Procédé de conditionnement de produits solides, pâteux, liquides ou gazeux en alvéoles
de matière thermoplastique et machine pour la mise en oeuvre de ce procédé
La présente invention concerne un procédé de conditionnement de produits solides, pâteux, liquides ou gazeux en alvéoles de matière thermoplastique emboutis à chaud par groupes d'au moins deux alvéoles.
Par produit solide, il faut entendre un produit en blocs, en plaques, mais aussi un tel produit réduit en grains ou en poudre, ainsi qu'un objet ou groupe d'objets quelconque.
La fig. 1 du dessin annexé montre en vue semi-schématique comment un tel procédé a pratiquement été mis en couvre jusqu'ici. L'exemple choisi se rapporte à une machine remplissant des alvéoles dits barquettes d'une masse semi-pâteuse telle que de la margarine ou du fromage.
Porté par un bâti 1, un rouleau 2 alimente la machine en matière thermoplastique en bande continue 3.
Celle-ci passe en premier lieu par une Station de chauffage 4 puis par une station d'emboutissage 5, avant d'atteindre la station de remplissage 6.
Une seconde bande en rouleau 7 est alors amenée au-dessus des alvéoles remplis et soudée à ces derniers en 8, en sorte de les fermer. Ainsi munies d'un couvercle, les portions moulées passent finalement par une station de découpage 9, les séparant pièce par pièce ou en tels groupes que l'on voudra.
Ces portions terminées quittent enfin la machine en 10, tandis que les déchets de couvercle provenant du découpage peuvent tre récupérés et enroulés en 11.
En supposant qu'il s'agisse en l'occurrence de groupes de portions assemblées selon ce qui est représenté en 12 à la fig. 2, on voit qu'en 6 il faudra prévoir le dosage et remplissage simultané de six alvéoles.
La machine représentée prévoit à cet effet une trémie 13, contenant la réserve de produit, deux batteries 14 et 15 de trois doseurs chacune alimentant deux séries de trois buses 16, 17, permettant de remplir les six alvéoles (il pourrait bien entendu y an avoir un autre nombre, en particulier plus).
Or, rien n'est plus difficile à réaliser qu'un dosage exact et cette difficulté se trouve accrue dans le cas présent, du fait qu'une batterie d'éléments doseurs doit tre disposée dans un volume relativement restreint. Un doseur est en outre un organe appelé à tre souvent démonté et nettoyé, ce qui ne pose pas de problème dans le cas d'un doseur unique, mais se complique au fur et à mesure que l'on réunit un grand nombre de doseurs en batterie et, non seulement en alignement, mais sur plusieurs rangs (deux dans le cas présent). Ces remarques s'appliquent du reste à tout autre dispositif multiples de remplissage, de soudure, de découpage, etc.
En plus de cela, la bande formant couvercle porte en général des impressions et il est important que celles-ci soient centrées par rapport aux alvéoles qu'elles recouvrent. Or, s'il est impossible de modifier les distances séparant ces impressions, il est difficile aussi d'exercer une influence sur les distances séparant les alvéoles obtenus par deux emboutissages multiples successifs sans jouer sur l'élasticité de la matière en cours de transport, problème pratiquement très difficile à résoudre.
A noter enfin et c'est ce qui permet la réalisation simplifiée que propose la présente invention, que les temps de travail aux diverses stations décrites ne sont pas semblables.
Le chauffage et surtout l'emboutissage aux stations 4 et 5 exigent un temps dont la durée est un multiple de celle nécessitée par le remplissage, le soudage du couvercle et le découpage, par exemple trois à six secondes contre une seconde. Ainsi, la cadence de l'ensemble du travail dépend uniquement des fonctions exercées par les deux premières stations, le chauffage et l'emboutissage.
Tenant compte de ce qui a été dit jusqu'ici, le procédé de conditionnement de produits solides pâteux, liquides ou gazeux en alvéoles de matière thermoplasti que emboutis à chaud par groupes d'au moins deux alvéoles selon la présente invention prévoit que, ladite matière thermoplastique étant déplacée pas à pas en vue d'y former lesdits groupes d'alvéoles par emboutissage et de les remplir ensuite, on effectue le remplissage à une cadence de travail plus grande que celle de la station d'emboutissage.
La machine pour la mise en oeuvre de ce procédé comportera au moins une station d'emboutissage d'une matière thermoplastique en feuille, y formant des groupes d'au moins deux alvéoles suivis d'une station de remplissage desdits groupes d'alvéoles, les moyens assurant ce remplissage étant en nombre inférieur à celui des alvéoles à remplir mais travaillant à une cadence supérieure à celle de la station d'emboutissage.
I1 en résulte, comme on va le voir, et sans perte de temps, la possibilité de simplifier dans une large mesure les dispositifs de remplissage.
Les fig. 2 à 5 du dessin annexé représentent quatre formes d'exécution de l'objet de l'invention, données à titre d'exemple et sous forme schématique.
La fig. 2 est une vue schématique en perspective se rapportant à la première forme d'exécution du procédé et de la machine.
La fig. 3 est une vue semblable se rapportant à la seconde forme d'exécution du procédé et de la machine.
La fig. 4 est une vue schématique montrant, en plan, comment procéder selon la troisième forme d'exécution décrite.
La fig. 5 est une vue schématique semblable se rapportant à la quatrième forme d'exécution.
Selon la fig. 2, une machine, telle que celle de la fig. 1 par exemple, forme simultanément par emboutissage d'une matière thermoplastique en feuille préréchauffée, un groupe 12 de six alvéoles. Ceux-ci sont disposés, comme on le voit, en deux rangées de trois placées côte à côte et transversalement au sens de leur passage par la station d'emboutissage (sens correspondant à la flèche 18).
Comme on vient de le décrire, dans une machine habituelle, à cadence de travail uniforme, les six alvéoles passeraient en 12' sous une batterie de six dispositifs remplisseurs les remplissant simultanément à chaque cycle de travail.
Dans l'exemple représenté, on voit que le remplissage s'effectue au moyen de trois de ces dispositifs seulement, donc la moitié moins, placés en une rangée en 19, 20 et 21.
Le groupe d'alvéoles 12 ayant été séparé de la bande dans laquelle il a été formé et déplacé en 12', les trois dispositifs 19, 20, 21 remplissent (comme cela est représenté au dessin) une première rangée d'alvéoles. Pour remplir la seconde rangée, il suffit alors de déplacer le groupe en 12", en sorte d'amener cette seconde rangée sous les trois mmes remplisseurs.
Ainsi, et durant que la station d'emboutissage effectue une seule opération d'emboutissage, la station de remplissage effectue deux remplissages. Elle travaille donc à une cadence double.
Cela ne modifie en rien la machine de la fig. 1, sinon que celle-ci ne comportera par exemple plus que le remplisseur 15, à l'exclusion du remplisseur 14 et que les opérations suivantes (soudage du couvercle en 8 et découpage en 9), peuvent s'effectuer à la cadence double adoptée pour le remplissage, ou à la cadence d'emboutissage.
Cela comporte par contre la nécessité de prévoir en 22 (fig. 1) des moyens sectionnant la matière thermoplastique en sorte de séparer les groupes d'alvéoles les uns des autres.
Cette séparation, qui oblige ensuite à les transporter indépendamment les uns des autres, présente l'avantage supplémentaire de pouvoir, à la station de fermeture 8, les amener en exacte coïncidence avec les impressions de la bande de couverture 7.
Selon le second exemple de la fig. 3, un groupe de six alvéoles en deux rangées de trois placés côte à côte est embouti comme précédemment en 23. Les deux rangées sont à nouveau placées transversalement au sens de leur passage par la station d'emboutissage (direction de la flèche 24).
Cette position est à préférer du fait que l'on a avantage matériel à travailler une bande large et à réduire en mme temps le chemin à parcourir lors de l'avance pas à pas correspondant à chaque cycle de travail.
Mais, après emboutissage et sectionnement de la bande, le groupe d'alvéoles considéré, tout en conservant le mme sens de transport, est tourné de 900 dans son plan, en position 23'.
Il se présente alors, dans ledit sens de transport, non plus deux fois une série de trois alvéoles (fig. 2), mais trois fois une série de deux alvéoles.
Dès lors, deux dispositifs de remplissage schématisés par les flèches 25 et 26 seront seuls nécessaires, mais entreront trois fois en action (au lieu de deux) au cours de chaque cycle de travail.
Les transformations à faire subir pour cela à la machine de la fig. 1 n'ont pas besoin d'tre illustrées.
Ce sont des problèmes que chaque constructeur peut résoudre.
Dans le cas de la fig. 3, on aura le choix entre la fermeture des alvéoles au moyen d'une bande de fermeture plus étroite, ou au moyen d'une bande de largeur propre à couvrir trois alvéoles, la fermeture s'opérant, soit après une nouvelle rotation de 900 des alvéoles, soit en adoptant un sens de transport perpendiculaire à 24.
On pourrait aussi, dès après l'emboutissage, déplacer les groupes d'alvéoles perpendiculairement à leur sens de transport primitif, ce qui éviterait la rotation de 900, l'emploi d'une bande plus large étant comme on vient de le dire, plus judicieux.
I1 est évident que le procédé selon l'invention se prte à un nombre infini de combinaisons et que le nombre des rangées d'alvéoles et de ces derniers dans chaque rangée peut varier. I1 n'est en particulier pas indispensable que les rangées d'alvéoles placés perpendiculairement au sens de transport primitif contiennent chacune plus d'alvéoles qu'il n'y a de rangées placées côte à côte.
fl n'est pas indispensable non plus que chaque groupe d'alvéoles embouti soit séparé du suivant.
Le troisième exemple, selon la fig. 4, montre en plan, comment on pourrait emboutir simultanément trois rangées d'alvéoles 27, 28, 29 et ne procéder à la séparation de tels groupes qu'à chaque seconde opération d'emboutissage (tous les deux cycles), obtenant ainsi des groupes doubles tels que 30, de six rangées d'alvéoles.
En utilisant pour leur remplissage deux rangées 31 et 32 de dispositifs remplisseurs mis trois fois en action, les six rangées seraient remplies à la cadence de travail trois durant que l'emboutissage se ferait à la cadence deux (ou deux emboutissages pour trois remplissages).
La vue schématique en plan du quatrième exemple de la fig. 5 montre une disposition particulièrement simple, applicable dans le cas de l'emboutissage simultané de deux alvéoles 33, 34 seulement.
L'emboutissage s'effectuant dans le sens transversal à celui 35 du déplacement (toujours dans le but de travailler sur une bande large), chaque groupe de deux alvéoles est séparé du précédent puis amené en 33', 34' par rotation de 900 dans son plan, ce qui permet d'effectuer le remplissage à cadence double au moyen d'un seul dispositif doseur et remplisseur 36.
I1 est enfin évident, pour en revenir à la machine de la fig. 1, que la bande 3 pourrait aussi tre sectionnée en 37, en sorte de la débiter en feuilles avant chauffage.
Cela peut représenter l'avantage d'une distribution plus régulière de la chaleur, car la zone mal chauffée ou se refroidissant entre les stations 4 et 5 est ainsi supprimée.
Il a enfin été question jusqu'ici d'un déplacement des alvéoles en regard des organes remplisseurs, mais il est évident qu'il s'agit d'un mouvement relatif et que rien n'empcherait de déplacer les organes remplisseurs au-dessus des groupes d'alvéoles, évitant dans ce cas de devoir couper la bande. Il est mme possible de combiner ces deux mouvements entre eux.
Il n'est non plus nécessaire de travailler à partir d'une matière enroulée en bobine, des feuilles sont également utilisables, plus particulièrement en ce qui concerne les couvercles, qui pourraient tre prélevés d'un magasin et tre d'une autre matière que les alvéoles, par exemple en métal.
La station de remplissage peut tre un dispositif amenant des corps durs, dosés, comptés, ou pesés, par exemple un dispositif à vibrateur distribuant des pastilles ou des comprimés.
Le remplissage, la pose du couvercle, peuvent se faire sous vide et/ou avec gaz neutre.
REVENDICATIONS
I. Procédé de conditionnement de produits solides, pâteux, liquides ou gazeux en alvéoles de matière thermoplastique embouties par groupes d'au moins deux alvéoles, caractérisé en ce que, ladite matière étant déplacée pas à pas en vue d'y former ledit groupe d'alvéoles par emboutissage et de le remplir ensuite, on effectue le remplissage à une cadence de travail plus grande que celle de la station d'emboutissage.
Process for packaging solid, pasty, liquid or gaseous products in cells
of thermoplastic material and machine for the implementation of this process
The present invention relates to a process for packaging solid, pasty, liquid or gaseous products in hot-stamped thermoplastic cells in groups of at least two cells.
By solid product is meant a product in blocks, in plates, but also such a product reduced to grains or powder, as well as any object or group of objects.
Fig. 1 of the accompanying drawing shows in semi-schematic view how such a process has practically been implemented heretofore. The example chosen relates to a machine filling cells called trays with a semi-pasty mass such as margarine or cheese.
Carried by a frame 1, a roller 2 feeds the machine with thermoplastic material in a continuous strip 3.
This first passes through a Heating station 4 then through a stamping station 5, before reaching the filling station 6.
A second roll strip 7 is then brought above the filled cells and welded to the latter at 8, so as to close them. Thus provided with a cover, the molded portions finally pass through a cutting station 9, separating them piece by piece or into such groups as desired.
These finished portions finally leave the machine at 10, while the cover waste from cutting can be recovered and wound up at 11.
Assuming that in this case it is a question of groups of portions assembled according to what is represented at 12 in FIG. 2, it can be seen that in 6 it will be necessary to provide for the simultaneous dosage and filling of six cells.
The machine shown provides for this purpose a hopper 13, containing the reserve of product, two batteries 14 and 15 of three dosers each supplying two series of three nozzles 16, 17, making it possible to fill the six cells (there could of course be an another number, especially more).
Now, nothing is more difficult to achieve than exact metering and this difficulty is increased in the present case, owing to the fact that a battery of metering elements must be placed in a relatively small volume. A metering device is also a component which often has to be dismantled and cleaned, which does not pose a problem in the case of a single metering device, but becomes more complicated as a large number of metering devices are assembled together. battery and, not only in alignment, but in several rows (two in this case). These remarks also apply to any other multiple device for filling, welding, cutting, etc.
In addition to this, the cover strip generally carries impressions and it is important that these are centered with respect to the cells which they cover. However, if it is impossible to modify the distances separating these impressions, it is also difficult to exert an influence on the distances separating the cells obtained by two successive multiple stampings without playing on the elasticity of the material during transport, problem practically very difficult to solve.
Finally, it should be noted, and this is what enables the simplified embodiment proposed by the present invention, that the working times at the various stations described are not similar.
The heating and especially the stamping at stations 4 and 5 require a time the duration of which is a multiple of that required by the filling, the welding of the cover and the cutting, for example three to six seconds against one second. Thus, the rate of the entire work depends only on the functions performed by the first two stations, heating and stamping.
Taking into account what has been said so far, the process for packaging solid pasty, liquid or gaseous products in thermoplastic cells that are hot-stamped in groups of at least two cells according to the present invention provides that said material thermoplastic being moved step by step with a view to forming said groups of cells therein by stamping and then filling them, filling is carried out at a work rate greater than that of the stamping station.
The machine for implementing this process will include at least one station for stamping a thermoplastic sheet material, forming therein groups of at least two cells followed by a station for filling said groups of cells, means ensuring this filling being fewer in number than the cells to be filled but working at a rate greater than that of the stamping station.
As will be seen, this results in the possibility of greatly simplifying the filling devices without wasting time.
Figs. 2 to 5 of the appended drawing represent four embodiments of the object of the invention, given by way of example and in schematic form.
Fig. 2 is a schematic perspective view relating to the first embodiment of the method and of the machine.
Fig. 3 is a similar view relating to the second embodiment of the method and of the machine.
Fig. 4 is a schematic view showing, in plan, how to proceed according to the third embodiment described.
Fig. 5 is a similar schematic view relating to the fourth embodiment.
According to fig. 2, a machine, such as that of FIG. 1 for example, simultaneously by stamping a preheated sheet thermoplastic material, forms a group 12 of six cells. These are arranged, as can be seen, in two rows of three placed side by side and transversely in the direction of their passage through the stamping station (direction corresponding to arrow 18).
As has just been described, in a usual machine, at a uniform working rate, the six cells would pass at 12 'under a battery of six filling devices filling them simultaneously at each working cycle.
In the example shown, it can be seen that the filling is carried out by means of only three of these devices, therefore half the number, placed in a row at 19, 20 and 21.
The group of cells 12 having been separated from the strip in which it was formed and moved in 12 ', the three devices 19, 20, 21 fill (as shown in the drawing) a first row of cells. To fill the second row, it is then sufficient to move the group in 12 ", so as to bring this second row under the same three fillers.
Thus, and while the stamping station performs a single stamping operation, the filling station performs two fillings. It therefore works at a double rate.
This in no way modifies the machine of fig. 1, if not that this one will include for example only the filler 15, to the exclusion of the filler 14 and that the following operations (welding of the cover in 8 and cutting in 9), can be carried out at the adopted double rate for filling, or at the stamping rate.
On the other hand, this entails the need to provide at 22 (FIG. 1) means cutting the thermoplastic material so as to separate the groups of cells from one another.
This separation, which then makes it necessary to transport them independently of each other, has the additional advantage of being able, at the closing station 8, to bring them into exact coincidence with the impressions of the cover strip 7.
According to the second example of FIG. 3, a group of six cells in two rows of three placed side by side is stamped as previously at 23. The two rows are again placed transversely in the direction of their passage through the stamping station (direction of arrow 24).
This position is to be preferred because of the material advantage of working with a wide band and at the same time reducing the distance to be covered during the step-by-step advance corresponding to each work cycle.
However, after stamping and severing of the strip, the group of cells considered, while retaining the same direction of transport, is rotated by 900 in its plane, in position 23 ′.
There is then, in said direction of transport, no longer twice a series of three cells (FIG. 2), but three times a series of two cells.
Therefore, only two filling devices shown schematically by arrows 25 and 26 will be necessary, but will come into action three times (instead of two) during each work cycle.
The transformations to be subjected for this to the machine of FIG. 1 do not need to be illustrated.
These are problems that every builder can solve.
In the case of fig. 3, we will have the choice between closing the cells by means of a narrower closing band, or by means of a band of width suitable for covering three cells, the closing taking place, either after a new rotation of 900 cells, or by adopting a direction of transport perpendicular to 24.
It would also be possible, immediately after stamping, to move the groups of cells perpendicular to their original direction of transport, which would avoid the rotation of 900, the use of a wider band being, as we have just said, more judicious.
It is obvious that the method according to the invention lends itself to an infinite number of combinations and that the number of rows of cells and of the latter in each row can vary. I1 in particular is not essential that the rows of cells placed perpendicular to the original direction of transport each contain more cells than there are rows placed side by side.
fl is not essential either that each group of stamped cells be separated from the next.
The third example, according to fig. 4, shows in plan, how one could simultaneously press three rows of cells 27, 28, 29 and not proceed to the separation of such groups until every second stamping operation (every two cycles), thus obtaining groups doubles such as 30, six rows of cells.
By using for their filling two rows 31 and 32 of filling devices put into action three times, the six rows would be filled at work rate three while the stamping would be done at rate two (or two stampings for three fillings).
The schematic plan view of the fourth example of FIG. 5 shows a particularly simple arrangement, applicable in the case of the simultaneous stamping of two cells 33, 34 only.
The stamping being carried out in the direction transverse to that of the displacement (always with the aim of working on a wide belt), each group of two cells is separated from the preceding one and then brought into 33 ', 34' by rotation of 900 in its plane, which allows filling at a double rate by means of a single metering and filling device 36.
I1 is finally obvious, coming back to the machine of FIG. 1, that the strip 3 could also be cut at 37, so as to cut it into sheets before heating.
This may represent the advantage of a more even heat distribution, as the poorly heated or cooling area between stations 4 and 5 is thereby eliminated.
Finally, there has been a question so far of a displacement of the alveoli opposite the filling organs, but it is obvious that this is a relative movement and that nothing would prevent the filling organs from moving above the filling organs. groups of cells, avoiding in this case having to cut the strip. It is even possible to combine these two movements with each other.
It is not necessary to work from a material wound in a coil either; sheets can also be used, more particularly as regards the lids, which could be taken from a magazine and be of a material other than the cells, for example of metal.
The filling station can be a device supplying hard, metered, counted or weighed bodies, for example a vibrator device dispensing pellets or tablets.
Filling and fitting of the cover can be done under vacuum and / or with neutral gas.
CLAIMS
I. Process for packaging solid, pasty, liquid or gaseous products in cells of thermoplastic material stamped in groups of at least two cells, characterized in that, said material being moved step by step with a view to forming said group therein. Cells by stamping and then filling it, the filling is carried out at a work rate greater than that of the stamping station.