Brevet FR2826336A1 — publié le 20021227

DISPOSITIF D'OPERCULAGE SOUS FILM DE CONTENANTS RIGIDES POUR L'EMBALLAGE SOUS VIDE OU SOUS ATMOSPHERE MODIFIEE DE PRODUITS ALIMENTAIRES La présente invention concerne un dispositif d'operculage étanche sous film de contenants en matériau rigide et éventuellement cassant tel que verre, grès, porcelaine, etc., en vue de l'emballage sous vide ou sous atmosphère modifiée de produits alimentaires. Elle concerne plus précisément des perfectionnements à un tel dispositif divulgué dans le brevet français n 2 725 692 au nom de la présente demanderesse, dont le contenu est incorporé ici par référence. Pour rappel, le dispositif sert à operculer des contenants avec un film en matière plastique scellé sur un bord d'operculage au moyen d'une colle thermofusible préalablement enduite sur celui-ci, et il comporte à cet effet une enceinte à vide formée de deux cloches séparables entre lesquelles passe le film, avec dans la cloche inférieure un support pour recevoir un contenant à operculer, et dans la cloche supérieure une tête chauffante pour presser et chauffer la colle à l'endroit du joint à réaliser. Le problème à résoudre était d'appliquer sur le film une pression uniforme tout le long du joint de colle, nécessaire à la qualité requise du scellement, alors que les contenants en matériau rigide tel que grès ou porcelaine diffèrent toujours de leur forme théorique, avec un bord d'operculage jamais plan mais ayant au contraire du gauche de façon plus ou moins prononcée, et que de plus ils sont susceptibles de se fêler ou de se casser sous l'effet de sollicitations même faibles mais s'exerçant en porte-à-faux. Pour résoudre ce problème, il a été prévu d'une part que la tête chauffante soit pourvue d'un élément presseur et chauffant en matériau déformable par élasticité, afin qu'il se conforme sous la pression d'application au profil du bord d'operculage des contenants, et d'autre part, que les contenants soient portés dans un berceau en matériau déformable élastiquement dans la cloche inférieure. En pratique, l'élément presseur et chauffant est un cordon en élastomère, avantageusement à base de silicone et chargé en particules métalliques pour améliorer sa conduction thermique, rapporté sur un bloc de chauffe métallique qui lui transmet de la chaleur par contact. A l'usage, ce dispositif a donné pleine satisfaction quant à la fiabilité de fonctionnement et à la qualité du joint d'operculage obtenu. Toutefois, se sont fait jour deux inconvénients, l'un tenant à la durée de vie trop courte de l'élément presseur en élastomère chargé, et l'autre à la nécessité de veiller à ce que les bords d'operculage soient très propres et notamment exempts de graisse, faute de quoi celle-ci au voisinage du joint de colle, est et reste piégée sous l'élément presseur lors de son action, au risque de fragiliser ou même d'interrompre le joint de colle. L'invention a été réalisée pour remédier à ces inconvénients de façon simple et efficace. A cet effet, elle consiste en ce que, dans la tête chauffante du dispositif d'operculage, l'élément presseur et chauffant est une pièce comportant un anneau conformé pour venir s'appliquer sur le bord d'operculage des contenants, laquelle pièce est en une tôle, avantageusement en acier, qui soit en même temps bonne conductrice de la chaleur, dure et suffisamment flexible pour venir s'appliquer continûment tout le long du bord d'operculage des contenants ; un élément en élastomère étant interposé entre ledit anneau et le bloc de chauffe de ladite tête chauffante. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, ledit anneau est plat, et il est prolongé vers l'intérieur par des ailettes destinées à favoriser les apports de chaleur jusqu'à lui. Ladite pièce est avantageusement obtenue à partir d'un disque dans lequel ont été réalisés des traits de coupe radiaux depuis un trou central jusqu'au contour intérieur de l'anneau pour former les ailettes, puis un pli en l'extrémité de base de celles-ci afin qu'elles définissent un tronc de cône. L'invention concerne de plus des perfectionnements apportés au berceau de réception des contenants dans le dispositif d'operculage, en vue de favoriser le contact de l'élément presseur sur les bords d'operculage. Selon l'invention, ledit berceau définit une cuvette de réception de la base desdits contenants, et comporte sous son fond un pied qui est le lieu de l'essentiel de ses déformations élastiques. Dans une forme de réalisation préférée, ledit pied est une paroi annulaire reproduisant le pourtour de ladite cuvette. Ces caractéristiques et avantages de l'invention, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement dans la description suivante et les dessins joints, dans lesquels : la Fig. 1 est une vue schématique en coupe verticale d'un dispositif d'operculage selon l'invention en position d'ouverture ; la Fig. 2 est une vue agrandie selon le même plan de coupe représentant uniquement et en ses éléments essentiels la tête chauffante du dispositif de la Fig. 1 ; la Fig. 3 est une vue en plan de l'élément presseur de ladite tête chauffante ; et la Fig. 4 est une vue en coupe similaire à la Fig. 2 d'une autre forme de réalisation de tête chauffante selon l'invention. Le dispositif représenté à la Fig. 1 est destiné à l'emballage sous vide ou sous atmosphère modifiée, de produits alimentaires contenus dans des plats ou terrines en matériaux traditionnels tels que verre, grès, porcelaine, etc., qui présentent entre autres particularités d'être rigides et cassants, l'operculage étant réalisé au moyen d'un film plastique. Le dispositif comprend classiquement une enceinte à vide E formée d'une cloche supérieure 1 et d'une cloche ! inférieure 2 mobiles l'une par rapport à l'autre entre la position d'ouverture de la Fig. 1 et une position de fermeture. La cloche supérieure 1 est fixe, tandis que la cloche inférieure 2 se déplace en translation verticale. En position de fermeture, les bords en regard des cloches 1 et 2 viennent s'appliquer l'un contre l'autre par l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité 11. Le film plastique F qui va servir à l'operculage passe entre les deux cloches 1 et 2, tout près du bord de fermeture de la cloche supérieure 1. Il provient d'une bobine et est engagé sur des moyens de guidage, non représentés. Le squelette sortant de l'enceinte E est récupéré sur une seconde bobine, également non représentée. La cloche supérieure 1 est pourvue intérieurement d'une tête chauffante 3 servant à la formation du joint d'operculage, et d'un organe de coupe dont la lame 12 forme une boucle fermée autour de la tête 3 et est actionnée par un vérin 13. Quant à la cloche inférieure 2, elle contient essentiellement un support 8 destiné à recevoir un par un les contenants C chargés de leur produit. La tête chauffante 3 comprend une plaque supérieure 30 fixée par des colonnes 31 à la paroi supérieure de la cloche 1, et portant un bloc de chauffe métallique 32, lequel a en plan la forme des contenants C à operculer, par exemple circulaire. Comme le montre mieux la Fig. 2, le bloc de chauffe 32 définit sensiblement un dôme dont le sommet est plan et ouvert en son centre par un alésage 33. L'orifice inférieur de ce dernier est entouré par une gorge concentrique 34 d'une certaine largeur. Une pluralité de conduit ou évents 35 sont ouverts inférieurement dans la gorge 34 et aboutissent supérieurement dans des canaux horizontaux 36 débouchant à la périphérie du bloc 32. Conformément à l'invention, l'élément presseur et chauffant de la tête 3 est une pièce 5 en tôle dure mais flexible, bonne conductrice de la chaleur, s'agissant avantageusement d'une tôle en acier trempé, laquelle pièce 5 est montée à la base du bloc de chauffe 32 avec interposition d'un coussin en élastomère conducteur de la chaleur et de dureté appropriée 37. Plus précisément, la pièce 5, de forme circulaire dans l'exemple de la Fig. 3, définit un anneau périphérique plan 50 destiné à venir s'appliquer sur le bord d'operculage B des contenants C, l'anneau 50 étant prolongé intérieurement par des ailettes radiales 51 remontant vers une ouverture centrale 52. La pièce 5 peut donc être facilement obtenue à partir d'un flan en forme de disque ayant une ouverture circulaire en son centre, d'où sont effectués des traits de coupe radiaux 53 jusqu'au pourtour interne de l'anneau 50 pour définir les ailettes 51, lesquelles sont ensuite pliées à leur base pour définir ensemble la forme tronconique requise, la pièce 5 étant ensuite éventuellement soumise à un traitement final lui conférant sa mémoire de forme. La pièce 5 est maintenue en place sous le bloc de chauffe 32 au moyen d'une pièce métallique tronconique 40 comportant un alésage central 41 venant en alignement avec l'alésage central 33 du bloc 32 pour recevoir une vis de fixation non représentée. Le bloc de chauffe 32 et la pièce 40 sont en contact autour des orifices adjacents de leurs alésages 33 et 41, de sorte que la pièce 40 participe en partie à l'apport de chaleur à l'anneau 50 de la pièce 5, via ses ailettes 51 avec lesquelles elle est en contact par sa paroi supérieure. D'autre part, la surface inférieure de la pièce 40 est avantageusement revêtue d'une couche isolante pour limiter la diffusion de chaleur sur le film F au-dessus des contenants C. On voit à la Fig. 2 qu'autour des alésages 33 et 41, la gorge 34 du bloc de chauffe 32 et le haut de la pièce 40 définissent une chambre annulaire recevant avec un certain jeu les extrémités des ailettes 51, en assurant toutefois le centrage de la pièce 5. Des évents 42 aboutissent dans ladite chambre, qui communiquent donc avec les évents 35 du bloc de chauffe 32. Le coussin 37 est conformé de manière à être en contact supérieurement avec le bloc de chauffe 32 et inférieurement avec l'anneau 50 et les ailettes 51, avec réservation d'espaces libres permettant les expansions transversales par écrasement de la matière élastique. Celle-ci est un élastomère chargé de particules conductrices de la chaleur, puisqu'il assure pour la plus grande part l'apport de chaleur à la pièce 5. En fonctionnement, l'anneau 50 de la pièce 5 vient s'appliquer sur le rebord d'operculage B des contenants C. Ce ! faisant, il se déforme en flexion dans le sens de sa longueur pour épouser le profil longitudinal du rebord B dont les irrégularités de forme sont en quasi totalité des ondulations. La partie périphérique du coussin 37 interposée entre le bloc de chauffe 32 et l'anneau 50 a pour effet de rendre plus uniforme la pression d'application sur la longueur du joint à réaliser. Un avantage important de ce dispositif est que l'anneau 50 ne se déforme pas transversalement sous l'effort. Il s'ensuit que si le bord d'operculage B des contenants C n'est pas parfaitement propre, les souillures qui sont le plus souvent graisseuses sont chassées d'un côté ou de l'autre de la zone de contact où va être réalisé le joint de colle, sans affecter la qualité de celui-ci. En production, il devient donc possible de supprimer ou tout au moins simplifier grandement cette opération de contrôle de la propreté du bord d'operculage qui limitait jusqu'alors beaucoup les cadences. La Fig. 4 représente une variante de réalisation selon l'invention de la tête chauffante 3 dans laquelle l'élément presseur et chauffant est la même pièce 5 que dans l'exemple de réalisation des Figs. 1 et 2. Le bloc de chauffe 60 présente inférieurement autour de sa partie centrale en forme de dôme un bord périphérique horizontal 61 avec une gorge 62, laquelle est destinée à la fixation d'un cordon en élastomère 67 interposé entre le bord 61 et l'anneau 50 de la pièce 5. Le sommet de la partie centrale en forme de dôme du bloc 60 est plan et ouvert par un alésage central 63 élargi vers le haut à partir d'un épaulement 64. La pièce 70, homologue de la pièce 40 dans l'exemple précédent, présente latéralement une forme complémentaire de même pente que la partie en forme de dôme du bloc 60, et un sommet plan prolongé par une queue cylindrique 71 destinée à être engagée coulissante dans la partie inférieure rétrécie de l'alésage 63. La pièce 5 est engagée sur la pièce 70, centrée autour de la queue cylindrique 71. Ses ailettes 51 sont prises en sandwich entre le bloc de chauffe 60 et la paroi latérale de la pièce 70 dont le serrage est assuré élastiquement, avantageusement comme représenté au moyen d'un ressort 72 contraint entre une rondelle débordante 73 fixée sur le sommet de la queue cylindrique 71 et l'épaulement 64. Comme dans l'exemple précédent, le sommet de la pièce 70 définit avec le bloc de chauffe 60 autour de la queue cylindrique 71 une chambre annulaire 65 dans laquelle aboutissent les ailettes 51. Ici, la souplesse nécessaire à la pièce 5 résulte donc de l'aptitude de la pièce 70 à coulisser vers le bas à l'encontre de la force du ressort 72 qui peut être contrôlée de façon précise. D'autre part, les ailettes 51 étant au contact direct du bloc de chauffe 60 sur une grande partie de leur surface optimise considérablement l'apport de chaleur à l'anneau 50, de telle sorte que les temps de cycle peuvent être réduits d'autant. Considérant à nouveau la Fig. 1, elle illustre de plus un autre perfectionnement apporté par l'invention, au support 8 des contenants C dans la cloche inférieure 2 du dispositif d'operculage. Dans la cloche inférieure 2, le support 8 est déplaçable en translation verticale au moyen d'un vérin 20. C'est lui en effet, quand l'enceinte E sera fermée, qui va avoir pour fonction d'amener le bord d'operculage B des contenants C contre l'anneau presseur et chauffant 50 par le film F interposé. A cette fin, il est doté de moyens de calage destinés à positionner précisément les contenants C. Cependant, comme on l'a déjà mentionné, une certaine souplesse du support 8 permettra un premier rattrapage global du gauche que peut présenter le bord d'operculage B. Selon l'invention, le support 8 comprend, monté sur une plaque rigide 80 solidaire de la tige du vérin 20, un berceau en élastomère 81 définissant une cuvette pour recevoir selon un ajustement serré le fond des contenants C, lequel berceau 81 comporte un pied 82 conçu pour être le lieu de l'essentiel de ses déformations élastiques. Dans l'exemple de réalisation représenté, ledit pied 82 est une paroi annulaire s'évasant vers le haut à partir d'une certaine hauteur, qui reproduit de façon légèrement rentrée le pourtour du berceau 81. REVENDICATIONS 1) Dispositif d'operculage étanche sous film de contenants (C) en matériau rigide tel que verre, grès porcelaine, etc., par réalisation d'un joint au moyen d'une colle thermofusible entre le film (F) et un bord d'operculage (B) desdits contenants, en vue de l'emballage sous vide ou sous atmosphère modifiée de produits alimentaires ; lequel dispositif comprend une enceinte à vide (E) formée d'une cloche supérieure (1) pourvue d'une tête chauffante (3) pour presser et chauffer la colle à l'endroit du joint à réaliser, et d'une cloche inférieure (2) pourvue d'un support (8) pour recevoir les contenants (C) ; et est caractérisé en ce que dans la tête chauffante (3), l'élément presseur et chauffant est une pièce (5) comportant un anneau (50) conformé pour venir s'appliquer sur le bord d'operculage (B) des contenants (C), laquelle pièce (5) est en une tôle qui est en même temps bonne conductrice de la chaleur, dure et suffisamment flexible pour venir s'appliquer continûment tout le long dudit bord d'operculage (B) des contenants (C) ; un élément en élastomère (37 ; 67) étant interposé entre ledit anneau (50) et le bloc de chauffe (32 ; 60) de ladite tête chauffante (3). 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite pièce (5) constituant l'élément presseur et chauffant de la tête chauffante (3) est en acier. 3) Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit anneau (50) est plat. 4) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que des ailettes (51) prolongent vers l'intérieur l'anneau (50), destinées à favoriser les apports de chaleur jusqu'à celui-ci. 5) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite pièce (5) est issue d'un disque dans lequel ont été réalisés des traits de coupe radiaux (53) depuis un trou central (52) jusqu'au contour intérieur de l'anneau (50) pour former les ailettes (51), puis un pli en l'extrémité de base de celles-ci afin qu'elles définissent un tronc de cône. 6) Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que ladite pièce (5) est fixée sous le bloc de chauffe (32) au moyen d'une pièce métallique (40) dont la surface supérieure est au contact des ailettes (51), avec interposition entre d'une part l'anneau (50) et les ailettes (51) et d'autre part le bloc de chauffe (32) d'un coussin (37) en élastomère conducteur de la chaleur. 7) Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la pièce (5) est fixée sous le bloc de chauffe (60) au moyen d'une pièce métallique (70), lesdites ailettes (51) étant interposées en sandwich entre le dessous du bloc de chauffe (60) et une paroi de forme complémentaire de ladite pièce (70) dont le serrage est assuré élastiquement ; et un cordon en élastomère (67) étant interposé entre l'anneau (50) et le bloc de chauffe (60). 8) Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite pièce (70) comporte supérieurement une queue cylindrique (71) destinée à être engagée coulissante dans un alésage (63) du bloc de chauffe (60), le serrage élastique de la pièce (70) consistant en l'aptitude de la queue cylindrique (71) à coulisser vers le bas dans ledit alésage (63), à l'encontre de la force d'un ressort (72). 9) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit support (8) destiné à recevoir les contenants (C) dans ladite cloche inférieure (2) comprend un berceau en élastomère (81) définissant une cuvette pour recevoir selon un ajustement serré le fond des contenants (C), lequel berceau comporte un pied (82) qui est le lieu de l'essentiel de ses déformations élastiques. 10) Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le pied (82) est une paroi annulaire reproduisant le pourtour de ladite cuvette.