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.