Brevet FR2523073A1 — publié le 19830916

La présente invention a pour objet un dispositif support de récipients à collerette, plus particulièrement pour le conditionnement de produits alimentaires, notamment laitiers, tels que les pots de yaourt, de crème fraiche, etc..., ce dispositif support étant destiné à l'équipement de machines automatiques de conditionnement assurant notamment l'obturation de chaque récipient par un couvercle scellé par son pourtour sur la collerette prévue à la partie supérieure du récipient. L'invention concerne également les machines de conditionnement équipées de tels dispositifs supports. La demande de brevet français NO 79 00503, déposée le 10 janvier 1979, décrit des récipients en matière plastique, du type précité, tels que le scellement du couvercle sur ces récipients permette l'obtention d'une fermeture étanche, pelable et de faible cout. Ce résultat particulièrement intéressant résulte de l'utilisation de couvercles coextrudés, dont chacun est réalisé en coextrudant une feuil de matière plastique thermoformable et une couche fine d'un copolymère d'acétate de vinyle et d'éthylène ou d'un copolymère de caractéristiques équivalentes, puis en thermoformant l'ensemble obtenu pour lui donner la forme d'un couvercle adaptable sur le récipient. Le brevet français précité, auquel on se reportera avantageusement pour davantage de précisions, décrit également un procédé d'obturation de tels récipients en matière plastique, consistant, après avoir appliqué le couvercle coextrudé sur le récipient, à la suite du remplissage de ce dernier, à thermosceller le pourtour du couvercle sur la collerette du récipient à une température comprise entre 150 et 2000C. Mais la structure d'un couvercle coextrudé selon ce brevet français permet également de le sceller sur la collerette du récipient par une soudure aux ultrasons, et des machines de conditionnement ont été développées à cet effet. Ces machines connues comprennent un dispositif de soudure aux ultrasons, muni d'au moins une sonotrode, susceptible d'être translatée, en général verticalement vers le bas, pour appliquer, avec une pression prédéterminée, le pourtour d'un couvercle contre la collerette du récipient, laquelle repose sur la face supérieure plane d'une plaque support de récipient présentant une ouverture de section correspondant à celle du corps du récipient, qui peut être circulaire, carrée ou rectangulaire à coins arrondis, ou encore polygonale à coins également arrondis, mais de dimensions légèrement supérieures à celles de la section externe du corps dt récipient, de sorte que ce dernier puisse être convenablement positionné sous la sonotrode en étant reçu par son corps dans l'ouverture de la plaque support, la collerette reposant sur une surface annulaire de la face supérieure plane de la plaque support, qui entoure l'ouverture de cette dernière. Ces'machines automatiques sont soit circulaires, et comprennent alors une table circulaire portant plusieurs plaques supports présentant chacune au moins une ouverture ou alvéole de logement d'un récipient, soit rectilignes à plusieurs voies, c'est-à-dire avec des tables portant des rangées de plaques supports dont les ouvertures ou alvéoles sont alignées par exemple selon plusieurs directions parallèles ou inclinées les unes par rapport aux autres. Des contrôles effectués sur les récipients scellés sur ces machines ont permis de constater, en particulier dans le cas de récipient ayant une section carrée ou rectangulaire à coins arrondis du corps que la qualité de l'obturation tétait pas constante, et que, dans certains cas, les récipients n'étaient pas fermés de façon étanche, alors que, dans d'autres cas, les récipients étaient soudés-autogène, c'est-à-dire non pelables. De plus, sur les récipients à section carrée ou rectangulaire à coins arrondis, des zones d'ancrage trop résistant du couvercle sur la collerette étaient obtenues au niveau des coins arrondis, ce qui ne permettait pas la séparation aisée du couvercle et du récipient de façon aisée, sans endommager l'un ou l'autre. Ces résultats non satisfaisants semblent pouvoir être attribués, d'une part, à l'impossibilité d'obtenir simultanément une bonne planéité sur l'ensemble des pièces supportant les récipients et un parallélisme constant de ces pièces et de la face active de la sonotrode, comptetenu, notamment, de la dérive des positions relatives de ces éléments en raison des vibrations, pendant l'émission ultrasonique, d'autre part, à l'impossibilité de maintenir une pression de contact régulière sur le pourtour du couvercle et la collerette ou périphérie du récipient, appliqués l'un contre l'autre. Par la présente invention, on se propose de rem.é- dier à ces inconvénients, et d'agencer ces machines de conditionnement de sorte que les défauts de scellage présentés ci-dessus soient éliminés. A cet effet, le dispositif support selonl'inven- tion, comprenant une plaque support rigide, présentant une face plane destinée à venir en regard d'une sonotrode du dispositif de soudage aux ultrasons, ainsi qu'une ouverture destinée à recevoir le récipient, se caractérise en ce qu'il comprend également un joint souple et compressible disposé sur la face plane de la plaque support, et entourant l'ouverture de cette dernière, et une semelle, disposée sur le joint sensiblement plane, et présentant également une ouverture destinée à recevoir le récipient, de sorte que, lorsque le récipient traverse l'ouverture de la semelle, le joint et l'ouverture de la plaque support, sa collerette soit retenue contre la semelle, et que lorsque la sonotrode vient appliquer le couvercle contre la collerette du récipient le joint, en se comprimant fasse simultanément office d'amortisseur de vibrations, de répartiteur de pression de contact, et de compensateur de défauts de planéité et de parallélisme. De préférence la semelle est retenue au-dessus de la plaque support par des moyens constituant simultanément des moyens de guidage de la semelle dans ses déplacements par rapport à la plaque support, ces moyens étant solidaires de cette derniere . Avantageu- sement, le joint souple et compressible comprend un anneau en élastomère dé silicone et la semelle est une plaque métallique de faible épaisseur comparée à celle de la plaque support. Lorsque la semelle est relativement flexible, notamment du fait de sa faible épaisseur, elle procure une compensation des défauts de parallélisme dus aux variations d'épaisseur du couvercle et de la collerette du récipient dans la plage de scellage. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de l'exemple particulier de réalisation, décrit ci-après, en référence à la figure unique, qui représente une vue en coupe axiale d'un pot de yaourt reposant sur un dispositif support équipant une machine de conditionnement munie d'un dispositif de soudure aux ultra-sons. En référence à la figure unique, le pot de yaourt 1 en polystyrène est constitué d'un corps creux, dont la partie supérieure 2, cylindrique, de section circulaire ou carrée, rectangulaire ou même polygonale à coins arrondis,se prolonge vers le fond par une partie 3 tronconique ou pyramidale,ainsi que d'une collerette 4, plane et perpendiculaire à la paroi de la partie supérieure 2 du corps du pot,à laquelle elle se rattache. Un couvercle 5, de préférence du type coextrudé, tel que décrit dans le brevet français précité, est disposé au-dessus du pot 1 en vue de l'obturation de ce dernier. Le dispositif support comprend une plaque support 6, en métal inoxydable, présentant une face supérieure plane, et dans laquelle est découpée une ouverture centrale 7, dont la section correspond à celle du corps du pot 1, et en particulier, dans cet exemple, à celle de la partie supérieure 2 du corps du pot 1, tout en étant de dimension légèrement supérieure. Cette plaque support 5 rigide et fixe sert d'organe de fixation à la table (non représentée) de la machine de conditionnement Sur la face supérieure plane de la plaque support 6, se trouve placé un joint souple et compressible 8, constitué par un anneau d'élastomère de silicone, découpé dans une plaque de ce matériau ayant par exemple 4 mm d'épaisseur sensiblement aux dimensions en plan de la collerette 4, l'ouverture au centre de l'anneau ayant la section et les dimensions de l'ouverture 7 de la plaque support 5. L'épaisseur et la largeur du joint souple et com-?ressible 8 doivent être choisies en fonction de la forme et des dimensions du pot 1. Sur le joint 8 repose une semelle 9 constituée par une plaque métallique d'épaisseur relativement faible, comparée a celle de la plaque support 6 . Cette semelle 9, vue en plan, a sensiblement la même forme et les mêmes dimensions que la plaque support 6, c'est-à-dire qu'elle présente une ouverture centrale qui se prolonge par celles respectivement du joint 8 et de la plaque support 6, de sorte que le pot 1 puisse être convenablement positionné sous une sonotrode 10 du dispositif de soudage aux ultrasons, en étant reçu par la partie supérieure 2 de son corps dans les ouvertures centrales superposées de la semelle 3 du joint 8 et de la plaque support 6, et tel que sa collerette 4 puisse reposer sur la face supérieure de la semelle 9. Cette dernière est guidée en translation verticale par des pointes de guidage 11, portées par la plaque support 6, et le long desquelles la semelle 9 peut coulisser. Ces pointes 11 ont une tête élargie à leur extrémité supérieure pour constituer une butée de retenue de la semelle 9. L'ensemble constitué par le joint 8 pris en sandwich entre la semelle 9 et la plaque support 6 fait simultanément office d'amortisseur de vibrasions,de répartiteur de pression, et de compensateur de défauts de planéité et de parallélisme. En effet, pour effectuer le scellage par ultrasons, la sonotrode 10 est descendue et vieS appliquer le couvercle coextrudé 5 contre la collerette 4, avec une pression de contact prédéterminée. Le joint 8 est donc comprimé par le déplacement vers le bas de la semelle 9, sous la charge qui lui est transmise par la collerette 4, et le joint 8 se déforme en enserrant le pourtour de la partie supérieure 2 du pot 1, dont on empêche ainsi la mise en vibration lors du soudage.De plus, par réaction, le joint 8 permet une distribution plus régulière de la pression de contact entre la sonotrode 10 et la semelle 9 donc aussi entre le couvercle 5 et la collerette 4 du pot 1. Enfin, la déformation du joint 8 compense sensiblement les défauts de planéité de la semelle 9 et de la sonotrode 10, inévitables par construction, ainsi que les défauts de parallélisme entre ces deux pièces, inévitables par montage et en raison des vibrations de la sonotrode 10 lors de l'émission ultrasonique. On remarque également que la faible épaisseur de la semelle procure à cette dernière une certaine flexibilité, permettant de compenser sensiblement les variations d'épaisseur de la collerette 4, ainsi que du couvercle 5, et les défauts de parallélisme entre des deux éléments au niveau de la plage de scellement. L'équipement des machines automatiques de conditionnement par scellement aux ultrasons avec des dispositifs supports du type de celui qui vient d'être décrit a permis d'obtenir des pots obturés présentant une excellente pelabilité, le couvercle étant détaché du pot avec une faible force de traction. REVENDICATIONS 1.- Dispositif-support de récipient (1) à collerette (4), destiné, notamment, au conditionnement de produits alimentaires, tel qu'un pot de yaourt, et obturable par le scellage aux ultrasons du pourtour d'un couvercle (5) sur la collerette (4) du récipient (I),le dispositif support étant destiné à lréquipement d'une machine de conditionnement automatique munie d'un dispositif de soudage aux ultrasons, et comprenant une plaque support (6) rigide présentant une face plane destinée à venir en regard d'une sonotrode (10) de la machine, ainsi qu'une ouverture (7) destinée à recevoir le récipient (1), caractérisé en ce qu'il comprend également un joint souple et compressible (8), disposé sur la face plane de la plaque support (6) et entourant l'ouverture (7) de cette dernière, et une semelle (9) disposée sur le joint (8), sensiblement plane, et présentant également une ouverture destinée à recevoir le récipient (1), de sorte que lorsque le récipient (1) traverse l'ouverture de la semelle (9), le joint (8) et l'ouverture (7) de la plaque support (6), sa collerette (4) soit retenue contre la semelle (9), et que lorsque la sonotrode (10) vient appliquer le couvercle (5) contre la collerette (4) du récipient (1), le joint (8), en se comprimant, fasse simultanément office d'amortisseur de vibrations de répartiteur de pression de contact et de compensateur de défauts de planéité et de paral lélisme. 2.- Dispositif support selon la revendication 1, caractérisé en ce que la semelle (9) est guidée dans ses déplacements par rapport à la plaque support (6), par des moyens de guidage (11) solidaires. de cette dernière. 3.- Dispositif support selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le joint (8) comprend un anneau en élastomère de silicone. 4.- Dispositif support selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la semelle (9) est une plaque métallique de faible épaisseur comparée à celle de la plaque support (6).. 5.- Dispositif sunnort selon la revendication 4, caractérisé en ce que la semelle (9) est relativement flexible. 6.- Machine de conditionnement automatique, munie d'un dispositif de soudage aux ultrasons, pour le scellage de couvercles sur des récipients, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un dispositif support de récipient selon l'une des revendications 1 à 5 précédentes.