Brevet FR2542701A1 — publié le 19840921

Dispositif de remplissage pour le conditionnement de produits pâteux tels que du chewing-gum dans des tubes La présente invention concerne un dispositif de remplissage pour le conditionnement de produits pâteux tels que du chewing-gum dans des tubes, dispositif du type comportant un extrudeur constitué d'au moins une trémie d'alimentation en produit pâteux et d'au moins une vis d'extrusion transportant le produit pâteux dans une chambre de compression pourvue d'une filière d'extrusion. On connaît déjà un certain nombre de dispositifs de remplissage pour le conditionnement des produits pâteux en tubes Ils mettent en oeuvre une pompe Ces dispositifs sont très fragiles et inopérants pour le chewing-gum. La présente invention a donc pour but de remédier a ces inconvénients et se propose de créer un dispositif de remplissage pour le conditionnement de produits pâteux, notamment de chewing-gum dans des tubes, ce dispositif étant de conception simple, d'une manipulation aisée et d'un cott peu élevé permettant de traiter de façon appropriée des produits pâteux relativement collants. A cet effet, l'invention concerne un dispositif de remplissage pour le conditionnement de produits pâteux tels que du chewing-gum dans des tubes, dispositif du type comportant un extrudeur constitué d'au moins une trémie d'alimentation en produit pâteux et d'au moins une vis d'extrusion transportant le produit pâteux vers une chambre de compression pourvue dsune filière d'extrusion, dispositif caractérisé en ce qulil comporte des moyens de dosage et de remplissage combinant un effet volumétrique désigné par les termes "effet de stock" avec un effet de remplissage par extrusion pure désigné par les termes "effet de flux" pour obtenir une stabilité pondérale déterminée du produit pateux avec une cadence de production déterminée. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les moyens de dosage et de remplissage sont constitués d'une filière coopérant avec un piston logé dans la chambre de compression, le piston étant mobile en translation et faisant office a la fois d'obturateur de la filière et d'organe de dosage de la quantité de produit pâteux a conditionner dans un tube en matériau souple ou déformable, la combinaison du piston et de la filière permettant de combiner "un effet de stock" obtenu par le piston avec un "effet de flux" obtenu par la filière d' extrusion La combinaison de l'effet volumétrique du piston et de effet de remplissage par extrusion pure permet d'obtenir un produit pâteux de grande stabilité pondérale et ceci a des cadences de production industrielle déterminées Suivant une autre caractéristique de l'invention, les moyens de dosage. et de remplissage sont constitués d'une filière coopérant avec une pompe alimentée par une vis de gavage. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comporte des organes de coupe disposés à la sortie de la filière, ces organes étant constitués de ciseaux dont les coûteaux présentent chacun un profil sans aspérité, les couteaux étant soumis à une pulvérisation de produit lubrifiant pour éviter les phé nomènes dsadhérence des produits pâteux Suivant une autre caractéristique de llin- vention, le dispositif comporte des organes de soufflage déterminant un soufflage annulaire autour de la filière et des soufflages linéaires dirigés Suivant une.autre caractéristique de llin- vention, le dispositif comporte des moyens de transfert des tubes à remplir pour les amener au niveau de la filière. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le diamètre de la filière est inférieur à celui des tubes à remplir de telle sorte que la filière puisse pénétrer à l'intérieur des tubes lors du processus de remplissage. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comporte un dispositif de coupe lorsque la filière est encore engagée à l'intérieur du tube à la fin du processus de remplissage. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comporte des moyens de contrôle et de régulation de la température du produit pâteux constitués de sondes thermostatiques disposées à l'entrée et à la sortie du dispositif de remplissage Suivant une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comporte des moyens de contrôle et de régulation de la pression du produit pâteux constitués d'un dispositif de mesure de la pression avant la sortie du produit pâteux. Enfin, suivant une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de mesure de la pression du produit pâteux est couplé avec la vitesse de rotation des vis d'extrusion du dispositif de remplissage La présente invention sera mieux comprise à 1 aide dcun mode de réalisation du dispositif de remplissage représenté schématiquement, à. titre d'exemple non limitatif, sur les dessins ci-joints dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe partielle de côté du dispositif, - la figure 2 est une vue en coupe partielle de coté de la filière dUextrusion le piston étant dans une position ouverte5 - la figure 3 est une vue en coupe partielle de coté de la filière d'extrusion conforme à la figure 2 précédente, le piston étant dans une position intermédiaire, - la figure 4 est une vue en coupe partielle de dessus du dispositif de remplissage, - la figure 5 est une vue en coupe partielle de dessus des organes de coupe du dispositif représenté à la figure 4 précédente Selon la figure 1, le dispositif de remplissage 1 se compose dsun corps principal 2 pourvu deune trémie d'alimentation 3 Au moins une vis d'extrusion 4 est logée dans le corps 2 du dispositif de remplissage et transporte le produit pâteux à partir de la trémie d'alimentation 3 vers la chambre de compression 5 La chambre de compression 5 est pourvue d'une filière 6 coopérant avec un piston 7 mobile en translation verticale et représentée dans cette figure en position d'obturation de la filière 6 Celle-ci détermine le passage d'une quantité dosee de produit pâteux sous forme de petit boudin vers le tube de stockage 8 Le dispositif de remplissage 1, conformément à l'invention, est appliqué pour le conditionnement de pâte de chewinggum qui est une pâte extrèmement collante. I1 est donc nécessaire de conditionner cette pâte collante avec une stabilité pondérale suffisante suivant des cadences de production déterminées tout en évitant des déchets de produit pâteux Afin d'atteindre ce but, le dispositif de remplissage 1 comporte des moyens de dosage et de remplissage constitués par la combinaison de la filière 6 avec le piston 7 Ces moyens de dosage et de remplissage permettent de combiner l'effet volumétrique du piston désigné par les termes "effet de stock" avec un effet de remplissage par extrusion pure grâce à la filière 6 désigné par les termes "effet de flux" Le piston 7 représenté dans sa position dWobturation a une double fonction La première fonction qui est sa fonction principale est de doser le produit pâteux La seconde fonction moins importante est une fonction d'obturation de la filière lorsqu'aucun tube 8 n est prêt à etre chargé sous cette filière 6 Conformément à lsinvention un obturateur ngest pas absolument nécessaire En outre un obturateur peut être indépendant du piston 7 Les moyens de dosage et de remplissage, permettant d'obtenir un "effet de stock avec un "effet de flux" pourraient etre constitués suivant une autre solution par une pompe alimentée par une vis de gavage, ces éléments n'étant pas représentés sur cette figure Suivant un autre mode de réalisation non représenté sur cette figure les moyens de dosage et de remplissage sont constitués d'une vis animée à la fois d'un mouvement de rotation autour de son axe et d'un mouvement alternatif I1 est absolument nécessaire de combiner ces deux effets car un pompage seul par piston est ino pérant en raison de la nature même du produit pâteux tel que du chewing-gum En outre, un système d'extrusion pure n' est pas suffisamment régulier lorsqu'on travaille en discontinu. Le dispositif de remplissage 1 comporte des organes de coupe 9 décrits plus en détail ci-après. Ces organes de coupe 9 permettent de couper les fils qui pour raient se former entre la filière et la pâte dans le tube Selon la figure 2, le piston 7 est représenté dans sa position ouverte la plus haute La filière 6 est engagée partiellement dans le tube 8. Le produit pateux circule dans la chambre de compression 5 vers la filière 6. Selon la figure 3, le piston 7 est dans une position intermédiaire abaissée Dans cette position inter médiaire, le piston 7 comprime une masse dosée de produit pâteux vers la filière 6 engagée complètement dans le tube 8. Le piston 7p dans cette position obture la chambre 5. Pour 15 engagement de la filière 6 dans le tube 8 on fait monter ce dernier suivant un mouvement ascendant. Selon la figure 4, le dispositif de remplissage 1 correspond au dispositif représenté à la figure 1 précédemment décrite. Suivant ce mode de réalisation particulier le corps 2 reçoit deux vis dlextrusion 10, 11 transportant le produit pâteux vers la chambre de compression 5. Selon cette figure, les organes de coupe 9, disposés à la sortie de la filière 6, sont constitués de ciseaux 12, 13 représentés en position fermée de travail. Les ciseaux 12 13 sont rendus nécessaires par le produit pâteux très collant. En effet, le produit pâteux a tendance à former des fils. Les ciseaux 12, 13 ont donc pour fonction de couper le boudin d'extrusion et les fils en formation. Les couteaux des ciseaux 12, 13 sont lubrifiés par pulvérisation.Des lubrifiants tels que la parafine sont utilisés pour les opérations de pulvérisation. En outre, les coûteaux des ciseaux 12, 13 présentent un profil sans aspérité pour éviter les adhérences. Selon la figure 5, les ciseaux 12, 13 sont représentés en position ouverte de repos. Conformément aux figures 1 à 5 et plus particulièrement conformément à la figure 1, le dispositif de remplissage 1 comporte des organes de soufflage déterminant un soufflage annulaire autour de la filière comme cela est représenté par la flèche F, figure 1. Les organes de soufflage déterminent également un soufflage linéaire dirigé qui annule l'effet d'inertie de la pâte. Le soufflage linéaire s'effectue suivant le mouvement du tube. Le dispositif de remplissage 1 comporte en outre des moyens de transfert des tubes 8 pour les élever jusquUà la filière 6. Le diamètre de la filière 6 est inférieur à celui des tubes 8 de telle sorte que celle-ci peut pénétrer à lwintérieur des tubes 8 lors du processus de remplissage. Les moyens de transfert des tubes peuvent être constitués par un dispositif de montée du tube 8 pour engager la filière 6 à lçintérieur de ce tube 8. Suivant des modes de réalisation non représentés des moyens de transfert ceux-ci peuvent également soit faire monter le tube 8, soit faire descendre la filière 6, soit encore combiner ces deux mouvements. I1 est prévu également, conformément aux figures 1 à 5, un dispositif de coupe du produit pâteux sous forme de boudin lorsque la filière est encore engagée à 1Sintérieur du tube 8 à la fin du processus de remplissage Ainsi, la coupe peut être effectuée à ltin- térieur du tube si les conditions lU imposent en fonction de la nature de la pâte. Enfin, le dispositif de remplissage 1 conforme aux figures 1 à 5 comporte des moyens de contrôle et de régulation de la température et de la pression du produit pâteux. Ces moyens de contrôle et de régulation ne sont pas représentés sur les figures. Les moyens de contrôle et de régulation de la température du produit pâteux sont constitués de'sondes thermostatiques disposées à l'entrée et à la sortie du dispositif de remplissage 1. Des corps de chauffe sont disposés dans la machine. Le premier thermostat contrôle la température du produit pâteux à l'entrée du dispositif de remplissage et commande une série de résistances noyées dans le corps 2 du dispositif 1 ainsi qu'un dispositif de refroidissement. Le second thermostat commande également un dispositif de chauffage et de refroidissement distinct du premier, ce contrôle et cette commande s'effectuant à la sortie du dispositif de remplissage 1. Les moyens de contrôle et de régulation de la pression du produit pâteux sont constitués d'un dispositif de mesure de la pression avant la sortie du produit pâteux. Une soupape de sécurité permet le retour de la pate vers la trémie 3. I1 est possible également de prévoir une purge Enfin, il est.possible.de coupler le dispositif de mesure de la pression du produit pâteux avec la vitesse de rotation des vis d'extrusion LO, 11. Ceci permet obtenir une machine totalement régulée. Il est évidemment possible de supprimer l'un ou vautre de ces moyens de contrôle et de régulation de la température ou de la pression du produit pâteux sans que la machine cesse pour autant d'être opérationnelle. Le dispositif de remplissage 1 est applicable à toute nature de produit pâteux ; sa fonction n'est pas réduite au seul chewing-gum. REVENDICATIONS 10) Dispositif de remplissage pour le conditionnement de produits pateux tels que du chewinggum dans des tubes, dispositif du type comportant un extrudeur constitué d'au.moins une trémie d'alimentation en produit pâteux et d'au moins une vis d'extrusion transportant le produit pâteux vers une chambre de compression pourvue d'une filière d'extrusion, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de dosage et de remplissage (6, 7) combinant un effet volumétrique désigné par les termes "effet de stock" avec un effet de remplissage par extrusion pure désigné par les termes "effet de flux" pour obtenir une stabilité pondérale déterminée du produit pâteux avec une cadence de production déterminée. 20) Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de dosage et de remplissage sont constitués d'une filière d'extrusion (6) coopérant avec un piston (7) logé dans la chambre de compression (5), le piston (7) étant mobile en nranslation et faisant office à la fois d'obturateur de la filière (6) et d'organe de dosage de la quantité de produit pâteux à conditionner dans un tube (8) en matériau souple ou déformable, la combinaison du piston (7) et de la filière (6) permettant de combiner un "effet de stock" obtenu par le piston avec un "effet de flux" obtenu par la filière d'extrusion (6). 30) Dispositif conforme aux revendications 1 et 2 précédentes, caractérisé en ce que les moyens de dosage et de remplissage sont constitués d'une filière coopérant avec une pompe alimentée par une vis de gavage. 40) Dispositif conforme aux revendications 1 et 2 précédentes, caractérisé en ce que les moyens de dosage et de remplissage sont constitués d'une vis animée à la fois d'un mouvement de rotation autour de son axe et d'un mouvement alternatif. 50) Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4 précédentes, caractérisé en ce qugil comporte des organes de coupe (9) disposés à la sortie de la filière (6), ces organes (9) étant constitués de ciseaux (12, 13) dont les coûteaux présentent chacun un profil sans aspérité, les coûteaux étant soumis à une pulvérisation de produit lubrifiant pour éviter les phénomènes d'adhérence des produits pâteux. 60) Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5 précédentes, caractérisé en ce qusil comporte des organes de soufflage déterminant un soufflage annulaire (F) autour de la filière (6) et des soufflages linéaires dirigés. 70) Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6 précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de transfert des tubes (8) pour les amener au niveau de la filière (6). 80) Dispositif conforme à la revendication 7 précédente, caractérisé en ce que le diamètre de la filière (6) est inférieur à celui des tubes (8) de telle sorte que la filière (6) puisse pénétrer à l'intérieur des tubes (8) lors du processus de remplissage. 90) Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 8 précédentes, caractérisé en ce que il comporte un dispositif de coupe lorsque la filière est encore engagée à l'intérieur du tube (8) à la fin du processus de remplissage 100) Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 9 précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de contrôle et de régulation de la température du produit pâteux constitués de sondes thermostatiques disposées à l'entrée et à la sortie du dispositif de remplissage (l) 110) Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 10 précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de contrôle et de régulation de la pression du produit pâteux constitués d'un dispositif de mesure de la pression avant la sortie du produit pâteux. 120) Dispositif conforme à la revendication 11 précédente, caractérisé en ce que le dispositif de mesure de la pression du produit pâteux est couplé avec la vitesse de rotation des vis d'extrusion (10, 11) du dispositif de remplissage (1).