L'objet de la présente invention concerne le domaine technique du conditionnement de produits divers et, plus particulièrement, de produits alimentaires dans le cadre de fabrications grand public, artisanales ou semi-industrielles.
L'objet de l'invention vise plus précisément le conditionnement de produits à l'aide de contenants du type barquette, de différentes formes et tailles qu'il convient de fermer après remplissage, afin de préserver l'intégralité de leur contenu.
La présente invention vise plus précisément une machine permettant d'obturer, d'operculer ou d'une manière générale, de fermer une barquette par thermoscellage d'un organe d'obturation tel qu'un film, un couvercle, un opercule ou analogue.
Dans l'état de la technique, il a été proposé diverses machines pour assurer une opération de thermoscellage d'un organe d'obturation sur un contenant. Par exemple, il est connu une machine comportant un socle aménagé pour délimiter un logement de réception d'un contenant. Cette machine comporte également, un châssis mobile relié au socle par l'intermédiaire d'un système de liaison permettant d'assurer le passage du châssis entre une position de dégagement du logement de réception et une position d'attente de fermeture du contenant. Un tel châssis est équipé d'un moyen de fixation d'un organe d'obturation sur le contenant placé dans le logement. Par exemple, un tel moyen de fixation peut être réalisé par des moyens de chauffage. Cette machine est pourvue également d'un mécanisme additionnel d'effort indirect assurant un déplacement du châssis mobile entre une position d'attente de fermeture et une position de fermeture dans laquelle les moyens de chauffage sont pressés contre l'organe d'obturation afin d'assurer sa solidarisation sur le contenant.
Il apparaît donc que le châssis mobile doit être manoeuvré d'une part, sur une course relativement grande entre les positions de dégagement et d'attente de fermeture pour autoriser un accès aisé au logement de réception du contenant et d'autre part, sur une course limitée avec application sur l'organe d'obturation d'une pression de scellage relativement importante pour une durée déterminée. L'intensité de la pression de scellage et le temps de chauffage sont des paramètres importants pour la qualité de l'obturation, une mauvaise fermeture pouvant entraîner une dégradation du produit conditionné dans le contenant.
Par ailleurs, il est connu dans l'état de la technique, notamment par les documents GB 2 360 733 et US 4 650 535, une machine pour fermer des contenants par thermoscellage. Cette machine comporte des moyens permettant de verrouiller de manière électromagnétique, le châssis mobile sur le socle. Toutefois, une telle machine ne permet pas de contrôler le déplacement du châssis mobile ni même la pression de scellage exercée.
L'objet de l'invention vise donc à remédier aux inconvénients des solutions antérieures connues en proposant une machine conçue pour assurer le déplacement du châssis mobile en respectant les paramètres de scellage tout en permettant de réaliser une machine simple mettant en oeuvre un minimum de pièces et optimisant le rendement énergétique entre la puissance installée et la pression de scellage obtenue.
Un autre objet de l'invention vise à proposer une machine fiable, à maintenance aisée, à faible coût et à encombrement limité.
L'objet de l'invention vise donc à satisfaire ces besoins en proposant une machine pour la fermeture de contenants divers, comportant :
Selon l'invention :
Un autre objet de l'invention vise à proposer une machine pour la fermeture par thermoscellage de contenants, conçue également pour créer une dépression d'air et éventuellement injecter un gaz neutre.
Pour atteindre un tel objectif, la machine selon l'invention comporte un châssis et/ou un socle muni de moyens d'étanchéité rendant étanche en position d'attente de fermeture le logement de réception délimité par une cuve, un tel logement de réception communiquant avec un dispositif d'aspiration et/ou d'injection d'un fluide divers.
Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention.
Dans l'exemple de réalisation illustré aux figures 1 à 3, la machine conforme à l'invention et désignée dans son ensemble par la référence 1 comprend un socle 2 délimitant un logement 3 de réception d'un contenant 4 destiné à être fermé par un organe d'obturation non représenté, par une opération de thermoscellage. Dans l'exemple illustré, le contenant 4 se présente sous la forme d'une barquette de forme sensiblement parallélépipédique pourvue d'une aile ou d'une plage périphérique 5 pour le scellage de l'organe d'obturation tel qu'un film, un opercule ou un couvercle par exemple. Le logement 3 aménagé sur le socle 2 est délimité dans un berceau 6 sur la bordure duquel vient reposer la plage périphérique 5 du contenant.
Le berceau périphérique 6 est supporté de part et d'autre, par des jambes 8 reliées à leurs extrémités pour former une embase 9 équipée de pieds 10 d'appui sur un support. Le berceau 6 s'étend ainsi à une hauteur déterminée du support pour permettre le positionnement à l'intérieur du logement 3 de contenants 4 de diverses hauteurs. De préférence, l'embase 9 constitue une surface d'empilement des organes d'obturation à thermosceller sur les contenants 4.
La machine 1 selon l'invention comporte également un châssis mobile 12 équipé d'un moyen de fixation 13 pour les organes d'obturation du contenant. D'une manière préférée, le moyen de fixation 13 est conçu pour le thermoscellage d'un organe d'obturation thermoplastique sur le contenant 4. Par exemple, le moyen de fixation 13 est formé par une plaque de pression 14 équipée d'un élément chauffant 15 tel que par exemple, une résistance électrique. Cette plaque de pression 14 possède un contour fermé de dimensions adaptées à la plage périphérique 5 du contenant 4. D'une manière préférée et connue, l'élément chauffant 15 est raccordé à un bloc de régulation non représenté qui est relié à un capteur de température monté en relation avec la plaque de pression 14. La plaque de pression 14 est destinée à venir en contact sur l'organe d'obturation à l'aplomb de la plage périphérique 5 du contenant, qui dans l'exemple illustré, repose sur un cordon caoutchouc 7 monté sur la bordure du berceau 6. Bien entendu, il peut être envisagé que la plage périphérique 5 du contenant 4 repose sur une empreinte de scellage métallique faisant partie du berceau 6 ou rapportée sur le berceau 6.
Les fig. 4 et 5 illustrent plus particulièrement une machine 1 assurant le scellage en tant qu'organe d'obturation, d'un film F enroulé sous la forme d'une bobine montée sur un axe 16 supporté à ses extrémités par les jambes 8 du socle 2. Tel que cela est connu, le socle 2 est pourvu sur sa partie arrière d'un rouleau 161 de passage pour le film F destiné à maintenir le film contre le berceau 6 du socle. Selon cette variante de réalisation, la machine 1 est équipée d'un système 17 de coupe du film F à la longueur du contenant 4. Dans l'exemple illustré, le système de coupe 17 est monté sur le châssis mobile 12 en amont du logement 3 par rapport au sens d'étirement du film. Le système de coupe 17 comporte un couteau 171 monté transversalement sur le châssis mobile 12, et de part et d'autre duquel s'étend un serre-film 172 monté mobile verticalement. Le serre-film 172 est sollicité pour s'étendre en saillie du châssis mobile 12 par l'intermédiaire de ressorts 173 pour venir plaquer le film contre le berceau, de part et d'autre d'une rainure 174 de dégagement pour le couteau 171, aménagée sur le socle 2.
Le châssis 12 est mobile par rapport au socle 2 entre une position de dégagement du logement 3 représenté en traits mixtes sur la figure 1 et une position d'attente de fermeture représentée en traits pleins sur la figure 1. A cet effet, le châssis 12 et le socle 2 sont reliés entres eux par l'intermédiaire d'un système de liaison 18 autorisant le passage du châssis mobile 12 d'une position à une autre. Dans l'exemple de réalisation illustré, le système de liaison 18 est constitué par deux biellettes 19 montées fixement de part et d'autre du châssis mobile 12. L'autre extrémité de chacune des biellettes 19 est équipée d'un axe d'articulation 21 autorisant le pivotement du châssis mobile 12 autour de cet axe d'articulation 21. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, chaque axe d'articulation 21 est monté avec une possibilité de déplacement vertical autorisant le rapprochement entre le châssis 12 et le socle 2 dans une direction sensiblement verticale.
A cet effet, l'axe d'articulation 21 est monté à l'intérieur d'un coulisseau 23 guidé en déplacement vertical à l'intérieur d'une rainure 24 aménagée dans une patte 26 s'étendant à l'arrière et vers le bas à partir du berceau 6. Chaque coulisseau 23 est rappelé élastiquement par l'intermédiaire d'un ressort 27, en position haute, c'est à dire en écartement du châssis mobile 12 par rapport au socle 2.
Le châssis mobile 12 est donc apte à occuper la position de dégagement dans laquelle il occupe une position sensiblement perpendiculaire par rapport au plan d'extension du logement 3 de réception du contenant 4. Cette position de dégagement est définie par des butées d'ouverture 29 portées par les pattes 26 sur lesquelles viennent en appui les biellettes 19. Dans cette position d'ouverture, il est à noter que le logement 3 est rendu aisément accessible pour assurer les opérations de mise en place et de retrait du contenant 4 ainsi que le remplissage du contenant 4.
A partir de cette position de dégagement, le châssis mobile 12 peut être déplacé manuellement par un pivotement autour de ses axes d'articulation 21 de manière à l'amener occuper une position d'attente de fermeture dans laquelle le châssis mobile 12 détermine avec le socle 2, un entrefer E. Dans cette position d'attente de fermeture, le châssis mobile 12 et le socle 2 se retrouvent en position superposée. De manière plus précise, les moyens de fixation 13 et le berceau 6 s'étendent dans des plans sensiblement parallèles l'un à l'autre et distants de l'entrefer E dont la fonction apparaîtra plus précisément dans la suite de la description. La position d'attente de fermeture du châssis mobile 12 est définie par une butée de fermeture 31 portée par le berceau 6 et sur laquelle vient en appui, une traverse de liaison 32 portée par les biellettes 19.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la machine 1 comporte un mécanisme 40 assurant le déplacement du châssis mobile 12 entre la position d'attente de fermeture et une positon de fermeture dans laquelle le moyen de fixation 13 assure la solidarisation de l'organe d'obturation sur le contenant 4. Le mécanisme de déplacement 40 comporte au moins une bobine 41 de production d'un champ magnétique, montée dans l'exemple illustré sur le socle 2 de manière qu'en position d'attente de fermeture du châssis mobile 12, le champ magnétique créé par la bobine puisse se fermer sur un circuit de fermeture 43 aménagé dans l'exemple illustré sur le châssis mobile 12. Selon une caractéristique avantageuse de réalisation, la bobine de production de champ 41 est associée à un circuit magnétique 44 dit de canalisation de champ magnétique. En position d'attente de fermeture, le circuit magnétique de canalisation 44 s'étend en relation de proximité et en vis à vis du circuit de fermeture 43. Ainsi, il doit être compris que le circuit magnétique total pour la circulation du champ magnétique créé par la bobine 41 comporte une partie fixe (circuit de canalisation 44 dans l'exemple illustré) et une partie mobile (circuit de fermeture 43 dans l'exemple illustré).
La bobine 41, le circuit de canalisation 44 et le circuit de fermeture 43 du champ magnétique sont adaptés de manière que lors de l'excitation de la bobine, le champ magnétique créé par la bobine puisse se refermer afin de créer une force directe d'attraction assurant le déplacement du châssis mobile 12 de sa position d'attente de fermeture à sa positon de fermeture du contenant. Bien entendu, ce déplacement en translation du châssis mobile 12 selon une direction perpendiculaire au plan d'extension du logement 3 est possible dans la mesure où le châssis mobile 12 est monté avec une possibilité de coulissement vertical par l'intermédiaire des axes d'articulation 21 guidés en translation verticale. L'entrefer E délimité entre le châssis mobile 12 et le socle 2 est adapté pour permettre, pour une excitation donnée de la bobine, la fermeture du champ magnétique par le circuit de fermeture 43 placé sur le châssis mobile 12.
Dans l'exemple illustré sur les fig. 2 et 3, la bobine de production du champ magnétique 41 s'étend sur toute la périphérie du logement 3. De même, le circuit de fermeture 43 s'étend en périphérie du logement 3 lorsque le châssis mobile 12 occupe sa position d'attente de fermeture. Dans l'exemple illustré, le berceau 6 est pourvu d'une rainure 45 s'étendant selon un contour fermé entourant le logement 3, et conçue pour recevoir la bobine d'excitation 41 et le circuit magnétique de canalisation 44. Tel que cela ressort des figures, le circuit de canalisation 44 qui est réalisé en un matériau non magnétique par exemple en acier doux, présente une section droite transversale en "U" dont les branches sont tournées vers le circuit de fermeture 43 réalisé en matériau non magnétique. Sur ce circuit de canalisation 44 qui présente une forme en tore, c'est à dire refermée sur lui-même, est bobiné un fil conducteur électrique isolé diélectriquement afin de constituer la bobine 41 qui se trouve logée à l'intérieur du circuit de canalisation 44. Bien entendu, l'installation électrique de la bobine 41 peut être complétée ou assurée par un enrobage tel que du silicone remplissant le circuit en "U".
Comme illustré par les fig. 6 et 7, il est clair qu'il peut être envisagé de mettre en oeuvre plusieurs bobines de production d'un champ magnétique 41 et circuits magnétiques 43, 44 en divers endroits ponctuels du berceau 6. Par exemple, il pourrait être prévu de monter au moins un ensemble bobine/circuits, sur chaque côté du logement 3. Ainsi, chaque bobine d'excitation 41 et son circuit magnétique associé 43, 44 présente une forme similaire de réalisation mais avec des dimensions réduites. Ainsi, chaque circuit magnétique de canalisation 44 qui est constitué sous la forme d'un tore de section droite transversale en "U" permet le bobinage d'un fil pour obtenir la bobine 41 de production du champ magnétique. En relation de chaque circuit magnétique de canalisation 44, le châssis mobile 12 est équipé d'un circuit de fermeture 43. Il est à noter qu'il pourrait être prévu d'inverser la position relative entre la bobine de production du champ magnétique 41 et le circuit de fermeture 43 de sorte que la bobine 41 serait montée sur le châssis mobile 12 tandis que le circuit de fermeture 43 serait aménagé sur le socle 2 en s'étendant sur toute ou partie de la périphérie du logement 3.
Le fonctionnement de la machine 1 selon l'invention découle directement de la description qui précède.
En position relevée du châssis mobile 12, un contenant 4 peut être placé à l'intérieur du logement 3 et être rempli de produits par exemple alimentaires. Un organe d'obturation tel qu'un couvercle, film ou opercule est placé sur le contenant 4. Le châssis mobile 12 est ensuite déplacé manuellement de manière à pivoter et à venir occuper sa position d'attente de fermeture déterminée par la mise en appui du châssis mobile 12 sur la butée d'arrêt 31. Dans cette position d'attente de fermeture, le châssis mobile 12 s'étend sensiblement parallèlement au berceau 6 avec un écartement correspondant à l'entrefer E.
La bobine d'excitation 41 est alors alimentée électriquement pour créer un champ magnétique qui se referme par le circuit de fermeture 43. La force d'attraction ainsi créée est appliquée au châssis mobile 12, qui se rapproche du socle selon un mouvement de coulissement. La force d'attraction est telle que la plaque de pression 14 vient en appui sur le berceau 6 et plus précisément, sur l'organe d'obturation qui est superposé à la plage périphérique 5 du contenant reposant sur le cordon caoutchouc 7. Il est à noter que dans la variante de réalisation de la machine illustrée aux figures 4 et 5, la mise en appui de la plaque de pression 14 conduit à la coupe du film par le couteau 171.
Le temps d'application de la plaque de pression 14 qui correspond au temps d'alimentation électrique de la bobine d'excitation 41 d'une part, et l'intensité de la force d'attraction qui dépend de la valeur de l'excitation de la bobine d'autre part, sont déterminés de manière à obtenir un thermoscellage efficace de l'organe d'obturation sur le contenant 4. Après la désexcitation de la bobine 41, le châssis mobile 12 qui revient sous l'action des ressorts 27 dans sa position d'attente de fermeture, peut être relevé afin de retirer le contenant rempli et obturé en vue de permettre de recommencer un autre cycle de fonctionnement.
La machine 1 selon l'invention qui est de conception simple et d'encombrement limité nécessite une puissance électrique faible dans la mesure où l'effort d'attraction agit directement, sans système mécanique additionnel, sur le châssis mobile, en périphérie du logement 3.
Les figures 8 et 9 illustrent une autre variante de réalisation d'une machine selon l'invention adaptée pour créer une dépression à l'intérieur du contenant 4 et, éventuellement assurer l'injection d'un gaz neutre à l'intérieur du contenant. Cette machine désignée par la référence 1, comporte toutes les caractéristiques déjà décrites en relation des figures 1 à 3 qui ne sont pas reprises dans la suite de la description. Par rapport à la machine décrite en relation des figures 1 à 3, cette machine 1 comporte en plus, une cuve étanche 50 aménagée sur le socle 2 et adaptée pour délimiter le logement de réception 3. Dans l'exemple de réalisation, le socle 2 est muni de moyens d'étanchéité 51 adaptés pour rendre étanche dans une position d'attente de fermeture, le logement de réception 3. Ces moyens d'étanchéité 51 sont constitués par un joint périphérique 52 s'étendant en dehors de la bordure de réception de la plage périphérique 5 du contenant 4. Il est à noter que le châssis mobile 12 présente également un caractère étanche, au moins pour sa partie délimitée à l'intérieur du joint d'étanchéité 52 afin d'obtenir un logement de réception 3 étanche.
La machine 1, comporte également, tel qu'illustré à la figure 10, des butées d'appui 53 élastiquement déformable sous l'action de rapprochement du châssis mobile 12 par rapport au socle 2 permettant ainsi de délimiter une position intermédiaire d'attente de fermeture du châssis 12 dans laquelle le logement 3 est rendu complètement étanche. Tel que cela ressort plus précisément de la figure 10, les butées d'appui 53 par exemple, au nombre de quatre répartis sur le pourtour du logement 3 et portés par le châssis mobile 12, sont constitués par un fourreau 54 mobile à l'intérieur duquel est monté un ressort 55.
Selon une caractéristique de l'invention, l'excitation de la bobine 41 de création d'un champ magnétique est contrôlée par une unité de contrôle permettant de piloter la bobine selon un mode d'excitation dit faible pour assurer le déplacement limité du châssis mobile 12 pour l'amener dans une position intermédiaire d'attente de fermeture de manière à rendre étanche par les moyens d'étanchéité 51, la cuve 50 délimitant le logement de réception 3. Dans cette position, le châssis mobile étanche 12 est rapproché du socle 2 de sorte que le joint d'étanchéité 52 est déformé tout en laissant libre l'organe d'obturation sur le contenant 4. Dans cette position, il peut être prévu d'assurer la commande d'une pompe, non représentée d'aspiration de l'air contenu à l'intérieur de la cuve 50 c'est à dire du logement 3 et par suite, du contenant 4. A cet effet, la pompe d'aspiration peut être montée sur le socle en communiquant avec l'intérieur de la cuve 50 par l'intermédiaire d'une canalisation équipé d'un obturateur commandé. Dans certaines applications, il peut être prévu d'injecter à l'intérieur du logement 3, un fluide tel qu'un gaz neutre. La bobine de création d'un champ magnétique peut alors être commandée dans son mode excitation dit normal, pour assurer le déplacement consécutif du châssis mobile 12 de manière à assurer l'opération de thermoscellage du contenant telle que décrite précédemment.
Il est à noter que dans l'exemple illustré à la figure 8, la machine comporte un moyen 59 de détection du châssis mobile 12, dans sa position d'attente de fermeture. Ce moyen de détection 59 est relié à l'unité de contrôle de la bobine 41 permettant de piloter son excitation lorsque le châssis mobile 12 occupe sa position d'attente de fermeture. Bien entendu, ce moyen de détection 59 peut équiper la machine illustré aux figures 1 à 3.
L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre.