Brevet FR2606364A1 — publié le 19880513

MACHINE DE CONDITIONNEMENT EFFECTUANT SIMULTANEMENT LA FIXATION D'UN OPERCULE SUR UN CONTENANT ET SA DECOUPE AU FORMAT La présente invention concerne le conditionnement de produits dans des contenants tels que des barquettes devant, après remplissage, être fermés par un oppercule fixé sur un rebord périphérique du contenant. Lorsque l'on doit operculer des contenants, on utilise d'une part de tels contenants (ou groupes de contenants) maintenus immobiles dans un support et d'autre part une feuille stockée en bobine que l'on déroule au-dessus d'un ou de plusieurs contenants, puis que l'on applique sur un rebord périphérique que ces contenants présentent pour l'y fixer soit par collage soit plus généralement par scellage à chaud. Avec cette méthode, la feuille a des dimensions supérieures à celles du ou des contenants à operculer et il faut découper cette feuille le long des bords du ou des contenants puis évacuer le voile subsistant. Cette méthode suppose plusieurs opérations de déroulement de la feuille, de tension, de maintien, etc. qui sont d'autant plus difficiles à réaliser d'une manière répétitive, sOre et précise que la feuille est en un matériau plus mince et plus glissant. En effet, on comprend qu'une feuille épaisse, relativement rigide tel qu'un complexe d'aluminium ait une tenue mécanique naturelle qui est favorable à son maintien en situation tendue et qui lui donne une aptitude à résister aux efforts dirigés perpendiculairement à son plan, au moment où elle doit être appliquée contre le rebord des contenants. Si au contraire la feuille est mince, flexible et glissante, ce qui est le cas, par exemple, des films en matière thermoplastique dont l'épaisseur est de l'ordre de 100 microns, ces opérations deviennent plus aléatoires et ne permettent pas de garantir que le contenant ou le groupe de contenants à operculer aura une présentation parfaite puisqu'il n'est pas certain que l'opercule sera convenablement tendu ce qui, d'ailleurs, peut avoir des conséquences sur l'étanchéité de la fermeture. Par ailleurs, quelles que soient les caractéristiques mécaniques de la feuille constituant les opercules, il faut prévoir une opération de découpe de la feuille après operculage et cela suppose un transfert d'un poste d'operculage à un poste de découpe et la prévision d'outils distincts devant travailler en synchronisme. La présente invention vise à remédier à cet inconvénient et à permettre un operculage de haute qualité même avec des feuilles minces, flexibles et glissantes. A cette fin, I'invention a pour objet une machine de conditionnement, du type présentant un poste de fixation d'un opercule sur un contenant, poste comprenant d'une part un support fixe pour au moins un contenant présentant un rebord périphérique devant reposer sur un épaulement du support et au-dessus duquel un film doit être tendu puis appliqué sur le rebord périphérique du contenant et fixé à celui-ci pour obtenir un contenant operculé et, d'autre part, un ensemble mobile devant appliquer le film tendu et le fixer au contenant, caractérisée en ce que le support fixe présente deux épaulements concentriques, le premier extérieur constituant un appui pour le film et devant coopérer avec un élément de pincement dudit film solidaire de l'ensemble mobile, le second, intérieur, qui est séparé du premier par un espace continu et qui s'étend dans un plan plus éloigné du plan dans lequel le film s'étend naturellement quand il est pincé contre le premier épaulement que ne l'est ledit premier épaulement, L'ensemble mobile com- prenant un élément de fixation situé en regard du second épaulement selon autant de segments que ce dernier a de branches et un outil de découpe du film situé en regard de l'espace qui sépare les deux épaulements selon autant de segments que le premier épaulement a de branches. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - le support possédant au moins deux alvéoles destinés a autant de contenants différents devant être operculés simultanément, le premier épaulement entoure l'ensemble des alvéoles et présente une branche entre deux alvéoles contigus, tandisque le second épaulement est individuel pour chaque alvéole; - le support possédant au moins deux alvéoles destinés à autant de compartiments d'un même contenant, le premier épaulement entoure l'ensemble des alvéoles tandis que le second épaulement est individuel pour chaque alvéole; - L'espace qui sépare les deux épaulements a un fond situé dans un plan plus éloigné du plan dans lequel le film s'étend naturellement quand il est pincé contre le premier épaulement que ne l'est le second épaulement;; - L'ensemble mobile comprend deux parties mobiles l'une par rapport à l'autre, une première partie périiphérique constituant l'élément de pincement située en regard du premier épaulement et ayant autant de segments que ledit premier épaulement a de branches, une seconde partie mobile par rapport à la première entre une position dite "d'effacement" dans laquelle elle est située en retrait par rapport à cette première partie et une position dite "active" dans laquelle au contraire elle dépasse ladite première partie, cette seconde partie comprenant l'outil de découpe et l'élément de fixation; - l'outil de découpe est formé par une lame acérée; - l'élément de fixation est formé par une panne métallique associée à au moins un organe chauffant tel qu'une résistance électrique;; - L'organe chauffant est situé dans une masse réfractaire contre laquelle sont fixés l'outil de découpe et la panne afin d'être tous deux chauffés par conduction; - l'épaisseur de la masse réfractaire est différente au droit de l'outil de découpe de ce qu'elle est au droit de la panne afin que ledit outil de découpe et ladite panne soient portés à des tem pératures différentes. L'invention sera bien comprise par la description détaillée ciaprès faite en référence au dessin annexé. Bien entendu, la description et le dessin ne sont donnés qu'a titre d'exemple indicatif et non limitatif. La figure 1 est une vue schématique partielle en coupe montrant en regard l'un de l'autre un support pour un contenant et une partie mobile pour la fixation et la découpe d'un opercule sur ce contenant. Les figures 2 à 6 sont des vues schématiques partielles montrant différentes phases caractéristiques des opérations réalisées par une machine conforme à l'invention. En se reportant au dessin, on voit qu'une machine conforme à l'invention comprend d'une part un support fixe 100 présentant une ou plusieurs cavités 200 pour un ou plusieurs contenants différents devant être operculés en même temps et d'autre part un ensemble mobile 300 associé à des moyens non représentés permettant à l'ensemble 300 d'être abaissé et relevé par rapport au support 100 selon deux parties distinctes, comme cela sera expliqué plus loin. Les bords de chaque cavité, ou alvéole, 200 comprennent un premier épaulement extérieur 101 et un second épaulement =102 concentrique au précédent et intérieur à lui dont la face supérieure destinée A recevoir le rebord d'un contenant est située à une distance x de celle de l'épaulement 101. Les épaulements 101 et 102 sont séparés par un espace 103 dont le fond est situé à une distance y par rapport à la face supérieure de l'épaulement 101 supérieure à la distance x. Par ailleurs, l'ensemble mobile 300 comprend deux parties mobiles l'une par rapport à l'autre et toutes deux mobiles par rapport au support 100. La partie 301 comprend à sa périphérie des appuis verticaux 302 qui constituent chacun un élément de pincement situé en regard de l'épaulement 101 du support 100 et cela en autant de segments que l'épaulement 101 a de branches comme on l'explicitera ci-après. L'ensemble mobile 300 comprend aussi une seconde partie 303 comprenant deux pièces 304 et 305 fixées l'une à l'autre par des colonne 306 et 307 guidées par des bagues 308 et 309 placées dans des passages d'une traverse 310 appartenant à la pièce 301. Deux ressorts 311 et 312 sont interposés entre la traverse 310 et la pièce 304 afin que toute la partie 303 dont on vient de décrire les éléments essentiels soit rappelée vers le haut mais puisse être abaissée par rapport à la partie 301 lorsque la pièce 304 est soumise à une force dirigée de haut en bas. La pièce 305 porte sur sa face inférieure une panne périphérique continue 313 associée à des éléments chauffants 314 qui, ici, sont noyés dans une masse réfractaire 315 afin d'atténuer le dégagement calorifique desdits éléments 314 constitués, par exemple, par des résistances électriques dont la température serait trop élevée si elles étaient placées directement au contact de la panne 313. La chaleur dégagée par les éléments chauffants 314 est communiquée par conduction à la panne 313 et on établi d'une part la puissance calorifique des éléments 314 et la nature ainsi que l'épaisseur de la masse réfractaire 315 en fonction de la tempéra- ture que l'on veut donner à la panne 313, température qui est surveillée par une sonde 316 de tout type connu. A sa périphérie, la pièce 305 porte une lame continue 317 dont l'arête inférieure libre 318 est acérée et dépasse le plan inférieur de la panne 313 sur une distance z La pièce 305 et les organes qu'elle porte ont des dimensions et sont disposés de telle sorte que la panne 313 soit à l'aplomb du second épaulement 102 et que la lame 317 soit à l'aplomb de l'espa- ce 103, en autant de segments que l'épaulement 102 d'une part et l'espace 103 d'autre part ont de branches comme on l'expliquera ciaprès. Le fonctionnement de la machine dont on vient de décrire les éléments principaux est le suivant: On se reportant aux figures 2 à 6 on voit différentes phases de ce fonctionnement et, sur la figure 2, on a schématise une situation selon laquelle l'ensemble 300 est soulevé par rapport au support 100 et selon laquelle une feuille en matière synthétique 400 est amenée selon la flèche F1 entre le support 100 et l'ensem- ble 300 par tout mécanisme connu, schématisé ici par des galets convoyeurs 401 et 402 entraînés en rotation selon les flèches F2 et F3. Auparavant, on a placé dans la cavité 200 une barquette 500, par exemple en carton doublé d'une feuille en matière synthétique thermofusible 501, et présentant un rebord périphérique 502 posé sur l'épaulement 102. On remarque qu'on a prévu ici que le rebord périphérique 502 présente une lèvre rabattue 503 destinée à donner à l'ensemble une finition et un aspect de qualité. Lorsque la feuille 400 est en place, l'ensemble 300 est abaissé afin que les éléments d'appui 302 viennent pincer la feuille 400 entre eux et l'épaulement 101 pour que la feuille 400 soit immobilisée et tendue (figure 3). La pièce 301 demeure immobile pendant toutes les opérations qui suivent puisque c'est elle qui maintient la feuille 400 immobile. On commande alors l'abaissement de la pièce 303 qui approche ainsi la panne chauffée 313 de la feuille 400 et on voit sur la figure 4 que la lame 317 prend contact avec la feuille 400 avant que la panne 313 n'ait atteint celle-ci puisque son arête 318 dépasse le plan inférieur de la panne 313 de la distance z. On règle soigneusement la vitesse d'abaissement de la pièce 303 ainsi que la température de la panne 313 pour que la feuille 400 s'abaisse du niveau auquel elle se trouve lorsqu'elle est pincée contre l'épaulement 101 jusqu'au niveau du plan supérieur du rebord 502, lui-mame posé sur l'épaulement 102 par déformation élastique et sans être déchirée. En continuant le mouvemnt, la panne 313 presse la feuille 400 sur le rebord 502 de la barquette 500 selon une pression bien ajustée pour provoquer le scellage de la feuille 400 sur la feuille 501 qui double l'intérieur de la barquette 500 et le dessus du rebord 502, ainsi que cela est connu en soi. L'action combinée de la tension de la feuille 400 par l'étire- ment provoqué grâce à la différence de niveaux x entre l'épaulement 101 et l'épaulement 102 d'une part et de la température provoquant le ramolissement de la feuille 400 en fin d'opération, parachève la découpe amorcée par la lame 317, de sorte que la feuille 400 devenue l'opercule 504 de la barquette 500 est à la fois scellée et coupée exactement au format et selon le pourtour voulus (figure 5). Lorsque cette opération est achevée, on ramène la pièce 303 à sa position primitive, c'est-à-dire qu'on supprime toute action mécanique exercée sur elle de haut en bas et les ressorts 311-312 rappellent la pièce 303 vers le haut par rapport à la pièce 301. Ensuite, on soulève également la pièce 301. Après retrait de la barquette 500 et de son opercule 504, on se retrouve dans la même situation que celle de la figure 2 et l'on peut remettre en mouvement les galets convoyeurs 401 et 402 selon les flèches F2, F3 pour qu'une nouvelle fraction de feuille 400 soit amenée selon la flèche Ft entre le support 100 muni d'une nouvelle barquette et l'ensemble mobile 300. Comme on le sait, il est possible d'operculer une seule barquette à la fois ou bien plusieurs selon les dimensions de ces barquettes et la capacité de production que l'on veut donner à la machine. Comme on l'a compris d'après la description ci-dessus du fonctionnement général, l'épaulement 101 doit être continu et périphérique à la barquette 500, puisque la feuille 400 doit être pincée contre lui par les éléments de pincement 302. Si donc la barquette est quadrangulaire il faut nécessairement que l'épaulement 101 et les éléments de pincement 302 soient au nombre de quatre et situés en regard les uns des autres. Si la barquette est exagonale ou octogonale il faudra en conséquence que l'épaulement 101 et les éléments de pincement 302 soient au nombre de six ou de huit et entourent le rebord de la barquette. Comme la feuille 400 doit être soudée en continu sur tout le rebord 502 pour obtenir un operculage étanche, l'épaulement 102 doit lui aussi être continu et avoir le même nombre de branches que la barquette a de cOtés afin que la panne 313, elle même continue et ayant autant de segments que l'épaulement 102 a de branches, puisse appliquer la feuille 400 sur toute la surface du rebord 502. L'opération de découpe de la feuille 400 se faisant en même temps que son scellage et selon le pourtour de la barquette, l'espace 103 doit lui aussi être continu et avoir autant de branches que la barquette a de côtés. Ainsi, en se reportant à la figure 1 on voit que si l'on doit operculer deux barquettes simultanément le support 100 présente deux cavités 200 séparées par une cloison 110 du support 100 au sommet de laquelle se trouvent un seul épaulement 101 pour le pincement de la feuille et, de part et d'autre de cet épaulement, deux espaces 103 et deux épaulements 102. Ainsi, la feuille 400 sera immobilisée autour de chaque cavité 200 et la feuille 400 sera scellée et découpée pour chaque barquette individuelle placée dans une cavité 200. Il peut également se faire que l'on souhaite operculer une barquette à plusieurs compartiments ne devant pas être sépares les uns des autres et devant au contraire être operculés tous ensemble. Dans ce cas, le support 100 comporte bien des alvéoles devant recevoir chacun un compartiment d'une barquette mais, alors, on supprime la lame 317 pour la ou les branches de la barquette séparant les compartiments de celle-ci et sur lesquels néanmoins la feuille 400 doit être soudées. On prévoit dans ce cas que la panne 313 a non seulement des segments correspondant aux côtés de la barquette mais également correspondant aux branches de séparation des compartiments alors que l'on ne prévoit des segments de lame 317 que pour le pourtour de la barquette elle même et non pas près de ses branches de séparation de compartiments. Il est possible d'obtenir une différence de température entre la panne 313 et la lame 317 en mettant directement en contact l'élément chauffant 314 et la lame 317 mais en prévoyant une couche d'isolant en céramique entre la panne 313 et l'élément chauffant 314, cela dans le but d'accentuer l'action thermique sur la lame 313. Il ressort de la description ci-dessus que grâce à l'invention on obtient une machine de construction simple et de coût raisonnable puisqu'il ne faut pas prévoir d'ajustage de précision contrairement à ce qui est le cas actuellement lorsqu'on utilise un ensemble poinçon-matrice. En outre, un seul mouvement sur un seul poste de travail permet d'obtenir à la fois le scellage et la découpe alors qu'actuellement cette opération de découpe est effectuée sur un second poste de travail. La qualité de la découpe est excellente et donne à l'ensemble un aspect de grande finition. L'effort de découpe étant très faible l'usure de la lame 317 est insignifiante. La différence de niveau x entre les épaulement 101 et 102 laisse subsister un espace entre la feuille 400 et le dessus du rebord 502 après pincement de la feuille 400 par l'épaulement 101 et l'élément 302 comme cela se voit sur la figure 3, de sorte que dans cette situation il est possible d'effectuer une mise sous vide des produits conditionnés dans la barquette et éventuellement une injection de gaz neutre avant mise en place de 1 'opercule. REVENDICATIONS 1- Machine de conditionnement, du type présentant un poste de fixation d'un opercule (504) sur un contenant (500), poste comprenant d'une part un support fixe (100) pour au moins un contenant (500) présentant un rebord périphérique (502) devant reposer sur un épaulement (102) du support (100) et au-dessus duquel un film (400) ooit être tendu puis appliqué sur Le rebord périphérique (502) du contenant (500) et fixe à celui-ci pour obtenir un contenant (500) operculé et, d'autre part, un ensemble mobile (300) devant appliquer le film (400) tendu et Le fixer au contenant (500), caractérisée en ce que le support (100) fixe présente deux épaulements concentriques, Le premier (101) extérieur constituant un appui pour le film (400) et devant coopérer avec un élément de pincement (302) dudit film (400) solidaire de l'ensemble mobile (300), le second (102) intérieur, qui est séparé du premier (101) par un espace continu (103) et qui s'étend dans un plan plus éloigné du plan dans lequel le film (400) s'etend naturellement quand il est pincé contre le premier épaulement (101) que ne l'est ledit premier épaulement (101), l'ensemble mobile (300) comprenant un élément de fixation (313) situé en regard du second épaulement (102) selon autant de segments que ce dernier a de branches et un outil de découpe (317) du film (400) situe en regard de L'espace (103) qui sépare Les deux épaulements (101 et 102) selon autant de segments que le premier épaulement (101) a de branches. 2- Machine selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support (100) possédant au moins deux alvéoles (200) destinés à autant de contenants (500) différents devant être opercules simul tanément, le premier épaulement (101) entoure l'ensemble des alvéoles (200) et présente une branche entre deux alvéoles (200) contigus, tandisque le second épaulement (102) est individuel pour chaque alvéole. 3- Machine selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support (100) possédant au moins deux alvéoles (200) destinés à autant de compartiments d'un même contenant, le premier épaulement (101) entoure l'ensemble des alvéoles (200) tandis que le second épaulement (102) est individuel pour chaque alvéole (200). 4- Machine selon la revendication 1, caractérisé en ce que L'espace (103) qui sépare les deux épaulements (101 et 102) a un fond situé dans un plan plus éloigné du plan dans lequel le film (400) s'étend naturellement quand il est pince contre le premier épaulement (101) que ne l'est le second épaulement (102). 5- Machine selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble mobile t30G) comprend deux parties (301 et 303) mobiles l'une par rapport à l'autre, une première partie (301) périphérique constituant l'élément de pincement (302) situé en regard du premier épaulement (101) et ayant autant de segments que ledit premier épaulement (101) a de branches, une seconde partie (303) mobile par rapport à la première (301) et une position dite "active" dans laquelle au contraire elle dépasse ladite premiere partie (317) et l'élément de fixation (313). 6- Machine selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'outil de découpe (317) est formé par une lame acérée. 7- Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'élément de fixation (313) est formé par une panne métallique associée à au moins un organe chauffant (314) tel qu'une résistance électrique. 8- Machine selon la revendication 7, caractérisé en ce que L'organe chauffant (314) est situé dans une masse réfractaire (315) contre laquelle sont fixés l'outil de découpe (317) et la panne (313) afin dêtre tous deux chauffes par conduction. 9- Machine selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'épaisseur de La masse réfractaire est différente au droit de l'outil de découpe (317) de ce qu'elle est au droit de la panne (313) afin que ledit outil de découpe (317) et ladite panne (313) soient portés à des températures différentes.