Brevet FR2835468A1 — publié le 20030808

La présente invention concerne un procédé de fabrication et de conditionnement d'objets. Elle s'applique notamment, mais non exclusivement, à la fabrication et au conditionnement par empilement de pots thermoformés utilisables, par exemple, en horticulture ou pour le conditionnement de produits maraîchers et fruitiers. Actuellement, le conditionnement des pots se fait par emboîtement : en effet, du fait de leur mode de fabrication (moulage), les pots présentent des formes intérieure/extérieure en dépouille, sensiblement complémentaires. Il s'avère que cet emboîtement entraîne souvent un blocage des pots par frottement entre les parois habituellement coniques en contact. De plus, les pots ont des parois de moins en moins inclinées pour obtenir, à diamètre égal, un volume et une stabilité supérieurs, ce qui ne fait qu'accroître ce phénomène et rend très difficile leur désempilage que ce soit pour une utilisation manuelle ou dans des distributeurs automatiques. Pour les pots fabriqués par injection de plastique, la solution habituelle est de provoquer un décalage en hauteur des pots adjacents en ajoutant à l'intérieur ou à l'extérieur du pot des pattes d'empilage. On évite ainsi que les parois du pot ne viennent directement en contact et puissent se bloquer. Toutefois, cette solution est inopérante pour les pots fabriqués par thermoformage plastique car l'intérieur d'un pot présente la forme complémentaire de l'extérieur du pot y compris des pattes d'empilage éventuelles, ils s'encastrent donc sans difficulté. On aurait pu penser que la solution était de décaler angulairement les pots, mais il suffit des vibrations du transport par exemple pour faire tourner les pots et les emboîter. La solution retenue pour éviter l'encastrement consiste à prévoir des éléments disposant de pattes légèrement en contre-dépouille qui s'opposent à l'emboîtement total des pots. Cependant, lorsque le formage de ces éléments n'est pas régulier (variation de qualité des matières, des paramètres de fabrication : température...) la contre-dépouille n'est pas bien réalisée et les pots risquent alors de s'encastrer plus fortement que s'il n'y avait pas de contre-dépouille. Par ailleurs, la contre-dépouille ne peut pas être trop importante car il ne serait plus possible d'extraire le pot de l'empreinte à un coût économique correct. En effet, la contre-dépouille va à l'encontre du démoulage de la pièce. Il n'est donc pas possible pour contrebalancer un thermoformage mal maîtrisé d'augmenter trop la contre-dépouille. L'invention a pour objet de supprimer ces inconvénients tout en améliorant la productivité. A cet effet, elle propose un procédé de fabrication d'objets thermoformés comportant chacun une paroi latérale en dépouille définissant un volume ouvert d'un côté ainsi qu'une portion qui s'étend transversalement par rapport à l'axe de démoulage et qui comporte au moins un relief, ce procédé comprenant le thermoformage d'au moins deux types d'objets se différenciant l'un de l'autre par la forme et/ou la disposition dudit relief sur ladite portion et la réalisation d'au moins un empilement par emboîtement alternatif des objets du premier type avec les objets du deuxième type. Grâce à cette disposition, on évite que les parois latérales des objets empilés ne puissent s'appliquer les unes contre les autres grâce au décalage engendré par les susdits reliefs qui ne peuvent pas s'emboîter les uns dans les autres. Avantageusement, les susdits objets pourront consister en des pots dont la paroi latérale est refermée par un fond situé à l'opposé de la susdite ouverture. Dans ce cas, les susdits reliefs pourront être formés dans ledit fond et pourront consister en des reliefs de drainage et d'aération du pot. D'une façon plus précise, le procédé selon l'invention pourra comprendre : - l'entraînement d'une bande en matière thermoformable dans un poste de thermoformage comprenant un poinçon et deux matrices mobiles relativement au poinçon, lesdites matrices coopérant alternativement avec le poinçon pour former deux séries de pots se différenciant par la forme et/ou la disposition des susdits reliefs ; - le transport desdits pots à un poste de perçage de trous de drainage/aération, si besoin est ; - le transport à un poste d'empilage dans lequel s'effectue alternativement l'emboîtement des pots de l'une desdites séries dans les pots de l'autre série, de sorte que les pots se trouvent décalés les uns par rapport aux autres d'une hauteur égale à la hauteur du susdit relief. Selon un mode d'exécution de l'invention, le poinçon pourra comprendre des formes pouvant s'adapter aux deux types de reliefs, les matrices présentant chacune des caractéristiques complémentaires spécifiques d'un seul type de relief. Chacune des matrices pourra être conçue de manière à effectuer une séquence comprenant successivement : - un déplacement en translation horizontale parallèle à une bande de transport commune aux deux matrices, entre un poste d'extraction des objets et un poste de thermoformage, ce déplacement étant effectué en alternance avec les déplacements de l'autre matrice ; - un déplacement en translation verticale permettant à la matrice située au poste de thermoformage de s'engager sur le poinçon pour emboutir une bande en matière thermoformable défilant sous le poinçon, perpendiculairement à la bande de transport. Le poste d'extraction pourra avantageusement comprendre des moyens de préhension permettant de prendre les objets emboutis dans les matrices et de les transporter sur la bande de transport. Par souci de productivité, le moule (poinçon/matrice) pourra être multiempreintes, c'est-à-dire qu'il peut former plusieurs pots à la fois. Dans le même esprit, on peut remarquer que l'utilisation en alternance des matrices permet de résoudre le problème de refroidissement des objets sans ralentir la cadence de production : la fabrication de chaque série de pots s'effectue pendant la phase de refroidissement de la série précédente, de sorte que l'on augmente la cadence de production. Un mode d'exécution de l'invention sera décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés dans lesquels : Les figures la et 1 b sont des représentations en perspective et en coupe de différents pots et de leur empilement vu selon les plans de coupe P et P' ; La figure 2a est une représentation vue du dessus d'une chaîne de fabrication selon l'invention ; La figure 2b est une représentation schématique en coupe du poste de thermoformage d'une chaîne de fabrication selon l'invention. Dans cet exemple, la chaîne de fabrication est destinée à réaliser par thermoformage deux types de pots du genre de ceux qui sont représentés sur la figure 1 qui comprennent chacun une paroi latérale conique ouverte d'un côté et refermée, de l'autre côté, par un fond F comprenant des reliefs 2,3 ainsi que des trous de drainage 1. Les pots se différencient en deux séries au moyen de leurs fonds, par exemple : - sur la figure la, dans la première série, les reliefs 2 sont en forme de X, et dans la deuxième, les reliefs 3 sont en forme de Y, - sur la figure 2a, dans la première série, les reliefs 2 ont une forme linéaire passant par le centre du fond, et dans la deuxième, les reliefs 3 ont une forme linéaire décentrée par rapport audit centre du fond. Comme illustré sur les figures 2a et 2b, la chaîne de fabrication des pots précédemment décrits comporte : - un dispositif d'entraînement d'une bande thermoformable 4, par exemple en polypropylène d'une épaisseur de un millimètre et d'un mètre de large, - une bande de transport 5 des pots découpés circulant au-dessous de la bande de polypropylène et disposée perpendiculairement à l'axe de défilement de celle-ci, - un dispositif de chauffage 6 à 150 C environ situé sur le parcours de la bande 4, en amont de l'intersection avec la bande de transport, - un poste de thermoformage 7, comprenant un poinçon commun 8 et deux matrices 9,10, présentant deux types de reliefs différents 2,3 : ces matrices effectuent alternativement un mouvement latéral et viennent se placer chacune à leur tour sous le poinçon 8 pour emboutir et découper la bande thermoformable 4 qui défile sous le poinçon, de manière à obtenir une série d'objets, - un poste d'extraction E et E'associé respectivement à chacune des matrices 9,10 comprenant des moyens de transport des pots emboutis au moyen de deux préhenseurs 11, 12 montés respectivement au bout d'un bras oscillant 13,14 qui tourne autour d'un axe vertical 15,16 et qui est mobile en translation verticale ; ces préhenseurs comprennent des moyens de préhension des pots, par exemple, par aspiration pour soulever les pots et les transporter sur la bande de transport 5 ; des moyens d'éjection permettent de démouler les pots dans une zone de réception 17,18 située au-dessus de la bande 5, - un poste de perçage 19 des trous de drainage dans le fond des pots therformés, - un poste de broyage 20 de la bande résiduelle, une fois perforée (squelette), - un poste d'empilage 21. Les axes 15,16 de rotation des bras 13,14 des préhenseurs sont situés dans le poste de thermoformage 7, à égale distance de la bande et de la position latérale de leur matrice respectivement 9 et 10 de façon à pouvoir faire pivoter les préhenseurs 11,12 à 90 de la matrice à la bande et vice-versa, tel que schématisé par les flèches 22,23, 24,25. Le poinçon s'adapte aux différentes formes des matrices. En effet, il est réalisé dans une matière souple par exemple en résine ou en feutre et il n'a pour rôle que d'entraîner la matière au fond de la matrice, la fin du formage se faisant par aspiration dans la matrice au moyen de minuscules trous 26. Le fonctionnement de la chaîne de fabrication précédemment décrite est alors le suivant : Lors de son passage dans le poste de chauffage 6, la bande thermoformable 4 est portée à une température appropriée au thermoformage puis est ensuite amenée au poste de thermoformage 7. La matrice 9 présente dans le poste de thermoformage 7 se soulève et s'engage dans le poinçon 8 en emboutissant la bande thermoformable 4 pour former et découper une série de pots. Elle s'abaisse ensuite verticalement avec les pots et se déplace latéralement parallèlement à la bande de transport 5 jusqu'à sa position d'extraction. Un préhenseur 11 en place au-dessus de la matrice 9 s'abaisse pour prendre et soulever verticalement les pots puis pivote de 90 selon la flèche 22 pour les emmener au-dessus de l'aire de réception 17 et les poser sur la bande de transport 5 avant de revenir en position d'extraction en suivant la flèche 23. Parallèlement au déplacement latéral de la matrice 9 pour se dégager, la matrice 10 s'engage dans le poste de thermoformage sous le poinçon 8 et se soulève à son tour pour emboutir la bande thermoformable 4. Elle s'abaisse ensuite et se dégage jusqu'à sa position d'extraction latérale où le préhenseur 12 situé au-dessus d'elle vient prendre les pots, pivote selon la flèche 24 pour les déposer sur l'aire de réception 18 et revient selon la flèche 25 à sa position d'extraction. Le processus se répète alternativement de sorte que la bande de transport 5 véhicule des séries alternées de pots présentant respectivement les deux types de reliefs 2,3. La cadence de production peut être relativement élevée du fait que le temps mort que constituaient le transport et le refroidissement des pots découpés d'une série est mis à profit pour former une autre série de pots. Les pots sont acheminés sur la bande de transport jusqu'au poste de perçage 19 des trous de drainage 1 où chaque série de pots est percée en une fois, puis à un poste d'empilage 21 dans lequel l'empilage se fait enfin en autant de piles qu'il y a d'empreintes par moule en alternant dans chaque pile des pots de l'un et l'autre type de relief. De préférence, le poste est le même pour les deux séries de pots. Le squelette de la bande perforée est amené dans un poste de broyage 20 où il est broyé. L'invention ne se limite pas à l'exemple précédemment décrit. En effet, dans cet exemple, la hauteur d'empilage sera nécessairement égale à la hauteur des reliefs de drainage. Si on veut éviter ce résultat, par exemple pour utiliser un fond plat, on peut alors disposer la portion transversale portant les différents types de relief sur une partie supérieure de l'objet : par exemple, les échancrures 27 visibles sur la figure 1 peuvent être au nombre de sept pour un type de relief et au nombre de huit pour l'autre. Revendications 1. Procédé de fabrication et de conditionnement d'objets thermoformés comprenant chacun une paroi latérale en dépouille définissant un volume ouvert d'un côté ainsi qu'une portion (F) qui s'étend transversalement par rapport à l'axe de démoulage et qui comporte au moins un relief, caractérisé en ce qu'il comprend le thermoformage d'au moins deux types d'objets se différenciant l'un de l'autre par la forme et/ou la disposition dudit relief (2,3) sur ladite portion, et la réalisation d'au moins un empilement par emboîtement alternatif des objets du premier type avec les objets du deuxième type. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit objet comprend un fond (F) situé à l'opposé de la susdite ouverture. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, pour le premier type d'objets, ledit fond comporte un relief en forme de X et, pour le second type d'objets, le fond comporte un relief en forme de Y. 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, pour le premier type d'objets, ledit fond comporte un relief de forme linéaire passant par le centre dudit fond et, pour le second type d'objets, le fond comporte un relief de forme linéaire décentrée par rapport audit centre. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour le premier type d'objets, ladite portion comporte un relief correspondant à n échancrures (27) et, pour le second type d'objets, la portion comporte un relief correspondant à n + i échancrures (27). 6. Installation pour la fabrication et le conditionnement d'objets thermofonnés comprenant chacun une paroi latérale en dépouille définissant un volume ouvert d'un côté ainsi qu'une portion (F) qui s'étend transversalement par rapport à l'axe de démoulage et qui comporte au moins un relief, caractérisée en ce qu'il comprend un dispositif d'entraînement d'une bande thermoformable (4) dans un poste de thermoformage (7) comprenant au moins un poinçon (8) et au moins deux matrices (9,10) mobiles relativement au poinçon et un moyen (5) commun aux deux matrices pour transporter les objets à un poste d'empilage (21) où ils sont empilés en alternant des objets de l'un et l'autre type de relief. 7. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que le moule (poinçon (8) /matrices (9, 10)) comprend plusieurs empreintes. 8. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que les objets formés sont empilés en autant de piles qu'il y a d'empreintes dans le moule en alternant une série de pots de l'un puis l'autre type de relief. 9. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'il comprend un poste d'extraction (E, E') et un préhenseur (11,12) associés à chacune des matrices pour transporter les objets formés de la matrice jusqu'audit dispositif de transport commun aux deux matrices. 10. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que lesdits préhenseurs (11,12) sont montés sur des bras oscillants (13,14) qui tournent respectivement autour d'un axe vertical (15, 16) et qui sont mobiles en translation verticale. 11. Installation selon l'une des revendications 9 et 10, caractérisée en ce que lesdits préhenseurs comportent des moyens de préhension des objets et des moyens d'éjection permettant de démouler les objets dans une zone de réception (17,18). 12. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que lesdits objets thermoformés sont des pots dont la paroi latérale est refermée par un fond (F) situé à l'opposé de la susdite ouverture. 13. Installation selon la revendication 12, caractérisée en ce que lesdits reliefs (2,3) sont formés dans ledit fond (F). 14. Installation selon la revendication 13, caractérisée en ce que lesdits reliefs (2,3) sont des reliefs de drainage et d'aération du pot. 15. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce ledit poinçon (8) comprend des formes destinées à obtenir les différents types de reliefs (2,3), les matrices (9,10) présentant chacune des caractéristiques complémentaires spécifiques d'un seul type de relief. 16. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que ledit poinçon est réalisé dans une matière souple de manière à entraîner la matière au fond de la matrice, la fin du formage se faisant par aspiration dans la matrice au moyen de trous (26). 17. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que ledit moyen de transport (5) des pots circule au-dessus de la bande thermoformable (4). 18. Installation selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un poste de perçage (19) des trous de drainage (1) des pots. 19. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que le squelette de la bande perforée (4) est broyé dans un poste de broyage (20). 20. Conditionnement d'objets thermoformés comprenant chacun une paroi latérale en dépouille définissant un volume ouvert d'un côté ainsi qu'une portion (F) qui s'étend transversalement par rapport à l'axe de démoulage et qui comporte au moins un relief, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un empilement alterné de deux types d'objets présentant chacun des reliefs distincts.