Brevet FR2676194A1 — publié le 19921113

La présente invention a pour objet un procédé de réalisation d'un emballage se présentant sous la forme d'une feuille de forme rectangulaire comportant des plis dans le sens de la largeur, fixés par deux bandes longitudinales situées aux extrémités des plis, et un dispositif pour sa mise en oeuvre. La présente invention concerne un emballage du type général décrit dans le brevet français 86 03956. Ce type d'emballage est plus spécialement destiné à l'enveloppement d'articles de forme cylindrique, ou de forme générale convexe, avec une application par exemple à l'enveloppement de sandwichs ou de hamburgers. De nombreux articles, tels que les produits de restauration rapide de type hamburgers, sont actuellement conditionnés dans des emballages constitués par des coques en polystyrène. Un tel emballage présente plusieurs inconvénients, dont le premier réside dans son prix de revient qui est élevé, le second dans le volume important qu'il occupe, tant lors du transfert du fabricant chez l'utilisateur, que du stockage chez l'utilisateur, et enfin, après consommation du produit, lorsqu'il est jeté dans un poubelle. En outre, le polystyrène est un produit qui ne peut pas être traité avec des déchets traditionnels, et qui nécessite donc un mode de traitement très particulier, générant également des coûts très élevés. Il a donc été imaginé d'utiliser un emballage tel que celui décrit dans le brevet français 86 03956, qui consiste en une feuille de forme rectangulaire comportant des plis en accordéon dans le sens de la largeur, avec fixation au niveau des bords longitudinaux, aux extrémités des plis. Il est donc possible, à l'aide d'un tel emballage de réaliser une déformation différentielle de la feuille, la partie centrale de celle-ci étant susceptible d'une déformation supérieure à celle dont sont susceptibles les deux bords longitudinaux de la feuille. En effet, dans la partie centrale les plis peuvent se déformer librement, tandis qu'ils autorisent une déformation de plus en plus limitée, au fur et à mesure que l'on se rapproche des deux bords longitudinaux de la feuille. Ce type d'emballage présente de nombreux avantages, et notamment stockage sous un très faible volume, facilité d'utilisation, tant de mise en place que lors de la consommation du produit, où l'emballage peut être retiré au fur et à mesure de la consommation du produit pour éviter au consommateur de se salir les doigts, et enfin stockage après utilisation sous un faible volume, et facilité de dégradation puisque cet emballage peut être constitué par une feuille de papier rendue étanche, par exemple par une enduction de polyéthylène. La problème posé, qui est celui que vise à résoudre l'invention est celui de la réalisation industrielle de tels emballages, compte tenu de la structure relativement complexe qu'il convient d'obtenir, en partant d'une feuille plane. Le but de l'invention est d'obtenir un emballage en partant d'une bande continue, après réalisation successivement et automatiquement de plis transversaux, et fixation au niveau des deux bords longitudinaux avant découpe des emballages unitaires à partir de la bande continue. A cet effet, le procédé qu'elle concerne, consiste - à dévider une bobine sur laquelle est enroulée une bande de papier résistant, dont une face est enduite d'un matériau soudable, afin d'alimenter en continu et à vitesse constante une unité de plissage, - à déplacer à vitesse constante et de façon continue la bande plissée et à réaliser au cours de ce déplacement deux lignes de soudures longitudinales, le long des deux bords de la bande, par exemple par thermo-soudage, - à faire former à la bande une boucle constituant une zone de stockage intermédiaire entre la première unité et une seconde unité, - à réaliser au niveau de la seconde unité une avance par pas de la bande, en lui faisant subir un pliage longitudinal des deux bords sur eux-mêmes, face enduite contre face enduite, puis un soudage des deux bords repliés, et - à séparer par des découpes transversales successives les emballages formés à l'extrémité aval de la bande. Il est ainsi possible, partant d'une bobine de papier, d'obtenir sans manipulation intermédiaire des emballages séparés les uns des autres, prêts à être utilisés. Selon un mode de mise en oeuvre, ce procédé consiste à réaliser l'avance par pas de la bande au niveau de la seconde unité, avec une valeur du pas égale à la longueur d'un emballage, et commande de l'arrêt de la bande par détection de la ligne de séparation entre deux emballages adjacents. Dans un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, la première unité comprend un dispositif de plissage constitué par deux cylindres tournant en sens inverse l'un de l'autre, entre lesquels est entraînée la bande, et auxquels est associé un peigne qui, disposé en amont des cylindres et dont le bord avant est parallèle à l'axe de chaque cylindre, est animé d'un mouvement alternatif pour pousser la bande sur le cylindre inférieur et former une boucle qui est aplatie par écrasement entre les deux cylindres pour former un pli, le cylindre supérieur servant au guidage et à l'entraînement de courroies sans fin parallèles destinées à déplacer la bande sur un support jusqu'à l'extrémité avant de cette unité. Il est procédé, périodiquement, au débrayage du mouvement du peigne, permettant de ménager un espace non plissé, qui constitue la zone de jonction entre deux emballages. Avantageusement, la première unité comprend, en aval de l'ensemble de plissage, un bâti sur lequel est monté déplaçable longitudinalement un équipage mobile comportant deux séries de mors de soudage disposés respectivement au-dessus et au-dessous de la bande, les mors supérieurs étant montés déplaçables verticalement entre une position dans laquelle ils sont situés au-dessus de la bande et une position dans laquelle ils pincent la bande, en coopération avec les mors inférieurs, un vérin étant prévu pour réaliser le déplacement de l'équipage mobile dans le sens inverse de celui du déplacement de la bande, tandis que le mouvement de déplacement dans le sens du déplacement de la bande est réalisé par fermeture d'une pièce solidaire de l'équipage mobile sur l'une des courroies sans fin entraînée par le cylindre supérieur. Cette caractéristique est particulièrement intéressante du fait que la fixation des plis, réalisée par soudage, est obtenue sans arrêt de la bande, car les mors de soudage se déplacent longitudinalement avec la bande, et strictement à la même vitesse que cette dernière, puisque l'équipage mobile est entraîné longitudinalement dans le sens de défilement de la bande, par une courroie identique à celle assurant l'entraînement de la bande de papier. Selon une forme de réalisation de ce dispositif, le bâti comporte deux colonnes longitudinales situées de part et d'autre de la trajectoire de la bande et en-dessous de celle-ci, sur lesquelles sont montées coulissantes deux noix d'une part reliées par une traverse sur laquelle sont montés les deux mors inférieurs de soudage et le mors inférieur de la pince d'entraînement, et d'autre part portant chacune une colonne verticale, les extrémités supérieures des colonnes verticales étant reliées par une traverse horizontale supérieure, les colonnes verticales servant au guidage de deux noix reliées par une traverse horizontale portant les deux mors de soudage supérieurs et sur laquelle est fixée l'extrémité de la tige d'un vérin d'axe vertical, dont le corps est fixé sur la traverse supérieure, cette dernière portant également le corps d'un second vérin d'axe vertical dont la tige est équipée du mors supérieur de la pince d'entraînement et le corps d'un vérin d'axe horizontal dont la tige prend appui contre une partie fixe du bâti. En outre, ce dispositif comporte des contacts de fin de course commandant, après initialisation du cycle, successivement le serrage des mors de soudage et de la pince d'entraînement, puis en fin de course de l'équipage mobile, l'ouverture de ces mors et le retour de l'équipage mobile en position de départ. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, la seconde unité comprend - un jeu de deux courroies sans fin parallèles destinées à entraîner la bande en plaquant celle-ci contre un support, - deux lames disposées en amont, au-dessus du support de la bande et au-dessus de celui-ci, dont l'écartement des bords extérieurs est inférieur à la largeur de la bande, - deux conformateurs à surface vrillée, destinés à replier les bords de la bande par dessus les lames, - un bloc de soudage mobile verticalement et actionné par un vérin, portant les mors supérieurs disposés en regard des bords retournés de la bande, les mors inférieurs étant situés sous la bande, ce bloc étant disposé en aval des conformateurs, - une cellule optique de détection de la zone de séparation de deux emballages commandant l'arrêt du moteur d'entraînement des courroies, la descente du bloc de soudage et la découpe de l'extrémité de la bande pour séparer l'emballage formé, la fin du cycle de soudage et de découpe commandant le démarrage du moteur d'entraînement des courroies. Dans ce cas, l'avance de la bande se fait par pas, puisque l'unité de soudage n'est pas animée d'un mouvement de déplacement longitudinal, mais d'un seul déplacement vertical, ce mouvement étant suffisant puisqu'il convient de toute façon de réaliser l'arrêt de la bande pour procéder à son tronçonnement en vue d'obtenir les emballages unitaires à l'extrémité aval du dispositif. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce dispositif Figure 1 est une vue très schématique, en perspective, de la bande à partir de laquelle sont réalisés les emballages, avec diverses conformations correspondant aux divers stades de façonnage Figure 2 est une vue générale de côté du dispositif selon l'invention Figure 3 est une vue partielle, en perspective, de l'équipage mobile destiné à réaliser deux lignes de soudure longitudinales sur la bande Figure 4 est une vue en coupe de cet équipage mobile selon la ligne IV-IV de figure 2 Figure 5 est une vue de côté de la seconde unité Figure 6 est une vue de dessus de cette seconde unité Figure 7 en est une vue en coupe transversale selon la ligne Vil-Vil de figure 6. La figure 1 représente une bande désignée par la référence générale 2, qui est par exemple réalisée en un papier résistant dont une des faces est enduite d'un matériau thermosoudable tel que du polyéthylène. Le procédé selon l'invention consiste tout d'abord à réaliser des plis 3 à plat dans un sens transversal, sur toute la largeur de la bande 2, puis, à réaliser des lignes de soudure 4, longitudinales, à proximité des deux bords de la bande, à retourner les deux bords de la bande afin de former deux plis longitudinaux 5, qui sont fixés sur la bande proprement dite par un soudage non représenté à la figure 1, avant de procéder à une opération de découpe schématisée par la référence 6. Le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, représenté à la figure 2, comprend un bâti support 12 pour une bobine de papier 13 placée sur un dérouleur permettant son dévidage, dont la vitesse de rotation est variable suivant le diamètre de la bobine pour assurer un défilement à vitesse constante de la bande 2. La rotation du dérouleur est commandée par deux cellules optiques 14 et 15 entre une position haute et une position basse d'une boucle 16 que forme le papier. La régularité de la tension est obtenue grâce à la variation en hauteur d'un cylindre 17 qui assure la formation de la boucle, et qui est guidé latéralement par deux goulottes verticales. La bande de papier ainsi déroulée et guidée rentre à l'intérieur de la première unité qui comprend un dispositif de plissage. Le dispositif de plissage comprend deux cylindres 18 et 19 d'axes horizontaux, superposés, de même diamètre entraînés en rotation en sens inverse l'un de l'autre pour assurer l'entraînement du papier. Un peigne mobile 20 animé d'un mouvement alternatif, par entraînement, de façon connue, à l'aide d'un système désigné par la référence générale 22, vient pousser la bande de papier sur le cylindre inférieur 19, formant ainsi une boucle qui est aplatie par écrasement entre les deux cylindres 18 et 19, assurant la formation d'un pli qui est entraîné par les deux cylindres. Un capteur inductif monté sur l'axe d'entraînement du peigne permet de comptabiliser le nombre de plis programmé par avance sur un compteur électronique.Lorsque le nombre de plis choisi est atteint, un électroaimant permet le débrayage du système d'entraînement du peigne, afin de laisser un intervalle sans plis pour séparer chaque emballage de l'emballage suivant et de faciliter la séparation par coupe. La bande plissée est entraînée à la sortie des cylindres, par appui sur un support, grâce à un jeu de deux courroies 23 qui tournent à la même vitesse, et qui passent sur le cylindre supérieur 18. Une troisième courroie sans fin 24 parallèle aux deux courroies 23 et orientée longitudinalement comme ces dernières, passe également sur le cylindre supérieur 18, à l'extérieur toutefois du trajet de la bande 2. La première unité comprend, en aval du dispositif de plissage, un bâti 25 sur lequel est monté déplaçable longitudinalement un équipage mobile. A cet effet, le bâti comporte deux colonnes longitudinales 26, situées de part et d'autre de la trajectoire de la bande 2, et en-dessous de celle-ci, sur lesquelles sont montées coulissantes deux noix 27. Ces deux noix 27 sont reliées l'une à l'autre par une traverse 21 sur laquelle sont montés deux mors inférieurs de contresoudage 28, et le mors inférieur 29 d'une pince d'entraînement de l'équipage mobile. D'autre part, chaque noix 27 porte une colonne verticale 30, les extrémités supérieures des deux colonnes 30 étant reliées par une traverse horizontale 32. Les colonnes 30 servent au guidage de deux noix 33 reliées par une traverse horizontale 34 portant les mors supérieurs de soudage 35, orientés longitudinalement et disposés à proximité des deux bords de la bande 2. Sur la traverse 34 est fixée l'extrémité de la tige 36 d'un vérin 37 d'axe vertical dont le corps est fixé sur la traverse supérieure 32. Cette traverse supérieure porte également le corps 38 d'un vérin d'axe vertical, dont la tige 39 porte le mors supérieur 40 de la pince d'entraînement. En outre, la traverse horizontale 32 porte le corps 42 d'un vérin d'axe horizontal et longitudinal, dont la tige 43 est destinée à prendre appui contre une partie du bâti 25, pour permettre, lors de la sortie de la tige un mouvement de déplacement de l'équipage mobile dans le sens inverse au sens de déplacement de la bande 2. Des contacts de fin de course associés aux différents vérins commandent, après initialisation du cycle, successivement le serrage des mors de soudage et de la pince d'entraînement, puis en fin de course de l'équipage mobile, l'ouverture de ces mors et le retour de l'équipage mobile en position de départ par sortie de la tige 43 du vérin 42. Ainsi, la bande 2 avançant de façon continue, et l'équipage mobile étant en position reculée, il est tout d'abord procédé à la descente des électrodes 35 et du mors 40, le serrage des mors 29,40 de la pince d'entraînement sur la courroie 24 provoquant le déplacement de l'équipage mobile dans le même sens que la bande et à la même vitesse que celle-ci, pendant que s'effectue l'opération de soudage de deux lignes longitudinales à proximité des deux bords de la bande. En fin de course de l'équipage mobile, les mors déplaçables verticalement sont actionnés vers le haut, et l'équipage mobile revient en position reculée.La vitesse de retour en position arrière de l'équipage mobile, et la longueur des mors de soudage sont choisies de façon telle qu'il y ait un léger chevauchement de deux lignes successives de soudure, de telle sorte que l'on ne trouve pas d'interruption de la soudure lorsque la bande arrive à la sortie de la première unité. Comme montré à la figure 1, à la sortie de la première unité, la bande forme une boucle de stockage 44, dont la longueur est régulée par des capteurs 45 et 46 constitués par des cellules optiques. Le second poste comprend un support 47, au-dessus duquel sont entraînées longitudinalement deux courroies sans fin 48 passant sur des cylindres 49 dont l'un est motorisé, avec maintien de la tension à l'aide d'un galet 50 monté à l'extrémité d'un doigt 52 chargé élastiquement. A l'extrémité amont de la seconde unité sont disposées deux lames 53, parallèles au support, au-dessus de celui-ci, dont l'écartement des bords extérieurs est inférieur à la largeur de la bande. A ces deux lames 53 sont associés deux conformateurs 54 à surface vrillée, destinés, en guidant les bords de la bande, à réaliser le repliage de ceux-ci par dessus les deux lames 53.A la sortie de ce conformateur est disposé un bloc de soudage comportant deux mors fixes 55, et des mors 56 appartenant à un bloc de soudage 57, normalement maintenus en position haute par un vérin à double effet 58 et susceptible d'être abaissé par un ressort 59 lorsque cesse l'action du vérin 58. Une cellule optique 60 détecte chaque zone comprise entre deux emballages et ne comportant pas de plis. Lorsqu'une telle zone est détectée, il est provoqué l'arrêt de l'entraînement de la bande par les courroies 48, le déplacement vers le bas du bloc de soudage 57, la réalisation de l'opération de soudage, puis l'opération de séparation par coupe à l'aide d'un dispositif 62, de l'emballage se trouvant à l'extrémité aval du dispositif. La valeur d'avance de la bande par pas, est choisie de telle façon que la longueur d'un pas soit égale à la longueur d'un emballage. Il ressort de la structure de ce dispositif, et du fonctionnement qui vient d'être décrit que les emballages sont obtenus sans aucune intervention manuelle, découpés de façon unitaire, en partant d'une bobine de papier continu. Il est avantageux de noter que la double opération qui est effectuée permet, pour la première d'assurer une tenue suffisante des plis pour réaliser une même tension de la bande, et pour la seconde, d'assurer un parfait blocage des bords latéraux des emballages afin de permettre une déformation différentielle de l'emballage lorsque celui-ci est utilisé pour envelopper un article de forme cylindrique ou d'autre forme convexe, tel qu'un hamburger. Comme il va de soi l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce dispositif décrite ci-dessus à titre d'exemple ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'un emballage se présentant sous la forme d'une feuille de forme rectangulaire comportant des plis dans le sens de la largeur, fixés par deux bandes longitudinales situées aux extrémités des plis, caractérisé en ce qu'il consiste à dévider une bobine sur laquelle est enroulée une bande (2) de papier résistant, dont une face est enduite d'un matériau soudable, afin d'alimenter en continu et à vitesse constante une unité de plissage, - à déplacer à vitesse constante et de façon continue la bande plissée et à réaliser au cours de ce déplacement deux ligne de soudures longitudinales (4), le long des deux bords de la bande, par soudage, - à faire former à la bande une boucle constituant une zone de stockage intermédiaire entre la première unité et une seconde unité, - à réaliser au niveau de la seconde unité une avance par pas de la bande, en lui faisant subir un pliage longitudinal (5) des deux bords sur eux-mêmes, face enduite contre face enduite, puis un soudage des deux bords repliés, et - à séparer par des découpes transversales successives (6) les emballages formés à l'extrémité aval de la bande. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser l'avance par pas de la bande (2) au niveau de la seconde unité, avec une valeur du pas égale à la longueur d'un emballage, et commande de l'arrêt de la bande par détection de la ligne de séparation entre deux emballages adjacents. 3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première unité comprend un dispositif de plissage constitué par deux cylindres (18,19) tournant en sens inverse l'un de l'autre, entre lesquels est entraînée la bande (2), et auxquels est associé un peigne (20) qui, disposé en amont des cylindres (18,19) et dont le bord avant est parallèle à l'axe de chaque cylindre, est animé d'un mouvement alternatif pour pousser la bande sur le cylindre inférieur et former une boucle qui est aplatie par écrasement entre les deux cylindres pour former un pli, le cylindre supérieur (18) servant au guidage et à l'entraînement de courroies sans fin parallèles (23) destinées à déplacer la bande sur un support jusqu'à l'extrémité aval de cette unité. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la première unité comprend, en aval de l'ensemble de plissage, un bâti (25) sur lequel est monté déplaçable longitudinalement un équipage mobile comportant deux séries de mors de soudage (35,28) disposés respectivement au-dessus et au-dessous de la bande (2), les mors supérieurs (35) étant montés déplaçables verticalement entre une position dans laquelle ils sont situés au-dessus de la bande et une position dans laquelle ils pincent la bande (2) en coopération avec les mors inférieurs (28), un vérin (42) étant prévu pour réaliser le déplacement de l'équipage mobile dans le sens inverse de celui du déplacement de la bande, tandis que le mouvement de déplacement dans le sens du déplacement de la bande est réalisé par fermeture d'une pince (29,40) solidaire de l'équipage mobile sur l'une des courroies sans fin (24) entraînée par le cylindre supérieur. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le bâti (25) comporte deux colonnes longitudinales (26) situées de part et d'autre de la trajectoire de la bande (2) et en-dessous de celle-ci sur lesquelles sont montées coulissantes deux noix (27) d'une part reliées par une traverse (21) sur laquelle sont montés les deux mors inférieurs de soudage (28) et le mors inférieur (29) de la pince d'entraînement, et d'autre part portant chacune une colonne verticale (30), les extrémités supérieures des colonnes verticales étant reliées par une traverse (32) horizontale supérieure, les colonnes verticales (30) servant au guidage de deux noix (33) reliées par une traverse horizontale (34) portant les deux mors de soudage supérieurs (35) et sur laquelle est fixée l'extrémité de la tige (36) d'un vérin d'axe vertical, dont le corps (37) est fixé sur la traverse supérieure (32), cette dernière portant également le corps d'un second vérin (38) d'axe vertical dont la tige (39) est équipée du mors supérieur (40) de la pince d'entraînement et le corps (42) d'un vérin d'axe horizontal dont la tige (43) prend appui contre une partie fixe du bâti. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte des contacts de fin de course commandant, après initialisation du cycle, successivement le serrage des mors de soudage (28,35) et de la pince d'entraînement (29,40), puis en fin de course de l'équipage mobile, l'ouverture de ces mors et le retour de l'équipage mobile en position de départ. 7. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la seconde unité comprend - un jeu de deux courroies sans fin (48) parallèles destinées à entraîner la bande (2) en plaquant celle-ci contre un support (47), - deux lames (53) disposées en amont, au-dessus du support (47) de la bande et au-dessus de celui-ci, dont l'écartement des bords extérieurs est inférieur à la largeur de la bande (2), - deux conformateurs (54) à surface vrillée, destinés à replier les bords de la bande par dessus les lames (53), - un bloc de soudage (57) mobile verticalement et actionné par un vérin (58), portant les mors supérieurs (57) disposés en regard des bords retournés de la bande, les mors inférieurs (55) étant situés sous la bande, ce bloc étant disposé en aval des conformateurs, - une cellule optique (60) de détection de la zone de séparation de deux emballage commandant l'arrêt du moteur d'entraînement des courroies, la descente du bloc de soudage (57) et la découpe (62) de l'extrémité de la bande pour séparer l'emballage formé, la fin du cycle de soudage et de découpe commandant le démarrage du moteur d'entraînement des courroies.