, en fonction duquel on sépare la dernière dose partielle, que l'on introduit également dans le récipient. Le procédé de pesage et de remplissage selon l'inven- tion a l'avantage sur le procédé connu que tout en assurant une grande précision du poids des doses introduites chacune dans un récipient, il permet un rendement élevé et un traitement du pro- duit avec le maximum de ménagement. De plus, un dispositif travail- lant selon ce procédé est de construction simple et claire. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de mise en oeuvre non limitatif, ainsi que de la figure unique du dessin annexé, qui est un schéma synoptique simplifié d'un dispositif de pesage et de remplissage selon l'invention. Selon l'invention, une dose de produit à introduire dans un récipient d'emballage est formée par la séparation de plu- sieurs doses partielles d'une ou de plusieurs réserves de produit, la pesée des doses partielles, l'addition de leurs poids et le dé- versement des doses partielles à différents endroits dans un même récipient d'emballage, le déversement de chaque dose partielle succédant à sa pesée. Pour la mise en oeuvre de ce procédé, un transporteur 1 amène les récipientsd'emballage 2 à remplir et ouverts en haut l'un après l'autre et pas à pas à plusieurs postes I-V disposés c8te à côte avec des espacements identiques. Aux quatre premiers postes I à IV sont conjugués des appareils de pesage 11-14 possédant des plateaux de pesage 15-18. Dans ces plateaux, représen- tés sous forme d'entonnoirs, aboutissent des doseurs 21-24 munis de commandes 25-28 et constitués chacun par une goulotte vibrante ou une courroie transporteuse, par exemple. Les doseurs 21-24 sont reliés à des trémies d'alimentation 31-34. 24 72 178 Les appareils de pesage 11, 12 et les doseurs 21, 22 des deux premiers postes I et Il sont agencés pour effectuer des remplissages partiels grossiers, en l'occurrence pour séparer et introduire dans les récipients 2 des doses partielles dont le poids - correspond à peu près à 50% respectivement 30% du poids total pres- crit du contenu final du récipient. Les appareils de pesage 13, 14 et les doseurs 23 et 24 des postes III et IV sont au contraire agencés pour effectuer des remplissages partiels fins, avec des doses partielles représentant environ 15% respectivement 5% du poids total. Pour introduire les doses partielles désirées dans les entonnoirs de pesage 15-18, les commandes 25-28 des doseurs 21-24 sont commandées par des minuteries réglables 41-44. Les trois pre- mières minuteries, 41-43, sont ajustables manuellement sur un temps de base déterminé qui correspond au poids désiré de la dose partielle considérée. Ce temps de base représente un temps moyen qui peut être varié automatiquement par l'appareil à peser correspondant 11,12, 13 ou 14 si les doses séparées ont tendance à peser moins ou au con- traire plus que le poids désiré de la dose partielle considérée. Aux minuteries 42-44 des doseurs 22-24 sont conjugués en outre des cor- recteurs 45-47 pour ajouter au temps de base pour chaque dosage partiel ou au contraire pour déduire de ce temps un temps préfixé si la dose partielle ou les doses partielles séparée(s) précédem- ment s'écarte(nt) trop du poids prescrit. Les doses partielles introduites par les doseurs 21-24 dans les entonnoirs de pesage 15-18 sont pesées par les appareils de pesage 11-14 et les poids déterminés sont introduits sous forme numérique dans des mémoires intermédiaires S I-S IV. En cas d'uti- lisation d'appareils de pesage analogiques, il peuvent comporter chacun un convertisseur analogique-numérique. A un moment déterminé pendant un cycle de remplissage, les valeurs pondérales contenues dans les mémoires intermédiaires S I-S IV sont transférées à des mémoires totalisatrices. Plus précisément, les valeurs de S I et S II sont transférées à la mémoire totalisatrice MI + II, les valeurs de S III sont transférées à la mémoire totalisatrice t I + II + III et les valeurs de S IV sont transférées à la mémoire 2472 178 totalisatriceZ I + II + III + IV. Les cumuls des mémoires totalisa- trices sont en même temps décalés chaque fois, de la mémoire E: I + II à la mémoire L I + Il + III et ainsi de suite, de sorte que, pendant qu'un récipient d'emballage 2 est transporté d'un poste à l'autre, le poids de son contenu est transféré à la mémoire totalisatrice correspondante. - En vue de la compensation de petits écarts de poids des doses partielles par rapport aux poids désirés pendant le pro- cessus de remplissage étalé sur les quatre postes I-IV, les valeurs représentant les poids réels des doses partielles dans la mémoire intermédiaire S I et dans les mémoires totalisatrices r- I + II, z I + II + III, r I + II + III-+ IV sont comparées avec des valeurs représentant les poids prescrits. Si les écarts dépassent certaines limites inférieures ou supérieures, ces mémoires transmettent aux correcteurs 45- 47 des minuteries 42-44 des signaux représentant des temps préfixés, lesquels sont ajoutés aux temps de base ajustés sur ces minuteries ou déduits de ces temps, de sorte qu'un écart de poids dépassant les limites des écarts admis d'une dose partielle est compensé au poste suivant. La minuterie 44 du dernier doseur 24 , n'est pas réglable manuellement;-elle est commandée par la mémoire totalisatrice Z I + II + III de manière que le poids manquant dans le récipient y soit ajouté. La constatation, dans la mémoire tota- lisatrice Z I + II + III + IV, que le poids total des doses par- tiellesesten dehorsdes tolérances provoque l'actionnement d'un éjecteur 49 qui élimine -le récipient 2 en question au poste V. La mémoire totalisatrice t I + II + III + IV présente en outre des sorties 50 pour des dispositifs d'indication et d'en- registrement de données portant sur des poids partiels et totaux et sur le nombre des récipients remplis. La partie suivante décrit le fonctionnement du disposi- tif qui vient d'être décrit à titre d'exemple pendant le remplissage de récipients avec des gâteaux secs, dont le poids moyen par pièce est de 3 g, le poids prescrit du contenu de chaque récipient étant de 200 g. Un récipient d'emballage 2 est amené tout d'abord au poste I, o le doseur 21 - formé par une goulotte vibrante à débit constant par exemple - a amené des gâteaux dans l'entonnoir de 2 4 72 178 pesage 15 pendant une durée de 0,4 seconde fixée par la minuterie 41, Quand cette alimentation en g9teaux de l'entonnoir 15 est terminée, l'appareil de pesage 11 détermine le poids de la dose partielle ainsi séparée, poids qui est de 103 g par exemple, provoque le vidage de l'entonnoir 15 dans le récipient 2 amené sous lui et transmet le poids sous forme numérique à la mémoire intermédiaire S I. Là, le signal de poids entrant est comparé avec la valeur pondérale intro- duite au préalable, en l'occurrence de 100 g. Comme l'écart ne dépasse pas 3%, il ne produit pas de signal pour la correction du temps de base de la minuterie 42 du deuxième doseur 22. Pendant que le récipient 2 est transporté au poste II, le doseur 22 charge des gâteaux dans l'entonnoir de pesage 16, pendant une durée qui est également de 0,4 seconde. La pesée effectuée ensuite donne 73 g. L'appareil de pesage 12 provoque le déversement de la deuxième dose partielle dans le récipient 2 et transmet un signal correspondant à la mémoire intermédiaire S Il. Les signaux de la première et de la deuxième doses partielles sont additionnés dans la mémoire totalisatrice r I + II, laquelle contient donc une valeur pondérale de 176 g. La valeur prescrite étant de 170 g, la comparai- son avec cette valeur donne un écart de 6 g, ce qui correspond à un écart de +3,5% par rapport au poids prescrit. Cet écart étant supérieur à 3%, ce qui a été fixé comme limite dans cet exemple, la mémoire totalisatrice y I + Il transmet un signal au correcteur 46 de la minu- terie 43 pour déduire 0,1 seconde du temps de base de 0,4 seconde,ce qui ramène la durée d'enclenchement du doseur correspondant 23 à 0,3 seconde. Au cours du transport du récipient 2 du poste II au poste III, le doseur 23 charge pendant cette durée de 0,3 seconde une troisième dose partielle dans l'entonnoir de pesage 17. La pesée effectuée ensuite donne 15 g. Le transfert de ce poids par la mémoire intermédiaire S III à la mémoire totalisatrice ú I T Il + III et le transfert par décalage du poids des deux premières doses partielles depuis la mémoire totalisatrice - I + Il donne un poids cumulé de 191 g. Cette valeur est comparée dans la mémoire totalisatrice Z I + Il + III avec le poids prescrit de 200 g. L'écart ou poids manquant de 9 g provoque l'envoi d'un signal correspondant au correc- teur 47 de la minuterie 43 pour le quatrième doseur 24. Ce dernier doseur est conçu de manière à débiter dix gàteaux d'un poids moyen par pièce de 3 g en une seconde. Puisque qu'il manque dans le cas présent 9 g par rapport au poids prescrit, le correcteur 47, confor- mément au signal reçu de la mémoire totalisatrice t I + II + III, ajuste la minuterie 44 à une durée d'enclenchement de 0,3 seconde, durée pendant laquelle le doseur 24 amène donc trois gàteaux dans l'entonnoir de pesage 18. Entre-temps, l'entonnoir de pesage 17 a vidé la troisième dose partielle dans le récipient d'emballage 2, lequel a été transporté au poste IV o,après la pesée de la quatrième dose partielle par l'appareil de pesage 14, il reçoit la quatrième dose partielle de 9 g, de sorte que la dose totale formant le contenu du récipient 2 et composée de quatre doses partielles pèse 200 g. Le transporteur 1 avance le récipient 2 ensuite vers d'autres postes pour la fermeture. Le doseur 24, travaillant sur la base de temps fixés d'avance pour ajouter des quantités de produit correspondant chaque fois au poids manquant, est utilisable généralement, avec des adaptations, pour des produits déversables qui peuvent s'écouler dans une certaine mesure. Pour des produits sous forme de morceaux ou de pièces, tels que des gCteaux secs, dont le poids par pièce est sensiblement cons- tant, on peut utiliser également un dispositif qui, suivant le signal fourni par la mémoire totalisatrice r I + II + III, ajoute le nombre voulu de pièces au contenu du récipient 2. Il est encore à noter que le nombre des doseurs n'est pas limité à quatre. Dans le cas de produits s'écoulant facilement, trois doseurs suffisent; en revanche, dans le cas de produits volu- mineux ou à faible densité, le nombre des doseurs peut être supérieur à quatre. En cas d'utilisation de cinq doseurs, les cinq doses par- tielles à séparer et à introduire dans le récipient aux postes suc- cessifs peuvent treajustées respectivement à environ 35, 30, 20, 10 et 5% du poids total prescrit du contenu final. Ilestâ noterencore que les doseurs qui conviennent sont, d'une manière générale, des appareils qui sont bien entendu adaptés au produit considéré et qui sont capables de débiter un flux de produit uniforme pendant une durée déterminée. Il s'agit notamment de goulottes vibrantes, doseurs à vis, transporteurs à courroie et pompes ou encore d'appareils pro- duisant des dosages volumétriques et dont les récipients doseurs sont ajustables. R E V E N D I C A T 0 N S 1. Procédé pour remplir des récipient d'emballage avec une dose pondérale d'un produit pouvant s'écouler, caractérisé en ce que l'on sépare d'une réserve de produit, pèse et introduit l'une après l'autre plusieurs doses partielles dans un même récipient d'embal- lage et on totalise les poids des doses-partielles en un poids total, en fonction duquel on sépare la dernière dose partielle, que l'on introduit également dans le récipient. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la dose est composée d'au moins trois doses partielles séparées et introduites l'une après l'autre dans le récipient et dont le poids diminue chaque fois d'une dose partielle à la suivante. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les poids des doses partielles sont introduits sous forme de signaux numériques dans un calculateur à plusieurs étages qui, après l'addition des signaux, commande la séparation de la dernière dose partielle. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un signal appartenant à une quantité totale de produit est chaque fois additionné avec un signal déjà présent dans une mémoire tot lisatrice et est ensuite transféré par décalage dans une mémoire totalisatrice suivante du calculateur. 5. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend un transporteur (1) qui amène des récipients (2) à remplir l'un après l'autre et auquel sont conjugués plusieurs appareils de pesage (11-14) successifs combinés avec des doseurs (21-24) pour séparer et déver- ser des doses partielles dans les récipients (2) qui se suivent. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les appareils de pesage (11-14) sont reliés à un calculateur (S I-S IV, t I + II-Z I + II + III + IV) qui totalise les signaux de poids produits par les appareils de pesage (11-13) pour les pre- mières doses partielles et qui commande la dernière dose partielle de manière qu'elle corresponde au poids manquant par rapport au poids prescrit de la dose complète. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les doseurs (21-24) sont commandés par des minuteries (41-44) dont les temps préajustés sont modifiables par le calculateur.