Brevet FR2531036A1 — publié le 19840203

- La présente invention concerne les dispositifs pour transports des doses de produits dans une succession de - récipients et, plus particulièrement mais non exclusive- ment, elle concerne l'ensachage d'aliments du type en-cas, en particulier de pommes de terre chips, dans des machines d'emballage verticales assurant la mise en formelle rem- plissage et le scellement. On connait un dispositif d'ensachage qui reçoit des doses pesées de chips, à une cadence de 40 à 45 par minu- te Dans un tel dispositif, une machine de mise en forme et de remplissage de sachets fabrique des sachets de type "oreiller" 1, chacun contenantl'une des doses, à partir d'un tube continu de matériau d'emballage Chaque sachet présente des scellements transversaux en haut et en bas du sachet, ainsi qu'un scellement vertical stétendant entre les deux. La nature encombrante de la dose de produit par rap- port à son poids relativement léger pose plusieurs problè- mes quant à la distribution, le pesage et l'ensachage du produit de cette manière. En particulier, des différences naturelles dans la dimension, la densité et la teneur en eau des pommes de terre, qui ne sont pas du tout supprimées lors de la fabri-. cation des chips, rend difficile une pesée des chips qui soit à la fois rapide et précise avant leur entrée dans les sachets Pour un poids typique souhaité de 25 g, il n'est pas inhabituel, lors des opérations courantes, de trouver un poids de la dose qui dépasse de 50 S% ce poids souhaité. En outre, la dimension variable des chips, ainsi que leur poids mal défini, conduisent à des variations du temps nécessaire à une-dose pour tomber par gravité dans son sachet associé, ce qui limite ainsi la production des sachets à une cadence ne dépassant pas environ 40 à 45 sa- chets par minute. Cependant, on conna t des machines de pesage qui peuvent fournir des doses de chips destinées à remplir des sachets à des cadences plus élevées Dans l'une de ces ma- chines, plusieurs doses fractionnaires, dont le poids uni- taire est inférieur au poids souhaité, sont rendues dispo- nibles simultanément Les poids de ces doses sont enregis- trés avec précision et un calculateur choisit alors la combinaison particulière des doses fractionnaires disponi- bles qui, ajoutées les unes aux autres, s'approcheront le plus du poids souhaité Par exemple, la combinaison pour- ra être la somme des contenus de trois ou de cinq plateaux de balance, parmi un total de dix plateaux chargés On no- tera que l'utilisation d'une telle machine peut améliorer l'uniformité du poids des doses pour sachet par rapport à une uniformité obtenue de façon différente, et fournir des doses pour sachets à une cadence accrue. Bien que l'utilisation d'une telle machine de pesa- ge puisse accroître les vitesses de pesage, elle ne résoud pas en ellemême les problèmes dés aux variations du temps de chute L'inventeur de la présente demande a etudié le comportement des chips pendant leur chute, et a constaté que les variations du temps de chute sont influencées par une tendance qu'ont les chips à flotter et à rebondir le long du trajet descendant de l'écoulement de produit de la machine de mise en forme, de remplissage et de scellement. Il-considère que cette tendance pourrait limiter la caden- ce d'emballage à un maximum d'environ 60 sachets par minute. Les machines de pésage mentionnées plus haut peuvent facilement fournir des doses pour sachets à une cadence supérieure à 60 par minute Un objet de la présente inven- tion est de tirer parti de cette possibilité, c'est-à-dire d'augmenter encore la cadence d'emballage des chips (et au- tres aliments du type en-cas, comme le riz soufflé et le mals ou les céréales reconstitués et mis en forme) dans une machine d'emballage verticale assurant la mise en for- me, le remplissage et le scellement. 253 1036 A cet effet la présente invention concerné un dis- positif pour transporter des doses successives de produit à partir d'un distributeur de doses vers une succession de récipients à charger, comprenant des surfaces de cana- lisation définissant un trajet de circulation du produit, à partir du distributeur situé en amont d'une extrémité d'entrée du trajet, et vers un emplacement o les récipients sont présentés pour recevoir leproduit, en aval d'une ex- i MP Jîc rue srtie du trajets, caractérisé par le fait qu'il *comprend en ouî-ire des moyens annulaires agencés pour intro- duire un courant de gaz sous pression dans le trajet, sur les surfaces de canalisation, et pour induire le gaz à cir- culer, en conséquence de l'effet Coanda, le long du trajet, vers l'extrémité de sortie de ce trajet pour ainsi induire un courant de gaz d'entraînement de produit dans l'extré- mité d'entrée du trajet, des moyens définissant un inters- tice entre ladite extrémité de sortie du trajet et un réci- pient destiné à recevoir le produit à partir du trajet, interstice à travers lequel le gaz peut sortir du trajet, et des moyens pour moduler de façon cyclique ledit courant de gaz comprimé, de manière qu'un débit d'écoulement rela- tivement élevé soit prévu à des instants auxquels une dose doit être accélérée le long du trajet, avec un débit d'é- coulement relativement faible (qui peut être nul) aux autres instants. On notera que l'invention met en valeur lteffet Coanda pour établir un courant de gaz qui réalise la fonc- tion utile d'accélérer le passage des doses de produit à partir du distributeur, qui peut être une unité de pesage rapide, vers les récipients à charger. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple et faite en référence au dessin annexé, sur lequel la figure unique est une élévation partiellement en coupe de certaines par- ties principales d'une machine d'emballàge verticale assu- rant la mise en forme, le remplissage et le scellement se- lon l'invention. En référence au dessin, l'homme de l'art reconnat- tra certaines parties de base de la machine, ainsi que le mode de fonctionnement de celle-ci qui en résulte. Ainsi, une nappe 10 en matière plastique synthéti- que pour sachets est alimentée à partir d'une bobine (non représentée) pour passer sur un cylindre il et-sur la sur- face extérieure d'un gabarit creux, 12 qui transforme la nappe, 2 l 7 intérieur du gabarit 12, en un tube 13 Un ga- barit de scellement longitudinal 14 est associé au gabarit 12 Une paire de mâchoires de scellement comprenant une première mâchoire 15 actionnée par un vérin 16 et une se- conde mâchoire 17 actionnée par un vérin 18, peut effectuer un mouvement de va-et-vient dans un plan horizontal de ma- nière à pincer toutes les deux entre elles le matériau du sachet et former dans celui-ci un scellement transversal, ainsi qu'à sectionner le matériau au niveau du scellement. Les moyens de sectionnement comprennent, dans la mâchoire 15, un couteau 151 découpant dans un interstice 171 prévu dans la mâchoire 17 Le couteau 151 est actionné par des moyens non représentés. Les mâchoires peuvent également effectuer un mouve- ment de va-et-vient dans un plan vertical Elles se dépla- cent de façon cyclique, se déplaçant lorsqu'elles sont ou- vertes vers une position haute G représentée en traits mix- tes, puis se fermant pour pincer le matériau du sachet en ladite position haute pour alors, en restant fermées et en maintenant le matériau du sachet, se déplacer vers le bas vers une position basse R, pour ainsi tirer une nouvelle longueur de sachet sur le gabarit 12 Dans la position basse R, le couteau 151 est actionné pour sectionner le matériau du sachet Les mâchoires s'ouvrent alors pour libérer vers le bas un sachet sectionné. Une dose de produit destinée à remplir le sachet est distribuée dans la goulotte d'écoulement interne 19 du gabarit 12, en synchronisme avec chaque-déplacement des mâchoires vers le bas Elle tombe alors librement par gra- vité vers le bas dans le tube 13, assez loin pour venir S reposer entre les positions haute G et basse R des mt- choires 15 et 17, de manière à se faire emprisonner dans un sachet de type "oreiller" produit par les opérations cy- cliques des machoires 15 et 17. Selon une description plus particulière de la pré- sente invention, les doses de produit sont délivrées à la goulotte 19 à partir d'une machine de pesage 50 à gran- de vitesse, telle que mentionnée plus haut, en descendant le long d'un trajet défini par un entonnoir d'alimentation et par un tube cylindrique 21, puis en traversant un entonnoir à conformation particulière Entre l'entonnoir et le tube 21 est prévu un dispositif pneumatique de déplacement, dans le cas présent un dispositif Brauer AM 75-3 disponible chez H Mo C Brauer, Dawson Road, Mount Farm Estate, Bletchley, Milton Keynes, Buckinghamshire, M Kl l JP, Grande-Bretagne, ou un dispositif pneumatique de déplacement équivalent chez Oo N Beck & Co Ltdo 104 Fox Lane, London, N 13 4 YAX, Grande-Bretagne, le dispositif s'ajustant étroitement entre l'entonnoir 20 et le tube 21. Des impulsions d'air, délivrées au dispositif pneu- matique de déplacement sous des pressionsen conduite at- teignant 5,5 Atm, provenant d'une chambre annulaire 25, traversent une buse 26 de forme annulaire pour entrer dans. le passage central 27 du dispositif pneumatique de dépla- cement 23 et, grace à la forme de la buse 26 et à l'effet Coanda, longent les parois du passage 27 pour s'écouler- vers le bas dans le tube 21 en entraînant des quantités d'air relativement importantes sur toute la section trans- versale du passage 27 Grâace à l'ajustement étroit de l'entonnoir 20, un écoulement d'air vers le bas est induit dans l'entonnoir 20, l'air pénétrant par aspiration dans l'extrémité d'entrée de l'entonnoir 20, au niveau du bord supérieur de cet entonnoir Cet écoulement vers le bas accélère les doses de produit entrant dans l'entonnoir 20 pour les délivrer à la goulotte 19 d'une manière plus vive et mieux contrôlée. Un interstice annulaire 28 est prévu entre l'extré- mité de sortie du tube 21 et l'entonnoir conformé 22, in- terstice dont les dimensions sont telles que l'air sortant du dispositif pneumatique 23 et du tube 21 peut s'échapper vers le haut à une vitesse inférieure à celle de l'air lorsque celui-ci descend dans le dispositif pneumatique de déplacement En conséquence, ltair qui sechappe n'empor- te avec lui aucun article du produit à partir du courant de produit, ni même des particules de produit léger, com- me les pommes de terre chips. L'alimentation en air pulsé est déclenchée au moment o Chaque dose de produit tombe dans la bouche d'entrée du dispositif pneumatique 23, et est interrompue lorsque la dose a traversé celle-ci Il s'avère que ce système accé- lère la vitesse de chute de la dose de chips, et maintient celles-ci en une masse compacte pendant toute la descente dans le tube de gabarit 12 de sachet, pour ainsi permettre l'accroissement des vitesses d'emballage jusqu'à au moins sachets par minute et, dans la plupart de cas, jusqu'à plus de 100 sachets par minute. Une source 44 d'air comprimé entraîne les vérins 16 et 18 par l'intermédiaire de moyens de commande pneumati- ques 46, qui commandent également la circulation d'air pul- sé vers le dispositif de déplacement 23 Les moyens de com- manlde 46 opèrent en synchronisme avec la machine de pesage , à laquelle ils sont reliés par une liaison de commande 51 Le déplacement des machoires et du chariot associé en- tre les positions G et R est déclenché par une liaison mé- canique 47 entraînée par une manivelle. On notera qu'il ne sera généralement pas souhaitable que le courant d'air soit maintenu de façon continue, car ceci ferait que le produit risquerait d'être-soufflé hors de l'interstice 28 de l'entonnoir d'alimentation. Le courant d'air pulsé vers le bas présente lta- vantage supplémentaire d'aider à assurer que, lorsque cela est le plus nécessaire, la section transversale du tube d'emballage à l'intérieur duquel tombe le produit soit maintenue à sa valeur maximale. Les mâchoires 15 et 17 ne comportent pas nécessai- r;emer; i,:'1 S pour sectionner les longueurs de sachet. Dans queiques applications, un tel sectionnement n'est pas nécessaire et, dans d'autres, les moyens de sectionnement pourront être pr 6 vus en aval des mâchoires. La présente invention ainsi qu'une autre, qui est l'objet de la demande de brevet français déposée ce jour au nom de la Demanderesse pour "Procédé d'emballage, no- tamment de doses d'aliments et dispositif pour sa mise en oeuvre", permettent en général, en étant utilisées ensem- ble,-une vitesse et une efficacité plus grandes lors de l'emballage d'aliments du type en-cas qu'elles ne le per- mettent individuellement. R E V E N D I C A T I O N S 1 Dispositif pour transporter des doses successi- ves de produit à partir d'un distributeur de doses vers une succession de récipients à charger, comprenant des sur- faces de canalisation ( 20, 21) définissant un trajet de circulation du produit, à partir du distributeur situé en amont dtune extrémité d'entrée du trajet, et vers un em- placement o les récipients sont présentés pour recevoir le produit, en aval d'une extrémité de sortie du trajet, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre des moyens annulaires ( 23) agencés pour introduire un courant de gaz sous pression dans le trajet, sur les surfaces de canali- sation, et pour induire le gaz à circuler, en conséquence de l'effet Coanda, le long du trajet, vers l'extrémité de sortie de ce trajet, pour ainsi induire un courant de gaz d'entr-aenement de produit dans l'extrémité d'entrée du trajet, des moyens ( 21, 22) définissant un interstice ( 28) entre ladite extrémité de sortie du trajet et un récipient destiné à recevoir le produit à partir du trajet, inters- tice à travers lequel le gaz peut sortir du trajet, et des moyens ( 46) pour moduler de façon cyclique ledit courant de gaz comprimé, de manière qu'un débit d'écoulement rela- tivement élevé soit prévu à des instants auxquels une dose doit être accélérée le long du trajet, avec un débit dté- coulement relativement faible (qui peut être nul) aux au- tres instants. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractéri- sé par le fait que les moyens d'introduction du courant sont situés entre une surface de canalisation amont ( 20) définissant une partie amont du trajet, et une surface de canalisation aval ( 21), définissant une partie aval du tra- jet. 3 Dispositif selon la revendication 2, caractéri- sé par le fait que la section transversale de la surface de canalisation amont est évasée, de manière à se rétré- cir progressivement vers l'aval. 4 Dispositif selon l'une des revendications pré- cédentes, caractérisé par le fait que la section trans- S versale du trajet est circulaire. Dispositif selon l'une des revendications pré- cédentes, caractérisé par le fait qu'il est destiné à être inséré entre une machine de pesage ( 50) et un organe de mise en forme d'un tube d'emballage dans une machine d'em- ballage verticale assurant la mise en forme, le remplissa- ge et le scellement. 6 Machine d'emballage verticale assurant la mise en forme, le remplissage et le scellement caractérisée par le fait qu'elle comprend le dispositif selon l'une des revendications précédentes. 7 Machine d'emballage selon la revendication 6, caractérisée par le fait qu'elle est capable d'emballer des doses de produit à une cadence d'au moins 70 par mi- nute. 8 ^-Procédé pour-transporter des doses successives de produit le long d'un trajet, entre un distributeur de doses et le tube d'emballage d'une machine d'emballage ver- ticale assurant la mise en forme, le remplissage et le scellement, caractérisé par le fait qu'il comprend l'étape consistant à exploiter l'effet Coanda pour établir, dans le trajet, un courant de gaz qui, en entraînant le produit situé dans ce trajet, facilite l'écoulement des doses le long du trajet.