Procédé de fabrication d'articles enveloppés en matière se ramollissant à la chaleur
et appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé
Le brevet principal N" 288910 décrit un procédé de fabrication d'articles enveloppés en matière se ramollissant à la chaleur, dans lequel on verse de façon continue la matière à l'état ramolli dans un boyau formé par une bande d'enveloppement en mouvement et dont les bords longitudinaux sont repliés et joints, on passe ensuite le boyau rempli incomplètement dans un dispositif d'aplatissement et d'égalisage qui lui communique une forme régulière, puis on le refroidit et le découpe en tablettes. Ce brevet décrit également un appareil pour la mise en ceuvre dudit procédé.
Cet appareil est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'alimentation en bande d'enveloppement, des moyens pour plier cette bande de manière continue et assurer la jointure des bords longitudinaux, de façon à former un boyau, des moyens présentant au moins une cuiller pour alimenter le boyau, des moyens amenant la matière à la cuiller de façon à remplir incomplètement le boyau, des moyens agissant sur toute la largeur du boyau, de façon à l'aplatir et l'égaliser suffisamment pour que celui-ci prenne une forme régulière et soit complètement rempli par ladite matière, des moyens pour refroidir le boyau aplati et des moyens pour sectionner ce dernier en tablettes.
Dans une forme d'exécution particulière de ladite invention, le boyau rempli de matière à l'état plastique est amené à un mécanisme qui pince le boyau en formant une patte de fermeture, et il est prévu un mécanisme pour le sectionnement de la patte de fermeture de manière à diviser le boyau en petites tablettes. Plus particulièrement, dans le cas de chocolat et d'articles de confiserie analogues, on a intérêt à obtenir un scellement efficace de la patte de fermeture sectionnée, et on a constaté dans la pratique que ce but n'était pas atteint par le procédé et l'appareil décrits ci-dessus, d'une manière aussi parfaite qu'on l'estime nécessaire.
La présente invention constitue une modification du procédé et de l'appareil décrits dans le susdit brevet et a pour but un scellement efficace des bords sectionnés de la patte de fermeture.
Le procédé suivant la présente invention est caractérisé en ce qu'on applique aux bords sectionnés de chacune des pattes de fermeture, au fur et à mesure du défilement des tablettes, une substance collante de manière à obturer complètement les pattes.
Par le terme de susbtance collante au sens où il est utilisé ci-après, on doit entendre une substance ayant les caractéristiques suivantes:
a) être, avant l'application, soit un liquide, soit un solide qui fonde facilement;
b) passer facilement de l'état liquide ou de l'état fondu à l'état solide, par refroidissement lorsqu'elle est à l'état fondu (p. ex. une cire) ou par évaporation d'un solvant (p. ex. une laque à base de nitrocellulose), la chaleur pouvant contribuer à cette évaporation dans des conditions appropriées;
c) à l'état solide: hydrofuge, non-collante et inerte;
d) le passage à l'état solide doit être assez rapide pour que l'opération d'enveloppement puisse s'effectuer de manière continue.
Enfin, lorsque la matière à envelopper est du chocolat (et dans certains autres cas appropriés également), il est essentiel que la susbstance collante considérée ne soit pas fortement odorante; elle sera, par conséquent, sans odeur et non toxique.
La présente invention concerne également l'appareil destiné à effectuer le scellement décrit ci-dessus, appareil caractérisé par des moyens destinés à transporter les tablettes enveloppées et séparées et à tourner ces tablettes de 90o suivant un plan sensiblement horizontal pour le revêtement et l'obturation des dites pattes de fermeture en contact avec des organes de revêtement comportant des disques commandés tournant dans ledit plan et présentant une rainure périphérique destinée à retenir une substance collante.
Le dessin ci-annexé illustre le procédé et représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé.
La fig. 1 est une vue latérale schématique d'un appareil complet pour produire des tablettes de chocolat enveloppées conformément à la présente invention.
Les fig. 2 et 3 sont des vues en élévation latérales partielles représentant certains détails de construction de l'appareil.
Les fig. 4 et 5 sont des vues en coupe suivant les lignes IV - IV et V - V de la fig. 3.
La fig. 6 est une vue latérale, à échelle agrandie, d'un mécanisme de pressage qui fait partie de l'appareil représenté à la fig. 1.
La fig. 7 est une vue en plan du mécanisme de la fig. 6.
La fig. 8 est une vue en coupe, et la fig. 9 une vue en plan d'un mécanisme de formation des replis internes qui fait partie de l'appareil représenté à la fig. 1.
La fig. 10 est une vue latérale d'un mécanisme de lissage de l'appareil représenté à la fig. 1.
La fig. 11 est une vue en bout du mécanisme représenté à la fig. 10.
La fig. 12 est une vue latérale d'un détail de construction d'un mécanisme égaliseur, à échelle agrandie.
Les fig. 13 et 14 sont respectivement des vues en coupe suivant les lignes XIII - XIII et
XIV - XIV de la fig. 12.
La fig. 15 est une vue latérale d'un mécanisme de sectionnement qui fait partie de l'appareil représenté à la fig. 1.
La fig. 16 est une vue en coupe du mécanisme suivant la ligne XVI-XVI de la fig. 15.
Les fig. 17 et 18 sont des vues schématiques respectivement en élévation et en plan représentant un transporteur qui fait partie de l'appareil représenté à la fig. 1.
Les fig. 19 et 20 représentent le transporteur des fig. 17 et 18 de manière plus détaillée, la fig. 20 étant une vue latérale et la fig. 19 une vue en plan.
La fig. 21 représente une vue en coupe transversale suivant la ligne XXI XXI de la fig. 20.
La fig. 22 représente le mécanisme de scellement en coupe axiale.
La fig. 23 est une vue d'en haut.
La fig. 24 est un élément de la fig. 22 à plus grande échelle.
La fig. 25 représente schématiquement les dispositifs de commande des divers mécanismes.
Un boyau est constitué de manière con tinue à partir d'une bande, puis rempli de chocolat à l'état plastique comme décrit dans le brevet suisse N" 288910 et le boyau rempli est amené de manière continue à l'appareil représenté dans la fig. 1. En se reportant à cette figure, la machine est constituée par un bâti 30 portant deux paires de cylindres 31, 32 sur lesquels passent des bandes sans fin en acier 33, dont les surfaces adjacentes, ou intérieures, marchent ensemble, longitudinalement et parallèlement au bâti, le boyau rempli étant amené aux cylindres 31 et entre les brins des bandes en acier pour être comprimé entre ces bandes.
Les brins internes des bandes en acier traversent un couloir 34 dans lequel un ventilateur 35 envoie de l'air pour le refroidissement, cet air circulant en circuit fermé et retournant au ventilateur en passant par un réfrigérateur 36 qui peut être de n'importe quel modèle connu dans la pratique, par exemple de forme tubulaire et parcouru par un liquide de refroidissement échangeant de la chaleur avec l'air.
Le boyau rempli, refroidi, est amené à un mécanisme de pressage et de formation des replis internes, et à un mécanisme de lissage 38, entièrement enfermés dans une chambre isolée 39 dans laquelle arrive l'air de refroidissement envoyé par le ventilateur 35 par une conduite 40, l'air étant ramené au ventilateur 35 par une conduite 41.
Les cylindres 31 sont montés sur des blocs coulissants 45 (fig. 2) qui sont poussés par des ressorts 46 de manière à maintenir les bandes sans fin 33 sous une tension sensiblement constante, indépendamment des variations de température qui peuvent se produire.
Les brins intérieurs des bandes 33 sont maintenus de manière à ne pouvoir s'écarter l'un de l'autre comme indiqué dans les fig. 3, 4 et 5. Les bandes 33 passent entre deux plaques 47 disposées l'une au-dessus de l'autre et dont les faces en regard peuvent être recouvertes de plaques de graphite 48 sur lesquelles les bandes 33 glisseront facilement. La plaque supérieure 47 est réglable verticalement de manière à pouvoir faire varier l'écartement entre les brins intérieurs des bandes 33, et elle est montée de façon à pouvoir changer de position par rapport au bâti 51, grâce à des vis 52.
Une pression de haut en bas est exercée sur la plaque supérieure 47 par des ressorts 53.
Des écrous de blocage 54 empêchent tout mouvement intempestif des tiges filetées.
I1 est indispensable de veiller à ce que la plaque supérieure 47 reste parallèle à la plaque inférieure lorsque la plaque supérieure est ajustée, comme on vient de l'indiquer, de manière à modifier l'écartement de ces plaques et, à cet effet, la plaque supérieure 47 est maintenue par de longs paliers 49 coulissant sur des pliers verticaux parallèles 50.
Le boyau rempli est comprimé entre les bandes 33 qui sont rapprochées l'une de l'autre par la pression de ressorts, l'écartement entre ces bandes étant déterminé par le réglage des vis 52.
Le boyau rempli passe des mécanismes représentés dans les fig. 3, 4 et 5 au mécanisme de pressage et de formation des replis internes 37, dont les détails sont représentés dans les fig. 6, 7, 8 et 9.
Les fig. 6 et 7 représentent le mécanisme de pressage qui comporte une première paire de rouleaux 55, dont chacun présente une nervure. axiale en acier 56. Ces rouleaux sont montés sur des arbres 57 dans des paliers appropriés 58 et sont reliés par des pignons, un engrenage inférieur 59 étant commandé par un moteur électrique, comme il sera décrit plus loin, et en prise avec une roue dentée 60.
Suivant ce dispositif, les nervures se rapprochent dans leur mouvement de rotation de ma nière à écraser le boyau, et à diviser le boyau rempli en petites tablettes reliées entre elles par des pattes de fermeture. Le boyau passe ensuite dans la seconde paire de rouleaux 61, construits de la même manière, qui sont reliés par des pignons 67 et commandés par la roue dentée 60 en synchronisme avec les rouleaux 55. Les rouleaux 61 comportent chacun une nervure axiale 56 de matière élastique- (p. ex. revêtue de caoutchouc) pour enserrer les pattes de fermeture du tube rempli. Le serrage des pattes évite les poches d'air.
Le mécanisme de formation des replis internes (dont le rôle est. décrit en détail dans le brevet principal) agit sur le boyau rempli après les rouleaux 55 et avant les rouleaux 61. Le mécanisme de formation des replis internes, représenté dans les fig. 8 et 9, comporte une paire de disques minces 62, qui viennent s'imprimer chacun dans le côté du boyau aplati, ces disques étant portés par des blocs 63 montés sur l'arbre inférieur 57 qui leur donne un mouvement de va-et-vient axial, chacun des blocs étant repoussé vers l'extérieur, c'est-àdire écarté du boyau rempli, par un ressort 64.
Une came à plateau 65 portée par l'arbre infé trieur 66 sur lequel est monté le rouleau 61 appuie sur chacun des blocs 63, de telle sorte que, après que les nervures 56 ont comprimé les parois du boyau l'une contre l'autre, les blocs 63 sont repoussés vers l'intérieur, contre les ressorts 64, de manière à former des replis dans le boyau.
Le boyau passe immédiatement du mécanisme de pression et de formation des replis internes 37 au mécanisme de lissage 38 (fig.
10 à 14). Ce mécanisme de lissage comporte un bâti supérieur et un bâti inférieur, respectivement 70 et 71, le bâti supérieur portant une paire de roues dentées 72, 73 dont la roue 72 peut être ajustée en position sur la longueur du bâti de manière à faire varier la tension d'une chaîne sans fin 74 qui passe sur les roues dentées. La roue dentée 73 est montée sur un arbre 75 et commandée par un moteur électrique par l'intermédiaire d'un train d'engrenages comprenant des engrenages 76, 77, un pignon de vis sans fin 78, et une vis sans fin 79 (fig. 11). L'arbre 75 est formé de deux parties réunies par un joint universel 80, de manière que le bâti supérieur 70 puisse être relevé pour laisser facilement accès au mécanisme. Le bâti inférieur 71 porte des roues dentées 82, 83, sur lesquelles passe une chaîne 84.
La roue dentée 83 est montée sur un arbre 85 qui porte également le pignon de la vis sans fin 78, de sorte que les chaînes 74, 84 sont entraînées en synchronisme. Un joint Oldham 86 est prévu entre la roue dentée 83 et le pignon de la vis sans fin 78. La roue dentée 82 est réglable en position sur la longueur du bâti 71 de manière à pouvoir faire varier la tension de la chaîne 84.
La chaîne supérieure 74 passe sous un sabot 87 porté par des consoles suspendues 88 montées sur le bâti 70, le sabot étant relié aux consoles par des excentriques 89, de manière que la position du sabot est réglable verticalement par rapport au bâti.
La chaîne inférieure 84 passe sur un sabot 90 qui est monté sur le bâti 71 par l'intermédiaire de traverses 91 et reçoit une pression verticale de bas en haut par des ressorts 92, le mouvement de bas en haut étant limité par les traverses 91. De cette manière, les brins intérieurs (c'est-à-dire contigus) des chaînes 74, 84 sont rapprochés l'un de l'autre, et leur écartement est réglable.
Les chaînes 74, 84 sont construites de la manière montrée par les fig. 12, 13 et 14.
Chacune de ces chaînes comporte des maillons larges et des maillons étroits, dont seuls les maillons larges sont représentés. Chacun des maillons larges comporte une paire de barrettes formant un chaînon 95 portant des galets 96 et pourvues d'appendices 97 reliés en 98 (fig. 14) par des plaques qui enserrent les surfaces des tablettes en chapelet qui constituent le boyau pour en lisser les surfaces. Une barre 99 supportée par les appendices 97 et montée de manière à pouvoir pivoter en 100, est disposée entre les barrettes 95 dans le sens de la longueur et porte à son extrémité libre une traverse 101. Un galet 102 est monté à chaque extrémité de cette traverse, laquelle est pourvue d'une languette à revêtement de caoutchouc 103.
Un ressort 104 prenant appui sur un ergot d'appui (non représenté) repousse la barre 99 de manière à pousser les galets 102 vers les galets 96 avec lesquels ils coopèrent.
Les maillons larges qu'on vient de décrire sont reliés entre eux par des maillons étroits comportant des barrettes 105 montées sur les axes 106 des galets 96 et les reliant entre eux, les barrettes 105 portant des barres et des galets correspondant à la barre 99 et aux galets 102.
Il est ménagé une languette 103 à chaque patte de fermeture du boyau rempli de chocolat, les languettes 103 étant disposées de manière à coopérer au travail des chaînes 74, 84 qui avancent en comprimant entre elles les pattes de fermeture. Pour effectuer ce pressage, des glissières 107, 108 sont portées respectivement par les sabots 87, 90. Grâce à cette disposition, à mesure que les chaînes 74, 84 avancent, les galets 96 entrent en contact avec leurs sabots respectifs, et lorsque les galets 102 entrent en contact avec les glissières 107, 108, ces dernières repoussent les barres 99 contre les ressorts 104 pour presser l'une contre l'autre les languettes 103 avec la patte de fermeture enserrée entre elles.
Le chocolat qui a pu rester à l'intérieur des pattes de fermeture est ainsi expulsé, et les surfaces superposées des pattes de fermeture sont pincées de telle manière qu'il ne puisse subsister de poches d'air entre ces surfaces.
Le chapelet constitué par de multiples tablettes séparées, reliées entre elles par les pattes de fermeture, est amené au tapis transporteur sans fin 42 (fig. 15) qui le transporte au mécanisme de sectionnement 43. Le tapis transporteur passe au-dessus d'une chambre 109 qui communique par une conduite 110 avec une pompe à vide, et le tapis 42 est perforé ou perméable d'une manière quelconque de sorte que l'effet d'aspiration créé dans la chambre sous vide 109 soit transmis à travers le tapis transporteur et contribue à maintenir le boyau appliqué contre le tapis 42 et à éviter qu'il se déplace par rapport au tapis. Les tablettes de chocolat séparées sont transmises par le mécanisme 43 à un tapis transporteur Ill passant sur une chambre sous vide 112 de manière que les tablettes de chocolat restent appliquées contre le tapis sans pouvoir se déplacer.
Le mécanisme de sectionnement 43 comporte deux arbres 115, 116 (fig. 15 et 16) montés sur un bâti 117 et en prise l'un avec l'autre par le moyen de pignons 118, l'arbre 116 étant commandé en 119. L'arbre supérieur 115 porte une lame coupante 120, et l'arbre inférieur un billot à revêtement de caoutchouc 121 coopérant avec la lame coupante et entrant en contact avec celle-ci du fait de la rotation des arbres. Le couteau et le billot tournent en synchronisme et dans un rapport de temps avec le boyau en mouvement déterminé de telle sorte que chaque patte de fermeture soit amenée sur le billot 121 au moment où le couteau entre en contact avec celui-ci. Chacune des pattes de fermeture transversales est donc sectionnée au fur et à mesure de l'avance continue du boyau.
Les tablettes individuelles sont emportées par lé transporteur II.
Pour que la pression soit appliquée de manière efficace entre le couteau et le billot pour le sectionnement de la patte, l'arbre 115 appuie dans ses paliers contre des garnitures en caoutchouc 122 qui provoquent l'appui efficace du couteau contre le billot.
Pour réaliser le scellement décrit, il est indispensable que chacune des tablettes soit tournée de telle manière que les bords sectionnés des pattes de fermeture de chaque tablette avance parallèlement au sens de défilement des tablettes et, à cette fin, il est monté sur mécanisme représenté dans les fig. 17, 18 et 19. Les tablettes individuelles placées sur le transporteur III sont indiquées par la lettre a et les pattes de fermeture par b, le sens de défilement des tablettes étant représenté par la flèche c.
Le transporteur III amène les tablettes a contre une butée 123 qui comporte une fente horizontale (non représentée) pour recevoir les pattes de fermeture de telle manière qu'elles ne soient ni endommagées ni froissées, et ensuite à une table horizontale 124 au-dessus de laquelle tourne un tourniquet 125 monté sur un moyeu 126 qui est commandé de manière appropriée, en synchronisme avec le transporteur III de telle manière qu'une tablette a soit entraînée par un bras du tourniquet 125 et décrive un quart de cercle avant d'être déposée sur un transporteur 127 parallèle au transporteur III et qui transporte les tablettes dans le même sens que le transporteur 111 (comme indiqué en d). Pour éviter que les tablettes a échappent du tourniquet pendant le trajet qu'elles parcourent avec celui-ci, il est prévu un organe de guidage incurvé 128.
Les tablettes a sont poussées sur la surface de la table 124 par les bras du tourniquet 125, et tombent de là sur le transporteur 127 juste au-dessous du niveau de la plaque 128, de préférence avec un décalage en hauteur au moins égal à l'épaisseur des tablettes a. Le transporteur 127 comporte deux chaînes sans fin 129 passant sur des roues à rochet 130 montées sur un bâti 131, ces chaînes comportant un grand nombre de barrettes en saillie 132 qui avancent dans des rainures 133, les pointes de ces barrettes étant légèrement en saillie au-dessus de la plaque 128a de manière à toucher et à emporter les tablettes a.
Pour maintenir les barrettes 132 en contact avec les tablettes a sur la plaque 128a, les chaînes portent des galets 135 (fig. 21) circulant sur des rails 136 et qui empêchent les chaînes de s'affaisser. Les chaînes passent sur une roue dentée non commandée 137 et sont entraînées par une roue dentée 138 comme décrit plus loin. Des guides 139 (fig. 19) assurent l'alignement des tablettes a sur le transporteur 127 avant qu'elles soient transportées au mécanisme de scellement. Le pivotement des tablettes a par le tourniquet 125 se voit très clairement dans la fig. 18.
Les tablettes, au cours de leur trajet sur le transporteur 127, passent par le mécanisme de scellement qui est indiqué d'une manière générale par 140 (fig. 17, 18, 19 et 20). Les détails de construction du mécanisme de scellement sont représentés dans les fig. 22, 23 et 24 auxquelles on va se reporter maintenant.
Le transporteur 127 est représenté dans la fig. 22 passant entre deux disques 145 présentant chacun une rainure périphérique 146, le disque étant placé dans un plan horizontal.
Chacun des disques 145 est monté au-dessus d'un réservoir 147 contenant, par exemple, une cire qui est maintenue en. fusion au moyen d'éléments électriques ou autres éléments chauffants 148 qui peuvent être contrôlés par un thermostat ou autrement. Un disque 149 plonge dans la cire fondue et vient appuyer sur l'arête du disque 145 de sorte que la cire du réservoir 147 soit transférée dans la rainure 146 et entraînée par celle-ci dans sa rotation.
Le disque 145 est monté sur un axe vertical
150 qui porte à son extrémité inférieure un pignon hélicoïdal 151 qui est en prise avec un pignon 152 monté sur un arbre transversal 153 (fig. 23), ce dernier étant commandé comme décrit plus loin. Le disque 149 est monté sur un arbre 154 qui porte une roue dentée commandée par l'intermédiaire d'un train d'engrenages 155, par un pignon 156 monté sur l'arbre transversal 153 (fig. 24).
L'excès de cire est éliminé des disques 145 par des couteaux-racloirs 157 (fig. 23), et le mécanisme tout entier est enfermé dans un coffrage dont l'ensemble est indiqué en 158.
Pendant que les tablettes a sont emportées par le transporteur 127, les bords des pattes de fermeture passent dans les rainures périphériques 146 où elles s'enduisent de cire fondue.
I1 se forme ainsi sur tout le bord de chacune des pattes de fermeture une lamelle de cire qui obture de manière efficace les pattes de la tablette enveloppée. Tandis que les tablettes a sont emportées au delà du mécanisme 140, la cire se solidifie, et les tablettes peuvent être manipulées immédiatement et sans interrompre la production continue des tablettes envelop pées.
I1 est absolument essentiel que les divers mécanismes fonctionnent en synchronisme et que des moyens soient prévus pour synchroniser les mécanismes. La commande des mécanismes qui permet de réaliser cette condition est représentée schématiquement dans la fig. 25.
Un moteur électrique 160 est relié à un arbre principal 161 qu'il actionne par des courroies 162 et les commandes des divers mécanismes partent de l'arbre 161. Ainsi, les rouleaux 32 (fig. 2) sont reliés entre eux par des roues dentées 163 (fig. 25) et sont commandés par l'intermédiaire d'un pignon hélicoïdal 164 disposé sur un arbre auxiliaire 161 a commandé lui-même par l'intermédiaire d'une boîte d'engrenages 165 avec une gamme très étendue, à partir de l'arbre 161. La vitesse à la sortie de la boîte d'engrenages est réglée au moyen de manivelles 166 de manière que le mécanisme qui comprend les rouleaux 32 puisse être synchronisé avec les autres méca nismes. Le mécanisme de pressage des fig. 6 et 7 (comprenant les cylindres 55, 61) est commandé par l'arbre 161 par l'intermédiaire d'un engrenage hélicoïdal 167.
Les roues dentées 73, 83 du mécanisme de lissage sont commandées par un engrenage hélicoïdal 169, sur l'arbre principal 161. Le pignon entraîné de cet engrenage est calé sur un arbre qui commande directement une des deux roues 73, 83, alors qu'une liaison appropriée entraîne l'autre. Le mécanisme de sectionnement 43 est également commandé par l'arbre 161 par l'intermédiaire d'un engrenage hélicoïdal 170 et par un engrenage à vitesse variable réglable par une manivelle 171. Le tourniquet 125 est commandé par l'intermédiaire d'engrenages héli coïdaux 172, par une boîte d'engrenages à vitesse avec une gamme très étendue 173, laquelle est commandée par l'arbre 161, et dont la vitesse à la sortie peut être modifiée par une manivelle 174.
De même le transporteur 127 est commandé par l'arbre 161 par l'intermédiaire d'une boîte d'engrenages similaire 175 réglable par des manivelles 176, l'arbre transversal 153 étant commandé par ladite boîte d'engrenages.
Grâce aux engrenages hélicoïdaux prévus, le jeu est réduit à un minimum, de sorte que tous les éléments sont exactement synchronisés.
Method of making articles wrapped in heat-softening material
and apparatus for carrying out this method
Principal Patent No. 288910 describes a method of making wrapped articles of heat-softening material, in which the material in a softened state is continuously poured into a casing formed by a moving wrapping band and the longitudinal edges of which are folded over and joined together, the partially filled casing is then passed through a flattening and leveling device which gives it a regular shape, then it is cooled and cut into tablets. This patent also describes an apparatus for the implementation of said process.
This apparatus is characterized in that it comprises means for supplying enveloping strip, means for continuously folding this strip and ensuring the joining of the longitudinal edges, so as to form a hose, means having at least a spoon to feed the casing, means bringing the material to the spoon so as to fill the casing incompletely, means acting over the entire width of the casing, so as to flatten it and equalize it sufficiently so that it takes up a regular shape and is completely filled with said material, means for cooling the flattened casing and means for cutting the latter into tablets.
In a particular embodiment of said invention, the hose filled with material in the plastic state is brought to a mechanism which clamps the hose forming a closure tab, and a mechanism is provided for severing the tab from the hose. closure so as to divide the hose into small shelves. More particularly, in the case of chocolate and similar confectionery articles, it is advantageous to obtain an effective sealing of the severed closure tab, and it has been found in practice that this aim was not achieved by the process and the apparatus described above, as perfectly as is deemed necessary.
The present invention is a modification of the method and apparatus described in the aforesaid patent and aims to effectively seal the severed edges of the closure tab.
The method according to the present invention is characterized in that a sticky substance is applied to the cut edges of each of the closure tabs, as the shelves advance, so as to completely seal the tabs.
By the term of sticky substance as it is used hereinafter, one should understand a substance having the following characteristics:
(a) be, before application, either a liquid or a solid which easily melts;
b) Easily change from liquid state or molten state to solid state, by cooling when in the molten state (eg a wax) or by evaporation of a solvent (eg. eg a nitrocellulose-based lacquer), the heat being able to contribute to this evaporation under appropriate conditions;
c) in the solid state: water-repellent, non-sticky and inert;
d) the transition to the solid state must be fast enough for the enveloping operation to be carried out continuously.
Finally, when the material to be wrapped is chocolate (and in certain other appropriate cases also), it is essential that the sticky substance considered is not strongly odorous; it will therefore be odorless and non-toxic.
The present invention also relates to the apparatus for effecting the sealing described above, characterized by means for transporting the wrapped and separated tablets and for rotating these tablets by 90o in a substantially horizontal plane for coating and sealing. said closure tabs in contact with coating members comprising controlled discs rotating in said plane and having a peripheral groove intended to retain a sticky substance.
The accompanying drawing illustrates the process and represents, by way of example, an embodiment of the apparatus for carrying out this process.
Fig. 1 is a schematic side view of a complete apparatus for producing wrapped chocolate bars in accordance with the present invention.
Figs. 2 and 3 are partial side elevational views showing certain constructional details of the apparatus.
Figs. 4 and 5 are sectional views along the lines IV - IV and V - V of FIG. 3.
Fig. 6 is a side view, on an enlarged scale, of a pressing mechanism which forms part of the apparatus shown in FIG. 1.
Fig. 7 is a plan view of the mechanism of FIG. 6.
Fig. 8 is a sectional view, and FIG. 9 is a plan view of an internal fold forming mechanism which forms part of the apparatus shown in FIG. 1.
Fig. 10 is a side view of a smoothing mechanism of the apparatus shown in FIG. 1.
Fig. 11 is an end view of the mechanism shown in FIG. 10.
Fig. 12 is a side view of a construction detail of an equalizer mechanism, on an enlarged scale.
Figs. 13 and 14 are respectively sectional views along lines XIII - XIII and
XIV - XIV of fig. 12.
Fig. 15 is a side view of a sectioning mechanism which forms part of the apparatus shown in FIG. 1.
Fig. 16 is a sectional view of the mechanism along the line XVI-XVI of FIG. 15.
Figs. 17 and 18 are schematic elevation and plan views respectively showing a conveyor which forms part of the apparatus shown in FIG. 1.
Figs. 19 and 20 show the transporter of FIGS. 17 and 18 in more detail, FIG. 20 being a side view and FIG. 19 a plan view.
Fig. 21 shows a cross-sectional view along the line XXI XXI of FIG. 20.
Fig. 22 shows the sealing mechanism in axial section.
Fig. 23 is a top view.
Fig. 24 is an element of FIG. 22 on a larger scale.
Fig. 25 shows schematically the control devices of the various mechanisms.
A casing is made continuously from a strip, then filled with chocolate in the plastic state as described in Swiss Patent No. 288910 and the filled casing is continuously fed to the apparatus shown in fig. 1. Referring to this figure, the machine is constituted by a frame 30 carrying two pairs of cylinders 31, 32 on which pass endless steel belts 33, the adjacent or inner surfaces of which walk together, longitudinally and parallel to the frame, the filled hose being brought to the cylinders 31 and between the strands of the steel bands to be compressed between these bands.
The inner strands of the steel strips pass through a passage 34 in which a fan 35 sends air for cooling, this air circulating in a closed circuit and returning to the fan via a refrigerator 36 which can be of any model. known in the art, for example of tubular shape and traversed by a cooling liquid exchanging heat with air.
The filled, cooled casing is fed to a pressing and forming mechanism for internal folds, and to a smoothing mechanism 38, completely enclosed in an insulated chamber 39 into which the cooling air supplied by the fan 35 by a pump arrives. duct 40, the air being returned to the fan 35 via a duct 41.
The cylinders 31 are mounted on sliding blocks 45 (fig. 2) which are urged by springs 46 so as to keep the endless belts 33 under a substantially constant tension, regardless of the temperature variations which may occur.
The inner strands of the bands 33 are held in such a way that they cannot move away from one another as indicated in FIGS. 3, 4 and 5. The bands 33 pass between two plates 47 arranged one above the other and the facing faces of which can be covered with graphite plates 48 on which the bands 33 will slide easily. The upper plate 47 is vertically adjustable so as to be able to vary the spacing between the inner strands of the strips 33, and it is mounted so as to be able to change position relative to the frame 51, by means of screws 52.
Up and down pressure is exerted on the top plate 47 by springs 53.
Lock nuts 54 prevent unwanted movement of the threaded rods.
It is essential to ensure that the upper plate 47 remains parallel to the lower plate when the upper plate is adjusted, as just indicated, so as to modify the spacing of these plates and, for this purpose, the upper plate 47 is held by long bearings 49 sliding on parallel vertical folds 50.
The filled hose is compressed between the bands 33 which are brought closer to one another by the pressure of the springs, the distance between these bands being determined by the adjustment of the screws 52.
The filled tube passes through the mechanisms shown in fig. 3, 4 and 5 to the mechanism for pressing and forming the internal folds 37, details of which are shown in FIGS. 6, 7, 8 and 9.
Figs. 6 and 7 show the pressing mechanism which comprises a first pair of rollers 55, each of which has a rib. axial steel 56. These rollers are mounted on shafts 57 in suitable bearings 58 and are connected by pinions, a lower gear 59 being driven by an electric motor, as will be described later, and in mesh with a toothed wheel 60.
According to this device, the ribs come together in their rotational movement so as to crush the casing, and to divide the filled casing into small shelves interconnected by closing tabs. The hose then passes through the second pair of rollers 61, constructed in the same way, which are connected by pinions 67 and controlled by the toothed wheel 60 in synchronism with the rollers 55. The rollers 61 each have an axial rib 56 of material. elastic- (eg rubber coated) to grip the closing tabs of the filled tube. The tightening of the tabs prevents air pockets.
The mechanism for forming the internal folds (the role of which is described in detail in the main patent) acts on the casing filled after the rollers 55 and before the rollers 61. The mechanism for forming the internal folds, shown in FIGS. 8 and 9, comprises a pair of thin discs 62, which each come to print in the side of the flattened casing, these discs being carried by blocks 63 mounted on the lower shaft 57 which gives them a back-and-forth movement. comes axial, each of the blocks being pushed outwards, that is to say separated from the filled tube, by a spring 64.
A plate cam 65 carried by the lower shaft 66 on which the roller 61 is mounted presses on each of the blocks 63, so that, after the ribs 56 have compressed the walls of the hose against each other , the blocks 63 are pushed inward, against the springs 64, so as to form folds in the hose.
The hose passes immediately from the pressure and internal folds forming mechanism 37 to the smoothing mechanism 38 (fig.
10 to 14). This smoothing mechanism comprises an upper frame and a lower frame, respectively 70 and 71, the upper frame carrying a pair of toothed wheels 72, 73 whose wheel 72 can be adjusted in position along the length of the frame so as to vary the tension of an endless chain 74 which passes over the toothed wheels. The toothed wheel 73 is mounted on a shaft 75 and controlled by an electric motor via a gear train comprising gears 76, 77, a worm gear 78, and a worm 79 (fig. . 11). The shaft 75 is formed of two parts joined by a universal joint 80, so that the upper frame 70 can be raised to allow easy access to the mechanism. The lower frame 71 carries toothed wheels 82, 83, over which a chain 84 passes.
The toothed wheel 83 is mounted on a shaft 85 which also carries the pinion of the worm 78, so that the chains 74, 84 are driven in synchronism. An Oldham seal 86 is provided between the toothed wheel 83 and the pinion of the worm 78. The toothed wheel 82 is adjustable in position along the length of the frame 71 so as to be able to vary the tension of the chain 84.
The upper chain 74 passes under a shoe 87 carried by suspended consoles 88 mounted on the frame 70, the shoe being connected to the consoles by eccentrics 89, so that the position of the shoe is adjustable vertically relative to the frame.
The lower chain 84 passes over a shoe 90 which is mounted on the frame 71 via cross members 91 and receives vertical pressure from the bottom up by springs 92, the movement from bottom to top being limited by the cross members 91. In this way, the inner (that is to say contiguous) strands of the chains 74, 84 are brought closer to each other, and their spacing is adjustable.
The chains 74, 84 are constructed in the manner shown in Figs. 12, 13 and 14.
Each of these chains has wide links and narrow links, of which only the wide links are shown. Each of the wide links comprises a pair of bars forming a link 95 carrying rollers 96 and provided with appendages 97 connected at 98 (fig. 14) by plates which enclose the surfaces of the rosary tablets which constitute the casing in order to smooth them. surfaces. A bar 99 supported by the appendages 97 and mounted so as to be able to pivot at 100, is disposed between the bars 95 lengthwise and carries at its free end a cross member 101. A roller 102 is mounted at each end of this cross member, which is provided with a rubber coated tongue 103.
A spring 104 bearing on a support lug (not shown) pushes the bar 99 so as to push the rollers 102 towards the rollers 96 with which they cooperate.
The wide links just described are interconnected by narrow links comprising bars 105 mounted on the axes 106 of the rollers 96 and connecting them to each other, the bars 105 carrying bars and rollers corresponding to the bar 99 and with pebbles 102.
A tab 103 is provided on each closing tab of the casing filled with chocolate, the tabs 103 being arranged so as to cooperate with the work of the chains 74, 84 which advance by compressing the closing tabs between them. To perform this pressing, slides 107, 108 are carried respectively by shoes 87, 90. Thanks to this arrangement, as the chains 74, 84 advance, the rollers 96 come into contact with their respective shoes, and when the rollers 102 come into contact with the slides 107, 108, the latter push the bars 99 against the springs 104 to press against each other the tabs 103 with the closure tab gripped between them.
The chocolate which may have remained inside the closure tabs is thus expelled, and the superimposed surfaces of the closure tabs are pinched in such a way that no air pockets can remain between these surfaces.
The string consisting of multiple separate shelves, interconnected by the closure tabs, is brought to the endless conveyor belt 42 (fig. 15) which transports it to the sectioning mechanism 43. The conveyor belt passes over a chamber 109 which communicates through a line 110 with a vacuum pump, and the belt 42 is perforated or permeable in some way so that the suction effect created in the vacuum chamber 109 is transmitted through the conveyor belt and helps to keep the casing applied against the belt 42 and to prevent it from moving relative to the belt. The separated chocolate bars are transmitted by the mechanism 43 to a conveyor belt III passing over a vacuum chamber 112 so that the chocolate bars remain pressed against the belt without being able to move.
The sectioning mechanism 43 comprises two shafts 115, 116 (fig. 15 and 16) mounted on a frame 117 and in engagement with one another by means of pinions 118, the shaft 116 being controlled at 119. L The upper shaft 115 carries a cutting blade 120, and the lower shaft a rubber-coated block 121 cooperating with the cutting blade and coming into contact with the latter due to the rotation of the shafts. The knife and the log rotate in synchronism and in a time relation with the casing in determined movement so that each closing tab is brought on the log 121 when the knife comes into contact therewith. Each of the transverse closing tabs is therefore cut as the hose continues to advance.
The individual shelves are carried by transporter II.
In order for pressure to be effectively applied between the knife and the log for severing the leg, the shaft 115 bears in its bearings against rubber linings 122 which cause the knife to effectively press against the log.
To achieve the sealing described, it is essential that each of the shelves be turned in such a way that the cut edges of the closing tabs of each shelf advance parallel to the direction of travel of the shelves and, for this purpose, it is mounted on a mechanism shown in figs. 17, 18 and 19. The individual shelves placed on the conveyor III are indicated by the letter a and the closing tabs by b, the direction of travel of the shelves being represented by the arrow c.
Conveyor III brings the shelves against a stopper 123 which has a horizontal slot (not shown) to receive the closure tabs so that they are not damaged or wrinkled, and then to a horizontal table 124 above. which rotates a turnstile 125 mounted on a hub 126 which is suitably controlled in synchronism with the conveyor III such that a tablet a is driven by an arm of the turnstile 125 and describes a quarter of a circle before being deposited on a conveyor 127 parallel to conveyor III and which transports the tablets in the same direction as conveyor 111 (as indicated in d). To prevent the shelves a from escaping from the turnstile during the path they travel with it, a curved guide member 128 is provided.
The shelves a are pushed over the surface of the table 124 by the arms of the turnstile 125, and from there drop onto the conveyor 127 just below the level of the plate 128, preferably with an offset in height at least equal to 1. 'thickness of the shelves a. The conveyor 127 comprises two endless chains 129 passing over ratchet wheels 130 mounted on a frame 131, these chains comprising a large number of projecting bars 132 which advance in grooves 133, the points of these bars being slightly projecting at the bottom. above the plate 128a so as to touch and take the tablets a.
To keep the bars 132 in contact with the shelves a on the plate 128a, the chains carry rollers 135 (Fig. 21) running on rails 136 and which prevent the chains from sagging. The chains pass over an uncontrolled toothed wheel 137 and are driven by a toothed wheel 138 as described later. Guides 139 (Fig. 19) ensure the alignment of the shelves a on the conveyor 127 before they are transported to the sealing mechanism. The pivoting of the shelves a by the turnstile 125 can be seen very clearly in fig. 18.
The tablets, as they travel on the conveyor 127, pass through the sealing mechanism which is generally indicated by 140 (Figs. 17, 18, 19 and 20). The construction details of the sealing mechanism are shown in Figs. 22, 23 and 24 which we will refer to now.
The conveyor 127 is shown in fig. 22 passing between two discs 145 each having a peripheral groove 146, the disc being placed in a horizontal plane.
Each of the discs 145 is mounted above a reservoir 147 containing, for example, a wax which is held in. melting by means of electrical elements or other heating elements 148 which may be controlled by a thermostat or otherwise. A disc 149 is immersed in the molten wax and comes to rest on the edge of the disc 145 so that the wax from the reservoir 147 is transferred into the groove 146 and driven by the latter in its rotation.
The disc 145 is mounted on a vertical axis
150 which carries at its lower end a helical pinion 151 which engages with a pinion 152 mounted on a transverse shaft 153 (Fig. 23), the latter being controlled as described below. The disc 149 is mounted on a shaft 154 which carries a toothed wheel controlled by means of a gear train 155, by a pinion 156 mounted on the transverse shaft 153 (FIG. 24).
The excess wax is removed from the discs 145 by scraper knives 157 (fig. 23), and the entire mechanism is enclosed in a casing, the assembly of which is indicated at 158.
As the tablets a are carried by the conveyor 127, the edges of the closure tabs pass into the peripheral grooves 146 where they become coated with molten wax.
I1 thus forms over the entire edge of each of the closure tabs a wax strip which effectively closes the tabs of the wrapped tablet. As the tablets a are carried past mechanism 140, the wax solidifies, and the tablets can be handled immediately and without interrupting the continued production of the wrapped tablets.
It is absolutely essential that the various mechanisms operate in synchronism and that means are provided to synchronize the mechanisms. The control of the mechanisms which makes it possible to achieve this condition is shown schematically in fig. 25.
An electric motor 160 is connected to a main shaft 161 which it operates by belts 162 and the controls for the various mechanisms start from the shaft 161. Thus, the rollers 32 (FIG. 2) are connected to each other by toothed wheels. 163 (fig. 25) and are controlled by means of a helical pinion 164 disposed on an auxiliary shaft 161 controlled itself by means of a gearbox 165 with a very wide range, from of the shaft 161. The output speed of the gearbox is regulated by means of cranks 166 so that the mechanism which comprises the rollers 32 can be synchronized with the other mechanisms. The pressing mechanism of fig. 6 and 7 (comprising the cylinders 55, 61) is controlled by the shaft 161 by means of a helical gear 167.
The toothed wheels 73, 83 of the smoothing mechanism are controlled by a helical gear 169, on the main shaft 161. The driven pinion of this gear is wedged on a shaft which directly controls one of the two wheels 73, 83, while one appropriate bond drives the other. The sectioning mechanism 43 is also controlled by the shaft 161 by means of a helical gear 170 and by a variable speed gear adjustable by a crank 171. The turnstile 125 is controlled by means of helical gears. 172, by a very wide range speed gearbox 173, which is controlled by shaft 161, and the output speed of which can be changed by a crank 174.
Likewise the conveyor 127 is controlled by the shaft 161 by means of a similar gearbox 175 adjustable by cranks 176, the transverse shaft 153 being controlled by said gearbox.
Thanks to the helical gears provided, the play is reduced to a minimum, so that all the elements are exactly synchronized.