Brevet FR2717150A1 — publié le 19950915

Chambre pour machines a emballer La présente invention concerne une chambre pour machines à emballer, la chambre étant constituée par au moins un élé- ment de chambre qui coopère avec un film en matière plastique servant à des fins d'emballage, lequel élément de chambre agit à cette fin, au moyen de différences de pression d'air, sur le film en matière plastique susceptible d'être réchauf- fé. Dans une machine à emballer, par exemple pour emballer des denrées alimentaires telles que du jambon ou du fromage en tranches, sont utilisés plusieurs types de ces chambres. Il est prévu par exemple une chambre d'emboutissage qui sert à former dans le film inférieur de l'emballage une auge dans laquelle est ensuite placé le produit à emballer. Pour faciliter la déformation du film il est prévu que celui-ci soit réchauffé pendant un court laps de temps. Il est par exemple possible de prévoir un chauffage à l'extéri- eur de la chambre. Dans d'autres modes de construction la chambre présente elle-même un élément chauffant. Cet élément chauffant présente, pour une répartition uniforme de la tem- pérature à la surface, une forte épaisseur et est relative- ment lourd. Après avoir été réchauffé pendant un court laps de temps, le film est embouti, par des différences de pres- sion d'air, par exemple dans le moule négatif. Les chambres présentent, en fonction des formats du pro- duit à emballer, par exemple une largeur de 285 à 620 milli- mètres et des longueurs de 120 à 700 millimètres. Pour les pressions ou dépressions utilisées il en résulte des forces agissant sur la chambre qui sont de l'ordre de plusieurs cen- taines de kilogrammes jusqu'à quelques tonnes. Pour que la chambre résiste à ces charges importantes il est nécessaire que la chambre présente un moment de résistance et un moment 2 2717150 d'inertie élevés. Les chambres connues sont fabriquées par exemple en fonte d'aluminium et pèsent parfois de 50 à beau- coup plus de 100 kilogrammes. La manipulation de tels élé- ments de machine, par exemple lors d'un changement de format, est extrêmement laborieuse et difficile, d'autant qu'en géné- ral l'espace au-dessus des éléments de chambre est difficile- ment accessible. L'opérateur doit, en étant penché en avant, soulever les éléments de chambre lourds. Les éléments de chambre métalliques lourds ont en outre pour conséquence que la chambre présente une capacité calori- fique considérable, ce qui conduit à une longue durée de mise en route de la machine, c'est-à-dire à une longue durée de réchauffement. La présente invention a pour but de créer une chambre qui soit plus facile à remplacer que les chambres connues, et à cet égard il est à noter que la chambre est utilisée dans une machine de mise en oeuvre de denrées alimentaires. Pour atteindre ce but il est prévu, en ce qui concerne une chambre pour machines à emballer constituée par au moins un élément de chambre qui coopère avec un film en matière plastique servant à des fins d'emballage, lequel élément de chambre agit à cette fin, par des différences de pression d'air, sur le film en matière plastique susceptible d'être réchauffé, selon l'invention par le fait que l'élément de chambre est fabriqué à partir d'une matière plastique renfor- cée par des fibres. De la matière plastique renforcée par des fibres présente une masse volumique inférieure à celle de l'aluminium. En fonction de la proportion des fibres dans la matière plastique la masse volumique de celle-ci n'est que d'environ 30 à 40 % de la masse volumique de l'aluminium. De plus, de la matière plastique renforcée par des fibres pré- sente une résistance à la rupture par traction de nombreuses fois supérieure à celle de l'aluminium. De ce fait il est 3 2717150 possible de réduire la hauteur de construction de la chambre fabriquée en matière plastique renforcée par des fibres en comparaison de la chambre obtenue par exemple par coulée d'a- luminium, alors que les deux chambres présentent le même mo- ment de résistance. Ces deux propriétés, se superposant posi- tivement, de la matière utilisée selon l'invention conduisent à une réduction significative du poids de la chambre. De plus, la matière plastique est un mauvais conducteur de la chaleur et la chambre présente donc une moindre capaci- té calorifique que celle des chambres en aluminium. Selon l'invention il est proposé que pour le réchauffe- ment du film dans l'élément de chambre soit prévu un miroir chauffant plat. Dans d'autres exemples de réalisation il est également possible de prévoir le miroir chauffant à l'extéri- eur de l'élément de chambre, ou d'utiliser un autre procédé de chauffage, par exemple un chauffage par air chaud. Il est avantageux qu'un dispositif chauffant à surface étendue soit prévu sur le côté arrière, détourné du film en matière plastique, du miroir chauffant en tant que dispositif de chauffage pour le miroir chauffant. Les miroirs chauffants utilisés dans les chambres connues présentent une épaisseur relativement importante. Un tel miroir chauffant est réchauf- fé par deux ou plusieurs cartouches chauffantes électriques disposées dans des trous. Pour obtenir une répartition de température autant que possible homogène sur le côté du mi- roir chauffant disposé en regard du film en matière plastique l'épaisseur du miroir est rendue importante afin d'obtenir à la surface une répartition de température autant que possible uniforme grâce à la diffusion de chaleur, conditionnée par la matière, dans le métal. Une telle forme de réalisation du mi- roir chauffant conduit, d'une part, à une capacité calorifi- que élevée et, d'autre part, à des miroirs lourds qui augmen- tent encore le poids de la chambre. De plus, ces chambres 4 2717150 doivent en outre être refroidies car les parties métalliques se réchauffent. Des parties de chambre très chaudes peuvent également conduire à des brûlures chez le personnel de servi- ce. Il n'est pas non plus désirable de faire marcher, dans une machine à emballer fonctionnant dans des locaux refroi- dis, en plus un dispositif de chauffage volumineux. Grâce au chauffage à surface étendue proposé selon l'invention le mi- roir chauffant est dès le départ réchauffé uniformément et il est obtenu une répartition uniforme de la chaleur sur le côté avant, disposé en regard du film en matière plastique, du miroir chauffant pour une épaisseur nettement réduite du mi- roir et, par conséquent, également un poids réduit de la chambre. En même temps l'énergie nécessaire au chauffage du miroir chauffant est réduite. Il en résulte un moindre déga- gement de chaleur de la machine dans les locaux refroidis. Un refroidissement par eau, par exemple par eau fraîche, coûteux normalement prévu n'est plus nécessaire. Il est avantageux de prévoir entre le miroir chauffant et l'élément de chambre une feuille réflectrice de chaleur. Ainsi l'invention permet de mettre l'énergie de chauffe plus efficacement à profit, la matière plastique constitutive de la chambre étant ainsi en même temps protégée. En outre, la présente invention propose qu'il soit prévu pour le miroir chauffant un dispositif de réglage de tempéra- ture, lequel coopère avec deux capteurs de température, l'un des capteurs de température déterminant la température du mi- roir chauffant sur le côté arrière de celui-ci et l'autre capteur de température déterminant la température sur le côté avant du miroir chauffant. Grâce à un réglage de température intelligent l'invention permet d'obtenir que le capteur sur le côté arrière du miroir chauffant détermine le réglage du courant durant la phase de réchauffement du miroir chauffant, de façon à éviter une surcharge du chauffage à surface éten- due. Une surcharge du chauffage à surface étendue conduirait 2717150 à un détraquement du dispositif de chauffage. Le capteur sur le côté avant sert à déterminer de façon précise la tempéra- ture de surface du miroir chauffant afin de réchauffer de fa- çon optimale des films en matière plastique qui se distin- guent par exemple par leur épaisseur ou leur matière consti- tutive. Il est en outre proposé que les différences de pression d'air soient obtenues par de l'air comprimé et/ou une dépres- sion, la chambre étant en communication avec de l'air compri- mé et/ou des sources de dépression. Le film est chauffé par exemple par le miroir chauffant par contact direct. Afin que le film puisse entrer en contact avec le miroir chauffant le film doit être rapproché du miroir chauffant. Ceci peut se faire par exemple par une dépression entre le film et le mi- roir chauffant ou bien par une surpression de l'autre côté du film. Un agencement correspondant est par exemple également être prévu pour le procédé d'emboutissage du film en matière plastique. Le procédé d'emboutissage peut s'effectuer tant avec une dépression entre le film et le moule négatif qu'avec une surpression du côté du film opposé au moule négatif. Il est avantageux que la chambre soit formée de deux éléments de chambre coopérant entre eux au-dessus et au-des- sous de la bande de film en matière plastique. A cet égard un élément de chambre, par exemple l'élément de chambre disposé sous la bande de film, présente un évidement. Cet élément de chambre doit à présent être délimité de façon étanche à la pression, par rapport à l'environnement restant, par exemple par un élément de chambre disposé au-dessus de la bande de film. Dans ce cas ce second élément de chambre ne présente par exemple aucun évidement notable et sert d'élément de fer- meture, par exemple de couvercle. Il est également possible qu'entre les deux éléments de chambre soient guidées deux ou plusieurs bandes de film en matière plastique. Par exemple pour un emballage constitué par du film une bande supérieure 6 2717150 et une bande inférieure sont nécessaires. Il est en outre possible que la chambre soit constituée de plus de deux élé- ments de chambre. Dans un exemple de réalisation préférée de l'invention il est prévu que la chambre soit réalisée en tant que chambre d'emboutissage. Dans ce cas un élément de chambre est prévu en tant que moule négatif sous la bande de film et un autre élément de chambre est prévu au-dessus de la bande de film avec un miroir chauffant. Dans ce cas la bande de film est par exemple d'abord aspirée par le miroir chauffant sous l'effet d'une dépression, puis réchauffée et ensuite à nou- veau repoussée par une surpression pour finalement, sous l'effet d'une dépression dans la région du moule négatif, être emboutie dans ce dernier. A cet égard il est prévu que des conduits pneumatiques servent tant de conduits véhiculant une dépression que de conduits véhiculant une surpression. Des résultats particulièrement satisfaisants sont obte- nus lorsque l'élément de chambre est constitué de résine époxy renforcée par des fibres de carbone. Cette matière se distingue par une résistance mécanique élevée et présente une faible masse volumique. Il est en outre proposé, comme étant avantageux, que la chambre soit réalisée en tant que chambre de scellement. La bande de film inférieure emboutie et remplie et la bande de film supérieure sont soudées entre elles dans la chambre de scellement lorsque l'emballage a été vidé d'air. Il est avantageux que la chambre présente une surface pauvre en pores. Grâce à cette dernière la surface de la chambre correspond aux normes d'hygiène en matière de denrées alimentaires. Cette surface est obtenue par l'utilisation de 7 2717150 matière plastique coulable sans autres opérations de façonna- ge. Un avantage particulier de l'invention est obtenu par le fait que dans l'élément de chambre sont intégrées des liai- sons étanches pour la connexion et/ou raccordement de conduc- teurs ou conduits d'alimentation en énergie électrique et/ou pneumatique. Les éléments de chambre connus sont fabriqués par exemple en fonte d'aluminium et doivent, pour l'introduc- tion des liaisons, après le procédé de fabrication de l'élé- ment de chambre faire l'objet de procédés de façonnage coû- teux. Pour le montage des liaisons doivent être effectués des travaux de perçage et de fraisage et la construction de la chambre est déterminée par l'intégration de ces opérations d'usinage. Lors de la fabrication des chambres selon l'inven- tion il est avantageux que dans le moule, avant d'y faire couler de la matière plastique, puissent d'abord être mis en place les éléments de liaison, raccords, fiches, etc., autour desquels est alors coulée la matière plastique. A cet égard il est particulièrement avantageux que la fabrication de la chambre s'effectue à des températures qui n'endommagent pas les liaisons, par exemple des liaisons en matière plastique. En tant que liaisons sont prévus par exemple des raccords à vis ou des connexions à fiche. Il est avantageux que des conducteurs ou conduits d'ali- mentation en énergie électrique et/ou pneumatique soient mis en place de manière étanche dans les parois des éléments de chambre. A cet égard il n'est pas non plus nécessaire de pra- tiquer ultérieurement des perçages compliqués dans la chambre métallique obtenue par coulée, puisque les conduits ou con- ducteurs peuvent être noyes, par exemple en tant que tuyaux ou canaux, dans le moule non encore fini par coulée. Dans ce cas la chambre présente non seulement des parois extérieures mais également des parois intérieures dans lesquelles sont 8 2717150 prévus des conduits et/ou conducteurs d'alimentation en éner- gie. Une chambre selon l'invention est représentée schémati- quement aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue de dessus d'un élément d'une chambre selon l'invention; la figure 2 représente une coupe perpendiculaire à la vue de dessus de la figure 1; la figure 3 est une vue de dessous d'un miroir chauffant d'une chambre selon l'invention; et la figure 4 est une vue latérale de la figure 3. Sur la figure 1 est représenté un élément de chambre 1. En l'occurrence l'élément de chambre présente à titre d'exem- ple une section rectangulaire. Aux extrémités longitudinales de l'élément de chambre 1 sont prévues des auges 10 formant poignées. Décalé vers l'intérieur à partir de l'extrémité longitudinale de l'élément de chambre 1 se trouve le bord de chambre 11. Ce bord 11 de la chambre enferme, sous une forme rectangulaire, un évidement 13. Le bord de chambre 11 coopère avec un bord de chambre correspondant d'un autre élément de chambre, non représenté, de telle manière que les deux élé- ments de chambre assemblés forment, étroitement reliés entre eux, une chambre. L'évidement 13 présente un fond de chambre 15. A une certaine distance au-dessus du fond de chambre 15 est incorporé le socle 24 du miroir chauffant 2. La distance entre le socle 24 et le fond de chambre 15 est obtenue au moyen de pièces d'espacement 25. Le socle 24 est assujetti 9 2717150 dans le fond de chambre 15 par des moyens de fixation 26. En tant que moyens de fixation 26 servent par exemple des vis. L'évidement 13 reçoit le miroir chauffant 2. A cet égard la surface avant 27, disposée en regard du film, du miroir chauffant 2 est en retrait par rapport au bord 11. La distan- ce entre la surface 27 et le bord 11 de la chambre est com- prise entre quelques dixièmes de millimètre et quelques mil- limètres. Le miroir chauffant 2 est fixé avec un certain es- pacement sur le socle 24 par des moyens de fixation 28, comme par exemple des vis à six pans creux. Entre le socle 24 et le miroir chauffant 2 est prévue à cette fin une pièce d'espace- ment 29. sur le fond 15 de la chambre se trouve la feuille ré- flectrice de chaleur 31. Cette feuille réflectrice de chaleur 31 produit une réflexion du rayonnement calorifique de façon à éviter un endommagement de l'élément de chambre sous l'ef- fet de la chaleur ou du rayonnement. Il est également prévu que la feuille réflectrice de chaleur 31 soit disposée entre le socle 24 et le miroir chauffant 2. Sur le côté arrière 70, tourné vers l'intérieur, du mi- roir chauffant est prévu un dispositif de chauffage 3 disposé à plat sur une certaine étendue. Ce dispositif de chauffage 3 est réalisé par exemple sous la forme d'un chauffage électri- que à résistances et est alimenté en courant par des conduc- teurs d'alimentation en énergie 4. De plus, le miroir chauffant 2 porte au moins deux cap- teurs de température 5, à savoir un capteur de température 50 sur la face intérieure du côté arrière 70 du miroir chauffant et un capteur de température 51 sur la face extérieure du cô- té avant 27 du miroir chauffant 2. Cette mesure, en deux ou plusieurs points, de la température du miroir chauffant per- met un réglage intelligent de la température grâce auquel il 2717150 est évité que dans la phase de mise en température un courant trop intense passe par l'élément chauffant, ce qui aurait pour effet de détraquer l'élément chauffant. Le réglage de la mise en température est commandé par le capteur 50 disposé sur la face intérieure. Le capteur 51, par contre, mesure la température du miroir chauffant sur la surface 27 disposée en regard du film en matière plastique non représenté. Un tel réglage de la température permet d'adapter la température de cette surface de façon simple au film. Il est prévu que ce réglage de température coopère avec la commande générale de la machine à emballer. Sur la figure 2 le capteur 51 se trouve mis en place sur la surface 27. Il est également possible que ce capteur 51 soit noyé dans la surface 27. En tant que capteurs de tempé- rature 5 peuvent être utilisés par exemple des capteurs à ré- sistance variable en platine. Il est prévu plusieurs conducteurs et conduits d'alimen- tation en énergie 4. Ils sont guidés vers l'extérieur, à par- tir de l'évidement 13 pouvant être vidé d'air, à travers la paroi 16 de la chambre, et il est prévu, en l'occurrence, dans l'élément de chambre 1 un évidement 14 dans lequel les raccordements ou connexions 40 sont protégés. Les conducteurs et conduits d'alimentation en énergie 4 comprennent non seu- lement des conducteurs électriques 41 pour le chauffage mais également des conducteurs de mesure 42 pour les capteurs de température 5. La connexion du conducteur de mesure 42 avec les capteurs de température 5 n'est en l'occurrence pas re- présentée. Les conduits d'air comprimé ou de dépression 43 peuvent également être regardés comme des conduits d'alimentation en énergie 4. Au moyen de ces conduits 43 est par exemple vidé d'air l'espace 12 entre l'élément de chambre 1 et le miroir chauffant 2. De ce fait le film en matière plastique, non re- 11 2717150 présenté, prenant appui sur le côté avant 27 du miroir chauf- fant est par exemple aspiré sur le miroir chauffant. A cette fin le miroir chauffant 2 présente un certain nombre de trous 22, 23 traversant le miroir chauffant suivant la hauteur. Ce- ci permet au film en matière plastique de prendre appui uni- formément sur le miroir chauffant 2. La figure 4 est une vue latérale du miroir chauffant. Le trou continu étagé 22, 23 comporte, du côté intérieur, un orifice plutôt gros 22 et, du côté extérieur, un orifice de moindre diamètre 23. Grâce au rétrécissement du diamètre au niveau de la transition entre les orifices 22 et 23 il est obtenu une action d'aspiration accrue. Pour détacher le film en matière plastique du miroir chauffant 2 il est prévu de soumettre l'espace 12 à une sur- pression qui agit elle aussi, justement à travers ces deux orifices 22 et 23, sur le film en matière plastique et déta- che ainsi le film en matière plastique du miroir chauffant 2. Sur la figure 4 est représentée une forme de réalisati- on, légèrement modifiée en comparaison de la figure 2, du mi- roir chauffant. Ici le miroir chauffant 2 présente un organe de retenue 20 qui est séparé du miroir chauffant 2 par une pièce d'espacement 21. L'organe de retenue 20 est relié éga- lement par des moyens de fixation, par exemple des vis, au miroir chauffant 2. Sur la figure 3 est représenté de façon hachurée, le dispositif de chauffage 3 qui est en l'occurrence réalisé sous la forme d'un chauffage à surface plane 30. Ces rubans de grande étendue présentent par exemple des fils chauffants s'étendant en forme de méandres qui sont coulés dans de la matière plastique et réchauffent le côté arrière du miroir chauffant 2 uniformément. La hachure du dispositif de chauf- fage à surface plane 30 sert à rendre le dessin plus clair. 12 2717150 Grâce à un réchauffement uniforme du miroir chauffant 2 sur son côté arrière 70 il peut être renoncé à une forte épais- seur 71 du miroir chauffant qui juqu'à présent était requise pour obtenir, sur le côté avant 27 du miroir chauffant 2, une répartition de température autant que possible uniforme. Cet- te forme de réalisation améliorée du miroir chauffant offre dès le départ une source de chaleur répartie autant que pos- sible de façon homogène. Lors de la fabrication de l'élément de chambre 1, dans la forme de réalisation selon l'invention, en matière plasti- que renforcée par des fibres il est à présent possible de prendre déjà en compte, lors de la formation de l'élément de chambre dans le moule de coulée, les traversées des conduc- teurs ou conduits d'alimentation en énergie 4 à travers les parois 16 de la chambre. Il est ainsi par exemple possible de prévoir dans les parois 16 de la chambre des tracés de canaux compliqués qui dans le cas de formes de réalisation connues des éléments de chambre en métal, par exemple en fonte d'alu- minium, ou dans le cas d'éléments de chambre fraisés à partir d'une matière massive, ont été difficiles et coûteux à mettre en place. Les revendications déposées à présent avec la demande de brevet et ultérieurement sont des tentatives de formulation sans porter préjudice à l'obtention d'une protection plus étendue. Les renvois figurant dans les revendications subordon- nées indiquent la forme de réalisation additionnelle de l'ob- jet de la revendication principale définie par les caracté- ristiques de chaque revendication subordonnée respective. Ils ne doivent cependant pas être considérés comme un renoncement à l'obtention d'une protection indépendante et effective pour les caractéristiques des revendications subordonnées auxquel- les ils se réfèrent. 13 2717150 Des caractéristiques qui jusqu'à présent n'ont été révé- lées que dans la description peuvent au cours de la procédure d'examen être revendiquées, comme étant d'une importance es- sentielle pour l'invention, par exemple à titre de délimita-5 tion par rapport à la technique antérieure. 14 2717150 REVENDICATIONS 1 - Chambre pour machines à emballer, la chambre étant constituée par au moins un élément de chambre qui coopère avec un film en matière plastique servant à des fins d'embal- lage, lequel élément de chambre agit, au moyen de différences de pression d'air, sur le film en matière plastique suscepti- ble d'être réchauffé, caractérisée en ce que l'élément de chambre (1) est réalisé en une matière plastique renforcée par des fibres. 2 - Chambre selon la revendication 1, caractérisée en ce que pour le réchauffement du film dans l'élément de chambre (1) est prévu un miroir chauffant plat (2). 3 - Chambre selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'il est prévu un dispositif de chauffage à surface plane (30) sur le côté arrière (70), détourné du film en ma- tière plastique, du miroir chauffant (2) en tant que chauffa- ge (3) pour le miroir chauffant (2). 4 - Chambre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'il est prévu entre le mi- roir chauffant (2) et l'élément de chambre (1) une feuille réflectrice de chaleur (31). - Chambre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'il est prévu pour le mi- roir chauffant (2) un dispositif de réglage de température qui coopère avec deux capteurs de température (5) dont un capteur de température (50) détermine la température du mi- roir chauffant (2) sur le côté arrière (70) du miroir chauf- fant (2) et l'autre capteur de température (51) détermine la température sur le côté avant (27) du miroir chauffant (2). 2717150 6 - Chambre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les différences de pres- sion d'air sont obtenues par de l'air comprimé et/ou une dé- pression, la chambre étant en communication avec des sources d'air comprimé et/ou de dépression. 7 - Chambre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la chambre est formée de deux éléments de chambre coopérant entre eux et disposés res- pectivement au-dessus et au-dessous de la bande de film en matière plastique. 8 - Chambre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'élément de chambre est constitué par une résine époxy renforcée par des fibres de carbone. 9 - Chambre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que dans l'élément de chambre (1) sont intégrées des liaisons étanches (40) pour la conne- xion ou le raccordement de conducteurs ou conduits d'alimen- tation en énergie électrique et/ou pneumatique. - Chambre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que des conducteurs ou con- duits d'alimentation en énergie électrique et/ou pneumatique (4) sont intégrés de manière étanche dans les parois (16) des éléments de chambre.