Brevet FR2707948A1 — publié le 19950127

DISPOSITIF ET PROCEDE D'EMPAQUETAGE targe D'UN PRODUIT DANS UNE BARQUETTE La présente invention concerne un dispositif et un procédé d'empaquetage automatique d'un produit dans une barquette en matériau en feuille rigide, telle que du carton, du carton ondulé ou équivalent, comprenant une ceinture et un fond, ladite ceinture étant munie d'un premier et d'un second rabats latéraux supérieurs, en vis à vis, agencés pour se recouvrir l'un l'autre en position rabattue sur le produit. Elle trouve une application particulièrement importante bien que non exclusive dans le domaine de l'empaquetage en barquette en feuille de carton ondulé, de produits dont les dimensions en hauteur peuvent varier d'un produit à l'autre. On connaît déjà des dispositifs d'empaquetage automatique d'un produit dans une feuille de carton utilisant la technique du surenveloppage dite du "wrap around" en langage anglosaxon. Cette technique consiste à envelopper le produit avec une feuille de papier. Le produit est placé sur un fond muni de rabats qui sont ensuite plaqués par exemple par des vérins ou des plaques pousseuses sur le produit lui-même. Une telle technique nécessite d'avoir un produit de volume et de forme répétitive, parfaitement définie, permettant notamment de prévoir des courses de vérins fixes. Elle présente donc des inconvénients dès que l'on veut empaqueter des produits par exemple fragiles, dont la forme est irrégulière, et notamment dont la hauteur peut varier d'un produit à l'autre, ce qui est par exemple le cas des pains ou biscottes dont le volume varie en fonction de la température de cuisson et/ou de la quantité de levure utilisée. La présente invention vise à fournir un dispositif et un procédé d'empaquetage d'un produit répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'elle autorise l'empaquetage en automatique ou semiautomatique de produits dont la hauteur varie d'un produit à l'autre, de façon simple et aisée à mettre en oeuvre, et ce sans risquer d'endommager le produit. Dans ce but la présente invention propose notamment un dispositif d'empaquetage d'un produit dans une barquette en matériau en feuille comprenant une ceinture et un fond, ladite ceinture étant munie d'un premier et d'un second rabats latéraux supérieurs, en vis à vis, agencés pour se recouvrir l'un l'autre en position rabattue sur le produit, caractérisé en ce que il comporte un premier élément de rabattage du premier rabat sur le dessus du produit, des moyens de déplacement dudit premier élément entre une position haute, écartée du produit et une position basse où le premier élément repose gravitairement sur ledit premier rabat en appui sur le dessus du produit, un second élément de rabattage du second rabat sur le dessus du premier rabat, et des moyens de déplacement dudit second élément entre une position haute, écartée du produit et une position basse où le second élément repose gravitairement sur ledit second rabat en l'appliquant sur le premier rabat. Une telle disposition permet la mise en pression des zones du dessus du premier rabat et du dessous du second rabat, zones qui, l'une ou l'autre, ont été au moins en partie préalablement encollées. Dans des modes de réalisation avantageux on a de plus recours à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes - les moyens de déplacement du premier ou du second élément de rabattage comprennent des moyens de déplacement transversal dudit élément entre une première position, dégagée de tout contact avec le rabat concerné et une seconde position de contact avec le rabat concerné au dessus du produit, et des moyens de libération dudit élément pour qu'il tombe gravitairement à partir de ladite seconde position sur ledit rabat concerné - le premier élément de rabattage comprend une barre transversale parallèle à la direction du premier rabat, propre à venir en appui sur ledit premier rabat - le second élément de rabattage comprend une plaque de rabattage dont une portion de l'extrémité est propre à venir en appui sur le second rabat - les moyens de déplacement d'au moins un des éléments de rabattage comprennent une came à action négative - les moyens de libération de l'élément de rabattage comprennent un vérin simple effet, à action négative - la barquette étant constituée d'un fond relié sur chacun de ses cotés à un volet pour former ladite ceinture, il comporte des moyens d'érection d'un dernier volet latéral pour refermer ladite ceinture sur elle même autour de la base du produit avant rabattage des rabats. L'invention propose également un procédé d'empaquetage d'un produit dans une barquette en matériau en feuille rigide, comprenant une ceinture et un fond, ladite ceinture étant munie d'un premier et d'un second rabats latéraux supérieurs, en vis à vis, agencés pour se recouvrir l'un l'autre en position rabattue sur le produit, caractérisé en ce que après introduction du produit dans la barquette et encollage d'une zone du dessus du premier rabat ou du dessous d'une zone du second rabat, on rabat gravitairement sur le premier rabat un premier élément de rabattage qui vient en appui de son propre poids sur ledit premier rabat lui même venant alors en contact avec le dessus du produit, et on rabat gravitairement sur le second rabat un second élément de rabattage du second rabat sur le dessus du premier rabat où il se fixe par la mise en pression desdites zones, dont au moins une a été préalablement encollée. Avantageusement, pour rabattre l'un des éléments de rabattage, on déplace d'abord transversalement ledit élément entre une première position, dégagée de tout contact avec le rabat concerné et une seconde position de contact avec le rabat concerné au dessus du produit, puis on libère ledit élément pour qu'il tombe gravitairement à partir de ladite seconde position sur ledit rabat concerné. Dans un mode de réalisation avantageux, la barquette étant constituée d'un fond polygonal relié sur chacun de ses cotés à un volet pour former ladite ceinture, on érige un dernier volet latéral pour refermer ladite ceinture sur elle même autour du produit avant rabattage des rabats. L'invention sera mieux comprise au vu de la description qui suit d'un mode de réalisation du dispositif selon l'invention donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère notamment aux dessins qui l'accompagnent dans lesquels - La figure 1 est un schéma mécanique d'un mode de réalisation du dispositif selon l'invention. - La figure la est un exemple de paquet obtenu avec une barquette utilisée pour l'empaquetage de produits à base parallèlépipédique, du type pains en tranches. - Les figures 2 et 3 sont des vues schématiques respectivement de face et de côté, à plus grande échelle, des éléments de rabattage des rabats selon le mode de réalisation de l'invention plus particulièrement décrit ici. - La figure 4 est une vue schématique montrant un mode de réalisation des moyens de déplacement de la barre des figures 2 et 3. - La figure 5 est un schéma simplifié d'une machine d'empaquetage permettant l'empaquetage automatique et simultané de quatre barquettes avec quatre dispositifs selon l'invention. La figure 1 montre un système 1 comprenant plusieurs dispositifs d'empaquetage, par exemple deux dispositifs 2 et 2' disposés côte à côte. Le dispositif 2 permet l'empaquetage des produits 3 sensiblement parallèlépipédiques, par exemple constitués pour des pains en tranches préenveloppés dans du papier cellophane, dans des barquettes 4 en carton ondulé double face, de faible épaisseur (par exemple 2 mm). Les barquettes 4 (voir également figure la) comprennent un fond rectangulaire 5 et une ceinture 6 constituée par des volets latéraux rectangulaires 7 perpendiculaires au fond 5 et respectivement reliés à chacun des côtés du fond par des lignes de pliage 7'. Deux des volets 7, en vis-à-vis, comprennent chacun un rabat latéral supérieur 8a et 8b, identique, par exemple en forme d'anse de poignée, relié au volet correspondant par une ligne de pliage 8' parallèle aux lignes de pliage 7' inférieures du volet correspondant. La dimension maximale transversale des rabats, perpendiculaire à la ligne de pliage 8', est telle que les deux rabats se recouvrent l'un l'autre en position rabattue sur le dessus 9 du produit 3, dont la base 10 est insérée à frottement ou avec un léger jeu dans la ceinture parallèlépipédique de la barquette. Le dispositif 2 comprend un bras 11 de rabattage d'un premier rabat 8a sur le dessus 9 du produit, et des moyens 12 de déplacement du bras entre une position haute 13, écartée du produit et dudit premier rabat 8a vertical, et une position basse 14, où le bras repose gravitairement sur le premier rabat plaqué par le poids du bras sur le dessus du produit. Le bras est par exemple constitué par une pièce métallique 15 en forme de V muni de deux branches de longueurs inégales, apte à pivoter autour d'un axe fixe 16 situé à la jonction entre lesdites branches du V. La branche la plus longue comporte à son extrémité une barre transversale 17 de plaquage. La branche la plus courte est quant-à-elle reliée à son extrémité par une rotule 18 de jonction avec les moyens de déplacement 12. Ceux-ci comportent par exemple une tige verticale 19 fixée à son extrémité supérieure de façon pivotante à la rotule et coopérant à son extrémité inférieure en forme de fourche par l'intermédiaire d'une surface de friction, avec l'extrémité d'un bras de levier 20. Des moyens 21 de guidage de la tige entre une position haute d'écartement du bras et une position basse de libération gravitaire de la tige 19, et donc du bras, sur une course suffisante, sont également prévus. L'autre extrémité du bras de levier 20 est reliée rigidement à une barre 22 d'actionnement par un vérin pousseur 23. Les moyens de déplacement 12 comprennent de plus une came 24, dite à action négative compte tenu de l'action du vérin qui agit donc en continu en contre-sens de la came. L a came tourne autour d'un axe 25 et est agencée pour coopérer avec un galet 26 solidaire du bras de levier 20. Le dispositif 2 comprend également une plaque de rabattage 27 du second rabat 8b sur le premier rabat. La plaque 27 par exemple métallique, est montée pivotante autour d'un axe 28, et comprend une première partie rectangulaire 29 s'étendant longitudinalement dans le sens de la barquette à constituer, du côté de ladite barquette par rapport à l'axe 28, et une patte 30 située de l'autre côté de l'axe. L'axe 28 est solidaire des moyens 31 de déplacement transversal de la plaque entre une première position dégagée de tout contact avec le second rabat 8b et une seconde position de contact avec le second rabat 8b au dessus du produit. Les moyens 31 comprennent un équipage mobile 32 actionné par une came 33 à action négative et un vérin pousseur 34 agissant en contre-sens de la came. L'équipage 32 comprend une pièce 35 munie d'un premier bras 36 solidaire de l'axe 28, et d'un second bras 37 formant par exemple un angle de 1500 avec le premier. La pièce 35 est montée pivotante autour d'un axe 38 situé entre les deux bras. Sur la figure 1, la pièce 35 est schématisée avec un troisième bras 39 relié par un système de tringlerie 40 représenté en trait mixte, de commande de la pièce 35' de l'autre dispositif monté en série, ce qui permet de n'utiliser qu'un seul système d'actionnement d'équipage mobile pour les deux dispositifs. L'extrémité du bras 37 est reliée par un axe 41 à une tige verticale 42, elle-même connectée en partie inférieure à l'extrémité d'une pièce en équerre 43. La pièce 43 est pivotante autour d'un axe 44, fixe, perpendiculaire au plan de l'équerre, muni de deux branches de longueur sensiblement égale, et situé à la jonction entre les branches 45 et 46 de celle-ci. L'extrémité de la branche 45 est raccordée de façon pivotante à la tige 42 et celle de la branche 46 est connectée au vérin pousseur 34. La branche 45 est par ailleurs munie d'un galet 47 agencé pour coopérer avec la came 33. Des moyens d'alimentation et de commande du dispositif (non représentés) sont par ailleurs prévus. Ils comprennent notamment de façon connue en elle-même des moteurs d'actionnement rotatif des cames, des moyens d'asservissement, par exemple mécanique des mouvements de deux cames l'une avec l'autre pour respecter les enchaînements, etc. Les vérins 23 et 34 sont des vérins connus en eux-mêmes, à pression constante. Le dispositif 2 comprend également des moyens 48 de libération de la plaque 27 pour qu'elle tombe gravitairement à partir de la seconde position sur le second rabat, sous l'effet de son propre poids. Ces moyens 48 comportent un vérin simple effet, à action négative qui agit sur la patte 30. La figure la est un exemple de paquet 50 obtenu avec une barquette 4 dont les rabats 8a et 8b, préalablement encollés sur au moins une partie de la surface inférieure du rabat 8b et/ou supérieure du rabat 8a, ont été rabattus gravitairement sur le produit 3, par exemple des biscottes, avec le dispositif décrit ci-dessus. Dans la suite des dessins, les mêmes numéros de référence que ceux de la figure 1, sont utilisés pour désigner les mêmes éléments. Les figures 2 et 3 montrent de façon plus précise la barquette 4 au niveau du poste de rabattage proprement dit. La barquette est acheminée par des moyens convoyeurs 51, par exemple un tapis roulant. Dans ce mode de réalisation, le bras de rabattage comporte une barre 17, solidaire de, et perpendiculaire à, un bras 52 qui est agencé pour pivoter autour d'un axe 53 dans un plan parallèle au sens de déplacement F du convoyeur. La barre 17 présente par exemple un poids de quelques dizaines de grammes et s'étend sur une longueur propre à permettre le rabattage du rabat 8a, la barre 52 étant suffisamment décalée latéralement (voir figure 3) pour permettre l'installation des moyens convoyeurs 51 véhiculant la barquette. Le bras 17 peut pivoter autour de l'axe 53 d'un angle a entre une position haute 54 où la barre 17 est entièrement dégagée du rabat 8a vertical et la position basse 55, variable car elle dépend de la hauteur du produit, où le bras repose gravitairement sur le premier rabat 8a (position 8'a en trait mixte sur la figure 2). Le dispositif comprend également la plaque 27 comportant une partie plate 29, s'étendant longitydinalement sur une distance suffisante, et la patte 30, solidaire de la partie 29. Comme on l'a vu la plaque 29 est, quant-à elle, agencée pour se déplacer entre une première position 56, dégagée de tout contact avec le second rabat, une position, intermédiaire 57 de contact avec le second rabat qui vient alors en position 8'b repliée autour de la ligne de pliage prévue à la jonction avec le volet correspondant, et une troisième position 58 où la plaque repose gravitairement sur le second rabat en position 8"b, qui est alors appliqué d'une part sur le produit et d'autre part sur l'extrémité chevauchante du premier rabat, préalablement encollée en 60. On a également représenté sur la figure 2 le vérin simple effet 48, qui, lorsqu'il s'efface libère la patte 30 et permet la chute gravitaire de la plaque 29. La figure 3 montre par ailleurs des moyens de fermeture du dernier volet 59 de la barquette, situé au poste de rabattage des rabats. Ces moyens sont par exemple constitués par un vérin 60 actionnant une plaque 61 de pression. Une butée 62 assure par ailleurs la contrepression de l'autre côté du paquet. La figure 4 montre schématiquement les moyens de déplacement de la barre 17, selon le mode de réalisation de l'invention plus particulièrement décrit ici. Une structure 63 de support du dispositif est prévue (en trait mixte sur la figure), l'axe 25 de la came 24 étant parallèle au sens de défilement 54 des barquettes. La figure 5 montre schématiquement une machine 64 comprenant quatre dispositifs 2, 2', 2" et 2"' selon l'invention, montés sur une structure de support 65 (en trait mixte). Une seule came de déplacement des bras 20, 20', 20", 20''' agissant sur les premiers éléments de rabattage, en l'espèce les barres et pièces 17, 17', 17" et 17"' et 11, 11', 11", 11''' d'une part, et un seul jeu 31 des moyens de déplacement des plaques 27, 27', 27" et 27"' d'autre part, sont prévus. Ces moyens de déplacement sont actionnés de façon connue en elle-même par des moteurs électriques ou équivalents. L'utilisation de cames permet une parfaite répétitivité des mouvements mécaniques. On va maintenant décrire le fonctionnement d'un dispositif, en faisant plus particulièrement référence aux figures 1 et 2. Les barquettes 4 sont tout d'abord formées de façon connue en elle-même par exemple autour d'un mandrin comme décrit dans le document EP 468.869. Le produit 3 est ensuite inséré automatiquement dans la barquette dont les rabats 8a et 8b sont restés verticaux, ce qui permet par exemple l'introduction dudit produit par le dessus, de façon connue en elle même. On applique alors sur une zone du dessous du second rabat 8b et/ou du dessus du premier rabat 8a un ou plusieurs traits de colle. Les barquettes sont ensuite acheminées par le convoyeur 51, par exemple par groupe de quatre aux postes de rabattage où ils sont immobilisés pour les opérations qui vont maintenant être décrites en référence à la figure 2. En position initiale la barre 17 est en position haute 54 et la plaque 29 est en position haute 56. Les mouvements s'exécutent ensuite séquentiellement de la façon suivante. La came 24 tourne de façon à repousser vers le bas le bras 20, ce qui laisse descendre gravitairement la tige 19 guidée par les moyens 21. La tige 19 étant solidaire de la pièce 11, la barre 17 descend progressivement vers le produit. Elle accroche au passage le rabat 8a qu'elle vient appuyer par son poids sur le produit 3. En fin de déplacement de la barre, celle-ci repose sur le rabat 8a en position 8'a, rabat qui a donc pivoté autour de la ligne 8' de pliage entre rabat et volet. La came continuant à pousser le bras 20 vers le bas, c'est le produit 3 et sa forme qui arrête la descente de la tige 19 et de la barre 17 qui repose donc par son simple poids sur le rabat 8a qui appuie sur le dessus du produit 3. La came continue ensuite sa course en maintenant écarté vers le bas le bras 20, de façon à laisser maintenant place au mouvement de rabattement du deuxième rabat 8b par la plaque 27. Celle-ci est pilotée par la came 33 qui agit sur l'équerre 43. Une fois la barre 17 en appui, le mouvement de la plaque est le suivant. Le vérin 48 étant en position actionné, appuyant sur la patte 30, la came 33 tourne de façon à pousser la tige 42 vers le haut. Celle-ci agit sur la pièce 35 qui pivote autour de l'axe 38 de façon à ce que la plaque 29, initialement en position 56 vienne en position intermédiaire ou seconde position 57 après avoir accrocher au passage le second rabat 8b qui prend alors la position rabattue 8'b après pliage autour de la ligne 8' de pliage entre rabat et volet correspondant. A la fin de ce mouvement, l'axe 28 de pivotement se trouve en position inférieure 28'. La came 33, qui continue son mouvement de rotation est alors agencée pour maintenir la plaque dans cette position. Le vérin 48 est relaché et la patte 30 étant libérée, la plaque 29 tombe gravitairement sur le rabat sur lequel elle appuie par sa portion d'extrémité, pour aboutir à la position 58, où ledit second rabat prend la position 8"b en appui sur le dessus de l'extrémité du premier rabat. Du fait de la pression de la plaque, le second rabat se fixe alors sur le premier rabat, par mise en pression des zones des rabats en vis à vis préalablement encollées. Les cames 24 et 33 continuant à tourner, sont alors agencées pour rendre la main aux vérins pousseurs 23 et 34 qui poussent à contre-sens la barre 17 et la plaque 27, qui remontent de ce fait en position haute, respectivement 54 et 56. Le pain empaqueté est alors repris par les moyens convoyeurs de façon à laisser la place à une barquette suivante avec ses rabats verticaux. Un dispositif et un procédé comme celui de l'invention présentent notamment l'avantage d'autoriser une cadence d'empaquetage importante, par exemple de vingt barquettes par minute et par poste, soit quatre vingt barquettes par minute si on utilise quatre postes. Comme il va de soi et comme il résulte de ce qui précède, la présente invention n'est pas limitée au seul mode de réalisation préalablement décrit. Elle en englobe au contraire toutes les variantes et notamment celle où le rabattage du premier rabat s'effectue en deux temps, le rabattage du second rabat s'effectuant par contre en un seul temps. REVENDICATIONS 1. Dispositif (2,2',2",2''') d'empaquetage (3) d'un produit, dans une barquette (4) en matériau en feuille rigide, comprenant une ceinture (6) et un fond (5), ladite ceinture étant munie d'un premier et d'un second rabats latéraux supérieurs (8a,8b), en vis à vis, agencés pour se recouvrir l'un l'autre en position rabattue sur le produit, caractérisé en ce que il comporte un premier élément de rabattage (11) du premier rabat (8a) sur le dessus (9) du produit, des moyens (12) de déplacement dudit premier élément entre une position haute (13,54), écartée du produit et une position basse (14,55) où le premier élément repose gravitairement sur ledit premier rabat (8a) en appui sur le dessus du produit, un second élément de rabattage (27) du second rabat (8b) sur le dessus du premier rabat, et des moyens (31) de déplacement dudit second élément entre une position haute (56), écartée du produit et une position basse (58) où le second elément repose gravitairement sur ledit second rabat en l'appliquant sur le premier rabat. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (12,31) de déplacement du premier premier ou du second élément de rabattage comprennent, des moyens (32) de déplacement transversal dudit élément entre une première position (56), dégagée de tout contact avec le rabat concerné et une seconde position de contact (57) avec le rabat concerné au dessus du produit, et des moyens (48) de libération dudit élément pour qu'il tombe gravitairement à partir de ladite seconde position sur ledit rabat concerne. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier élément de rabattage (11) comprend une barre (17) transversale parallèle à la direction du premier rabat, propre à venir en appui sur ledit premier rabat. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second élément de rabattage (27) comprend une plaque (29) de rabattage dont une portion de l'extrémité est propre à venir en appui sur le second rabat. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens (12,31) de déplacement d'au moins un des éléments de rabattage comprennent une came (24,33) à action négative. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que lesdits moyens (48) de libération de l'élément de rabattage comprennent un vérin simple effet, à action négative. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, la barquette (4) étant constituée d'un fond (5) relié sur chacun de ses cotés à un volet (7) pour former ladite ceinture, il comporte des moyens (60) d'érection d'un dernier volet latéral (59) pour refermer ladite ceinture sur elle même autour de la base (10) du produit avant rabattage des rabats. 8. Application du dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes à l'empaquetage d'un produit dans une barquette en matériau en feuille de carton ondulé. 9. Procédé d'empaquetage automatique d'un produit (3) dans une barquette (4) en matériau en feuille rigide, comprenant une ceinture (6) et un fond (5), ladite ceinture étant munie d'un premier et d'un second rabats latéraux supérieurs (8a,8b), en vis à vis, agencés pour se recouvrir l'un l'autre en position rabattue sur le produit, caractérisé en ce que après introduction du produit (3) dans la barquette (4) et encollage d'une zone du dessus du premier rabat ou du dessous d'une zone du second rabat, on rabat gravitairement sur le premier rabat un premier élément de rabattage (11) qui vient en appui de son propre poids sur ledit premier rabat lui même venant alors en contact avec le dessus du produit, et on rabat gravitairement sur le second rabat un second élément de rabattage (27) du second rabat sur le dessus du premier rabat où il se fixe par mise en pression desdites zones, dont au moins une a été préalablement encollée. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que, pour rabattre l'un des éléments de rabattage, on déplace d'abord transversalement ledit élément entre une première position (56), dégagée de tout contact avec le rabat concerné et une seconde position (57) de contact avec le rabat concerné au dessus du produit, puis on libére ledit élément pour qu'il tombe gravitairement à partir de ladite seconde position sur ledit rabat concerné. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que, la barquette (4) étant constituée d'un fond (5) polygonal relié sur chacun de ses cotés à un volet pour former ladite ceinture, on érige un dernier volet latéral pour refermer ladite ceinture (6) sur elle même autour du produit avant rabattage des rabats.