Brevet FR2909583A1 — publié le 20080613

Domaine de l'invention La présente invention concerne une machine de thermoformage comprenant une installation de chauffage, une installation de scellement équipant l'installation de chauffage et scellant en un film de couverture sur un récipient, une unité à piston étant reliée à l'installation de chauffage. Etat de la technique Selon le document DE-197 37 503-Al on connaît une machine de thermoformage fabriquant des récipients en forme de gobelets à partir d'une nappe d'un film thermoformable. Elle remplit les gobelets et ensuite elle les scelle avec un film de couverture. Pour cela il est prévu une installation de scellement à chaud du film de couverture qui descend sur les gobelets arrivant sous l'installation de scellement à chaud pour sceller le film de couverture sur les gobelets. Mais on a constaté notamment qu'en fonction des variations d'épaisseurs du film dans lequel est fabriqué le gobelet et du film de couverture, le scellement à chaud était variable si bien que le gobelet sera scellé trop fortement ou ne le sera que partiellement. Cela se traduit par des difficultés à l'ouverture du gobelet dont on n'arrive pas à enlever le couvercle scellé, ou qui se déchire à l'ouverture. Exposé et avantages de l'invention La présente invention concerne une machine de thermoformage du type défini ci-dessus caractérisée en ce qu'une installation de pression agissant sur l'unité de piston comprend une chambre de pression remplie de gaz, reliée à l'unité de piston. La machine de thermoformage selon l'invention offre l'avantage vis-à-vis de l'état de la technique de comporter une installation de scellement qui réalise le scellement avec une force constante indépendante de la course du couvercle sur le récipient par exemple un gobelet. La machine comporte une installation de pression avec une chambre de pression remplie de gaz. La compressibilité du gaz permet d'avoir une certaine élasticité lors de la phase de scellement au contact de l'installation de scellement et du film de couverture ou du récipient à sceller, ce qui permet de compenser en particulier les 2909583 2 variations d'épaisseur du récipient. La machine de thermoformage selon l'invention est particulièrement simple et d'une structure compacte. De manière particulièrement avantageuse, la machine de thermoformage comprend une installation de régulation pour assurer la 5 régulation continue de la pression dans la chambre de pression. Cela permet une adaptation rapide et simple de la machine à des produits à sceller, différents ou des films différents. La régulation de la pression dans la chambre de pression permet d'assurer une force de scellement différente par l'installation de scellement et cela de manière simple et 10 économique. L'installation de régulation est d'une manière particulièrement préférentielle une installation de dosage réglable ou une soupape de limitation de pression réglable qui permet de fournir une pression supérieure prédéfinie à la chambre de pression. En outre de manière préférentielle, la machine de 15 thermoformage comporte plusieurs installations de scellement ayant chacune sa propre unité à piston. Il est prévu une chambre de pression de l'installation de pression reliée à chacune des unités à piston de l'ensemble des installations de scellement. Cela permet de réaliser une machine qui assure simultanément le scellement d'un grand nombre de 20 récipients avec un film de couverture et toutes ces installations disposent de la même pression et ainsi d'une force de scellement constante identique. La structure de la machine est très simple et économique. D'une manière particulièrement avantageuse, l'unité à 25 piston comprend un cylindre installé avec un faible jeu dans un guide. Ce faible jeu permet à l'unité à piston portant l'installation de scellement, de s'incliner quelque peu par rapport à la direction verticale de scellement ce qui assure une adaptation automatique de l'installation de scellement par exemple à des récipients à sceller et qui 30 seraient légèrement inclinés. En particulier dans le cadre d'un maintien constant de la force de scellement par l'installation de scellement, on assure un scellement garanti et sans dommage des récipients si ceux-ci n'arrivent pas complètement en position horizontale. Pour une adaptation rapide et simple de la machine selon l'invention à des conditions différentes relatives aux récipients, 2909583 3 l'installation de scellement est montée de préférence de manière amovible sur l'installation de chauffage ce qui permet un échange rapide de l'installation de scellement, et ainsi une transformation simple et rapide de la machine pour un nouveau récipient à sceller. 5 Le gaz de l'installation de pression est de préférence de l'air ou de l'azote. En outre de façon avantageuse la machine selon l'invention comporte une unité de déplacement pour raccrocher par en-dessous un récipient à sceller contre l'installation de scellement. Cela 10 permet de simplifier considérablement en particulier la structure de l'installation de scellement, car il n'y a aucune installation de déplacement pour déplacer l'installation de scellement. L'installation de scellement est positionnée dans une certaine position uniquement par la pression du gaz dans la chambre de pression et ensuite le récipient à 15 sceller est rapproché par en-dessous contre l'installation de scellement. De manière préférentielle, l'unité à piston présente une première surface de piston en contact avec le gaz dans la chambre de pression et une seconde surface de piston délimitant le mouvement de l'unité à piston contre une butée. 20 L'installation de scellement est de manière particulièrement avantageuse de forme annulaire ou plane, ce qui permet de sceller un récipient tel que par exemple un gobelet avec un film de couverture passant entre le gobelet et l'installation de scellement. 25 La machine de thermoformage selon l'invention peut être intégrée notamment dans une installation d'ensemble qui réalise par exemple un récipient en forme de gobelet à partir d'un film au cours d'une première étape puis remplit le gobelet avec un produit tel que du yaourt ou un produit alimentaire sec, puis scelle le récipient avec un 30 film de couverture. Comme la machine de thermoformage selon l'invention est très compacte et très simple, elle peut se monter sans difficulté dans une telle installation globale. 2909583 Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de machine de thermoformage représentée dans le dessin annexé dans lequel : 5 - la figure unique est une vue en coupe schématique d'une machine de thermoformage correspondant au premier exemple de réalisation de l'invention. Description d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention En référence à l'unique figure, on décrira ci-après de 10 manière détaillée une machine de thermoformage 1 correspondant à un premier exemple de réalisation de l'invention. Selon la figure unique, la machine de thermoformage 1 comporte deux unités de thermoformage la, lb juxtaposées, ayant la même construction et dont les composants portent les mêmes 15 références. Chaque unité de thermoformage la, lb comporte une installation de chauffage 2 à laquelle est fixée de manière amovible une installation de scellement 3. L'installation de scellement 3 peut ainsi se détacher simplement de l'installation de chauffage 2 et être remplacée par une autre installation de scellement. L'installation de scellement 3 20 de cet exemple de réalisation comporte une pièce d'extrémité de forme annulaire ayant un diamètre correspondant au bord de scellement d'un gobelet 10 que l'on veut sceller avec un film de couverture 11. Chaque unité de thermoformage la, lb comporte en outre une unité à piston 4 qui dans cet exemple de réalisation se compose principalement de 25 quatre parties. L'installation de chauffage 2 est fixée à l'unité de piston 4 qui la soulève et la descend en commun avec l'installation de scellement 3 dans la direction longitudinale X-X de l'unité à piston 4. L'unité à piston 4 présente une première surface de piston 4a, une seconde surface de piston 4b de diamètre légèrement 30 supérieur à la première surface de piston 4a, un cylindre de liaison 4d entre la première surface de piston 4a et la seconde surface de piston 4b ainsi qu'un cylindre 4c. Le cylindre 4c est guidé dans un guide 5a d'un bloc de réception 5. Il y a un intervalle 5b entre le cylindre 4c et le guide 5a. A la figure, cet intervalle est représenté de façon exagérée. En 35 outre, la machine de thermoformage 1 comporte une plaque de 4 2909583 5 couverture 6 fixée au bloc de réception 5. La plaque de couverture 6 comporte une chambre de pression 7 recevant un gaz par exemple de l'air. La chambre de pression 7 est reliée par une conduite à une source de pression 8. Une soupape de régulation de pression 9 est en outre 5 prévue entre la source de pression 8 et la chambre de pression 7 pour régler une pression P dans la chambre de pression 7. Comme le montre la figure 1, la première surface de piston 4a de l'unité de piston 4 communique avec la chambre de pression 7. Pour éviter une fuite de la chambre de pression 7, la première surface de piston 4a comporte un 10 joint de piston 14. La machine de thermoformage 1 du premier exemple de réalisation comprend en outre une unité de soulèvement 12 qui reçoit des gobelets à sceller avec le film de couverture 11. L'unité de soulèvement 12 peut être soulevée dans la direction de la flèche B ou 15 être abaissée pour pousser le gobelet 10 avec le film de couverture 11 contre l'installation de scellement 3, chaude. Les gobelets 10 ainsi scellés comme l'indique la flèche C sont sortis dans la direction horizontale hors de la machine de thermoformage. Le bloc de réception 5 comporte en outre une butée 15 20 servant de butée pour la seconde surface de piston 4b de l'unité à piston 4. Cette butée limite le mouvement de l'unité à piston 4 vers le bas. Le fonctionnement de la machine de thermoformage 1 est le suivant : dans une première étape, une installation de régulation non 25 représentée prédéfinit un niveau de pression pour la chambre de pression 7 en fonction des gobelets 10 à sceller. Pour cela la source de pression 8 constituée par exemple par un compresseur, fournit du gaz sous pression à travers la soupape de régulation de pression 9 à la chambre de pression 7. La soupape de régulation de pression 9 régule 30 ainsi la pression sur le niveau de pression P dans la chambre de pression 7. La pression dans la chambre de pression 7 est surveillée dans cet exemple par des capteurs de pression. La pression P dans la chambre de pression 7 fait descendre l'unité à piston 4 comme cela est indiqué par la flèche A. Le mouvement de l'unité à piston 4 est limité 35 par la butée 15 qui rencontre la seconde surface de piston 4b. Comme il 2909583 6 faut maintenir en permanence la pression dans la chambre de pression 7, l'unité à piston 4 reste dans la position représentée à la figure 1 dans laquelle la seconde surface de piston 4b est appliquée contre la butée 15. En outre, l'installation de chauffage 2 a été actionnée pour chauffer 5 l'installation de scellement 2 par transfert de chaleur à partir de l'installation de chauffage 2. L'installation de chauffage 2, distincte peut chauffer l'installation de scellement 3 par conduction thermique par l'installation de chauffage 2 ce qui permet de remplacer facilement pour sceller des récipients de forme différente. io Dans l'étape suivante on fournit les gobelets 10 remplis d'un produit tel que du yaourt, et un film de couverture 11 appliqué librement sous l'installation de scellement 3. Cela peut se faire par exemple avec une pince. Les gobelets 10 sont placés sur l'unité de soulèvement 12 pour être soulevés avec l'installation de levage 12 par la 15 flèche B, c'est-à-dire contre l'installation de scellement 3, chaude. Le film de couverture 11 est ainsi scellé au gobelet 10. Comme l'installation de scellement 3 est reliée par l'installation de chauffage 2 et l'unité à piston 4 à la chambre de pression 7 pendant que le gobelet 10 est pressé par l'unité de levage 12, la suspension de la force 20 d'application du gobelet 12 peut suffire puisque le gaz de la chambre de pression 7 est compressible. Cela garantit que le gobelet 10 ne risque pas d'être poussé avec une force trop importante contre l'installation de scellement 3 de sorte qu'il serait scellé soit de manière insuffisante soit de manière excessive. La compressibilité du gaz dans la chambre de 25 pression 7 garantit ainsi une certaine élasticité à l'installation de scellement 3 si bien que l'on compense par exemple une course trop grande de l'unité de soulèvement 12 en ce que l'installation de scellement 3 peut s'échapper vers le haut. De même on peut compenser de façon garantie, les variations d'épaisseur du bord de scellement du 30 gobelet et du film. La chambre de pression 7 coopère ainsi de façon analogue avec un cylindre à ressort à gaz. Dans le cas de la machine de thermoformage représentée à la figure, on a deux installations de scellement 3 juxtaposées. Les deux installations de scellement 3 ont une structure identique et 35 chacune a une première surface de piston 4a pour l'unité à piston 4 2909583 7 avec une chambre de pression 7 commune. Cela garantit que pour chaque installation de scellement 3 on dispose de la même pression P et ainsi en même temps des mêmes forces de scellement. La structure de la machine de thermoformage peut être ainsi très simple et économique 5 car seules sont nécessaires des conduites de liaison vers les différentes unités à piston 4 des installations de scellement 3. Il est à remarquer que la machine de thermoformage peut comporter évidemment également plus de deux installations de scellement. Les installations de scellement peuvent être installées l'une à la suite de l'autre et/ou en io parallèle. Par exemple les installations de scellement peuvent être juxtaposées en plusieurs rangées ou être disposées les unes derrière les autres pour que l'ensemble de la palette par exemple de gobelets à yaourts puissent être scellés en même temps avec un film de couverture. Ainsi selon l'invention, on peut sceller un grand nombre de 15 récipients avec un film de couverture et de façon simple, pour chaque installation de scellement il faut s'assurer que l'on dispose des mêmes forces de suspension ou de scellement. Cela garantit la sécurité et le contact de fermeture des gobelets 10. 20 25 15 REVENDICATIONS 1 ) Machine de thermoformage comprenant une installation de chauffage (2), une installation de scellement (3) équipant l'installation de chauffage (2) et scellant en un film de couverture (11) sur un récipient (10), une unité à piston (4) étant reliée à l'installation de chauffage (2) et une installation de pression agissant sur l'unité de piston (4), l'installation de pression comprenant une chambre de pression (7) remplie de gaz, reliée à l'unité de piston (4). 2 ) Machine de thermoformage selon la revendication 1, comprenant en outre une installation de régulation (9) pour réguler en continu la pression dans la chambre de pression (7). 3 ) Machine de thermoformage selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'installation de régulation (9) est une soupape de limitation de pression, réglable ou un organe d'étranglement réglable. 20 4 ) Machine de thermoformage selon la revendication 1, caractérisée en ce qu' elle comprend un ensemble d'installations de scellement (3) ayant chacune sa propre unité à piston (4), l'installation de pression ayant 25 une chambre de pression (7) commune reliée à chacune des unités à piston (4). 5 ) Machine de thermoformage selon la revendication 1, caractérisée en ce que 30 l'unité à piston (4) comprend un cylindre (4c) logé dans un guide (5a) avec un faible jeu (5b). 6 ) Machine de thermoformage selon la revendication 1, caractérisée en ce que 2909583 9 l'installation de scellement (3) est montée de façon amovible sur l'installation de chauffage (2). 7 ) Machine de thermoformage selon la revendication 1, 5 caractérisée en ce que le gaz de la chambre de pression (7) est de l'air ou de l'azote. 8 ) Machine de thermoformage selon la revendication 1, caractérisée en ce qu' 10 elle comprend en outre une unité de déplacement (12) pour pousser un récipient (10) à sceller et un film de couverture (11) par en dessous contre l'installation de scellement (3). 9 ) Machine de thermoformage selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'unité à piston (4) comprend une première surface de piston (4a) et une seconde surface de piston (4b), la première surface de piston (4a) étant en contact avec le gaz de la chambre de pression (7) et la seconde surface de piston (4b) limitant le mouvement de l'unité de piston (4) par une butée (15). 10 ) Machine de thermoformage selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'installation de scellement (3) est de forme annulaire ou plane et le récipient est un gobelet que l'on scelle avec un film de couverture (11).30