Procédé pour remplir et fermer des récipients et machine pour la mise en oeuvre de ce procédé
Le présent brevet comprend un procédé pour remplir et fermer des récipients à ouverture dont le bord est entouré d'une bordure.
Le brevet comprend, en outre, une machine pour la mise en aeuvre du procédé ci-dessus.
On utilise des récipients hermétiquement fermés individuels d'une grande diversité de dimensions et de formes pour la vente de nombreux produits.
Le procédé du présent brevet est caractérisé par le fait qu'on fait avancer les récipients par rangées de façon continue et à une vitesse constante, on remplit les récipients pendant le déplacement, on applique et on scelle progressivement une feuille de couverture de largeur correspondant à plusieurs récipients sur plusieurs rangées successives de récipients pendant le déplacement et on enlève les récipients scellés en groupes du transporteur.
La machine que comprend également le brevet est caractérisée par le fait qu'elle comprend un transporteur de rangées de récipients faisant avancer ces rangées de façon continue et à une vitesse constante, un dispositif pour déposer des récipients sur le transporteur en rangées et un chargeur déposant un produit dans les récipients de chaque rangée, un dispositif pour appliquer et sceller progressivement une feuille de couverture sur les récipients en mouvement, et un dispositif de décharge enlevant les récipients par groupes du transporteur.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la machine que comprend le brevet.
La fig. 1 est une vue en plan schématique de la machine.
La fig. 2 est une vue de côté de cette machine.
La fig. 2A est une vue de côté d'un ensemble de matrices destiné à être utilisé avec la machine des fig. 1 et 2.
La fig. 3 est une vue en plan montrant l'agencement et les liaisons mutuelles du mécanisme de commande.
La fig. 4 est une vue de côté du mécanisme de commande de la fig. 3.
La fig. 5 est une coupe verticale suivant la ligne 5-5 de la fig. 1.
La fig. 6 est une vue de côté partielle détaillée suivant la ligne 6-6 de la fig. 5.
La fig. 7 est une coupe verticale partielle faite à travers l'extrémité inférieure d'un magasin de dépôt de récipients, suivant la ligne 7-7 de la fig. 8.
La fig. 8 est une coupe horizontale partielle faite à travers les extrémités inférieures de magasins adjacents de dépôt de récipients, suivant la ligne 8-8 de la fig. 7.
La fig. 9 est une vue partielle à plus grande échelle montrant les éléments de séparation des récipients situés à la base des magasins d'emmagasinage des récipients suivant la ligne 9-9 de la fig. 8.
La fig. 10 est une vue en plan partielle du poste de dépôt des récipients.
La fig. 11 est une vue en plan partielle d'une plaque de support.
La fig. 12 est une coupe détaillée partielle à plus grande échelle suivant la ligne 12-12 de la fig. 11.
La fig. 13 est une coupe détaillée partielle à plus grande échelle suivant la ligne 13-13 de la fig. 11.
La fig. 14 est une coupe partielle faite à travers un rouleau de scellement représenté au contact d'une feuille d'une matière de fermeture pour la sceller par pression sur une rangée de récipients.
La fig. 15 est une vue à beaucoup plus grande échelle montrant une feuille de matière de fermeture appliquée sur une bordure de récipient.
La fig. 16 est une vue partielle en plan, avec coupe partielle, montrant un ensemble de couteau qui se trouve devant le poste de déchargement des récipients.
La fig. 17 est une vue de face en partie en coupe montrant l'ensemble du couteau.
La fig. 18 est une coupe verticale à travers l'ensemble du couteau.
La fig. 19 est une vue en plan des rails de guidage et de la courroie d'évacuation au poste de déchargement.
La fig. 20 est une vue de côté partielle faite à travers le poste de déchargement.
La fig. 21 est une coupe verticale partielle suivant la ligne 21-21 de la fig. 20 et montrant l'agencement de montage et de commande des doigts de levage.
La fig. 22 est une vue en plan partielle montrant l'extrémité d'évacuation d'une variante de la machine d'empaquetage, qui permet une séparation et un empaquetage automatiques des récipients.
La fig. 23 est une coupe longitudinale suivant la ligne 23-23 de la fig. 22.
La fig. 24 est une vue en plan partielle schématique montrant un agencement pour découper des récipients rectangulaires après leur remplissage et leur scellement.
La fig. 25 est une coupe longitudinale suivant la ligne 25-25 de la fig. 24.
La fig. 26 est une vue en perspective d'un récipient du type rectangulaire, tel qu'il est manié par la machine des fig. 24 et 25.
La fig. 27 est une coupe longitudinale d'une variante de la machine.
La fig. 28 est une vue en plan de l'agencement de la machine de la fig. 27.
La fig. 29 est une vue en plan montrant une plaque de support de récipients présentant une feuille de fermeture déposée en regard sur ces derniers.
La fig. 30 est une vue en perspective partielle à plus grande échelle montrant la construction de la feuille de couverture et son application à un récipient.
La fig. 31 est une coupe détaillée à plus grande échelle faite à travers un empaquetage terminé d'un récipient et d'un couvercle.
La fig. 32 est une vue en plan partielle d'un dispositif de remplissage.
La fig. 33 est une coupe longitudinale suivant la ligne 33-33 de la fig. 32.
La fig. 34 est une coupe suivant la ligne 34-34 de la fig. 33.
La fig. 35 est une coupe suivant la ligne 35-35 de la fig. 33.
La fig. 36 est une coupe transversale faite à travers un ensemble de rouleau et ses montures.
La fig. 37 est une coupe à plus grande échelle faite à travers une plaque de support utilisée avec le rouleau de la fig. 36.
La fig. 38 est une vue en bout en partie en coupe du rouleau de scellement de la fig. 36.
La fig. 39 est une vue en bout d'un support réglable pour le rouleau de scellement.
La fig. 40 est une vue de l'autre extrémité du rouleau et montre l'agencement de balais pour fournir le courant électrique au rouleau.
La fig. 41 est une vue latérale d'une variante de l'agencement d'avance de la bande.
La fig. 42 est une vue de face de l'agencement d'avance de la bande de la fig. 41 et suivant la ligne 42-42 de cette dernière figure.
La machine représentée est destinée en particulier à manutentionner des paquets unitaires dont chacun comprend un récipient C d'une capacité de 28 g, mais il est évident qu'on peut conditionner des recipients de dimension plus grande ou plus petite et de forme ronde ou rectangulaire, à l'aide de cette machine. Le récipient C, pour lequel la machine représentée est spécialement conçue, est habituellement en clinquant d'aluminium, l'ouverture de son sommet étant entourée par une bordure marginale à laquelle un couvercle appliqué en travers du récipient peut être hermétiquement scellé. La fermeture peut être formée à l'aide de matières de couverture différentes, comme un clinquant d'aluminium, un stratifié de papier et de clinquant, un stratifié de clinquant et de carton ou autres feuilles de matières souples.
L'agencement et l'emplacement matériels des postes de traitement d'une machine pour le remplissage et le scellement des récipients sont représentés sur les fig. 1 et 2, où la machine est représentée comme ayant un bâti principal allongé, horizontal 40, qui supporte à rotation un arbre antérieur 41 du transporteur situé à son extrémité d'évacuation et équipé de pignons 41S à chaînes et un arbre postérieur 42 du transporteur situé à son extrémité d'admission et équipé d'une paire de pignons 42S de guidage des chaînes. Une série de chaînes à maillons 43 s'étendent sur toute la longueur du bâti de la machine et sont entraînées par des séries correspondantes des pignons 41S et 42S. Le bâti comprend une table 40T s'étendant sensiblement sur toute sa longueur pour supporter les chaînes 43 le long de leur brin supérieur.
Une série sans fin de plaques de support 44 sont disposées sur les chaînes 43 et reliées à ces dernières par leur côté respectif pour se déplacer en alignement successif longitudinal adjacent et de préférence dans un sens généralement horizontal. Le déplacement des plaques de support le long du brin supérieur de la chaîne transporteuse forme un trajet de traitement sensiblement horizontal.
Dans la machine représentée pour manutentionner des récipients unitaires, chaque place de support est représentée comme comportant vingt cavités de montage de récipients en une disposition de cinq lignes fournissant quatre rangées transversales de cavités avec cinq cavités par rangée. Cette disposition est conforme au plateau d'empaquetage en pulpe moulée présentant vingt cavités couramment disponibles sur le marché et ainsi qu'on le verra plus loin, elle réduit au minimum le maniement nécessaire pour transférer les récipients scellés des plaques de support sur les plateaux d'empaquetage. Evidemment, l'équipeinent peut être adapté pour empaqueter des plateaux de dimension de forme et de capacité quelconques.
Des moyens sont montés sur le bâti 40 pour former un poste de dépôt 46 au voisinage de l'extré- mité d'admission du trajet de traitement pour déposer simultanément cinq récipients dans chaque rangée transversale des cavités, un poste de remplissage 47 espacé le long du trajet de traitement dans le sens de déplacement des récipients et comprenant une série de cinq goulottes transversalement espacées pour remplir simultanément chaque récipient d'une rangée transversale,
un poste de scellement 48 espacé le long du trajet de traitement reçoit une feuille de matière de couverture d'une largeur correspondant à celle de la distribution des cavités de support des récipients et applique simultanément la feuille de couverture aux bordures de chaque récipient d'une rangée transversale pour sceller la matière de couverture sur les bordures des récipients et finalement un poste d'évacuation 49 est prévu au voisinage de l'extrémité d'évacuation du trajet de traitement pour séparer les récipients scellés des plaques de support et pour transporter les récipients séparés vers un poste d'empaquetage.
Dans les fig. 1 et 2, le poste de dépôt 46 présente une série de cinq tubes servant de magasins des récipients et les récipients sont évacués individuellement à partir de chaque magasin sous la commande d'éléments de séparation à mouvement de va-et-vient commandés en synchronisme avec le mouvement du transporteur. Les détails du poste de dépôt des récipients 46 sont représentés sur les fig. 5 à 10 et sont décrits ultérieurement.
Le poste de dépôt 46, comme représenté, envisage l'utilisation de récipients, qui ont été fabriqués en un endroit éloigné et transportés à l'emplacement de l'appareil de traitement, mais il est évident que ce poste de dépôt peut être adapté pour recevoir et déposer des récipients fabriqués en un point rappro ché de l'extrémité d'entrée de la machine représentée sur les fig. I et 2.
Le poste 47 de remplissage des récipients de
I'agencement représenté n'est pas montré en détail et il peut avoir diverses formes connues des spécialistes.
Dans une forme simplifiée, la machine ne présente pas l'équipement de dépôt et de remplissage des récipients et est agencé simplement pour recevoir et sceller des récipients déjà remplis.
Dans la machine décrite, on prévoit des moyens pour garantir un joint hermétique parfait pour tous les récipients, même lorsqu'il existe des imprécisions ou des variations inattendues de l'épaisseur, de l'état lisse des surfaces ou autres caractéristiques variables de la feuille de couverture et des bordures des récipients. Dans un sens général, on parvient à cette sûreté de l'action de scellement en pressant progressivement la feuille de couverture et les bordures en regard l'une contre l'autre, le long d'une ligne de contact s'étendant transversalement au transporteur 40 et cette ligne progresse en fait transversalement au récipient, à mesure que les récipients avancent le long du trajet d'empaquetage.
Pour obtenir le joint voulu, l'une des surfaces presseuses opposées est dure et rigide, tandis que l'autre est élastiquement déformable de façon qu'indépendamment des variations habituelles de la feuille de couverture et de la bordure ces pièces soient pressées progressivement l'une contre l'autre avec une force importante sur toute leur surface de scellement en contact.
Comme représenté aux fig. 1 à 4 et 14, ces surfaces de pressage se faisant face sont formées par les bords durs et rigides des cavités recevant les récipients des plaques de support 44 et par un rouleau de scellement 50, qui présente une surface externe élastiquement déformable 50R. Le rouleau est chauffé pour activer la matière de scellement sensible à la chaleur recouvrant la matière de couverture. Le rouleau de scellement 50 est commandé à une vitesse périphérique et dans un sens sur le côté du transporteur, qui correspondent au mouvement des récipients sur les plaques de support 44. Ces dernières sont supportées directement sous le rouleau presseur 50 par un rouleau d'appui 50B, comme représenté sur les fig. 1 à 4, de façon à assurer l'application de la pression de scellement voulue.
Comme indiqué de façon générale sur les fig. 1 et 2, la force d'entraînement du rouleau de scellement 50 est fournie par une chaîne 51 et des roues dentées 51G engrenant l'une avec l'autre commandées à partir d'un arbre 52 qui se trouve sous la table 40T.
La roue dentée inférieure 51G est commandée par la chaîne 51 et la roue dentée supérieure 51G est supportée par le rouleau de scellement 50, de façon à faciliter l'enlèvement et le nettoyage du rouleau 50.
Une bande continue W de matière de couverture est avancée transversalement sur un rouleau d'avance à angle droit 53 pour se déplacer sous, puis sur un rouleau de guidage oblique 54, qui chevauche le trajet de traitement et dirige la bande vers la périphérie supérieure du rouleau de scellement 50, dont la rotation fait continuellement avancer la bande, de façon à recouvrir simultanément toute la largeur de la rangée des récipients. La bande W de la matière de couverture est chauffée par le rouleau 50 et est pressée en contact de scellement avec les bords le long d'une ligne transversalement avançant progressivement, à mesure que la matière de couverture et les bordures se déplacent sous le rouleau 50.
Un dispositif d'avance direct de la bande utilise un rouleau d'avance monté devant le rouleau de scellement et disposé transversalement au trajet de traitement et au-dessus de ce dernier. Sur les fig. 41 et 42, une bande continue W de matière de couverture est déroulée à partir d'un rouleau 180 monté sur un arbre 181, qui s'étend transversalement audessus du trajet de traitement et qui tourillonne dans des supports verticaux 182, fixés à la table 40T sur les côtés du trajet de traitement. Chaque support 182 présente également un bras de montage 183 pour supporter des arbres fous 184 et 185 par lesquels la bande de matière de couverture est avancée vers le rouleau de scellement 50.
Des moyens de réglage du repérage 186 sont représentés sur le support de droite 182 pour centrer la bande par rapport aux plaques de support se déplaçant le long du trajet de traitement. Des moyens de freinage 187 sont représentés sur le support de gauche 182 pour régler la tension de la bande continue W. Comme indiqué sur la fig. 14, le rouleau de scellement 50 est une construction en acier soudé, présentant un manchon en acier 50S s'étendant entre les plaques d'extrémité 50P, et entouré d'un fil métallique de résistance (non représenté). Un revêtement 50F en matière analogue au caoutchouc entoure le manchon 50S pour fournir la surface élastiquement déformable 50R.
Il est aussi évident qu'au lieu d'avancer une bande continue de matière de couverture vers le rouleau de scellement, on peut avancer successivement des feuilles individuelles de matière de couverture, chacune ayant la grandeur d'une plaque de support individuelle sur chaque plaque de support, à mesure qu'elle s'approche du rouleau de scellement 50. Selon une variante, ces feuilles individuelles peuvent être avancées autour du rouleau de scellement 50 et le rouleau de scellement réaliserait de nouveau les diverses fonctions d'avance de la matière de couverture de pression de cette dernière sur les récipients et de chauffage de la matière pour activer son revêtement de scellement.
Un couteau 60 est situé en amont du poste d'évacuation 49. Ce couteau 60 peut être actionné sous la commande de cames montées sur chaque plaque de support 44, pour sectionner la bande transversalement en des points situés entre les plaques de support successives, comme représenté sur les fig. 16, 17 et 18. Le couteau est inutile, lorsque la matière de couverture est avancée sous forme de feuilles individuelles conformes aux dimensions des plaques de support.
Le poste d'évacuation est aussi équipé de séries de doigts de levage rotatifs 61F montés sur un arbre transversal 61, qui est commandé en synchronisme avec le mouvement des plaques de support, de façon qu'un jeu de doigts de levage vienne au contact des récipients de la rangée antérieure de chaque plaque de support et les soulève. Cette action de levage des doigts 61F facilite l'enlèvement automatique ou manuel des récipients, de leur plaque de support.
Dans la machine représentée, le poste d'évacuation présente un bâti pivotant 62, qui supporte un transporteur d'évacuation constitué par une courroie d'évacuation 63 pour transférer tout un groupe de récipients scellés de sa plaque de support à un poste d'emballage. Le chemin d'approche de ce transporteur d'évacuation présente un jeu de rails transversalement espacés, inclinés vers le haut 64, dépassant à l'extérieur du bâti pour venir au contact de la matière de couverture en des points situés entre chaque ligne de récipients et pour agir en tant que guides inclinés pour transférer un groupe de récipients des plaques de support 44 sur la courroie d'évacuation 63. Les détails des doigts de levage, des rails de guidage et du mécanisme de la courroie d'évacuation sont représentés sur les fig. 19 à 21 et seront décrits plus loin.
Chaque groupe de récipients évacués à partir de la courroie d'évacuation 63 est prêt à être introduit dans une machine à matrices 70 (voir fig. 2A).
La machine à matrices 70 est agencée pour recevoir un groupe G de vingt récipients scellés et un plateau d'emballage en pulpe moulée T de forme correspondante et elle est agencée pour fonctionner et pour déposer chaque récipient dans un alvéole séparé ménagé dans le plateau d'emballage.
Dans ce but, le bâti 71 de la machine à matrices présente un coulisseau supérieur 70D sous forme d'une matrice pour recevoir et supporter provisoirement un groupe G de récipients et un coulisseau inférieur 70C sous forme d'un chariot ou support pour recevoir un plateau d'emballage T, dont les alvéoles se trouvent sous les récipients. Les coulisseaux 70C et 70D sont mutuellement reliés par des crémaillères 70R et un pignon intercalé 70P en vue d'un mouvement simultané vers l'intérieur et vers l'extérieur par rapport au bâti 71 en facilitant ainsi le chargement et le déchargement.
Une tête à poin çons supérieure à mouvement de va-et-vient 70P porte des poinçons 72 et lorsqu'un groupe G est déplacé en position dans le bâti 71, la tête à poin çons 70P est actionnée et les récipients scellés C sont découpés à partir de la matière de couverture et tombent dans les alvéoles correspondants du plateau T.
Dans la machine représentée sur les fig. 1 et 2, aux fins de la description, les moyens du poste de dépôt 46, du poste de remplissage 47, du poste de scellement 48 et du poste d'évacuation 49, sont actionnés et synchronisés à partir d'un mécanisme de commande commun. dont les détails sont représentés en particulier sur les fig. 3 et 4. Un moteur de commande principal 80 se trouve sensiblement au centre dans la partie inférieure du bâti princi- pal 40 et est équipé d'une poulie de commande 80P pour une courroie se déplaçant transversalement 81, qui est entraînée autour d'une poulie 82P à l'entrée d'un ensemble réducteur de vitesse 82, dont l'arbre de sortie est équipé d'un pignon de commande 82S.
Un arbre de commande principal 83 de la machine se trouve en avant du moteur 80 et est équipé d'un pignon 83S et d'une chaîne 84 qui passe autour du pignon de commande 82S de l'en semble réducteur de vitesse 82. L'arbre de commande principal 83 est équipé d'un pignon intérieur 85S muni d'une chaîne de commande 85 reliée à un pignon 86S monté sur un arbre de commande 86 du poste de remplissage 47. L'arbre 86 porte un pignon asservi 87S équipé d'une chaîne 87 entraînée autour d'un arbre de commande 88 du poste de dépôt des récipients 46.
A l'autre extrémité, I'arbre de commande principal 83 présente une roue à denture droite 83G montée à l'extérieur qui engrène avec une roue à denture droite de grand diamètre 89G montée sur une extrémité d'un arbre de renvoi 89 dont l'autre extrémité est munie d'un pignon 89S ayant une chaîne 90 reliée à un pignon 90S monté sur l'arbre antérieur 41 du transporteur. Comme représenté en particulier sur la fig. 20, I'arbre antérieur 41 du transporteur présente un autre pignon 91S muni d'une chaîne 91 pour entraîner les doigts de levage 61F montés sur l'arbre éjecteur 61 et il est équipé d'un second pignon 92S comportant une chaîne 92 le reliant à un arbre antérieur 93 de la courroie d'évacuation 63.
Sur la fig. 4, un ensemble d'une brosse rotative 95 est représenté comme étant monté dans la partie inférieure de la machine et plongé en partie dans un bain détersif 96 et en position pour frotter la surface de chaque plaque de support 44 pendant son déplacement le long du brin inférieur du transporteur. L'arbre de l'ensemble de la brosse 95 est représenté comme étant équipé d'un pignon 95S venant en prise avec une chaîne 96, qui est commandée à partir d'un pignon 96S monté à l'extérieur sur l'arbre de renvoi 89.
On peut effectuer divers réglages du mécanisme de commande pour faciliter la synchronisation avec le déplacement des plaques de support du fonctionnement de chaque poste le long du trajet de traitement.
En se référant maintenant aux fig. 5 à 10, le poste de dépôt des récipients est représenté comme comprenant un pont de support 100 s'étendant transversalement au-dessus du trajet de traitement pour supporter une rangée alignée transversalement de magasins de récipients 100M. Au voisinage de ses côtés opposés, le pont présente des berceaux rai nurés doubles 101 pour supporter et guider des barres coulissantes s'étendant transversalement 102 et 103 qui longent les extrémités inférieures des magasins et portent chacune des jeux individuels de couteau tranchant et de support 104 et 105 respectivement pour chaque magasin.
D'un côté, les extrémités correspondantes des barres coulissantes sont mutuellement reliées par une tringlerie de renvoi 106, de façon qu'un mouvement de gauche à droite de la barre coulissante 102 provoque un mouvement correspondant de droite à gauche de la barre coulissante 103.
Pour actionner le dispositif de dépôt des récipients, son arbre de commande 88 présente une
came 107 (voir fig. 5 et 6) ayant une surface de
came s'étendant en spirale radialement vers l'exté
rieur 107C se terminant par une brusque descente,
qui crée une course rapide de dépôt des récipients synchronisée avec la position des cavités de montage des récipients des plaques de support 44. La position de rotation de cette came sur son arbre est
réglable pour fournir une synchronisation exacte.
Une tige de manoeuvre 108 est montée sur un bâti latéral 109 en vue d'un mouvement coulissant ver
tical et supporte un galet 1 08R roulant sur la came 107 pour déterminer le cycle de mouvement de cette tige. Un ressort de poussée 108S sollicite normalement la tige vers le bas. A son extrémité supérieure, la tige est reliée pour commander un levier coudé 110 pour transmettre le mouvement aux barres coulissantes 102 et 103.
Normalement, le récipient inférieur C de chaque magasin 1 00M repose sur ses éléments tranchants 104 situés de façon à recouvrir en partie ses éléments de support 105. Les barres coulissantes 102 et 103 sont entraînées en sens opposé pour enlever les éléments tranchants 104 et pour permettre au récipient inférieur de tomber sur les éléments de support 105 (cette position étant représentée sur la fig. 8). Lorsque les barres coulissantes sont ramenées en position initiale, les éléments de support 105 sont escamotés pour libérer le récipient inférieur. Entre-temps, les éléments tranchants 104 se déplacent vers l'intérieur pour saisir la bordure du récipient suivant. Au cours de chaque cycle, une série de cinq récipients est libérée pour tomber dans une rangée transversale de cavité de la plaque de support 44.
Chaque plaque de support 44, pour la machine représentée sur les fig. 1 et 2, est de préférence en un métal, comme l'acier, la fonte ou l'aluminium et présente une disposition de vingt cavités présentant cinq lignes longitudinales pour former quatre rangées transversales. Comme on le voit en particulier sur les fig. 1, 1 1 et 12, chaque côté de la plaque de support présente un évidement marginal 44R et une fente longitudinale interne correspondante 44S pour recevoir des bras espacés 43L, qui font saillie vers le haut à partir des chaînes transporteuses 43 et qui sont fixés à leurs extrémités supérieures par des goujons de blocage 43P. Une bande métallique 44M recouvre l'évidement 44R et est fixée à la plaque de support pour dissimuler ses liaisons.
Les plaques de support 44 sont découpées et chaque côté à leur angle de fuite pour présenter une surface de came 44C et commander ainsi l'ensemble 60. A ce sujet, chaque plaque de support présente un angle menant de dimension normale pour présenter une surface de butée faisant face vers ravant 44A au voisinage de la surface de came 44C de l'angle de fuite de la plaque de support précédente. La fonction de commande de ces surfaces d'angle des plaques de support est décrite en détail en se référant au couteau des fig. 16 à 18.
Comme on le voit en particulier sur la fig. 12, un revêtement 44T est appliqué sur toute la surface à découvert de chaque plaque de support pour agir comme calorifugeant, par exemple un agent facilitant le décollement des récipients ou un agent permettant d'éliminer le dépôt de contaminant. Une matière plastique telle que du polytétrafluoroéthylène vendue sous le nom e Téflon a ces propriétés et est préférée, bien qu'on envisage également des matières équivalentes connues des spécialistes.
La matière en feuille utilisée d'une façon typique pour la matière de couverture W a une épaisseur totale de 0,1075 mm et consiste en un clinquant d'aluminium d'une épaisseur de 0,025 mm stratifié avec un support en papier sur une face qui a une épaisseur de 0,075 mm et enduit d'une matière de scellement comme une résine de vinyle d'une épaisseur de 0,0075 mm sur son autre face. Afin que le rouleau de scellement 50 active l'enduit de scellement, il est porté à une température comprise entre 177 et 2040 C, pour fournir une température de 1600 C sur l'agent de scellement.
La température à la face de séparation entre l'agent de scellement et la bordure des récipients serait alors de 1160 C environ et afin de maintenir cette température, le revêtement 44T de la plaque de support fournit un effet de calorifugeage pour isoler la plaque conductrice de la chaleur du rouleau. Avec cet agencement, on peut facilement activer un agent de scellement à l'aide du rouleau pendant la brève période de contact. Comme indiqué précédemment, on peut utiliser d'autres matières de scellement appropriées.
Lorsque le rouleau vient au contact de la matière de couverture, sa température élevée provoque une dilatation de la matière de couverture en aluminium et le refroidissement ultérieur du clinquant provoque une contraction du clinquant d'aluminium de la matière de couverture, en ayant tendance à bloquer les récipients dans leurs cavités de montage et à empêcher leur décollement libre sous l'action de levage des doigts éjecteurs. La propriété lubrifiante de la surface lisse, présentée par le revêtement de Téflon 44T, facilite le décollement aisé des récipients à partir de la plaque de support. Finalement, la surface lisse du revêtement de Téflon empêche tout dépôt de contaminant sur cette dernière.
Le couteau à mouvement de va-et-vient, qui est désigné par 60 sur les fig. 1 et 2, est représenté en détail sur les fig. 16 à 18. Le couteau comprend des blocs coulissants 110 pour son montage sur la table 40T du bâti principal le long des bords longitudinaux de la plaque de support. Ces blocs coulissants 110 sont reliés par un chariot de couteau, qui comprend une barre en Té rieur le long de la piste de came oblique 117S pour faire osciller la plaque de support 120 vers l'extérieur et escamoter le rouleau de came 122 pour permettre à la plaque de support de continuer son chemin.
Ensuite la section supérieure 118 est ramenée en position initiale par un ensemble de ressort de rappel 124.
Le mécanisme 115 d'électro-aimants de mancRu- vre du couteau comprend un électro-aimant 128 pour actionner la lame tranchante 113 et un électroaimant 129 de rappel du couteau. Le déclenchement du microcontact 126 excite l'électro-aimant 128 pour actionner le couteau et le fonctionnement de l'électroaimant 128 est détecté par un moyen (non représenté) qui excite automatiquement l'électro-aimant 129 pour ramener le mécanisme en position initiale et le couteau 113 dans sa position initiale élevée. Les électroaimants 128 et 129 sont espacés latéralement et sont reliés par l'intermédiaire de tiges 128B et 129B présentant des paliers d'extrémité, fixées à une plaque commune 130. Cette dernière pivote au centre sur une extrémité d'une bielle montée à pivot 131, qui supporte un goujon 131P à son extrémité inférieure.
Le goujon 131 P s'étend à travers une fente verticale 112S ménagée dans la barre 112 de support du couteau et s'étend à travers une fente de croisement lîlS ménagée dans l'âme verticale de la barre en Té 111.
La barre 112 de support du couteau et la lame de couteau 113 se déplacent en bloc et sont munies de goujons de montage 132, qui glissent dans des glissières obliques 1110 ménagées dans l'âme verticale de la barre en T. Par conséquent, le fonctionnement de l'électro-aimant 128 fait pivoter la bielle 131 pour faire osciller le goujon 131 P et commande conjointement la barre 112 de support du couteau et la lame de couteau 113 vers la droite, en observant les fig. 16 et 17. Ce mouvement horizontal du couteau se transforme en un mouvement angulaire vers le bas, grâce aux fentes de guidage obliques 1110. D'une façon correspondante, le goujon de commande 131 P de la bielle pivotante flotte de bas en haut dans la fente verticale 112S ménagée dans la barre de support.
Le poste d'évacuation, représenté en 49 sur les fig. 1 et 2, est montré en détail sur les fig. 19 à 21.
D'une façon générale, la rangée antérieure des récipients de chaque plaque de support 44 est déchargée au moyen du mouvement synchronisé des doigts de levage rotatifs 61F, qui soulèvent la rangée antérieure de chaque groupe scellé de vingt récipients pour faciliter l'engagement des doigts inclinés formant les rampes 64 sous la feuille de couverture en des endroits situés entre les récipients adjacents. Les doigts 64 agissent alors comme des rails et le groupe des récipients est poussé progressivement de bas en haut le long desdits rails par le mouvement continu de la plaque de support à partir de laquelle ils sont enlevés. Finalement, le groupe des récipients glisse sur la courroie d'évacuation 63 montée séparément pour être transporté vers un poste de découpage à
I'emporte-pièce et d'emballage, comme représenté en 70 sur la fig. 2A.
La courroie d'évacuation 63 est montée sur un bâti séparé 62, qui comprend des rails latéraux 140, s'étendant longitudinalement, une traverse 141 supportant l'ensemble des doigts 64 formant les rampes, un arbre postérieur 142 et un arbre de renvoi 143 et un arbre antérieur commandé 93. La courroie 63 est entraînée autour des arbres 93, 142 et 143 et est commandée continuellement par la chaîne 92. On prévoit un bras pivotant rigide 144 dirigé vers le bas le long de chaque rail latéral 140 et qui fait saillie sous la table 40T du bâti principal pour venir en prise avec l'arbre antérieur 41, qui fonctionne comme axe de pivotement.
Le bâti 62 est maintenu normalement en position inclinée vers le haut dans laquelle il est représenté, cette position étant déterminée par des goujons de butée 1 40P prévus dans chaque rail latéral à l'extré mité d'entrée du poste d'évacuation. Ces goujons de butée viennent en prise avec la table 40T du bâti principal. Pour solliciter le bâti 62 dans cette position, chaque rail latéral 140 présente un bras dirigé vers le bas 140A, qui est relié à l'extrémité supérieure d'un ressort hélicoïdal allongé 145 relativement peu résistant dont l'extrémité inférieure est fixée au bâti principal 40 en un point voisin du sol.
L'agencement est tel qu'on peut faire pivoter manuellement tout le poste d'évacuation dans le sens dextrorsum en observant la fig. 20, s'il se produit un coincement quelconque des récipients arrivant sur les doigts 64 formant les rampes. Ensuite, les récipients successifs peuvent passer sous la rampe pour éviter une perte importante.
Sur les fig. 22 et 23, les moyens montés à l'extrémité d'évacuation du trajet de traitement sont représentés sous une forme modifiée. Ces moyens modifiés sont utilisés de préférence lorsque la feuille de fermeture constitue une bande continue et ils sont agencés pour effectuer un découpage à l'emporte-pièce et un empaquetage des récipients automatique. Aucun couteau à mouvement de va-et-vient, comme celui représenté en 60 sur la fig. 1, n'est utilisé.
Le poste d'évacuation, qui est désigné de nouveau par 49 et qui comprend les rampes formées par les doigts 64 et la courroie d'évacuation 63, peut être essentiellement identique à celui représenté en détail sur les fig. 19 à 21. Par conséquent, la sortie, à partir des plaques de support, comprend une feuille continue de matière de couverture, qui adhère aux récipients pour fournir un produit composite, qui s'écoule en un courant continu le long des doigts 64, avec la courroie d'évacuation 63, puis dans un poste de séparation où les récipients individuels C des rangées transversales successives sont découpés à l'emporte-pièce à partir de la bande de couverture et tombent dans des alvéoles correspondants des plateaux T pour l'emballage par groupes.
La bande des récipients associée C, qui est avancée constamment, peut être cintrée vers le bas à la fin du transpor teur 63 pour former ainsi une boucle dirigée vers le bas 6 à partir de laquelle la bande est avancée par intermittence par le rouleau d'avance intermittent 150 vers un seul dispositif de découpage à l'emporte-pièce 151 des rangées, le dispositif de découpage à l'emporte-pièce 151 étant disposé audessus d'une courroie transporteuse 152, de façon que les plateaux T puissent être avancés pas à pas sous le bloc de matrices 151D.
Le dispositif de découpage 151 présente un poinçon 151 P et le bloc de matrices 151D et le poinçon 151P et le bloc de matrices 151D sont déplacés vers l'avant et à l'écart l'un de l'autre en synchronisme avec l'avance pas à pas du rouleau d'avance 150, de façon que les ouvertures du bloc de matrices puissent entourer chaque rangée de récipients nouvellement présentée pour l'opération voulue de découpage à l'emportepièce. Lorsque le bloc de matrices 151D est retiré vers le bas, la bande des récipients et toute bande de déchet obtenues sont supportées par des rouleaux 151R.
Les plateaux T sont chargés sur le transporteur 152 à gauche du dispositif de découpage 151 et sont déplacés pas à pas sous la matrice 151 D pour recevoir les rangées des récipients C, à mesure qu'ils sont découpés à partir de la bande.
Les plateaux T sont ainsi chargés successivement et peuvent alors être placés dans des boîtes d'emballages, etc.
Un agencement, convenant en particulier pour séparer et évacuer des récipients rectangulaires, qui ont été scellés à l'aide d'une bande continue W d'une matière en feuille de fermeture, est représenté sur les fig. 24 et 25. Le produit empaqueté final est représenté sur la fig. 26, dans laquelle le récipient est désigné par C et son couvercle de scellement par S. Un dispositif de découpage à rouleau 159 est représenté comme étant disposé transversalement au-dessus du trajet de traitement et est équipé de roues de découpage 159W venant en regard des espaces compris entre les récipients adjacents. Il est suivi par un mécanisme à couteau à mouvement de va-et-vient du type représenté en 60 sur les fig. 1 et 2.
Les roues de découpage 159W du dispositif de découpage à rouleau découpent la bande continue le long de lignes longitudinales 161 et le couteau à mouvement de va-et-vient 60 découpe la bande le long de lignes transversales 162.
Dans l'agencement des fig. 24 et 25, il est préférable que le couteau à mouvement de va-et-vient découpe la feuille de couverture entre les rangées adjacentes des récipients au lieu de la découper entre des groupes adjacents. Pour faciliter cette opération, les plaques de support des récipients peuvent présenter des rainures transversales entre les rangées adjacentes des cavités et des rainures longitudinales entre les lignes adjacentes des cavités. On peut prévoir des doigts de levage 61F pour venir au contact de chaque récipient de chaque rangée et pour le soulever, afin de faciliter l'enlèvement des récipients des plaques de support.
Les fig. 27 et 28 montrent une machine d'empaquetage destinée à fournir un emballage de groupe simplifié, dans lequel chaque groupe de récipients est scellé à l'aide d'une feuille ou carton de fermeture 200 en carton, en matière plastique, etc., qui joue également le rôle d'un plateau d'emballage convenant pour la manutention et le transport dans les récipients de transport volumineux usuels. Une partie d'un tel emballage de groupe est représentée sur les fig. 30 et 31, sur lesquelles on remarquera que le panneau de fermeture 200 est préalablement découpé ou perforé pour former des éléments de fermeture séparément identifiables 200C pour chaque récipient C, chaque élément de fermeture 200C étant représenté comme comprenant une patte 200T pour faciliter son enlèvement au moment de l'utilisation du récipient.
Ainsi, des récipients de chaque groupe sont réunis en un paquet composite par la feuille de couverture 200 et ce paquet composite convient immédiatement pour la manutention, I'emballage et le transport. En outre, les éléments de fermeture préalablement découpés 200C, qui viennent en regard et sont scellés à chaque récipient et le relient de façon amovible ou séparément à la feuille de couverture 200, permettent d'enlever les récipients du groupe individuellement au moment de leur utilisation.
Attendu que les panneaux de fermeture sont préalablement découpés pour définir les éléments de fermeture réels. on prévoit des moyens pour assurer leur repérage avec les récipients individuels qu'ils doivent hermétiquement fermer. Dans ce but, les plaques de support 44 présentent des goujons de repérage 44P (voir fig. 29), ces goujons de repérage étant situés le long de la surface de contact du rouleau de scellement pour éviter qu'ils ne se gênent. Les panneaux de fermeture s'étendent latéralement sur une distance suffisante pour venir en prise avec ces goujons de repérage et, dans l'agencement représenté, ils présentent des trous de repérage correspondants 200H dans ce but, bien que des évidements ménagés le long des bords seraient également appropriés. On envisage également d'autres techniques de repérage connues des spécialistes.
La machine, représentée sur les fig. 27 et 28, joue essentiellement le même rôle que la machine des fig. 1 et 2. excepté qu'aucun couteau à mouvement de va-et-vient n'est nécessaire. En outre, I'uti- lisation de panneaux de fermeture séparés simplifie le réglage initial et le démarrage de l'équipement.
Par conséquent, les postes prévus le long du trajet de traitement de la machine des fig. 27 et 28 comprennent un poste de dépôt 246, au voisinage de l'extrémité d'entrée du trajet de traitement pour déposer simultanément cinq récipients dans chaque rangée transversale des cavités, un poste de remplissage 247 espacé le long du trajet de traitement dans le sens de déplacement du récipient et comprenant une série de cinq lignes d'ajutage d'évacuation s'étendant longitudinalement transversalement espacées, un poste de scellement 248 espacé le long du trajet de traite
La vis rotative doseuse 215, en raison de son action de fermeture dans la chambre distributrice, engendre un effet de pompage en refoulant continuellement la matière de remplissage longitudinalement à la chambre distributrice dans le sens de déplacement des récipients.
Pour éviter une accumulation indésirable de la pression, une conduite de retour 225 s'étend à partir de l'extrémité aval de chaque chambre distributrice au côté aspiration de la pompe de circulation. Ainsi, la matière de remplissage est continuellement remise en circulation à partir de la pompe de circulation (non représentée) par les conduites d'alimentation 211 et 212 par l'intermédiaire de la chambre distributrice 214C et par la conduite de retour vers le côté aspiration de la pompe de circulation. Concurremment, la matière de remplissage est aspirée à partir de la chaudière de cuisson et une quantité correspondante est déchargée dans les récipients.
Comme précédemment mentionné dans la machine des fig. 27 et 28, la matière de couverture est pressée contre les bordures des récipients et est scellée à ces dernières en utilisant des plaques de support équipées d'anneaux rapportés en matière plastique élastique conjointement à un rouleau de scellement présentant une face rigide et avec cette machine on obtient une action de scellement linéaire avançant progressivement, comme décrit ci-dessus.
Chaque plaque de support 44 est fraisée autour de chacune de ses cavités réservées aux récipients pour former des sièges de montage pour recevoir les pièces rapportées en matière plastique annulaires 230 (fig. 37) qui peuvent être en nylon (résine de polyamide) ou matière analogue, les pièces rapportées présentant une lèvre périphérique verticale 230L faisant saillie au-dessus du plan de la plaque de support pour céder lorsque c'est nécessaire en réponse aux pressions appliquées à partir du rouleau de scellement rigide 250 (fig. 36).
La construction du rouleau de scellement utilisé dans la forme de réalisation des fig. 27 et 28 comprend une enveloppe externe cylindrique en acier 251 entourant avec jeu un manchon isolant 252, qui présente des rainures en spirale, dans lesquelles sont logés des fils métalliques chauffants 252W, qui s'enroulent autour de la périphérie externe du manchon isolant. Des fils conducteurs d'alimentation séparés 253 sont représentés comme étant connectés à des bornes montées intérieurement 254 portées par le manchon isolant 252. Une enveloppe métallique interne 255 est prévue à l'intérieur du manchon 252 et est fixée à une série de bagues d'extrémité 256, qui sont aussi scellées à l'enveloppe externe 251 pour enfermer l'ensemble des fils chauffants et de l'isolement.
Des plaques d'extrémité circulaires 257 sont montées pour venir en prise avec la structure composite de l'enveloppe contre des colliers de butée prévus sur un arbre central rotatif 259 du rouleau de scellement. Les plaques d'extrémité de droite 257 sont soudées en position et les autres sont fixées de façon amovible par des dispositifs de fixation 260.
Des étriers de support, généralement en forme d'U, alignés transversalement 262, sont articulés entre des pièces soudées espacées 263 et 264 prévues sur la table 40T du bâti principal en bordure du trajet de traitement.
Lorsqu'on utilise, comme décrit à titre illustratif, un rouleau de scellement chauffé, il est important de le soulever au-dessus des récipients chaque fois que l'équipement est arrêté momentanément. Par conséquent, les étriers de support 262 sont montés à pivot autour de goujons 262P, qui sont portés par les pièces soudées adjacentes 263 et 264 prévues sur la table 40T du bâti principal. Le soulèvement et l'abaissement du rouleau de scellement 250 sont commandés par un arbre excentrique 263S pouvant être mis en rotation à la main, qui est représenté comme étant équipé d'une manivelle 263H.
Chaque étrier 262 présente un bloc de palier 265 pour supporter l'arbre rotatif 259 du rouleau de scellement. On prévoit des surfaces latérales verticales et planes sur les parties de chaque bloc de palier, qui se trouvent dans la fente de son étrier 262 pour l'empêcher de tourner dans l'étrier de support.
Les blocs de palier glissent sur des pièces complémentaires en coin 266 et 267, dont la pièce inférieure 266 est maintenue fixe par une vis d'ancrage 266S et dont la pièce supérieure 267 est mobile sous la commande d'une vis de réglage 267S pour faire varier la position de support des blocs de paliers et par suite du rouleau de scellement.
Le sommet de chaque fente d'étrier est recouvert par une barre d'ancrage qui porte une vis verticalement réglable 268S agissant sur des fermetures télescopiques 269 et 270 qui renferment un ressort de compression 271. Le réglage de la vis verticale 268S règle la pression exercée par le ressort de compression et règle d'une façon correspondante la pression du rouleau de scellement exercée sur les récipients.
Lorsque l'équipement fonctionne et que le rouleau de scellement est chargé par pression en direction des plaques de support par l'action des ressorts de compression 271 situés dans les cuvettes télescopiques 269 et 270, le rouleau de scellement flotte librement comme l'indique l'espace représenté en 272 entre le côté inférieur des blocs de paliers 265 et le coin supérieur 267 (voir fig. 36 et 39).
Comme on le voit en particulier sur les fig. 36, 38 et 40, l'extrémité de droite de l'arbre du rouleau de scellement est munie de bagues collectrices 273, qui sont montées en relation isolante sur ce dernier et des ensembles de balais séparés 274 sont montés dans un boîtier 275 de bagues collectrices ayant une forme de section droite généralement ovale et sont sollicités pour glisser contre les bagues collectrices pour fournir un courant externe à l'ensemble rotatif du rouleau de scellement.
Les conducteurs de connexion internes 253 passent à travers l'arbre rota ment d'une distance suffisante pour fournir un inter
valle permettant d'amener les panneaux de fermeture 200 sur les plaques de support et agencé pour sceller les panneaux de fermeture sur les bordures
des récipients et finalement un poste d'évacuation 249 prévu au voisinage de l'extrémité d'évacuation du trajet de traitement.
Une forme perfectionnée du poste de remplissage 247 est prévue et représentée en détail sur les fig. 32 à 35.
Tandis qu'on obtient le joint dans la machine des fig. 1 et 2 en munissant le rouleau de scellement d'un revêtement élastique, qui est pressé en direction des plaques de support rigides, dans la machine représentée sur les fig. 27 et 28, on obtient le joint en montant des pièces rapportées annulaires 202 en matière plastique élastique dans chaque cavité de la plaque de support et en prévoyant un revêtement dur sur le rouleau de scellement. Les détails des pièces rapportées des plaques de support sont représentés à la fig. 37 et les détails du rouleau de scellement sont représentés aux fig. 36 et 38 à 40.
Un dispositif 250 d'avance du carton est représenté sur les fig. 27 et 28 et comprend un bras oscillant à mouvement de va-et-vient 251 portant un ensemble 252 de ventouses destiné à déplacer l'ensemble entre une position de prise au-dessus d'une pile de cartons de fermeture 200 où il recueille le carton supérieur et une position dans laquelle il dépose le carton sur la plaque de support sortant du poste de remplissage 247 où le carton est déposé en regard des récipients remplis de cette plaque de support. Les détails des dispositifs d'avance des cartons de ce type sont connus des spécialistes.
Le poste de remplissage est représenté d'une façon générale sur les fig. 27 et 28 et en détail sur les fig. 32 à 35. Dans la machine représentée, les plaques de support fournissent cinq lignes de récipients s'étendant longitudinalement et chacune de ces lignes est équipée d'une vanne rotative doseuse et distributrice 210 du type à écoulement interrompu.
Une conduite d'alimentation aboutissant à chaque vanne est représentée en 211 et elle se divise en trois conduites séparées 212 pour fournir une série d'entrées espacées de façon appropriée dans chaque vanne 210. Chaque conduite d'alimentation peut provenir d'une chaudière de cuisson commune pour la matière qui est en cours d'empaquetage et une pompe de circulation (non représentée) est prévue pour refouler la matière de la chaudière de cuisson par les conduites d'alimentation 211 dans les cinq vannes séparées 210. Lorsqu'on désire un remplissage simultané de produits multiples, on peut prévoir des chaudières de cuisson et un équipement d'alimentation séparés pour chaque vanne.
Comme on le voit en particulier sur la fig. 33, chaque mécanisme de vanne distributrice 210 utilise un bloc allongé longitudinalement 214 formant une chambre de distribution s'étendant longitudinalement 214C ayant une section droite cylindrique dans laquelle est montée une vis rotative d'étanchéité et d'alimentation s'étendant longitudinalement 215. Une série de trous d'alimentation 214H ménagés dans le bloc 214 établissent une communication entre les conduites d'alimentation de branchement 212 et la chambre de distribution 214C. Une série d'orifices ou ajutages d'évacuation 216 s'étendent à partir de l'extrémité inférieure de la chambre de distribution et sont agencés sur une seule ligne et sont rapprochés les uns des autres dans le sens de déplacement des récipients.
Une plaque coulissante allongée 217 de vanne (voir fig. 33 et 34) est disposée dans une fente allongée 217S ménagée dans le fond du bloc 214 de la vanne et peut coulisser longitudinalement sous la commande d'un mécanisme manoeuvrable à la main 218. La plaque coulissante 217 présente des trous 217H formant des passages de prolongement correspondant à l'écartement des orifices d'évacuation 216. Dans une position de la plaque coulissante 217, ces trous sont en regard des orifices 216 pour compléter un jeu complet de trajet d'écoulement et dans sa position opposée ses trous sont décalés par rapport aux trous 216 et les trajets d'écoulement sont bloqués.
Chacune des vannes doseuses et distributrices 210 fonctionne pour évacuer continuellement un rideau de matière dans chaque récipient pendant son déplacement sous la longueur de la vanne et ceci assure un débit élevé et permet une augmentation significative de la capacité de production. Toutefois, pour éviter une contamination il est important que la matière ne soit pas déchargée en direction des espaces compris entre les récipients adjacents. Par conséquent, chaque vanne doseuse et distributrice fournit un joint à mouvement de va-et-vient se déplaçant en synchronisme avec le déplacement des récipients pour recouvrir et fermer hermétiquement les orifices d'évacuation particuliers sous lesquels les espaces situés entre les récipients adjacents passent.
Pour le réaliser, la vis rotative 215 présente des filets surélevés hélicoïdaux à surface plane 215T et peut fermer les orifices d'évacuation 216 partant du fond de la chambre distributrice. La vis 215 est commandée à partir d'un arbre transversal 220, qui s'étend audessus du trajet de traitement et qui porte des pignons coniques individuels 221 venant en prise avec des pignons coniques 222 montés sur les extrémités en saillie vers l'extérieur de l'arbre 215S de la vis.
L'arbre de commande transversal 220 est commandé à partir d'une chaîne 223 (fig. 27) qui est reliée de façon appropriée au système de commande principal et qui est synchronisée avec le mouvement des plaques de support.
On peut noter également que les filets de fermeture 215T de la vis rotative sont capables de fermer hermétiquement les trous d'admission 214H et leur agencement est tel que seul l'un des trois trous d'admission 214H est fermé à la fois. Ceci garantit une admission convenable de la matière de remplissage. tif 259 et s'étendent à travers un trou radial 259H pour être reliés à la borne du fil chauffant. Un écran thermique (non représenté) est prévu de préférence pour entourer le rouleau de scellement rotatif. L'écran thermique peut être d'une construction appropriée quelconque et est de préférence calorifugé pour empêcher une perte de chaleur et est fortement poli pour réfléchir les rayons infrarouges vers le rouleau de scellement 250.
La machine décrite permet d'atteindre une forte production et une plus grande sûreté et, en raison du mouvement d'avance continu des récipients pendant le remplissage, la couverture et le scellement, elle permet d'éliminer un grand nombre des difficultés présentées jusqu'à présent dans les opérations d'empaquetage par la nécessité d'utiliser des mouvements d'avance pas à pas des récipients.
II est en outre évident que dans la machine décrite les récipients individuels sont agencés suivant une disposition prédéterminée pendant le remplissage, la couverture et le scellement et qu'ils sont maintenus dans cette disposition, jusqu'au stade final de l'opération d'empaquetage dans lequel les récipients sont évacués vers un poste d'emballage par groupes matériellement assemblés et associés, de façon à pouvoir facilement manutentionner et emballer ces groupes de récipients en vue de leur expédition. En raison du mouvement continu des récipients pendant le remplissage, la fermeture et le scellement et en raison de l'évacuation des récipients remplis et scellés par groupes, la machine possède des caractéristiques de sûreté et de grand débit qui n'ont pas pu être atteints jusqu'à présent.
Process for filling and closing containers and machine for implementing this process
The present patent includes a method for filling and closing openable containers the edge of which is surrounded by a border.
The patent further includes a machine for carrying out the above process.
Individual hermetically sealed containers of a wide variety of sizes and shapes are used for the sale of many products.
The process of the present patent is characterized by the fact that one advances the containers in rows continuously and at a constant speed, one fills the containers during the displacement, one applies and gradually seals a cover sheet of width corresponding to several containers on several successive rows of containers during movement and the sealed containers in groups are removed from the conveyor.
The machine which the patent also includes is characterized by the fact that it comprises a row conveyor of containers advancing these rows continuously and at a constant speed, a device for depositing containers on the row conveyor and a depositing loader. a product in the containers of each row, a device for gradually applying and sealing a cover sheet on the moving containers, and a discharge device removing the containers in groups from the conveyor.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the machine included in the patent.
Fig. 1 is a schematic plan view of the machine.
Fig. 2 is a side view of this machine.
Fig. 2A is a side view of a set of dies for use with the machine of Figs. 1 and 2.
Fig. 3 is a plan view showing the arrangement and mutual links of the operating mechanism.
Fig. 4 is a side view of the control mechanism of FIG. 3.
Fig. 5 is a vertical section taken along line 5-5 of FIG. 1.
Fig. 6 is a detailed partial side view taken along line 6-6 of FIG. 5.
Fig. 7 is a partial vertical section taken through the lower end of a container deposit store, taken along line 7-7 of FIG. 8.
Fig. 8 is a partial horizontal section taken through the lower ends of adjacent container depot magazines, taken along line 8-8 of FIG. 7.
Fig. 9 is a partial view on a larger scale showing the elements for separating the containers located at the base of the storage magazines for the containers taken along line 9-9 of FIG. 8.
Fig. 10 is a partial plan view of the receptacle deposit station.
Fig. 11 is a partial plan view of a support plate.
Fig. 12 is a partial detailed section on a larger scale taken on line 12-12 of FIG. 11.
Fig. 13 is a partial detailed section on a larger scale taken on line 13-13 of FIG. 11.
Fig. 14 is a partial section taken through a seal roll shown in contact with a sheet of closure material for pressure sealing it on a row of containers.
Fig. 15 is a much enlarged view showing a sheet of closure material applied to a container rim.
Fig. 16 is a partial plan view, with partial section, showing a knife assembly located in front of the container unloading station.
Fig. 17 is a front view partly in section showing the entire knife.
Fig. 18 is a vertical section through the entire knife.
Fig. 19 is a plan view of the guide rails and the discharge belt at the unloading station.
Fig. 20 is a partial side view taken through the unloading station.
Fig. 21 is a partial vertical section taken on line 21-21 of FIG. 20 and showing the arrangement for mounting and controlling the lifting fingers.
Fig. 22 is a partial plan view showing the discharge end of a variation of the packaging machine, which enables automatic separation and packaging of containers.
Fig. 23 is a longitudinal section taken along line 23-23 of FIG. 22.
Fig. 24 is a schematic partial plan view showing an arrangement for cutting rectangular containers after filling and sealing.
Fig. 25 is a longitudinal section taken on line 25-25 of FIG. 24.
Fig. 26 is a perspective view of a container of the rectangular type, as handled by the machine of FIGS. 24 and 25.
Fig. 27 is a longitudinal section of a variant of the machine.
Fig. 28 is a plan view of the arrangement of the machine of FIG. 27.
Fig. 29 is a plan view showing a container support plate having a closure sheet deposited opposite them.
Fig. 30 is an enlarged partial perspective view showing the construction of the cover sheet and its application to a container.
Fig. 31 is an enlarged, detailed sectional view taken through a completed package of a container and a lid.
Fig. 32 is a partial plan view of a filling device.
Fig. 33 is a longitudinal section taken along line 33-33 of FIG. 32.
Fig. 34 is a section taken along line 34-34 of FIG. 33.
Fig. 35 is a section taken on line 35-35 of FIG. 33.
Fig. 36 is a cross section taken through a roller assembly and its mounts.
Fig. 37 is an enlarged sectional view taken through a support plate used with the roller of FIG. 36.
Fig. 38 is a partially sectioned end view of the seal roll of FIG. 36.
Fig. 39 is an end view of an adjustable support for the seal roll.
Fig. 40 is a view of the other end of the roller and shows the arrangement of brushes for supplying electric current to the roller.
Fig. 41 is a side view of a variation of the web advance arrangement.
Fig. 42 is a front view of the web advancing arrangement of FIG. 41 and along line 42-42 of the latter figure.
The machine shown is intended in particular to handle unit packages each of which comprises a container C with a capacity of 28 g, but it is obvious that containers of larger or smaller dimension and of round or rectangular shape can be packaged. , using this machine. Container C, for which the machine shown is specially designed, is usually aluminum foil, the aperture of its top being surrounded by a marginal rim to which a cover applied across the container can be hermetically sealed. The closure may be formed using different covering materials, such as aluminum foil, a laminate of foil and foil, a laminate of foil and paper or other sheets of flexible materials.
The physical arrangement and location of the processing stations of a machine for filling and sealing containers are shown in figs. 1 and 2, where the machine is shown having an elongated, horizontal main frame 40, which rotatably supports a forward shaft 41 of the conveyor located at its discharge end and fitted with chain sprockets 41S and a rear shaft 42 of the conveyor located at its intake end and fitted with a pair of chain guide sprockets 42S. A series of link chains 43 extend the entire length of the machine frame and are driven by corresponding series of sprockets 41S and 42S. The frame comprises a table 40T extending substantially over its entire length to support the chains 43 along their upper strand.
An endless series of support plates 44 are disposed on and connected to the chains 43 by their respective side to move in adjacent successive longitudinal alignment and preferably in a generally horizontal direction. The movement of the support plates along the upper strand of the conveyor chain forms a substantially horizontal processing path.
In the machine shown for handling unitary containers, each support position is shown as having twenty container mounting cavities in a five row arrangement providing four transverse rows of cavities with five cavities per row. This arrangement is in accordance with the molded pulp packaging tray having twenty cavities commonly available on the market and as will be seen later, it minimizes the handling required to transfer the sealed containers from the support plates to the trays. packaging. Obviously, the equipment can be adapted to package trays of any size and capacity.
Means are mounted on frame 40 for forming a deposit station 46 adjacent the inlet end of the process path for simultaneously depositing five containers in each transverse row of the cavities, a filling station 47 spaced along the length of the inlet. the processing path in the direction of movement of the containers and comprising a series of five transversely spaced chutes for simultaneously filling each container in a transverse row,
a seal station 48 spaced along the processing path receives a sheet of cover material of a width corresponding to that of the distribution of the support cavities of the containers and simultaneously applies the cover sheet to the edges of each container in a transverse row for sealing the cover material to the edges of the containers and finally an evacuation station 49 is provided in the vicinity of the evacuation end of the process path to separate the sealed containers from the support plates and to transport the containers separated to a packaging station.
In fig. 1 and 2, the deposit station 46 has a series of five tubes serving as stores of the containers and the containers are discharged individually from each store under the control of reciprocating separating elements controlled in synchronism. with the movement of the transporter. The details of the receptacle deposit station 46 are shown in FIGS. 5 to 10 and are described later.
The deposit station 46, as shown, contemplates the use of containers, which have been fabricated at a remote location and transported to the location of the processing apparatus, but it is evident that this deposit station can be adapted for use. receiving and depositing containers manufactured at a point close to the inlet end of the machine shown in FIGS. I and 2.
Station 47 for filling containers with
The arrangement shown is not shown in detail and may have various shapes known to those skilled in the art.
In a simplified form, the machine does not present the equipment for depositing and filling the containers and is arranged simply to receive and seal already filled containers.
In the machine described, means are provided to guarantee a perfect hermetic seal for all the containers, even when there are inaccuracies or unexpected variations in the thickness, the smoothness of the surfaces or other variable characteristics of the sheet. cover and edges of containers. In a general sense, this safety of the sealing action is achieved by gradually pressing the cover sheet and the facing edges against each other along a nip extending transversely to the conveyor. 40 and this line actually progresses transversely to the container as the containers advance along the packaging path.
To achieve the desired seal, one of the opposing pressing surfaces is hard and stiff, while the other is elastically deformable so that regardless of the usual variations in the cover sheet and edging these pieces are gradually pressed together. one against the other with a significant force over their entire sealing surface in contact.
As shown in fig. 1 to 4 and 14, these facing pressing surfaces are formed by the hard and rigid edges of the recesses receiving the receptacles of the support plates 44 and by a sealing roller 50, which has an elastically deformable outer surface 50R. The roll is heated to activate the heat sensitive sealant material covering the roofing material. The sealing roll 50 is controlled at a peripheral speed and in one direction on the side of the conveyor, which corresponds to the movement of the containers on the support plates 44. The latter are supported directly under the pressure roll 50 by a support roller. 50B, as shown in fig. 1 to 4, so as to ensure the application of the desired sealing pressure.
As indicated generally in figs. 1 and 2, the driving force of the seal roller 50 is provided by a chain 51 and toothed wheels 51G meshing with each other controlled from a shaft 52 which is located under the table 40T.
The lower toothed wheel 51G is controlled by the chain 51 and the upper toothed wheel 51G is supported by the seal roller 50, so as to facilitate the removal and cleaning of the roller 50.
A continuous web W of roofing material is fed transversely over a right angle feed roller 53 to travel under, then over an oblique guide roller 54, which overlaps the processing path and directs the web to the upper periphery of the sealing roller 50, the rotation of which continuously advances the strip, so as to simultaneously cover the entire width of the row of containers. The web W of the roofing material is heated by the roll 50 and is pressed into sealing contact with the edges along a transversely advancing line, as the roofing material and edges move under the roll 50 .
A direct web feed device uses a feed roll mounted in front of the seal roll and disposed transverse to and above the process path. In fig. 41 and 42, a continuous web W of covering material is unwound from a roll 180 mounted on a shaft 181, which extends transversely above the processing path and which journals in vertical supports 182, attached to the table. 40T on the sides of the treatment path. Each support 182 also has a mounting arm 183 for supporting idle shafts 184 and 185 through which the strip of roofing material is advanced towards the seal roll 50.
Registration means 186 are shown on the right support 182 for centering the web relative to the support plates moving along the process path. Braking means 187 are shown on the left support 182 for adjusting the tension of the continuous strip W. As indicated in FIG. 14, the seal roll 50 is a welded steel construction, having a 50S steel sleeve extending between the 50P end plates, and surrounded by a resistance wire (not shown). A coating 50F of rubber-like material surrounds the sleeve 50S to provide the elastically deformable surface 50R.
It is also evident that instead of advancing a continuous web of roofing material towards the seal roll, individual sheets of roofing material can be successively advanced, each having the size of an individual backing plate on each plate. of support, as it approaches the seal roll 50. Alternatively, these individual sheets can be advanced around the seal roll 50 and the seal roll would again perform the various material feeding functions. pressure coverage of the latter on the containers and heating of the material to activate its sealing coating.
A knife 60 is located upstream of the discharge station 49. This knife 60 can be actuated under the control of cams mounted on each support plate 44, to cut the strip transversely at points located between the successive support plates, such as shown in fig. 16, 17 and 18. The knife is unnecessary when the covering material is fed in the form of individual sheets conforming to the dimensions of the backing plates.
The evacuation station is also equipped with a series of rotating lifting fingers 61F mounted on a transverse shaft 61, which is controlled in synchronism with the movement of the support plates, so that a set of lifting fingers comes into contact with them. containers from the front row of each support plate and lift them. This finger lifting action 61F facilitates automatic or manual removal of the containers from their support plate.
In the machine shown, the discharge station has a pivoting frame 62, which supports an discharge conveyor consisting of an discharge belt 63 for transferring a whole group of sealed containers from its support plate to a packing station. . The approach path of this discharge conveyor has a set of transversely spaced, upwardly sloping rails 64 protruding outside the frame to contact the cover material at points between each row of containers. and to act as inclined guides to transfer a group of containers from the support plates 44 to the discharge belt 63. Details of the lifting fingers, guide rails and the discharge belt mechanism are shown in figs. 19 to 21 and will be described later.
Each group of containers discharged from the discharge belt 63 are ready to be fed into a die machine 70 (see Fig. 2A).
The die machine 70 is arranged to receive a group G of twenty sealed containers and a molded pulp packaging tray T of corresponding shape and is arranged to operate and to deposit each container in a separate cell provided in the tray of dies. packaging.
For this purpose, the frame 71 of the die machine has an upper slide 70D in the form of a die for receiving and temporarily supporting a group G of containers and a lower slide 70C in the form of a carriage or support for receiving a tray. packaging T, the cells of which are located under the receptacles. The slides 70C and 70D are mutually connected by racks 70R and an interposed pinion 70P for simultaneous inward and outward movement with respect to the frame 71, thereby facilitating loading and unloading.
A top reciprocating punch head 70P carries punches 72 and when group G is moved into position in frame 71, punch head 70P is actuated and the sealed containers C are cut to size. from the cover material and fall into the corresponding cells of the T-plate.
In the machine shown in FIGS. 1 and 2, for the purposes of the description, the means of the depositing station 46, of the filling station 47, of the sealing station 48 and of the discharge station 49, are actuated and synchronized from a common control mechanism . the details of which are shown in particular in FIGS. 3 and 4. A main drive motor 80 is located substantially centrally in the lower part of the main frame 40 and is equipped with a drive pulley 80P for a transversely moving belt 81, which is driven around a drive pulley. 82P pulley at the input of a speed reducer assembly 82, the output shaft of which is equipped with an 82S control pinion.
A main drive shaft 83 of the machine is located forward of the motor 80 and is fitted with a pinion 83S and a chain 84 which passes around the drive pinion 82S of the speed reducer assembly 82. main drive shaft 83 is fitted with an inner pinion 85S provided with a drive chain 85 connected to a pinion 86S mounted on a drive shaft 86 of the filling station 47. The shaft 86 carries a servo pinion 87S fitted with 'a chain 87 driven around a control shaft 88 of the receptacle depositing station 46.
At the other end, the main drive shaft 83 has an externally mounted spur gear 83G which meshes with a large diameter spur gear 89G mounted on one end of a countershaft 89 of which the the other end is provided with a sprocket 89S having a chain 90 connected to a sprocket 90S mounted on the front shaft 41 of the conveyor. As shown in particular in FIG. 20, the front shaft 41 of the conveyor has another pinion 91S provided with a chain 91 for driving the lifting fingers 61F mounted on the ejector shaft 61 and it is fitted with a second pinion 92S comprising a chain 92 connecting it. to a front shaft 93 of the discharge belt 63.
In fig. 4, an assembly of a rotating brush 95 is shown as being mounted in the lower part of the machine and partially immersed in a detergent bath 96 and in position to scrub the surface of each backing plate 44 as it moves along the lower strand of the carrier. The shaft of the brush assembly 95 is shown to be fitted with a 95S sprocket engaged with a chain 96, which is driven from a 96S sprocket mounted externally on the countershaft. 89.
Various adjustments of the control mechanism can be made to facilitate synchronization with the movement of the operation support plates of each station along the treatment path.
Referring now to Figs. 5-10, the container deposition station is shown including a support bridge 100 extending transversely above the processing path to support a transversely aligned row of container magazines 100M. In the vicinity of its opposite sides, the bridge has double grooved cradles 101 for supporting and guiding transversely extending sliding bars 102 and 103 which run along the lower ends of the magazines and each carry individual sets of cutting knife and support 104. and 105 respectively for each store.
On the one hand, the corresponding ends of the sliding bars are mutually connected by a return linkage 106, so that a movement from left to right of the sliding bar 102 causes a corresponding movement from right to left of the sliding bar 103.
To actuate the container depositing device, its control shaft 88 has a
cam 107 (see fig. 5 and 6) having a surface of
cam spiraling radially outward
laughing 107C ending with a sudden descent,
which creates a rapid container deposition stroke synchronized with the position of the container mounting cavities of the support plates 44. The rotational position of this cam on its shaft is
adjustable to provide exact timing.
An operating rod 108 is mounted on a side frame 109 for sliding movement towards
tical and supports a roller 108R rolling on the cam 107 to determine the cycle of movement of this rod. A push spring 108S normally biases the rod downward. At its upper end, the rod is connected to control an angled lever 110 to transmit movement to the sliding bars 102 and 103.
Normally, the lower container C of each 100M magazine rests on its cutting elements 104 located so as to partially cover its support elements 105. The sliding bars 102 and 103 are driven in the opposite direction to remove the cutting elements 104 and to allow the lower container to fall on the support members 105 (this position being shown in Fig. 8). When the sliding bars are returned to the initial position, the support elements 105 are retracted to release the lower container. In the meantime, the cutting elements 104 move inward to grip the edge of the next container. During each cycle, a series of five containers is released to fall into a transverse row of recesses in the support plate 44.
Each support plate 44, for the machine shown in FIGS. 1 and 2, is preferably made of a metal, such as steel, cast iron or aluminum and has an arrangement of twenty cavities having five longitudinal lines to form four transverse rows. As can be seen in particular in FIGS. 1, 11 and 12, each side of the support plate has a marginal recess 44R and a corresponding internal longitudinal slot 44S for receiving spaced arms 43L, which protrude upward from the conveyor chains 43 and which are attached to their upper ends by locking studs 43P. A metal strip 44M covers the recess 44R and is attached to the support plate to conceal its links.
The support plates 44 are cut out and each side at their vanishing angle to present a cam surface 44C and thereby control the assembly 60. In this regard, each support plate has a leading angle of normal dimension to present a surface of. forward facing stopper 44A in the vicinity of the cam surface 44C of the trailing angle of the preceding backing plate. The control function of these corner surfaces of the support plates is described in detail with reference to the knife of Figs. 16 to 18.
As can be seen in particular in FIG. 12, a 44T coating is applied over the entire exposed surface of each support plate to act as a heat insulator, for example an agent for facilitating detachment from containers or an agent for removing the deposit of contaminant. A plastic material such as polytetrafluoroethylene sold under the name Teflon has these properties and is preferred, although equivalent materials known to those skilled in the art are also contemplated.
The sheet material typically used for the roofing material W has a total thickness of 0.1075mm and consists of 0.025mm thick aluminum foil laminated with a paper backing on one side which has a thickness of 0.075 mm and coated with a sealing material such as vinyl resin with a thickness of 0.0075 mm on its other side. In order for the sealer roller 50 to activate the sealant, it is brought to a temperature of between 177 and 2040 ° C., to provide a temperature of 1600 ° C. on the sealant.
The temperature at the separation face between the sealant and the rim of the containers would then be approximately 1160 C and in order to maintain this temperature, the 44T liner of the backing plate provides a thermal insulation effect to insulate the conductive plate from the heat of the roll. With this arrangement, one can easily activate a sealant using the roller during the brief contact period. As indicated above, other suitable sealing materials can be used.
When the roll comes into contact with the roofing material, its high temperature causes expansion of the aluminum roofing material and subsequent cooling of the foil causes the aluminum foil of the roofing material to contract, tending to block. the containers in their mounting cavities and to prevent their free detachment under the lifting action of the ejector fingers. The lubricating property of the smooth surface, exhibited by the Teflon 44T coating, facilitates easy detachment of containers from the backing plate. Finally, the smooth surface of the Teflon coating prevents any deposit of contaminant on it.
The reciprocating knife, which is designated 60 in Figs. 1 and 2, is shown in detail in FIGS. 16-18 The knife includes sliding blocks 110 for mounting on the main frame table 40T along the longitudinal edges of the support plate. These slide blocks 110 are connected by a knife carriage, which includes an inside bar along the oblique cam track 117S to oscillate the support plate 120 outwardly and retract the cam roller 122 to allow the backing plate to continue on its way.
Then the upper section 118 is returned to the initial position by a return spring assembly 124.
The knife handle electromagnet mechanism 115 includes an electromagnet 128 for actuating the cutting blade 113 and a knife return electromagnet 129. The triggering of the microswitch 126 energizes the electromagnet 128 to actuate the knife and the operation of the electromagnet 128 is detected by means (not shown) which automatically energizes the electromagnet 129 to return the mechanism to the initial position and the knife 113 in its initial raised position. The electromagnets 128 and 129 are laterally spaced and are connected via rods 128B and 129B having end bearings, attached to a common plate 130. The latter pivots centrally on one end of a pivot-mounted connecting rod 131 , which supports a 131P stud at its lower end.
The stud 131P extends through a vertical slot 112S formed in the knife support bar 112 and extends through a crossing slot IlS formed in the vertical web of the T-bar 111.
The knife support bar 112 and the knife blade 113 move as a unit and are provided with mounting studs 132, which slide in oblique slides 1110 provided in the vertical web of the T-bar. Therefore, operation of the electromagnet 128 rotates the connecting rod 131 to oscillate the pin 131 P and jointly controls the knife support bar 112 and the knife blade 113 to the right, observing figs. 16 and 17. This horizontal movement of the knife is transformed into an angular downward movement, thanks to the oblique guide slots 1110. In a corresponding way, the control pin 131 P of the swivel rod floats upwards in the shaft. vertical slot 112S in the support bar.
The evacuation station, shown at 49 in FIGS. 1 and 2, is shown in detail in Figs. 19 to 21.
Generally speaking, the anterior row of containers of each support plate 44 is unloaded by means of the synchronized movement of the rotary lifting fingers 61F, which lift the anterior row of each sealed group of twenty containers to facilitate finger engagement. inclined forming the ramps 64 under the cover sheet at locations between adjacent containers. The fingers 64 then act as rails and the group of containers is gradually pushed up and down along said rails by the continuous movement of the support plate from which they are removed. Finally, the group of containers slides on the separately mounted discharge belt 63 to be transported to a die-cutting station.
The punch and packaging, as shown at 70 in FIG. 2A.
The discharge belt 63 is mounted on a separate frame 62, which includes side rails 140, extending longitudinally, a cross member 141 supporting the assembly of fingers 64 forming the ramps, a posterior shaft 142 and a countershaft 143 and a driven front shaft 93. The belt 63 is driven around the shafts 93, 142 and 143 and is continuously driven by the chain 92. A rigid pivot arm 144 is provided which is directed downwardly along each side rail 140 and which is protrusion under the table 40T of the main frame to engage with the front shaft 41, which functions as a pivot axis.
The frame 62 is normally maintained in the upwardly inclined position in which it is shown, this position being determined by stop studs 140P provided in each side rail at the entrance end of the discharge station. These stop studs engage the 40T table of the main frame. To bias the frame 62 in this position, each side rail 140 has a downwardly directed arm 140A, which is connected to the upper end of a relatively weak elongated coil spring 145 whose lower end is attached to the main frame. 40 at a point close to the ground.
The arrangement is such that the entire discharge station can be manually rotated in the dextrorsum direction by observing fig. 20, if there is any jamming of the containers arriving on the fingers 64 forming the ramps. Then, the successive containers can pass under the ramp to avoid a significant loss.
In fig. 22 and 23, the means mounted at the discharge end of the treatment path are shown in modified form. These modified means are preferably used when the closure sheet constitutes a continuous web and they are arranged to perform die-cutting and automatic container packaging. No reciprocating knife, like that shown at 60 in FIG. 1, is not used.
The discharge station, which is again denoted by 49 and which includes the ramps formed by the fingers 64 and the discharge belt 63, may be substantially the same as that shown in detail in Figs. 19 to 21. Therefore, the outlet, from the backing plates, comprises a continuous sheet of covering material, which adheres to the containers to provide a composite product, which flows in a direct current along the fingers 64, with the discharge belt 63, then in a separation station where the individual containers C of the successive transverse rows are punched out from the cover strip and fall into corresponding cells of the trays T for the packing in groups.
The associated container web C, which is constantly being fed, can be bent down at the end of the conveyor 63 to thereby form a downwardly directed loop 6 from which the web is intermittently fed by the roll of. intermittent feed 150 to a single die-cutter 151 of the rows, the die-cutter 151 being disposed above a conveyor belt 152, so that the trays T can be advanced by step under the 151D die block.
The cutting device 151 has a punch 151P and the die block 151D and the punch 151P and the die block 151D are moved forward and away from each other in synchronism with the feed. stepwise from the feed roll 150 so that the die block openings can surround each row of containers newly presented for the desired die-cutting operation. When the die block 151D is pulled down, the container strip and any resulting waste strip are supported by rollers 151R.
Trays T are loaded onto conveyor 152 to the left of die cutter 151 and are moved stepwise under die 151 D to accommodate rows of containers C as they are cut from the web.
The T trays are thus loaded successively and can then be placed in packaging boxes, etc.
An arrangement, particularly suitable for separating and discharging rectangular containers, which have been sealed with a continuous strip W of closure sheet material, is shown in Figs. 24 and 25. The final packaged product is shown in FIG. 26, in which the container is designated by C and its sealing cover by S. A roll cutter 159 is shown as being disposed transversely above the process path and is provided with cutter wheels 159W facing them. spaces between adjacent containers. It is followed by a reciprocating knife mechanism of the type shown at 60 in FIGS. 1 and 2.
The cutter wheels 159W of the roll cutter cut the continuous web along longitudinal lines 161 and the reciprocating knife 60 cuts the web along transverse lines 162.
In the arrangement of FIGS. 24 and 25, it is preferable that the reciprocating knife cuts the cover sheet between adjacent rows of the containers instead of cutting it between adjacent groups. To facilitate this operation, the support plates of the receptacles may have transverse grooves between the adjacent rows of the cavities and longitudinal grooves between the adjacent lines of the cavities. Lifting fingers 61F can be provided to come into contact with each container of each row and to lift it, in order to facilitate removal of the containers from the support plates.
Figs. 27 and 28 show a packaging machine for providing a simplified group packaging, in which each group of containers is sealed with a closure sheet or carton 200 of cardboard, plastic, etc., which also acts as a packing tray suitable for handling and transporting in the usual bulky transport containers. Part of such a group package is shown in Figs. 30 and 31, in which it will be noted that the closure panel 200 is previously cut or perforated to form separately identifiable closure elements 200C for each container C, each closure element 200C being shown as comprising a tab 200T to facilitate its removal at the time of use of the container.
Thus, containers from each group are united into a composite package by the cover sheet 200 and this composite package is immediately suitable for handling, packaging and transportation. In addition, the pre-cut closure elements 200C, which come opposite and are sealed to each container and connect it removably or separately to the cover sheet 200, allow the containers to be removed from the group individually at the time of their use. .
Whereas the closure panels are pre-cut to define the actual closure elements. means are provided to ensure their identification with the individual containers which they must hermetically close. For this purpose, the support plates 44 have locating studs 44P (see Fig. 29), these locating studs being located along the contact surface of the sealing roll to prevent them from interfering. The closure panels extend laterally a sufficient distance to engage these locating pins and, in the arrangement shown, have corresponding locating holes 200H for this purpose, although recesses provided along the edges. would also be appropriate. Other locating techniques known to those skilled in the art are also contemplated.
The machine, shown in fig. 27 and 28, plays essentially the same role as the machine of FIGS. 1 and 2. except that no reciprocating knife is required. Additionally, the use of separate closure panels simplifies initial setup and start-up of the equipment.
Therefore, the stations provided along the processing path of the machine of Figs. 27 and 28 include a deposit station 246, adjacent the inlet end of the process path for simultaneously depositing five containers in each transverse row of the cavities, a fill station 247 spaced along the process path in the direction. displacement of the container and comprising a series of five longitudinally extending transversely spaced discharge nozzle lines, a sealing station 248 spaced along the milking path
The metering rotary screw 215, by virtue of its closing action in the dispensing chamber, generates a pumping effect by continuously pushing the filling material longitudinally to the dispensing chamber in the direction of movement of the containers.
To prevent an unwanted build-up of pressure, a return line 225 extends from the downstream end of each distributor chamber to the suction side of the circulation pump. Thus, the filling material is continuously recirculated from the circulation pump (not shown) through the supply lines 211 and 212 through the distributor chamber 214C and through the return line to the suction side. of the circulation pump. Concurrently, the filling material is sucked from the cooking boiler and a corresponding quantity is discharged into the containers.
As previously mentioned in the machine of FIGS. 27 and 28, the covering material is pressed against the edges of the containers and is sealed to them using support plates equipped with inserts of elastic plastic material together with a sealing roll having a rigid face and with this machine a gradually advancing linear sealing action is obtained as described above.
Each support plate 44 is milled around each of its receptacle cavities to form mounting seats for receiving annular plastic inserts 230 (Fig. 37) which may be nylon (polyamide resin) or the like. , the inserts having a vertical peripheral lip 230L protruding above the plane of the backing plate to yield when necessary in response to pressures applied from the rigid seal roll 250 (Fig. 36).
The construction of the seal roll used in the embodiment of Figs. 27 and 28 comprises a cylindrical outer shell of steel 251 tightly surrounding an insulating sleeve 252, which has spiral grooves, in which are housed heating metal wires 252W, which wrap around the outer periphery of the insulating sleeve. Separate power supply wires 253 are shown as being connected to internally mounted terminals 254 carried by the insulating sleeve 252. An internal metal casing 255 is provided within the sleeve 252 and is attached to a series of bushings. end 256, which are also sealed to the outer shell 251 to enclose all of the heating wires and insulation.
Circular end plates 257 are mounted to engage the composite structure of the casing against stop collars provided on a rotating central shaft 259 of the seal roll. The right hand end plates 257 are welded in position and the others are removably secured by fasteners 260.
Transversely aligned, generally U-shaped support brackets 262 are hinged between spaced welded pieces 263 and 264 provided on the main frame table 40T at the edge of the processing path.
When using, as illustrated by way of illustration, a heated seal roll, it is important to lift it above the containers whenever the equipment is temporarily stopped. Therefore, the support brackets 262 are pivotally mounted around studs 262P, which are carried by the adjacent welded pieces 263 and 264 provided on the table 40T of the main frame. The raising and lowering of the seal roller 250 is controlled by a manually rotatable eccentric shaft 263S, which is shown to be equipped with a crank 263H.
Each yoke 262 has a bearing block 265 for supporting the rotary shaft 259 of the seal roller. Vertical and planar side surfaces are provided on the portions of each bearing block, which are in the slot of its yoke 262 to prevent it from rotating in the support yoke.
The bearing blocks slide on complementary wedge pieces 266 and 267, the lower piece 266 of which is held fixed by an anchor screw 266S and the upper piece 267 being movable under the control of an adjusting screw 267S to make vary the support position of the bearing blocks and consequently of the sealing roller.
The top of each caliper slot is covered by an anchor bar which carries a vertically adjustable screw 268S acting on telescopic closures 269 and 270 which enclose a compression spring 271. The adjustment of the vertical screw 268S adjusts the pressure exerted. by the compression spring and correspondingly adjusts the pressure of the sealing roller exerted on the containers.
When the equipment is in operation and the seal roll is pressure loaded towards the support plates by the action of the compression springs 271 located in the telescoping cups 269 and 270, the seal roll will float freely as shown. The space shown at 272 between the lower side of the bearing blocks 265 and the upper corner 267 (see Figs. 36 and 39).
As can be seen in particular in FIGS. 36, 38 and 40, the right-hand end of the seal roller shaft is provided with slip rings 273, which are mounted in insulating relation to the latter and separate brush sets 274 are mounted in a ring housing 275 collectors having a generally oval cross-sectional shape and are biased to slide against the slip rings to provide external current to the rotary seal roll assembly.
The internal connecting conductors 253 pass through the rotating shaft a sufficient distance to provide an inter
valle for bringing the closure panels 200 onto the support plates and arranged to seal the closure panels to the edges
containers and finally a discharge station 249 provided in the vicinity of the discharge end of the treatment path.
An improved form of filling station 247 is provided and shown in detail in FIGS. 32 to 35.
While the seal is obtained in the machine of fig. 1 and 2 by providing the sealing roller with an elastic covering, which is pressed towards the rigid support plates, in the machine shown in figs. 27 and 28, the seal is obtained by fitting annular inserts 202 of resilient plastic in each cavity of the backing plate and providing a hard coating on the seal roll. Details of the inserts of the support plates are shown in fig. 37 and the details of the seal roll are shown in fig. 36 and 38 to 40.
A device 250 for advancing the carton is shown in FIGS. 27 and 28 and includes a reciprocating swing arm 251 carrying an assembly 252 of suction cups for moving the assembly between a gripping position above a stack of closure boxes 200 where it collects the upper carton and a position in which it deposits the carton on the support plate emerging from the filling station 247 where the carton is placed opposite the containers filled with this support plate. The details of such carton advance devices are known to those skilled in the art.
The filling station is shown generally in FIGS. 27 and 28 and in detail in FIGS. 32 to 35. In the machine shown, the support plates provide five longitudinally extending container lines and each of these lines is equipped with a metering and dispensing rotary valve 210 of the interrupted flow type.
A feed line terminating at each valve is shown at 211 and it divides into three separate lines 212 to provide a series of appropriately spaced inlets in each valve 210. Each feed line can be from a boiler. common firing for the material which is being packaged and a circulation pump (not shown) is provided to discharge the material from the cooking boiler through the supply lines 211 into the five separate valves 210. When desired simultaneous filling of multiple products, separate cooking boilers and feed equipment can be provided for each valve.
As can be seen in particular in FIG. 33, each dispenser valve mechanism 210 utilizes a longitudinally elongated block 214 forming a longitudinally extending dispenser chamber 214C having a cylindrical cross section in which is mounted a longitudinally extending sealing and feed rotary screw 215. A A series of feed holes 214H in block 214 establish communication between branch feed lines 212 and distribution chamber 214C. A series of discharge orifices or nozzles 216 extend from the lower end of the distribution chamber and are arranged in a single line and are brought together in the direction of movement of the containers.
An elongated sliding valve plate 217 (see Figs. 33 and 34) is disposed in an elongated slot 217S provided in the bottom of the valve block 214 and can slide longitudinally under the control of a manually operable mechanism 218. The sliding plate 217 has holes 217H forming extension passages corresponding to the spacing of the discharge orifices 216. In a position of the sliding plate 217, these holes are opposite the orifices 216 to complete a complete clearance of the path of flow and in its opposite position its holes are offset from holes 216 and the flow paths are blocked.
Each of the metering and dispensing valves 210 operates to continuously discharge a curtain of material in each container as it moves below the length of the valve and this provides high throughput and allows a significant increase in production capacity. However, to avoid contamination it is important that the material is not discharged into the spaces between adjacent containers. Therefore, each metering and dispensing valve provides a reciprocating seal moving in synchronism with movement of the containers to cover and seal the particular outlets under which the spaces between adjacent containers pass.
To achieve this, the rotating screw 215 has helical raised threads with a flat surface 215T and can close the discharge ports 216 starting from the bottom of the dispensing chamber. Screw 215 is driven from a cross shaft 220, which extends above the processing path and which carries individual bevel gears 221 engaging bevel gears 222 mounted on the outwardly projecting ends of the screw. the shaft 215S of the screw.
The transverse drive shaft 220 is controlled from a chain 223 (Fig. 27) which is suitably connected to the main drive system and which is synchronized with the movement of the support plates.
It can also be noted that the closure threads 215T of the rotary screw are capable of hermetically closing the inlet holes 214H and their arrangement is such that only one of the three inlet holes 214H is closed at a time. This ensures proper intake of the filling material. tif 259 and extend through a radial hole 259H to be connected to the terminal of the heating wire. Preferably, a heat shield (not shown) is provided to surround the rotating seal roll. The heat shield can be of any suitable construction and is preferably heat insulated to prevent heat loss and is highly polished to reflect infrared rays back to seal roll 250.
The machine described allows high production and greater safety to be achieved and, due to the continuous forward movement of the containers during filling, covering and sealing, it allows to eliminate many of the difficulties presented up to now in packaging operations by the need to use step by step advance movements of the containers.
It is further evident that in the machine described the individual containers are arranged in a predetermined arrangement during filling, covering and sealing and that they are maintained in this arrangement until the final stage of the packaging operation. in which the containers are evacuated to a packing station in materially assembled and associated groups, so as to be able to easily handle and package these groups of containers with a view to their dispatch. Due to the continuous movement of the containers during filling, closing and sealing and due to the evacuation of the filled and sealed containers in groups, the machine has safety and high flow characteristics that could not be achieved. until now.