Brevet FR2938506A1 — publié le 20100521

La présente invention concerne une machine d'operculage de récipients de type barquettes, par exemple pour produits agro-alimentaires ou pharmaceutiques, ainsi qu'un procédé d'optimisation de la consommation de film d'operculage. Les opérations d'operculage concernent des récipients ou emballages défilant sur des dispositifs de convoyage avançant pas à pas au-dessous de postes de scellage mobiles verticalement et disposés à l'aplomb desdits récipients. L'operculage consiste à appliquer un film, alimenté sous forme d'une bande entre le poste de scellage et le récipient à operculer, sur l'ensemble des bords supérieurs desdits récipients. Chaque poste de scellage comporte également des moyens de découpe du film le long des io bords périphériques desdits récipients scellés. L'avance des récipients sur le convoyeur s'effectue pas à pas, généralement soit par "simple avance", c'est-à-dire l'avance d'un seul récipient, soit par "double avance", c'est-à-dire l'avance de deux récipients dans le sens longitudinal de déplacement du convoyeur. Les dispositifs à double avance sont les préférés, car ils permettent 15 d'augmenter la cadence des processus de scellage et de découpe. En effet, dans les machines à double avance, deux récipients disposés longitudinalement avancent simultanément puis sont scellés et découpés simultanément. Cependant, l'écartement entre les supports des outils de scellage et de découpe, qui sont actionnés verticalement par des vérins est fixe, et lorsqu'il y a modification de la 20 dimension supérieure des récipients, il n'est pas possible de rapprocher ou d'éloigner les outils. Il en résulte une perte de film entre les bords de deux récipients successifs dans le sens longitudinal d'avance des récipients et/ou du film d'operculage. Cette perte de film dans le brin transversal est schématisée par la référence W sur la figure 1. Une telle perte est d'autant plus importante que les récipients à operculer sont de 25 petites dimensions. La présente invention a donc pour but d'optimiser la consommation de film d'operculage sur une telle machine dite à double avance, appelée aussi double pas, et plus généralement sur les machines à n pas, sans modifier les postes de découpe et de scellage de la dite machine. 30 A cet effet, la présente invention propose une machine d'operculage de récipients ou d'emballages défilant sur des dispositifs de convoyage avançant à m pas au-dessous 2 2938506 de m postes de scellage et de découpe mobiles verticalement et disposés longitudinalement, dans le sens de défilement des récipients et à l'aplomb desdits récipients, au moyen d'un film, alimenté sous forme d'une bande entre le poste de scellage et de découpe et le récipient à operculer, sur les bords supérieurs desdits 5 récipients, qui est caractérisée en ce qu'entre deux postes de scellage et de découpe consécutifs, dans le sens de défilement, est disposé un moufle sur lequel est enroulée une portion de film, de manière à créer une zone tampon correspondant à une longueur de film égale à la valeur d'avancement de m pas des récipients. Une telle machine permet de réaliser des découpes d'opercules très rapprochés les uns io des autres dans la limite d'un espacement minimum requis selon la nature du film. De manière avantageuse, le moufle comprend un arbre de détour de moufle et des moyens de réglage du positionnement de cet arbre en fonction de la dimension, dans le sens longitudinal du défilement, du récipient à operculer. Il est ainsi possible d'operculer des récipients dans une large gamme de dimensions 15 pouvant aller de, par exemple, 90 à plus de 300 millimètres. De préférence, les moyens de réglage de l'arbre de détour de moufle comprennent deux crémaillères parallèles sensiblement verticales, sur laquelle viennent s'engrener les extrémités en forme de pignons dentés de l'arbre de détour de moufle. L'arbre de détour de moufle est avantageusement verrouillé en position, cette position 20 pouvant être repérée lorsqu'au moins l'une des crémaillères est associée à une règle graduée en vue du repérage de la hauteur de l'arbre de détour de moufle requis. Ceci en fonction de la dimension dans le sens longitudinal du déplacement du récipient à operculer. La présente invention concerne également un procédé d'optimisation de la 25 consommation de film d'operculage dans une machine d'operculage de récipients ou d'emballages défilant sur des dispositifs de convoyage avançant à m pas au-dessous de m postes de scellage et de découpe mobiles verticalement et disposés longitudinalement, dans le sens de défilement des récipients et à l'aplomb desdits récipients, au moyen d'un film, alimenté sous forme d'une bande entre le poste de 30 scellage et de découpe et le récipient à operculer, sur les bords supérieurs desdits récipients, caractérisé en ce qu'il consiste à constituer une zone tampon entre deux 3 2938506 postes de scellage et de découpe consécutifs, dans le sens de défilement, ladite zone tampon correspondant à une longueur de film égale à la valeur d'avancement de m pas des récipients. La présente invention va être maintenant expliquée plus en détail à l'aide des 5 exemples ci-après en référence aux figures annexées dans lesquelles : La figure 1 est une vue schématique d'une machine d'operculage à double avance de l'art antérieur, et son film associé en figure la ; La figure 2 est une vue schématique d'une machine d'operculage à double avance selon l'invention, et sa nappe de film associée déployée représentée en figure 2a ; io La figure 3 est une vue en perspective du moufle mis en oeuvre dans la machine d'operculage selon l'invention ; Les figures 4 et 5 sont des vues partielles en coupe d'une machine d'operculage de l'invention montrant deux postes de découpe entre lesquels est disposé le moufle de la figure 3, selon une position intermédiaire (figure 4) ou une position extrême (figure 5) 15 de l'arbre de détour du moufle ; La figure 6 schématise les nappes déployées de film selon des séquences A à H de découpe d'opercules d'un film, dans une machine d'operculage à double avance selon l'invention ; La figure 7 montre un exemple de squelette d'un film traversant une machine à 20 operculer selon l'invention. La figure 8 est un schéma montrant les références utilisées dans le calcul de la perte de film des exemples cités en fin de description. De manière classique, comme représenté sur la figure 1, une machine d'operculage a pour fonction initiale d'operculer des emballages ou récipients 3, par exemple, de types 25 barquettes en matériaux divers sous opercules souples, avec ou sans modification d'atmosphère. Une machine d'operculage double pas, appelée aussi à double avance, permet de traiter en simultané deux rangées de récipients en les amenant dans deux outillages identiques 1 et 2 positionnés l'un derrière l'autre dans le sens de défilement, l'entraxe X entre ces deux outillages est fixe. 4 2938506 Les récipients 3 sont transférés au moyen de taquets 4 reliés de part et d'autre à deux chaînes parallèles, ces dernières étant motorisées. La distance entre taquets est elle aussi fixe, et correspond à l'entraxe X. Le film 5 est alimenté par une bobine 6 disposée en amont et défile dans le même 5 sens que le défilement (flèche D) des récipients. Techniquement parlant, la machine a pour vocation de traiter ûpar sessions et non en simultané- des emballages de longueurs différentes. Jusqu'à ce jour, l'operculage des récipients de longueurs différentes présente l'inconvénient de ne pas pouvoir optimiser la consommation de film, comme le montre io le schéma de la figure la, d'autant plus lorsque les dimensions d des récipients, dans le sens longitudinal de déplacement D, sont faibles. Pour offrir une flexibilité en vue de l'operculage de récipients de longueurs différentes tout en garantissant une consommation de film optimum quelque soit le format du récipient, la machine d'operculage, selon la présente invention, inclut un dispositif de 15 détournement de film tel que schématisé sur la figure 2. Le principe consiste à ménager entre chacun des outillages 1 et 2, une zone tampon de film de manière à "loger" une réserve de paires d'opercules 10. Cette zone tampon est ajustable en longueur pour s'adapter à la longueur du récipient à operculer (par longueur on entend, dans tout le texte, la dimension du récipient dans le sens 20 longitudinal de déplacement D des récipients 3 et du film 5). Le nombre de paires d'opercules peut varier en fonction de la longueur du récipient. Le pas d'avance p du film 5 correspond ici à la longueur d'une nappe de deux paires d'opercules quelque soit le format traité. La création de la zone tampon du film est obtenue au moyen d'un moufle 7, qui peut 25 correspondre, ici, à deux paires d'opercules 10. La nappe déployée 8 du film est schématisée sur la figure 2a. Le moufle schématisé avec la référence 7 sur la figure 2 est présenté en détail sur la figure 3. Il comporte, monté sur un cadre 9, un arbre 11 de détour de moufle de forme cylindrique se terminant par des extrémités en forme de pignons 12 dans deux 5 2938506 crémaillères 13 parallèles ménagées dans les montants du cadre 9. Un dispositif de verrouillage 14 vient maintenir l'arbre 11 en position. Un rouleau presse-film 15 ainsi qu'un rouleau motorisé 16 d'entraînement de film sont également prévus pour participer à l'entraînement dudit film 5. 5 Ce moufle 7 est disposé, comme visible sur les figures 4 et 5, entre deux outillages adjacents d'une machine d'operculage. Chacun de ces outillages comporte un couteau 17 adapté à la forme de l'opercule à découper, l'opercule étant ici schématisé sous la référence 10 sur les figures 4 et 5. Ces couteaux sont montés sur un outil actionné par un piston 18. Ces figures 4 et 5 montrent le trajet du film 5 dans le moufle 7 intercalé entre les deux outillages 1 et 2. Afin de créer la zone tampon appropriée du film 5, l'opérateur peut régler la hauteur de l'arbre 11 de détour du moufle en le faisant coulisser sur la crémaillère 13. La règle 20 peut être graduée pour permettre à l'opérateur le réglage de cette hauteur de l'arbre 11 en fonction de la dimension longitudinale des récipients à operculer. Le réglage de la hauteur de l'arbre 11 peut avantageusement être automatisé. La figure 7 montre un exemple de "squelette" de film traversant une machine à operculer et présente notamment les brins résiduels transversaux 21 et latéraux 22. La figure 6 schématise les séquences A à H de découpe d'opercules d'un film 5 dans 20 une machine d'operculage à double avance. Ces séquences sont les suivantes : Etape A : découpe par les outils 1 et 2 en simultané Etape B : avance de deux opercules Etape C : découpe par les outils 1 et 2 en simultané Etape D : avance de deux opercules 25 Etape E : découpe par les outils 1 et 2 en simultané Etape F : avance de deux opercules Etape G : découpe par les outils 1 et 2 en simultané Etape H : avance de deux opercules 6 2938506 Cette figure 6 montre la nappe déployée 8, les opercules découpés étant schématisés de couleur sombre. On voit donc sur ces nappes déployées 8 que l'optimisation de la surface du film dans le sens longitudinal est optimisée. En effet, dans cet exemple, l'outil de découpe 2 5 découpe les opercules n, l'outil de découpe 1 découpant les opercules de rang n+3 (le rang étant le rang de passage dans le sens de défilement D du film), c'est-à-dire que l'un des outils découpe les opercules de rang pair et l'autre les opercules de rang impair. On constate sur cette figure 6 que, hormis l'opercule de rang n° 2, tous les opercules lo se trouvent ensuite découpés. • Si l'on généralise, pour une découpe d'opercule au moyen de deux outils consécutifs : - un outil découpe les opercules de rang n -le second outil (en amont du premier dans le sens de défilement D du film) 15 découpe les opercules de rang [n+2P+1], P étant le nombre (entier) de paires d'opercules logées entre les 2 outils, pour un pas d'avance de film de [P+2PE] (E étant la longueur de brin minimum transversal de film). Les exemples ci-après montrent la perte de film selon les machines : I - Pour un travail sur deux outils consécutifs : A partir de la figure 8 on a les références suivantes : X : Entraxe entre deux outillages de découpe L max : longueur maximum d'un récipient pour un entraxe X donné Z : Distance mécanique incompressible entre deux outillages de découpe E : La dimension du brin minimum transversal 21 de film dans le sens de défilement (E 25 peut varier de 12 à 20 mm en fonction de la nature du film) Exemples comparatifs - machine d'operculage sans moufle La perte de film, dans le sens de défilement du film, ramenée à un récipient est : 7 Pb = [E + Z + (L maxùL)]/2 Exemple comparatif 1 : L max : 305 mm Z : 45 mm E : 15 mm (valeur moyenne) L : 305 mm (grand récipient) La perte du film Pb = 30 mm Exemple comparatif 2 : L max : 305 mm Z: 45 mm E : 15 mm (valeur moyenne) L : 230 mm (récipient plus petit) La perte du film Pb = 67,5 mm Exemples selon l'invention, machine d'operculage avec moufle La longueur entre les opercules découpés est un nombre entier de [L+ E] (réglable par le débattement du moufle). La perte de film, dans le sens de défilement D du film, ramenée à un récipient est, 20 selon l'invention Pb = E Exemple 3 : L max : 305 mm Z : 45 mm 25 E : 15 mm (valeur moyenne) L: 305 mm Pb = 15 mm Exemple 4 : L max : 305 mm Z:45mm E : 15 mm (valeur moyenne) L: 230 mm Pb = 15 mm On voit donc le gain considérable apporté par la présence du moufle. II ù pour un travail sur "m" outils consécutifs : A partir de la figure 8 on a les références suivantes : X : Entraxe entre 2 outillages de découpe consécutifs L max : longueur maximum de récipient pour un entraxe X donné Z : Distance mécanique incompressible entre deux outillages de découpe consécutifs E : La dimension du brin minimum transversal 21 de film dans le sens de défilement (E peut varier de 12 à 20 mm en fonction de la nature du film) m : Nombre d'outillages Exemples comparatifs : La perte de film, dans le sens de défilement du film, ramenée à un récipient est : Pb = [E + (m-1).Z + (m-1).(L max ù L)] / m Exemple comparatif 5 : L max : 305 mm Z:45mm E : 15 mm (valeur moyenne) 8 9 2938506 L: 305 mm m : 3 outillages Pb = 35 mm Exemple comparatif 6 : 5 L max : 305 mm Z : 45 mm E : 15 mm (valeur moyenne) L: 230 mm m : 3 outillages 10 Pb=85mm Machine d'operculage, avec moufle, selon l'invention La longueur entre les opercules découpés est un nombre entier de [L+ E] (réglable par le débattement de M moufles). La perte de film, dans le sens de défilement du film, ramenée à un récipient est : 15 Pb=E Exemple 7: L max : 305 mm Z : 45 mm E : 15 mm (valeur moyenne) 20 L : 305 mm Pb = 15 mm Exemple 8 : L max : 305 mm Z : 45 mm E : 15 mm (valeur moyenne) Io L: 230 mm Pb = 15 mm 11 REVENDICATIONS1. Machine d'operculage de récipients (3) ou d'emballages défilant sur des dispositifs de convoyage avançant à m pas au-dessous de m postes de scellage et de découpe mobiles verticalement et disposés longitudinalement, dans le sens de défilement des récipients (3) et à l'aplomb desdits récipients, au moyen d'un film (5), alimenté sous forme d'une bande entre le poste de scellage et de découpe et le récipient à operculer, sur les bords supérieurs desdits récipients, caractérisée en ce qu'entre deux postes de scellage et de découpe consécutifs, dans le sens de défilement, est disposé un moufle (7) sur lequel est enroulée une portion de film (5), de manière à créer une zone tampon correspondant à une longueur de film égale à la valeur d'avancement de m pas des récipients (3). 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moufle (7) comprend un arbre (11) de détour de moufle et des moyens de réglage du positionnement de cet arbre en fonction de la dimension, dans le sens longitudinal du défilement, du récipient (3) à operculer. 3. Machine selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens de réglage de l'arbre (11) de détour de moufle comprennent deux crémaillères (13) parallèles sensiblement verticales, sur laquelle viennent s'engrener les extrémités en forme de pignons (12) dentés de l'arbre (11) de détour. 4. Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'arbre (11) de détour de moufle est verrouillé en position et en ce qu'au moins l'une des crémaillères (13) est associée à une règle (20) graduée, en vue du repérage de la hauteur de l'arbre (11) de détour de moufle requis en fonction de la dimension, dans le sens longitudinal du déplacement, du récipient (3) à operculer. 5. Procédé d'optimisation de la consommation de film d'operculage dans une machine d'operculage de récipients (3) ou d'emballages défilant sur des dispositifs de convoyage avançant à m pas au-dessous de m postes de scellage et de découpe mobiles verticalement et disposés longitudinalement, dans le sens de défilement des récipients et à l'aplomb desdits récipients, au moyen d'un film (5), alimenté sous forme 12 2938506 d'une bande entre le poste de scellage et de découpe et le récipient à operculer, sur les bords supérieurs desdits récipients (3), caractérisé en ce qu'il consiste à constituer une zone tampon entre deux postes de scellage et de découpe consécutifs, dans le sens de défilement, ladite zone tampon correspondant à une longueur de film égale à 5 la valeur d'avancement de m pas des récipients.