Procédé d'emballage d'un objet et machine pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Cette invention se rapporte à l'emballage d'objets dans de la pellicule étirée qui a la caractéristique d'être instable dans sa condition étirée lorsqu'elle est chauffée. La pellicule est, de préférence, une pellicule de chlor- hydrate de caoutchouc du type connu, capable d'être étirée lorsqu'elle est chauffée et qui, une fois étirée, reste dans cet état aux tempé- ratures ambiantes normales. Cependant, si elle est réchauffée et n'est pas retenue, la pellicule reviendra de nouveau à sa dimension normale ou à peu près, par rétrécissement dû aux tensions produites en elle lors de l'opération initiale d'étirage. Cette pellicule est bien connue, mais l'invention n'est pas limitée uniquement à l'emploi de cette pellicule.
Toute pellieule ayant des caractéristiques semblables pourra également être utilisée. La pellicule est, de préférence, étirée uniformément dans deux directions après qu'elle a été chauffée et elle conserve sa position étirée après refroidissement. Une telle pellicule se rétrécira done uniformément lors d'un réchauffement et dans son emploi comme emballage d'un objet, grâce à cette propriété de pouvoir se rétrécir, elle enveloppera étroitement l'objet emballé, même lorsque l'emballage est exposé à la chaleur. On peut aussi chauffer et étirer la pellicule, la maintenir mécaniquement étirée et la sceller à chaud autour de l'objet, après quoi la pellicule, étant encore étirée et chauffée, se rétrécit et se resserre ensuite étroitement sur l'objet.
Les propriétés des matières plastiques sus ceptibles de s'étirer à chaud sont différentes.
La contraction de certaines d'entre elles s'ef fectue par écoulement plastique de la matière.
La déformation élastique, si elle existe, est négligeable. Certaines pellicules ne se rétrécissent pas après étirage à chaud. Dans d'autres matières plastiques, la déformation hélas- tique est prépondérante. L'invention concerne les pellicules à l'état étiré, dites pellicules étirées, étirables à chaud. Ce sont, par exemple, des pellicules en chlorhydrate de caout chouc, en polymères et eopolymères de ehlo- rure de vinyle, ou encore en eopolymeres de chlorure de vinylidène, polyéthylene, polymères de vinyle, mélanges de caoutchouc synthétique, etc.
L'objet de la présente invention est un procédé d'emballage d'un objet entre deux pellicules susceptibles de se rétrécir sous 1'effet de la chaleur, caractérisé en ce qu'on dispose une pellicule sur chacun des côtés opposés de l'objet, en ce qu'on déplace les pellicules vers l'objet de manière à l'envelop- per et à amener les parties marginales des pellicules en contact de scellement autour de la périphérie de l'objet, et en ce qu'on chauffe les pellicules de manière qu'à la fin de l'opération, les pellicules se rétrécissent et se resserrent étroitement autour de l'objet.
La présente invention a aussi pour objet une machine pour la mise en oeuvre du procédé précité, caractérisée par deux tambours placés en regard l'un de l'autre et disposes de manière à présenter l'un à l'autre différentes parties de leur surface, par des cavités que présentent lesdits tambours, la position relative des tambours étant telle que ces cavités se présentent l'une en regard de l'autre par paires pour recevoir les objets à embal] er, par des moyens amenant une feuille d'emballage étirable à chaud sur les cavités de chaque tambour, par des moyens de chauffage desdites feuilles pour les rendre étirables afin qu'elles puissent être étirées dans les cavités quand un objet, est placé dans une paire de celles-ci, par des moyens de repérage périodique des tambours pour amener les paires successives de cavités en regard,
par des moyens permettant de déplacer les tambours l'un par rapport à l'autre pour les rapprocher et les éloigner l'un de l'autre, pour étirer les feuilles d'em- ballage autour des objets interposés entre elles, et par des moyens de scellement, des parties des feuilles d'emballage situées autour des objets.
Le dessin ci-joint illustre le procédé et représente, à titre d'exemple et schématiquement, une forme d'exécution d'une machine pour la mise en oeuvre du procédé.
La fig. 1 est une élévation latérale de la machine, un mécanisme de commande étant supprimé.
La fig. 2 est une vue semblable représen- tant le mécanisme de commande, mais ne comportant pas ide bâti de support et d'autres détails de la fig. 1.
La fig. 3 est une coupe, à plus grande échelle, de détails de la machine.
Les fig. 4, 5 et 6 représentent une coupe de la machine avee des organes dans des positions différentes.
La fig. 7 est une coupe suivant la ligne 7-7 de la fig. 3.
La fig. 8 est. une vue en plan depuis la ligne 8-8 de la fig. 3, et
les fig. 9 et 10 représentent des variantes de détails de la, machine.
La machine à emballer comporte deux tambours 1 et 2 polygonaux, présentant, chacun six faces, ce nombre de faces pouvant être cependant plus grand ou plus petit. Il n'est pas nécessaire que le nombre de faces des tambours soit le même. Le tambour 1 est supporté rotativement par un tourillon creux 3 dans un bâti de support 4. Le tambour 2 est supporte rotativement par un tourillon creux 6 dans des blocs 8 placés à chacune de ses extrémités. Les deux blocs 8, dont un seul est visible dans la fig. 1, sont montes de manière à pouvoir coulisser sur le bâti 4. Deux pistons 11 solidaires chacun d'un desdits blocs peuvent coulisser dans des eylindres pneumati- ques 10 fixés au bâti.
Ces cylindres pneuma- tiques sont destinés à pousser le tambour 2 contre le tambour 1 et à l'en écarter alternativement, ainsi qu'il est décrit ci-dessous.
Suivant la. fig. 2, les tambours 1 et 2 sont accouplés à un mécanisme de commande qui comprend des roues d'engrenages 13 et 14 de même diamètre. La roue inférieure est montée sur une plaque 15 munie de goujons 16 uniformément répartis sur le pourtour de la plaque et en nombre égal aux faces des tambours. Une came 17, qu'un moteur 18 fait tourner à une vitesse constante, vient rencontrer les goujons 16 en tournant et fait ainsi tourner les tambours par intermittence. La came 17 et les goujons 16 servent donc à repérer périodiquement la position des tambours, de manière que le tambour 1 s'immobilise aux postes 1, B, C, D, E, F et le tambour 2 aux postes eorrespondants 21', B', C',
D', E','.
LeWs paires sueeessives de cavités . 1, il'; B, 13", ete., sont alors amenées en re gard. Pour faeiliter la description, les faces des tambours dans ces divers postes et les par ties des feuilles d'emballage qui recouvrent ces faces correspondantes sont désignées par I, l, IB, I C, ete., et 2il, 2B, 2C, etc. Par suite, dans la fig. 1, la feuille de chlorhydrate de caoutchouc étirée 19, déroulée à partir d'une bobine 20, passe autour du tambour en reposant d'abord sur la face 1A qui est chauf- fée par un courant d'air chaud soufflé par un tuyau 22.
La feuille de chlorhydrate de caoutchouc étirée 24, déroulée à partir de la bobine supérieure 25, vient au contact en premier lieu de la face du tambour 2 désignée par 2, 1. La feuille 2 ne subit aucun traite- ment dans le poste A.'.
Les deux tambours tournent alors de 60 degrés sous l'action de la came 17 et la face inférieure du tambour 1 vient de 1A 41 en IB en entraînant avee elle la feuille 19, tandis que la face supérieure du tambour 2 vient de .!/enjS'enentraînantavec elle la feuille 24, qui subit en B'l'action d'un courant d'air chaud soufflé par un tuyau 26.
Si l'on considère maintenant la fig. 3, on voit qu'elle représente une coupe dé. taillée du tambour 1 et d'une partie du tambour 2. Chaque face du tambour 1 comporte une coupe 30 supportée élastiquement par un ressort 31 et ces diverses coupes et ressorts sont désignés dans cette figure par 30A, 30B, 30C, etc., et 31A, 31B, 31C, etc. La seule coupe du tambour 2 qui est représentée à la fig. 3 est dé- signée par 32D. Chacune des coupes du tambour 1 communique par un tuyau flexible 34. 1, 34B, etc., avee l'axe creux 35 du tambour, par l'intermédiaire d'orifices 36A, 36B, etc.
L'axe communique par le tourillon creux 3 avec une pompe à vide. Une plaque fixe 37. montée à l'intérieur de l'axe creux 35, ferme et ouvre les orifices par le fait de la rotation de ceux-ci. La feuille 19 en quittant la bobine 20, recouvre d'abord la coupe 30A. Le vide se fait dans cette coupe, au moment où elle arrive dans la position A, du fait que l'orifice 3fi, se découvre.
En même temps, la partie de la feuille qui recouvre la coupe est chauffée par le courant d'air chaud soufflé par le tuyau 22A. La feuille étant ainsi ren- due susceptible de s'étirer par l'action de la chaleur est attirée par la succion à l'intérieur de la coupe et, par suite, s'applique contre'la surface de celle-ci au poste A.
Le tambour tourne ensuite et arrive au poste suivant, dans lequel la feuille e 19 ne subit aucune manipulation, mais l'aspiration continue à la maintenir en contact étroit avee les parois de la coupe. Le tambour vient alors au poste suivant où l'on pose une orange, par exemple, dans la coupe recouverte de la feuille.
Plusieurs oranges 40, 41, 42, 43 et 44 sont représentées à la fig. 1. Ces oranges arrivent dans la machine par un couloir incliné 50.
Leur espacement est réglé à la main ou auto matiquement et, par suite, elles arrivent une à une dans le tambour 1 lorsque les diverses coupes recouvertes de la feuille sont amenées dans une position dans laquelle ellles sont susceptibles de les reeevoir. L'orange 40 arrive, par exemple, dans la coupe 30B recouverte de la feuille. Les oranges 41 et 42 restent dans les coupes 30C et 30D aux postes C et D.
L'orange 43 a été enveloppée et détachée de la feuille qui enveloppe l'orange suivante 42 et elle est prête à suivre l'orange enveloppée 44 (fig. 1) qui a été déposée sur un couloir incliné 51 qui l'amène dans un panier ou un autre récipient approprié.
Si on considère maintenant l'orange 42, on voit qu'elle est descendue dans le couloir et qu'elle est arrivée dans une coupe recouverte de la feuille au poste C. Puis le tambour a tourné et a amené l'orange au poste D, dans lequel la coupe est désignée par 30D et la partie de la feuille 19 qui recouvre cette coupe par 1D. La coupe se trouve dans la face 1D du tambour. L'orange étant à ce poste, sa moitié supérieure est recouverte par la partie 2D de la feuille 24 qui recouvre la coupe 32D de la face 2D du tambour supérieur 2.
Si l'on considère la succession des positions occupées par la feuille pendant qu'elle tourne avee le tambour supérieur 2, on a déjà remarqué qu'elle ne subit aucune manipulation au poste-1'. Au poste B', la feuille est ehauffée par un courant d'air chaud soufflé par le tuyau 26. Pendant que le tambour tourne, la feuille est aspirée dans la coupe 32 par un dispositif semblable à celui du tambour 1. En effet, au poste B', pendant que la feuille est chauffée par le courant d'air chaud soufflé par le tuyau 26, l'orifice communiquant avec la coupe est ouvert et, par suite, lorsque la feuille est susceptible de s'étirer, elle est aspirée à l'intérieur de la coupe. Elle ne subit aucune manipulation au poste C'.
Lorsque la coupe recouverte de la feuille arrive au poste
D', l'ensemble du tambour est amené par les cylindres pneumatiques 10 en contact de pression avec le tambour inférieur.
On décrira maintenant le mode d'applica- tion de la chaleur à la feuille en se reportant aux fig. 4, 5 et 6, dans lesquelles les deux coupes 30D et 32D sont amenées en contact, les feuilles 1D et 2D se trouvant entre elles.
Le bord plat 55 de la coupe supérieure 32D est poussé contre le rebord 56 dirigé vers le haut de la coupe 30D et, par suite, les feuilles sont fortement serrées sur la périphérie de l'orange, de façon a. empêcher la contraction des surfaces des feuilles qui sont au contact de l'orange. La pression continuant à s'exercer, le ressort 31D, qui supporte la coupe 30D, se comprime et la coupe est poussée verticalement de haut en bas dans la pièce annulaire qui l'entoure.
Cette pièce annulaire comporte une ron- delle métallique 61 chauffée par l'électricité.
Une rondelle 62, en une matière de faible conductibilité calorifique, est contiguë à la rondelle 61. Elle peut être faite, par exemple, en une composition minérale, en polytétra- fluoréthylène ou encore en caoutchouc. Cette matière de faible conductibilité calorifique s'échauffe à une température relativement basse par le contact avec la rondelle métalli- que 61 fortement chauffée. La rondelle 61 s'échauffe à une température qui fait fondre rapidement les feuilles et détache ainsi des surfaces environnantes les parties des feuilles qui enveloppent l'orange. La rondelle 62 ehauffée à température plus basse provoque le col lage des feuilles en exerçant une pression sur elles.
Une rondelle 63, en amiante ou une autre matière calorifuge, empêche la coupe 30D de s'échauffer. Par suite, lorsque le tambour SU- périeur 2 exerce une pression sur le tambour inférieur 1, les coupes 32D et 30D serrent les feuilles l'une contre l'autre, de telle sorte que lorsque l'élément de chauffe 61 s'appro- che de ces feuilles, qui sont étirées, leur zone enveloppant l'orange est. isolée de la chaleur produite par l'élément 61. Une fois la feuille ainsi fortement serrée autour de la périphérie de l'orange, la coupe 30D est poussée de haut en bas à l'intérieur de l'élément chauffé.
La pression qui agit contre cet élément de chauffe 61 a pour effet de détacher immédia- tement les feuilles qui enveloppent l'orange des parties voisines de ces feuilles et la pression qui pousse les feuilles contre la rondelle 62 a pour effet de les coller dans la zone pé riphérique des parties coupées. On voit a. la fig. 5 la manière dont la coupe 32D fait descendre la coupe 30D dans l'élément de chauffage jusqu'à ce que la feuille soit au contact de cet élément.
Les deux feuilles étant coupées et collées l'une sur l'autre, les deux tambours s'écartent, ainsi que l'indique] a fig. 6, dans laquelle la coupe 32D est : Y une certaine distance de la coupe 30D. Le ressort 31D a fait revenir la coupe 30D dans la position relative antérieure par rapport à l'élément chauffé et a écarté la feuille de cet élément. Les deux parties 1D et 2D des feuilles entourent les deux moitiés de l'orange et sont réunies à leur périphérie par un joint annulaire 70 en double épais seur.
Dès que les deux coupes s'écartent l'une de l'autre, la poche chaude formée par la feuille qui entoure l'orange se contracte et, en se rétrécissant, s'applique étroitement sur elle, comme cela, est représenté à la fig. 6, en partie, car en fait, la partie non collée de la feuille qui était antérieurement maintenue entre les bords 55 et 56 est maintenant au contact de l'orange. Ceci est dû au fait que la pellicule n'est plus retenue et que l'étirage appliqué auparavant à la pellicule par l'orange et le vide permet ensuite à celle-ci de se rétrécir en se contractant sur l'orange.
La pellicule choisie a, en effet, la propriété de tendre à se rétrécir sous l'effet de la chaleur et d'être aussi étirable dans les mêmes conditions lorsqu'une force lui est appliquée.
Même si 1'orange est un peu plus petite que les coupes, l'enveloppe se contracte sur elle une fois que les coupes se sont écartées et que le vide cesse d'agir. La communication entre la source de vide et la coupe 3 ? D doit être coupée avant que les coupes s'écartent. A cet effet, l'orifice qui fait communiquer le tuyau flexible partant de la coupe 32D avec l'axe du tambour 2 dans lequel règne le vide se ferme avant que la coupe arrive au poste D'.
La fig. 8 est une vue en plan depuis la, ligne 8-8 de la fig. 3 et observée de bas en haut dans la., direction de la face 1A du tambour inférieur un instant après qu'elle a été recouverte par la feuille et que celle-ci a été aspirée à l'intérieur de la coupe. La feuille 1U1 est déchirée au milieu pour faire apparaître la rondelle chauffable 61 de découpage, la rondelle de collage 62 et la rondelle isolante 63. L'élément 61 est connecté par des bornes à des conducteurs 75 et 76 par l'intermé- diaire de tiges 77 de la manière habituelle.
On voit à la fig. 8 la façon dont l'élément de chauffage est supporté par des pièces longitudinales 80 en forme d'U et des traverses 81. Des cales 82 en caoutchouc ou une ma- tière analogue au caoutchouc, posées dans le sens longitudinal du tambour, maintiennent la feuille pendant qu'elle est aspirée à l'intérieur des coupes. La feuille n'est animée d'au- cun mouvement longitudinal sur ces cales. Le tambour 2 comporte des cales eorrespon- dantes 83, fig. 3, qui empêchent un mouve- ment longitudinal de la feuille supérieure pendant qu'elle est aspirée à l'intérieur des coupes.
Lorsque les tambours viennent en contact, la feuille est saisie entre ces cales et lorsque le ressort 31 D se comprime, les cales 82, qui supportent la partie] D de la feuille, se eompriment en conséquence. Pour empêcher que cette compression des eales provoque le mouvement de la partie 1.
C de la feuille, on peut donner aux faces du tambour 2 des di mensions transversales légèrement inférieures à celles des faces du tambour 1, de façon a empêcher les cales 82 et 83 d'exercer une pression l'une sur l'autre, ou limiter la pression de la cale 83 exercée contre la cale 82 au bord cl de la cale 82 le plus voisin de l'orange et empêcher ainsi la déformation d'une partie quelconque de la cale 89 supportant la partie l l'de la feuille.
Au lieu de ne prévoir qu'une seule coupe par face des tambours, on peut en prévoir un nombre quelconque pour chaque face, le tambour présentant de la sorte plusieurs couronnes de coupes. La fig. 7 montre comment est constitué l'axe creux 35 dans ce cas. La plaque fixe 37 (fig. 3), destinée à ouvrir et fermer les orifices 36A, 368, etc., est remplacée par un arbre fixe 38 présentant des ouvertures 39, 39', 39", etc. Ces différentes ouver- tures sont destinées à faire communiquer les orifices 36A-36F ; 36. i/-36 : 36-36F", etc., des différentes couronnes de coupes du tambour avec la pompe à vide.
Il n'est pas nécessaire que les objets à emballer aient une forme sphérique, mais ils peuvent avoir une forme quelconque et la feuille chauffée par le dispositif de déeoupage se contracte, de façon à s'appliquer étroitement sur eux.
En résumé, le fonctionnement de la machine consiste à faire arriver. les deux feuilles sur les tambours correspondants et à former par aspiration des cavités dans ces deux feuilles. On fait arriver des oranges ou autres objets dans les cavités de l'une des feuilles, puis on les enveloppe en rapprochant les cavi- tés des deux feuilles l'une de. l'autre. On colle ensuite les feuilles autour des objets et on détache les objets emballés des parties des feuilles qui les entourent par un dispositif chauffé, tandis qu'on empêche de se contracter les parties des feuilles qui recouvrent les objets.
La fig. 9 représente un autre dispositif de découpage équivalent, qui consiste à faire monter une rondelle de découpage 90 fortement chauffée au-dessus de la plaque 91 de collage à chaud, de fac. on à détacher complè- tement les feuilles. On peut provoquer os interrompre le passage du courant dans le dispositif de découpage par un moyen quelconque approprié, si on le désire.
Dans la fig. 10, l'élément plat 95 de dé- coupage fait saillie au-dessus de la surface de collage à chaud 96. Le bord 97 de la eoupe supérieure est légèrement concave et, par suite, est plus près de quelques millièmes de millimètre du bord extérieur de la rondelle de découpage 95 que du bord intérieur de la rondelle de'collage à chaud 96.