Brevet FR2564061A1 — publié le 19851115

J1 2564061 I a présente invention concerne un procédé pour la préparation et le conditionnement, dans des étuis, de conte- neurs tubulaires aplatissables préformés, à fond ouvert, ainsi qu'une machine de remplissage de tubes et de condi- Lionnement de ces tubes en étuis. Actuellement la préparation et le conditionnement, on étuis, de conteneurs tubulaires du type aplatissable, dstinés à recevoir des produits pâteux plus ou moins vis- queux, sont rénlisés en deux phases bien distinctes. Au In cours d'une première phase on procède, en partant de conte- neurs tubulaires aplatissables préformés, à fond ouvert, au remplissage en série de ces tubes préformés, à travers leurs fonds ouverts, et à la fermeture de ces tubes par exemple au moyen d'un ou plusieurs plis de la partie terminale cor- respondante du fond de chaque tube. Au cours de la seconde phase on conditionne les tubes remplis eux-mêmes, ainsi préparés, dans des étuis confectionnés. L'exécution de ces deux phases distinctes, à savoir respectivement celle de la préparation et celle du conditionnement, dans des installa- tions ou machines automatisées connues actuellement est réalisée au moyen de deux machines sépar'ées et distinctes, avec des dispositifs plus ou moins automatisés et/ou syn- chronisés assurant la liaison entre les deux machines. Dans ces installations ou machines connues les conteneurs tubulaires à préparer sont avancés pas à pas le long de la ligne de préparation de la machine de remplissage de tubes en vue de les soumettre aux opérations de rem- plissage par leurs fonds ouverts et de scellement de ces fonds, ce remplissage étant réalisé à travers le fond, en 3r plusieurs phases, par exemple, en premier lieu, par une phase d'alimentation en succession des tuhbes sur la ligne de préparation, phase au cours de laquelle les tubes se trou- vent libres du fait qu'ils sont ahandonnés, au cours du passage, à partir d'un organe de maintien ou de? commande et rie transfert vers un organe suivant, et également, encore à titre d'exemple, pendant la phase de leur conditionnement dans des étuis. De ce fait il peut apparaître une dfIrada- tion possible des caractéristiques des tuhus par suite de froissements ou du pliage's qui peuvent être provoqués dans leurs surfaces externes ou enveloppes respectives et en ouLre,, à cause du temps exigé pour les opérations succes- sives ou pour d'autres causes, les cadences de fonctionne- ient sont lides aux productions par unité de temps qui se révèlent être insuffisantes et.limitées. Uin but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en procurant un procédé et une machine fonctionnant de manière A permettre la mise en oeuvre auto- 1 matique de ce procédé, dans lesquels les tubes sont toujours traités, durant leur préparation et leur conditionnement dans des étuis, de manière à ne pas être soumis à des sol- licitations négatives, du fait qu'ils sont constamment main- tenus, protégés et guidés de la phase d'alimentation vers la ligne de préparation à celle du conditionnement dans des étuis préfabriqués. Un autre but de la présente invention est de pro- curer une machine de remplissage de tubes et de condition- nement de ces tubes en étuis qui peut fonctionner à vitesse élevée et qui peut produire des tubes conditionnés dans des étuis en quantités, par unité de temps, sensiblement supé- rieures aux quantités obtenues avec les machines généra- lement connues qui sont employées dans ce domaine. - Un autre but de la présente invention est de four- nir une machine visant les buts précités et telle que la partie ou section de remplissage des tubes peut être utili- s4e comme partie ou section de préparation des tubes devant être alimentés en direction d'une section indépendante d'une machine de conditionnement en étuis, d'un type connu quel- 3q conque. Les tentatives qui ont été faites pour surmonter les limites précitées de vitesses des machines connues ac- tuellement et pour atteindre une production d'un plus grand nombre de produits par unité de temps, l'ont été en réali- sant des machines à lignes de préparation multiples com- por-tant une pluralité d'unités opérationnelles individuel- les. Une telle proposition de faire fonctionner des machines à lignes de préparation multiples a pratiquement suggéré de - 2564061 Jisposer les unités opérationnelles dH mani re à les asser- vir h un système drie commande respectif en prenant le mou- vemrIt h une source unique de mouvement. Avec de telles ma- chines la cadence de production peut être augmentée mais il est évident que pour des raisons dynamiques cette cadence ne pas être augmentée proportionnellement au nombre d'unités opérationnelles adoptées, c'est-àdire en doublant, triplant etc ces unités, du fait que les masses fonctionnant d'une manière alternative seraient considérablement augmentées, ce ln qui entraînerait par conséquent une réduction, de la cadence unitaire et par suite de la cadence totale. En fait si, avec une machine à ligne unique de préparation, comportant des éléments mobiles en rotation et linéairement, avec des mou- vernents alternatifs, l'on obtient la caractéristique de cadence maximale de production des produits par minute, il est évident que la vitesse que l'on peut obtenir en doublant de telles unités opérationnelles mobiles, asservies à une source unique de mouvement, ne peut pas être le double de la vitesse précédente et que les unités ajoutées et leurs élé- 2f ments respectifs, entraînant évidemment des dimensions ac- crues, augmentent considérablement les masses en mouvement. En outre si on considère, à propos de ces machines à unités opérationnelles multiples, le problème des alimentations simultanées, il apparaît encore pLus évident que dans ces machines l'augmentation de la cadence de production ne peut pas être proportionnelle à l'augmentation des unités indi- viduelles. En fait on ne peut jamais aboutir, au plan pra- tique, à des avantages marquants, en particulier du point de vue technique et économique, par-rapport à l'emploi d'un an nombre correspondant de machines traditionnelles individuel- les. Les qualités techniques et économiques que l'on peut obtenir à partir de la réalisation de ces machines h lignes de préparation multiples apparaissent encore mains tanqi- bles, au plan pratique de la production, si on considère l-a structure précitée à unités opérationnelles multiples re- liées à une source unique de mouvement, à- cause des posi- tions que ces unités opérationnelles, dans leurs conforma- tions individueLles respectives, doivent prendre nécessai- r-ment dans l'ensemble dL la machine. Ceci linit e par con- seqence -les performances de la machine elle-même en alté- rant le caractère d'universalité qui est traditiorinellement apprécié dans le domaine d'emploi spécifique pour les avan- tages pratiques et économiques dérivant de l'emploi d'une machine universelle à ligne de préparation unique. Par contre la présente invention propose de fournir un procédé et une machine de remplissage de tubes et de conditionnement de ces tubes en étuis permettant d'attein- dre une cadence de production élevée au moyen d'une ligne opérationnelle unique, en conservant ainsi la caractéristi- que principale d'universalité en conformité avec les qua- lités d'originalité appréciées des machines traditionnel- les. Pour pouvoir faire fonctionner en pratique une ma- - chine de ce type la demanderesse, contrairement au principe basé sur l'augmentation des unités opérationnelles qui en- traine, comme il a été dit précédemment, une augmentation des masses en mouvement, est partie au contraire du principe 2I opposé qui consiste à rationaliser les temps opératoires et à réduire notablement les masses en mouvement. Dans le cadre de ce principe, après de longues et laborieuses études et expérimentations la demanderesse a réussi, sur la base du procédé suivant l'invention, à structurer un ensemble de machine, avec une -coordination des mouvements entre les organes cinématiques telle qu'elle permet d'obtenir une répartition précise des temps-phases et une association judicieuse des fonctions de manière à éliminer les temps morts et à pouvoir assigner à chaque organe opératoire des 3n temps de mouvement et d'arrêt strictement suffisants pour assurer l'exécution des opérations respectives. La demande- resse est arrivée à ce résultat en opérant de manière h sortir des schémas des structures traditionnelles de ces machines qui prévoient, comme il est bien connu, l'utilisa- tion d'organes opératoires à mouvement alternatif, ou bien, comme il aété dit précédemment, dans le but d'augmenter la caractéristique de cadence maximale de ces machines tradi- tionnelles, d'adopter des machines à unités op rationnelles multiples, en faisant en sorte, pratiqutement, que les orga- nes, et plus particulièrement ceux d'alimentation et de transfert des tubes individuels, soient structurés de maniè- re i avoir un fonctionnement positif. * En fait, suivant]'une des caractéristiques princi- pales du procédé suivant l'invention qui permet à la machi- ne de remplissage de tubes et de conditionnement de ces tubes en étuis en question de fonctionner à une cadence élevée pour la production de tubes préparés et condition- 19 n4s, cadence sensiblement supérieure à celles des machines gq4néralement employées dans ce domaine, on prélève, à partir d'une trémie d'alimentation, en une seule file, les tubes à préparer, en position horizontale, d'une manière positi- ve, on les laisse tomber en chute libre et on les amène, toujours d'une manière positive, c'est-à-dire en étant main- tenus, à un organe qui, à partir de la position horizontale de prise des tubes, assure l'insertion de ceux-ci, en posi- tion verticale, avec leurs fonds ouverts dirigés vers le haut et d'une manière positive, dans des organes de préhen- sion de la ligne de préparation le long de laquelle les tubes, en avançant pas à pas, sont remplis et fermés par scellement, de la manière traditionnelle, du fond de cha- que tube. En ce point.et toujours en phase avec l'avancement pas h pas le long de la ligne de préparation, les tubes ainsi préparés, puis remplis et scellés par leurs fonds, sont pris périodiquement par des organes de transfert qui assurent leur insertion à l'intérieur d'étuis préconfection- nés respectifs dont les orifices d'introduction sont ouverts vers le haut, étuis qui sont amends, toujours d'une manière 3f positive suivant une cadence de succession égale, à un poste de mise en étui, les tubes étant finalement enfermés à l'in- t.rieur des étuis correspondants par suite de la fermeture ujltérieure de l'orifice d'introduction de ces étuis. Par ailleurs une caractéristique importante de la machine de remplissage de tubes et de conditionnement de ces tubes en étuis suivant l'invention consiste en ce qu'il est prévu, pour une telle machine, une trémie de stockage des tubes h fond ouvert h préparer, ces tubes -étant en position horizontale, cette trémie étant structurée de manière pouvoir alimenter les tubes en les prélevant en une seule file h partir de la trémie au moyens d'organes de transport positif qui Les soulèvent du fond de la trémie, à proximité d'une paroi latérale de celle-ci, pour les faire parvenir ensuite au sommet d'un conduit de transport situé à l'exté- rieur de la trémie et qui dirige les tubes vers le bas, vers des moyens de prise positive qui assurent l'alimenta- tion des tubes vers des moyens de transfert en direction de in la ligne de préparation, les tubes étant en position verti- cale avec leurs fonds ouverts dirigés vers le haut. Une autre caractéristique importante de la machine suivant l'invention consiste en ce que les tubes déjà pré- parés le long de la ligne de préparation sont prélevés d'une manière positive-et pér-iodique, à partir de cette ligne, dans leurs positions verticales, en correspondance avec leurs fonds respectifs traditionnellement aplatis, et les tubes sont directement insérés à l'intérieur d'étuis pré- confectionnés verticalement, à orifice d'introduction supé- rieur ouvert, suivant une position désirée préstabilisée, le fond aplati de chacun des tubes étant parallèle à deux côtés de l'étui ou s'étendant approximativement suivant une diagonale de cet étui. Une autre caractéristique de la machine suivant l'invention consiste dans la structure particulière de la section de mise en étuis et en particulier de l'organe qui assure l'alimentation des ébauches et la conformation simul- tanée de celles-ci en étuis, ainsi que dans son insertion caractéristique dans la structure cinématique de l'ensemble de la machine de remplissage de tubes et de conditionnement de ces tubes en étuis, capable de faire fonctionner une telle machine suivant une succession rapide avec un mouve- ment doux -et uniforme. Avec une machine présentant les caractéristiques de principe précitées et grâce h une étude précise de ratio- nalisation des parcours des produits sur lesquels on tra- vaille et h l'élimination des mouvements alternatifs d'or- nanes déterminds, en particulier pour l'alimentation des 6 4061 7- pi ces sur la ligne de pr parution, il est devenu possible d'obtenir une cadence de production élevée pratiquement double de cetlle que I'on obtient avec les machines connues ou proposées jusqu' ce jour. Enfin un autre fait important concernant la machine suivant l'invention est qu'il est possible de -réaliser. une telle machine avec une structure particulièrement simple, d'un emploi facile et sûr, d'une longue durée de vie et par-dessus tout d'un coût relativement économique si on 19 considère les performances de production élevées qu'elle fournit. Ces buts et avantages ainsi que d'autres qui appa- raitront mieux par la suite, sont tous obtenus avec une machine de remplissage de tubes et de conditionnement 'de ces tubes en étuis suivant l'invention, pour la préparation et le conditionnement, dans des étuis, de conteneurs tubulai- res aplatissables préformés, à fond ouvert, pour des pro- duits pâteux plus ou moins visqueux, cette machine étant caractérisée en ce qu'elle comprend une trémie de stockage des tubes à fond ouvert, ces tubes étant en position hori- zontale, des moyens à action positive pour prélever, sui- vant une file unique, ces tubes à fond ouvert et pour les alimenter, en une file unique analogue, vers des moyens de préhension positive pour leur transfert vers des moyens à pinces pour l'orientation et le transfert des tubes à fond ouvert en position verticale, chaque fond ouverL étant diri- gd vers le haut, vers des moyens de préhension élastique associés à des moyens de transport en boucle fermée dans un plan horizontal, avec un mouvement pas à pas déterminant la 0 ligne de préparation de la machine, les tubes étant amenés, le long de cette ligne de préparation, à stationner, les uns à la suite des autres, en regard de postes pour le contrôle de la p-rsence et le serrage des bouchons, pour le nettoyare des tubes, pour le centrage de l'impression, pour i'expul- sion des tubes défectueux, pour le remplissage, en une ou plusieurs phases successives, h travers le fond ouvert tour- né vers le haut, et pour la fermeture par scellement de ce fond, de la manibre traditionnelle, en formant le fond lui- -p 2564061 n même, d-s moyenris.apltes h prélever des ébauches et s former simultanément, a partir de ces ébauches, des étuis de condi- tionnement à orifice d'introduction ouvert vers le haut, des moyens h pinces aptes à prélever les tubes fermes et scellés en- les prenant, par leurs fonds aplatis, 3 partir.de la ligne de préparation précitée et en les transférant à l'in- térieur d'un étui respectif, h travers l'orifice d'introduc- tion de celui-ci, le fond aplati de chaque tube étant.paral- 1-l.e à deux côtés opposés ou approxivement parallèle h une diagonale de l'étui correspondant, et des moyens pour fermer l'orifice d'introduction de l'étui lui-même. On décrira ci-après,à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention,en référence au dessin annexé sur lequel: La figure 1 est une vue en perspective, prise de l'avant, d'une machine suivant l' invention. La figure 2 est une vue en-élévation de la machine. Le procédé suivant l'invention pour la préparation de conteneurs tubulaires ou tubes aplati-ssables préformés, à fond ouvert, pour des produits pâteux plus ou moins vis- queux, et pour le conditionnement de cea tubes dans des étuis consiste-à prélever, d'une manière positive, suivant une file unique, ces tubes à préparer à partir d'une trémie de stockage, ces-tubes étant dans une position horizontale, à faire avancer les tubes, toujours d'une manière positive, c'est-à-dire tout en les maintenant, en direction de moyens par lesquels les tubes, toujours maintenus, peuvent être insérés, à partir de leur position de prise horizontale, dans des moyens de préhension élastique, en position verti- 3n cale avec leurs fonds ouverts tourhnés vers le haut, ces derniers moyens étant disposés de manière à définir la ligne de préparation des tubes. Les tubes qui sont disposés ainsi verticalement et qui sont avancés pas h pas le long de la ligne de prépara- M5 tion, sont remplis à travers leurs fonds ouverts, en-une ou plusieurs phases successives, et ils sont fe'rmés par scel- g lement dJe la manière traditionnelle, h l'endroit de leurs fonds, par exemple par repliement de leurs zones terminales prd-aplaties formant ainsi les fonds eux-mêmes. Les tubes ainsi formés et scell's sont ensuite pré- levés ' partir de la ligne de préparation,en les saisissant par leurs fonds aplatis et scellés, pour être introduits à l'intérieur d'un étui correspondant qui, dans l'intervalle, a été amené verticalement dans une position ou un poste de mise en étui, en position verticale, avec son orifice d'introduction supérieur ouvert lequel est ensuite ferme. Suivant ce procédé les étuis peuvent être préparés pendant cette phase d'alimentation, ou bien encore ils peu- vent prélevés déjà préparés avec l'orifice d'introduction ouvert. En outre l'introduction des tubes dans les étuis respectifs peut être réalisée avec le fond aplati parallèle b deux côtés opposés de l'étui correspondant ou bien encore avec le fond aplati s'étendant approximativement suivant une diagonale de l'étui lui-même. Si on se réfère aux figures 1 et 2 on y voit, à titre d'exemple, une forme d'exécution possible en pratique de la machine de remplissage de tubes et de conditionnement de ces tubes en étuis pour l'automatisation du procédé pré- cité, conformément à la présente invention. Cette machine comporte une embase allongée 1 qui supporte à l'une des ses extrémités, en l'occurrence à l'extrémité gauche sur les figures, une trémie 2 de stockage de tubes 3 préformés à fond ouvert, ces tubes étant en position horizontale. La trémie 2 comporte un fond incliné vers la partie interne de la machine et sa paroi située du côté droit, toujours en considérant les figures, c'est-à-dire celle qui est située vers l'intérieur de la machine, est définie partiellement, et plus particulièrement dans la zone infé- rieure du fond de la trémie, par un transporteur 4 du type sans fin à compartiments 5 de prélèvement des tubes succes- s5 sifs individuels 3. Le transporteur 4 à compartiments 5 est incliné de bas en haut vers l'intérieur de la machine et il se termine, à son extrémité supérieure, par un conduit de descente en chute libre 6 dans lequel sont déchargés les in tubes 3 prélevés, à l'horizontale, par le transporteur 4 a compartiments 5, à partir de l'intérieur de la trémie 2 à fond incliné. Le conduit 6 de descente en chute libre est disposé suivant. une position inclinée symétrique du transporteur 4 à compartiments 5 par rapport à un plan et il se termine, vers le bas, à la hauteur d'un organe en forme de berceau 7 pour le transfert des tubes 3 qui lui parviennent, en file uni- que, à partir du conduit de descente en chute libre 6. L'organe de transfert en forme de berceau 7 est animé d'un mouvement horizontal alternatif de va-et-vient et de ce fait il peut transférer d'une manière positive, suivant une file unique, les tubes 2 à un organe à pince 8. Cet organe à pince 8 est animé d'un mouvement d'ou- verture et de fermeture synchronisé des mâchoires de la pince pour saisir les tubes 2 se trouvant en position hori- zontale dans le berceau de l'organe de transfert correspon- dant 7, et il est animé en outre d'un mouvement d'oscilla- tion autour d'un axe horizontal de manière à pouvoir insérer verticalement, naturellement toujours suivant une file uni- que, les tubes 3, en position verticale, avec leurs fonds tournés vers le haut, dans des moyens de préhension élasti- que 9 associés à des moyens de transport 10 en boucle fer- mée, dans un plan horizontal, ces derniers moyens étant animés d'un mouvement pas à pas et déterminant la ligne de préparation de la section de remplissage des tubes de la machine. Le long de cette ligne de préparation, les tubes qui se trouvent alors disposés verticalement avec leurs fonds ouverts tournés vers le haut, sont amenés à s'arrêter suc- cessivement en regard de postes de travail tels que, par exemple, un poste 11 de contrôle de la présence du bouchon de fermeture et de serrage de ce bouchon, un poste 12 de nettoyage du tube pourvu d'un dispositif de soufflage et d'aspiration, un poste de centrage de l'impression à l'aide de moyens de contraste supérieurs mobiles 13 et de moyens i pinces rotatifs 14, et un poste pour l' jection des tubes défectueux au moyen d'éjecteurs]5, à travers un canal 16 d'évacuation à l'arrière de la machine. Toujours le long de cette ligne de préparation, les bubes sont amenés à s'arrêter également en regard de postes de remplissage en deux phases successives, à travers le fond correspondant ouvert vers le haut, par l'intermédiaire de moyens 17 et 18 associés à un conteneur 19 du produit pâ- teux, et ensuite à l'endroit d'un poste de fermeture par in scellement 20, agissant sur le fond des tubes, par exemple par repliement de la partie terminale, précédemment aplatie, de chaque tube en formant le fond lui-même. En ce point des moyens à pinces 21 prelbvent les tubes fermés et scellés, par leurs fonds aplatis, à partir de la ligne de préparation et ils les transfèrent à l'inté- rieur d'un étui respectif à orifice d'introduction ouvert tourné vers le haut. Dans le cas particulier représenté sur le dessin, les étuis sont préparés, avec leurs orifices d'introduction ouverts, en prélevant leurs ébauches à par- tir d'un magasin d'ébauches 22. L'alimentation préalable et l'introduction simultanée des feuillets portant les ins- tructions relatives aux produits logés dans les étuis ayant ét4 effectuées, ces étuis sont ensuite transférés à la ligne de fermeture des étuis 23 de la section de fermeture des étuis de la machine, le long de laquelle a lieu la fermeture de l'orifice d'introduction précité de chaque étui. REVEND Ir AT I PN 5 1.- Procéd' pour la préparation de conteneurs tubu- laires ou tubes aplatissables préform4s, à fond ouvert, pour des produits pâteux plus ou moins visqueux caractérisé en ce qu'il consiste à prélever, d'une manière positive, suivant une file unique, ces tubes h préparer (3) à partir d'une trémie de stockage (2), ces tubes étant dans une position horizontale, à faire avancer les tubes, toujours d'une manière positive, c'est-ô-dire tout en les maintenant, en direction d'un organe qui,. partir de la position de prise horizontale, assure l'insertion des tubes (3) dans des organes de préhension élastique, en position verticale avec leurs fonds ouverts tournés vers le haut, ces derniers organes (9) faisant partie de la ligne de préparation des tubes (3) le long de laquelle ces tubes (3) sont avancés pas à pas pour être remplis à travers leurs fonds ouverts, en une ou plusieurs phases successives, et être fermés par scellement, de la manière traditionnelle, à l'endroit de leurs fonds, en formant ainsi les fonds eux-mêmes, à préle- ver des ébauches et à former simultanément, à partir de ces ébauches, des étuis de conditionnement à orifice d'introduc- tion ouvert vers le haut, en les amenant à stationner, sui- vant une file unique, dans une position verticale de récep- tion des tubes fermés et scellés, à prélever les tubes, à partir de la ligne de préparation,en les saisissant par leurs fonds aplatis et scellés, pour les introduire dans les étuis, à travers l'orifice d'introduction ouvert vers le haut, et à fermer l'orifice d'introduction de ces étuis. 2.- Machine de remplissage de tubes et de condition- nement de ces tubes en étuis,pour la mise en oeuvre automa- tique du procédé suivant la revendication I caractérisée en ce ou'elle comprend une trémie (2)'de stockage des tubes (3) a fond ouvert, ces tubes étant en position horizontale, des moyens à action positive pour prélever, suivant une file unique, ces tubes (3) à fond ouvert et pour les alimenter, en une file unique analogue, vers des moyens de préhension positive (7) pour leur transfert vers des moyens à pinces (9) pour l'orientation et le transfert des tubes x fond ouvurt en position verticale, chaque fond ouvert étant diri- qd vers le haut, vers des moyens de prdhension élastique (9) associés à des moyens (10) de transport en boucle fermée dans u.n plan horizontal, avec un mouvement pas à pas déter- minunt la ligne de préparation de la machine, les tubes (3) 4tant amenés, le long de cette ligne de préparation, à sta- tionner, les uns à la suite des autres, en regard de postes (11) pour le contrôle de la pr-sence et le serrage des bou- chons, (12) pour le nettoyage des tubes, (13,14) pour le 1l centrage de l'impression, (15) pour l'expulsion des tubes défeclueux, (16,17) pour le remplissage, en une ou plusieurs phases successives, à travers le fond ouvert tourné vers le haut, et (20) pour la fermeture par scellement de ce fond, de la manière traditionnelle, en formant le fond lui-même, des moyens aptes à prélever des ébauches et à former simul- tanément, à partir de ces ébauches, des étuis de condition- nement à orifice d'introduction ouvert vers le haut, des moyens à pinces (21) aptes à prélever les tubes fermés et scellés en les prenant, par leurs fonds aplatis, à partir 29 de la ligne de préparation prdcitée et en les transférant à l'intérieur d'un étui respectif, à travers l'orifice d'in- troduction de celui-ci, le fond aplati de chaque tube étant parallèle à deux côtés opposés ou approxivement parallèle à une diagonale de l'étui correspondant, et des moyens (23) pour fermer l'orifice d'introduction de l'étui lui-même.