Brevet FR2643040A1 — publié le 19900817

Procédé et équipement pour former des paauets multiples de produits notamrment de produits alimentaires La présente invention concerne des techniques d'emballage et concerne particulièrement un procédé pour former, à partir d'un flux de produits, des paquets multiples comprenant chacun un groupe constitué par un nombre donné de produits rassemblés dans un assemblage tubulaire qui est fermé à ses extrémités par soudage, dans lequel l'emballage est formé dans une zone prédéterminée et est fermé par le soudage de ses extrémités dans une zone de fermeture située en aval de la zone prédéterminée dans la direction de flux des produits et présentant une longueur donnée dans cette direction. En relation avec ceci, du fait qu'il est nécessaire de prévoir un espace dans lequel le soudage et l'unité de découpe pour souder les extrémités peuvent être actionnés, il se pose le problème que le groupe de produits qui doit être inséré dans un emballage doit être séparé du flux de produits.arrivant immédiatement en amont. Ce problème a été abordé plusieurs fois dans le passé, particulièrement en relation avec la production d'emballages appelés "emballages multiples" dans lesquels un groupe de produits qui,non emballés (ce qui veut dire non empaquetés), ou qui sont déjà insérés chacun en un em- ballage respectif du type couramment désigné par "emballa- ge en flux", est inséré dans un emballage semblable de dimensions plus grandes. Par exemple, dans le brevet européen 0 077 302, au nom du même déposant, ce problème est résolu en fournissant les produits de ce que l'on appelle un magasin (par exemple, une glissière ou une trémie) et en les enlevant de là, soit à l'aide d'un moyen d'acheminement à lames dont le lamage présente des écarts périodiques en correspondance avec les espaces de séparation qui doivent être créés entre 2 2643040 des groupes successifs de produits, soit à l'aide d'un moyen d'acheminement à lames qui se déplace de manière intermittente et transfère les produits à un moyen d'acheminement susceptible de se déplacer de façon continue et situé en aval; comme conséquence d'un arrêt périodique du mouvement d'un moyen d'acheminement à lame, des espaces ou des écarts sont formés de manière régulière entre des groupes successifs de produits sur le moyen d'acheminement en aval. Dans la demande de brevet italienne 21295-A/88, le même problème est résolu par le transfert des produits depuis un moyen d'acheminement d'entrée d'emmagasinage jusqu'à un moyen d'acheminement de sortie au moyen d'un dispositif comprenant une pluralité de lames supportées par un moyen d'acheminement à chaîne sans fin. Chaque lame du dispositif de transfert peut être retirée, sous l'action de moyens de fonctionnement, depuis une position active dans laquelle elle gène les produits emmagasinés, et par conséquent accomplit le transfert jusqu'au moyen d'acheminement de sortie, jusqu'à une position inactive dans laquelle la lame n'agit pas sur les produits et provoque la formation d'un écart dans le flux de sortie. Bien qu'étant totalement satisfaisantes du point de vue fonctionnel, ces solutions connues auparavant ne conviennent pas pour toutes les situations possibles d'utilisation. Par exemple, dans certains types de système, il n'est pas possible de produire des magasins du type décrit dans le brevet européen 0 077 302. Dans la solution décrite dans la demande de brevet italienne 21295A/88, d'un autre côté, le dispositif de transfert avec des lames susceptibles d'être orientées doit se déplacer à une vitesse qui corresponde au taux de fourniture net des produits (nombre d'emballages par minute multiplié par le nombre de produits dans chaque emballage) multiplié par un facteur qui tient compte du rapport entre l'espace occupé par chaque emballage en tout (espace occupé plus espace non occupé séparant des groupes succes- sifs de produits) et du nombre de produits dans chaque emballage. Ainsi, si des emballages multiples séparés par un écart égal à la largeur d'un produit et chacun comprenant un groupe de sept produits sont produits, ce rapport augmenté est égal à 8/7. Cependant, le rapport devient 4/3 si des emballages séparés par un écart égal à la largeur d'un des produits et chacun comprenant un groupe de trois produits sont produits, ou même à 3/2 dans le cas des emballages comprenant un espacement similaire mais uniquement deux produits. Quand on fonctionne à de hautes cadences de produc- tion, cet effet de multiplication peut signifier que le dispositif de transfert doit fonctionner à des vitesses qui sont incompatibles avec les exigences de fiabilité et de sécurité coutumières dans ce domaine, tout comme pour l'intégrité des produits qui sont traités. Le but de la présente invention, par conséquent, est de prévoir un procédé pour former des emballages multiples du type spécifié qui n'engendre pas les problè- mes décrits ci-dessus. Selon la présente invention, ce but est obtenu grâce à un procédé du type spécifié ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes qui sont: - faire avancer le flux de produits vers la zone prédéterminée avec une distance uniforme entre les pro- duits successifs dans le flux, la distance étant détermi- née par le rapport entre la longueur donnée (c'est-à-dire la longueur de la zone de soudage) et le nombre donné de produits; et - arrêter sensiblement le mouvement d'un des produits parmi le nombre donné devant la zone prédéterminée (ce qui veut dire la zone de formation d'emballage), de façon à provoquer la formation d'un groupe de produits qui 4 2643040 sont sensiblement accolés -ensemble et la formation consé- quente, entre deux groupes successifs de produits compre- nant chacun le nombre donné de produits, d'un écart sensiblement égal en longueur à la longueur donnée de la zone de fermeture. Un autre but de l'invention est l'équipement qui permet au procédé spécifié ci-dessus d'être obtenu. Cette invention va à présent être décrite, uniquement à l'aide d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins ci-joints, parmi lesquels: la figure 1 représente de façon schématique la structure d'un équipement d'emballage produit selon l'invention, la figure 2 est une vue partielle de la figure 1, depuis la flèche II de la figure 1, et les figures 3 à 6 représentent de façon schématique la séquence de fonctionnement de l'équipement selon l'invention, à des moments successifs. Sur la figure 1, une machine d'emballage du type couramment connu sous les noms de machine "d'emballage en flux" ou de machine à "emballage étanche et de forme" est désignée d'une manière générale par 1. Les principes de structure et de fonctionnement d'une telle machine doivent être considérés comme largement connus et par conséquent une description détaillée de ceux- ci n'est pas nécessaire. A l'aide d'un résumé, le fonctionnement de l'équipement le déplacement d'un flux sensiblement continu des produits P (par exemple, des barres de chocolat ou des biscuits nappés de chocolat, de préférence déjà sous forme d'emballage du type "emballage en flux") vers une position de formation d'emballage 2 o une membrane d'emballage ou pellicule 3 est fournie depuis au-dessus et est fermé de façon à former un emballage tubulaire qui entoure les produits P. 2643040 Les produits P sont avancés par force vers la position de formation d'emballage 2, par exemple au moyen d'un moyen d'acheminement 4 dont les lames sont espacées de façon régulière d'une distance légèrement plus grande que la largeur (mesurée dans la direction de déplacement) des produits P. Plus précisément, la distance entre les lames du moyen d'acheminement 4 est sélectionnée de façon à ce qu'un espace A, sélectionné d'après des critères qui seront mieux décrits ci-dessous, soit laissé entre deux produits P fournis ensuite à la position de formation d'emballage 2. L'entraînement réalisé par le moyen d'entraînement 4, et le moyen d'entraînement lui-même, s'arrête ordinairement devant la position de formation d'emballage 2. Puisqu'elle est entourée autour des produits P, la pellicule ou la membrane 3 assure, en fait, l'entraînement des produits P vers une position de soudage 5. A cette dernière position, une paire de m&choires tournantes ou de lames 6 dont une seule, qui est celle située au- dessus du flux de produits P, est visible sur la figure 2) ferment les emballages en formant deux soudures transversales aux extrémités de chacun et séparent aussi les emballages les uns des autres, à la suite, par une action de découpage. En général, la zone de fonctionnement de. la position de soudage 5 (qui est la région dans laquelle les mâchoires ou lames 6 agissent sur la membrane ou pellicule 3) présente une certaine longueur D (mesurée dans la direction de déplacement des produits P dans ce cas aussi). Par conséquent, afin de permettre à la fermeture des emballages d'être effectuée correctement, il est nécessaire de produire des écarts d'une longueur qui correspond pratiquement à la longueur D définie ci-dessus de façon cyclique dans un flux de produits se déplaçant vers la position de soudage 5. 6 2643040 L'équipement 1 a pour but de former des emballages du type "emballage multiple", chacun contenant un nombre n de produits. Comme mentionné cidessus, les produits P sont fournis depuis le moyen d'acheminement à lame 4, une distance uniforme de longueur. étant maintenue entre des produits successifs. Cette distance est sélectionnée de façon à ce que d=D/n, pour des raisons qui seront rendues plus claires ci-dessous. Un élément de retenue, indiqué par 7 sur les dessins (voir particulièrement les figures de 4 à 6), est sensiblement constitué d'une dent ou lame fixée en une configuration généralement en forme de dalle sur un arbre d'entraînement horizontal 8. L'arbre en question est entraîné par l'unité principale d'entraînement de la machine, représentée de façon schématique sous forme d'un arbre 9 sur la figure 1, par l'intermédiaire d'un mécanisme de variation de vitesse comprenant en chaîne: - une unité 10 pour effectuer l'oscillation variable de la vitesse de mouvement, et- - une unité 11 avec des cames ou des excentriques (de préférence du type couramment connu comme un mécanisme Ferguson) qui permet au mouvement rotatif de l'arbre 8, et ainsi au mouvement en orbite de l'élément de retenue 7, d'être arrêté de façon périodique selon des critères qui seront plus clairement décrits ci-dessous. L'élément de retenue 7 est arrangé aevant la position de formation d'emballage 2, habituellement à un point o la pellicule ou membrane 3 a déjà complètement entouré les produits et/ou les entraîne sans glissement vers la position de soudage 5. A titre d'illustration, on peut considérer que l'élément de retenue 7 est situé en aval de ce qu'on appelle un "alimentateur" 12 qui plie l'emballage en tube, à une distance correspondant de façon approximative à la longueur des emballages qui doivent être formés. Le mécanisme oscillant 10 (qui est de type connu) comprend: - un engrenage d'entrainement 13 entraîné par l'arbre principal 9, par exemple par une transmission à chaîne non illustrée précisément sur le dessin, - un engrenage entraîné 14 qui entraîne l'arbre d'entrée du mécanisme Ferguson 11, - un engrenage intermédiaire 15 qui met en prise les deux engrenages 13 et 14, et - un bras 16 qui supporte l'engrenage intermédiaire et lui permet d'effectuer un mouvement en orbite alternatif autour de l'axe de rotation d'un des engrenages 13 ou 14 (dans l'exemple illustré, l'engrenage d'entraînement 13). L'amplitude et la fréquence d'oscillation du bras 16, et ainsi de l'engrenage 15, sont commandées par un méca- nisme d'entraînement 16a, aussi de type connu. Ce dernier est ordinairement entrainé par le mécanisme Ferguson 11 dont l'arbre de sortie entraîne l'arbre 8 qui provoque le mouvement de l'élément de retenue 7, au moyen d'un engrenage 17 et d'une chaîne 18. L'oscillation de l'engrenage 15 a pour effet de faire varier le taux de rotation de la roue d'entraînement 14 de façon périodique par rapport à la vitesse de l'en- grenage d'entraînement 13 qui est entraîné par l'unité d'entraînement de la machine entière (l'arbre 9). En conséquence du mouvement de l'engrenage 14, qui est sensiblement continu même si sa vitesse oscille, le mécanisme -Ferguson 11 donne à l'arbre 8, et par consé- quent à l'élément 7, un mouvement cyclique dans lequel on peut essentiellement distinguer: - une course d'insertion dans le flux de produits P, dans laquelle l'élément de retenue 7 s'élève d'en dessous, suit les produits P à une vitesse donnée comme ils avan- cent vers la position de soudage 5, jusqu'à ce qu'il soit inséré entre eux; 8 7 2643040a - Une étape d'arrêt sensible, dans laquelle l'élément de retenue 7 résiste au mouvement avançant des produits P, et - Une course de retrait dans laquelle l'élément de retenue 7 est enlevé du flux de produits de façon à permettre aux produits P d'avancer à nouveau vers la position de soudage 5. Il est possible d'ajuster de façon sélective la durée de l'arrêt du flux des produits P, tout comme la vitesse d'insertion de l'élément d'arrêt dans le flux des produits, en agissant sur le mécanisme 10, 11. Un dispositif de séparation (dont l'utilisation n'est pas strictement nécessaire pour les buts de l'invention) est généralement indiqué en 19 et est constitué par une courroie sans fin située au-dessus du flux de produits P devant la zone de fermeture d'emballage 2. La courroie en question est prévue avec des formations, comme des dents ou des lames 20, qui peuvent être insérées dans le flux des produits P (déjà entourés de la membrane ou de la pellicule 3) depuis au-dessus sur une certaine distance verticale, de façon à maintenir séparés les groupes de produits P qui doivent être insérés dans différents emballages. Le mouvement du dispositif de séparation 19, qui est aussi entraîné par l'unité d'entraînement générale de la machine (par l'intermédiaire d'un mécanisme connu, pas représenté de façon explicite sur les dessins), est synchronisé avec le mouvement de l'élément de retenue 7 (qui se trouve sur le côté opposé du flux de produits P) selon les critères de fonctionnement illustrés dans les séquences des figures 3 à 6. La figure 3 représente un état-de fonctionnement o un flux de produits P séparés par la distance d a atteint, sans transformation sensible dans. la distance entre des produits consécutifs, la région o l'élément de retenue 7 agit. Ce dernier vient juste d'atteindre la 9 2643040 position dans laquelle il gêne le flux de produits P en s'élevant d'en dessous en conséquence de la rotation de l'arbre 8. Le produit immédiatement en amont de l'élément 7 dans le flux entre alors en contact avec l'élément 7 et s'arrête en butée contre lui, permettant aux produits arrivant en amont d'être progressivement accolés ensemble. Au même moment, un groupe de produits plus en aval de l'élément 7 continue son mouvement vers la position de soudage 5, entrainés par la pellicule ou la membrane 3. En conséquence de l'action d'arrêt obtenue par l'élément 7, un groupe de produits qui sont acc olés ensemble, et par conséquent qui ne sont plus séparés par la distance d (figure 4), est formé immédiatement en amont de l'élément 7. L'accumulation graduelle de produits accolés ensemble continue jusqu'à ce que l'élément de retenue 7 soit à nouveau abaissé suite à la rotation de l'arbre 8, permettant aux produits P d'avancer vers la position de soudage 5 (figure 5). La durée de la période pendant laquelle l'élément de retenue 7 reste dans la position de la figure 4, dans laquelle le flux est arrêté, est sélectionnée en fonction du débitde déplacement des produits, de façon à ce que le nombre de produits P accolés ensemble en amont de l'élément 7 soit exactement égal au nombre n de produits qui doivent être insérés dans chaque emballage. L'effet de l'accolage ensemble de n produits successifs P est la formation, en aval de l'élément de retenue 7, d'un espace ou d'un écart dont la longueur est exactement égale au produit du nombre n de produits accolés ensemble et à la distance d qui sépare les produits dans le flux fourni à la position de formation d'accolage 2. Ce produit, n multiplié par d, correspond exactement à l'écart D qui doit être formé entre deux 2643040 groupes de produits pour l'insertion dans deux emballages respectifs. Les groupes de produits qui sont accolés ensemble sont alors déplacés en aval de l'élément de retenue 7, qui est abaissé (figure 5),séparés par la distance D qui permet aux mâchoires ou lames 6 de la position de soudage 5 d'assurer leur tâche correctement. Alors qu'il termine son mouvement rotatif cyclique sur l'arbre 8, l'élément d'arrêt retourne progressivement (voir la figure 6) vers l'état initial représenté sur la figure 3. Au même moment (toujours en référence à la situation représentée sur la figure 6), un nouveau groupe de produits P séparés ou étalés par la distance d se rassemble dans la position de formation d'accolage 2 pour un accolage ensemble subséquent en conséquence de l'action de retenue de l'élément 7. La fonction du dispositif de séparation 19, et plus précisément des formations 20, et d'être inséré de façon périodique dans le flux des produits P de façon à être situé, pour ainsi dire, derrière le dernier produit P qui sera emballé d'une seule pièce avec un groupe précédent de produits pour compléter le groupe pour l'insertion dans un emballage. Par conséquent, le dispositif 19 présente la fonction de stabiliser le mouvement des produits P à la fin de l'étape d'accolage ensemble. Ceci afin d'éviter un rebondissement du dernier des produits qui doivent être accolés ensemble pour former un groupe, ce qui pourrait donner lieu à un positionnement incorrect et un risque d'interférence subséquente avec l'élément 7. On doit aussi noter que, quand le nombre n de produits insérés dans chaque emballage est faible (par exemple trois), la distance d introduite entre les produits P est elle-même telle qu'elle évite que les problèmes décrits plus haut ne se produisent dans n'importe quel cas: dans cette situation, l'utilisation du dispositif 19 n'est par t1n 2643040O conséquent pas nécessaire pour un fonctionnement correct de l'équipement selon l'invention. L'utilisation du dispositif 19 est cependant préférable dans des situations dans lesquelles le nombre n est augmenté (par exemple, quand n est égal à 7 ou 8) et la distance d est réduite de façon correspondante. La longueur D de la zone de fonctionnement de la position de soudage est pratiquement constante et largement indépendante du nombre de produits contenus dans chaque emballage. Naturellement, le principe de l'invention restant le même, les formes de réalisation et les détails de construction peuvent largement varier par rapport à ceux décrits et illustrés, sans pour cela sortir du champ de la présente invention. 12 2643040 REVENDICATIONS 1. Procédé pour former, à partir d'un flux de produits (P), des paquets multiples comprenant chacun un groupe constitué par un -nombre donné (n) de produits (P) rassemblés dans un assemblage tubulaire qui est fermé à ses extrémités par soudage, dans lequel l'emballage (3) est formé dans une zone prédéterminée (2) et est fermé par le soudage de ses extrémités dans une zone de fermeture (5) située en aval de la zone prédéterminée (2) dans la direction de flux des produits (P) et présentant une longueur donnée (D) dans cette direction, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes qui sont: - faire avancer le flux de produits (P) vers la zone prédéterminée (2) avec une distance uniforme (d) entre les produits successifs (P) dans le flux, la distance (d) étant déterminée par le rapport entre la longueur donnée (D) et le nombre donné (n) de produits, et - arrêter sensiblement (7) le mouvement d'un des produits (P) du nombre donné (n) devant la zone prédéterminée (2), de façon à provoquer la - formation d'un groupe de produits qui sont sensiblement accolés ensemble et la formation conséquente, entre deux groupes successifs de produits comprenant chacun le nombre donné (n) de produits, d'un écart sensiblement égal en longueur à la longueur donnée de la zone de fermeture (5). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape d'insertion d'un élément de séparateur (20) dans le flux de produits (P) immédiatement en aval dudit produit (P) qui doit être arrêté parmi le nombre donné (n), avant l'arrêt, de façon à maintenir sensiblement séparés deux groupes de produits successifs comprenant chacun le nombre donné (n) de produits (P). 3. Equipement pour former, à partir d'un flux de produits (P), des paquets multiples comprenant chacun un groupe 13 2643040 constitué par un nombre donné de produits (P) rassemblés dans un assemblage tubulaire qui est fermé à ses extrémités par soudage, comprenant: - des moyens (2) pour former l'emballage, et - des moyens de fermeture d'emballage (5) situés en aval des moyens de formation (2) dans la direction du flux des produits (P), les moyens de fermeture (5) présentant une longueur donnée (D) dans ladite direction, caractérisé en ce qu'il comprend: - des moyens d'acheminement (4) pour fournir les produits (P) aux moyens de formation d'emballage (2) avec une distance uniforme (d) entre les produits successifs dans le flux, la distance (d) étant déterminée par le rapport entre la longueur donnée (D) et le nombre donné (n) de produits, et - un élément (7) pour retenir les produits situés devant les moyens de formation d'emballage (2) et capable de sensiblement arrêter le mouvement d'un des produits du nombre donné (n), de façon à provoquer la formation d'un groupe de produits (P) qui sont sensiblement accolés ensemble et la formation conséquente, entre deux groupes successifs de produits comprenant chacun le nombre donné (n) de produits, d'un écart sensiblement égal en longueur à la longueur donnée (D) des moyens de fermeture (5). 4. Equipement selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens d'acheminement comprennent au moins un moyen d'acheminement (4) avec des formations d'entraInement dont l'espacement détermine la distance uniforme donnée (d) entre des produits successifs. 5. Equipement selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément de retenue comprend au moins une formation en forme de dent (7) qui peut être insérée dans le flux de produits (P). 6. Equipement selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que l'élément de 14 2643040 retenue est essentiellement constitué d'un corps en forme de dalle (7) fixé pour la rotation sur un axe respectif (8). 7. Equipement selon la revendication 3 ou la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément de retenue (7) présente des moyens associés (de 10 à 18) pour sa synchronisation avec les moyens d'acheminement -(4), qui peuvent donner à l'élément de.retenue (7) un mouvement cyclique comprenant: - une course d'insertion dans le flux de produits (P), dans laquelle l'élément de retenue (7) suit les produits (P) à une vitesse donnée comme ils avancent vers les moyens de fermeture (5), - une étape d'arrêt approximatif d'une durée prédéterminée, dans laquelle l'élément de retenue (7) résiste au mouvement avançant des produits (P), et - une course de retrait dans laquelle l'élément de retenue (7) est enlevé du flux de produits (P) de façon à permettre aux produits (P) d'avancer à nouveau vers les moyens de fermeture (5). 8. Equipement selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de synchronisation (de 10 à 18) comprennent des moyens d'ajustement (16) pour varier de façon sélective au moins l'une de la vitesse donnée et de la durée donnée prédéterminée. 9. Equipement selon la revendication 7 ou la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de synchronisation comprennent des moyens à came (11). 10. Equipement selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que les moyens de synchronisation comprennent au moins un mécanisme Ferguson (11). 11. Equipement selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que les moyens de synchronisation comprennent un engrenage interposé entre les moyens d'acheminement (4) et l'élément de retenue (7) et comprenant: un engrenage d'entraînement (13), un engrenage entraîné (14) et un engrenage intermédiaire (15) qui est mis en prise avec l'engrenage d'entraînement (13) et l'engrenage entraîné (14) et qui est capable d'un mouvement alterné en orbite autour de l'engrenage d'entraînement (13) ou entraîné (14), le mouvement en orbite provoquant une variation dans la quantité de rota- tion de l'engrenage entraîné (I4) par rapport à la quanti- té de rotation de l'engrenage d'entraînement (13). 12. Equipement selon l'une quelconque des revendica- tions 3 à 11i; caractérisé en ce qu'un dispositif de sépa- ration (19, 20) est associé aux moyens d'acheminement (4), au moins devant les moyens de formation (2), et est situé en amont de l'élément d'arrêt (7) dans la direc- tion du flux des produits (P), le dispositif de séparation (19, 20) étant susceptible d'être inséré dans le flux de produits (P) immédiatement en aval dudit produit (P) du nombre donné qui doit être arrêté, de façon à maintenir sensiblement séparés deux groupes successifs de produits (P) comprenant chacun le nombre donné (n) de produits. 13. Equipement selon la revendication 12, caractérisé en ce que le dispositif de séparation comprend une cour- roie sans fin (19) avec une zone active qui peut se dépla- cer sensiblement de façon synchrone avec les moyens d'acheminement (4) en une position faisant face aux produits (P) et est pourvu de formations en forme de dent (20) qui peuvent être insérées dans le flux de pro- duits (P). 14. Equipement selon la revendication 12 ou la reven- dication 13, caractérisé en ce que le dispositif de sépa- ration (19, 20) et l'élement de retenue (7) sont arrangés sur des côtés opposés du flux de produits (P). 15. Equipement selon l'une quelconque des revendica- tions 12 à 14, caractérisé en ce que les moyens de forma- tion (2) insèrent l'emballage tubulaire entre les produits (P) et le dispositif de séparation (19, 20).