Machine pour sceller sous vide un sac contenant un produit
La présente invention a pour objet une machine pour sceller sous vide un sac contenant un produit.
On utilise des machines pour sceller des enveloppes et gaines, notamment dans l'emballage des viandes et autres. I1 est connu en effet de conditionner ce genre de produits dans des sacs souples en matière membraneuse synthétique ou naturelle, d'appliquer un vide à l'extrémité ouverte du sac pour provoquer un contact étroit de l'enveloppe avec le produit qui y est contenu, et de sceller ensuite l'extrémité du sac en sertissant une agrafe métallique autour de son col et en assurant un contact étanche, ce qui empche l'air de pénétrer à nouveau dans le sac.
Pour les sacs ou autres récipients utilisés dans les techniques modernes, il existe des matières synthétiques en pellicules qui sont thermorétrécissables, ce qui fait que si un produit, par exemple une viande comestible, y est emprisonnée avec application de vide, et qu'ensuite le sac est immergé dans l'eau chaude ou exposé d'autre façon à la chaleur, à une température de l'ordre de 88 à 1900 C, la pellicule membraneuse est tirée encore plus étroitement comme une peau autour du produit par rétrécissement thermique, ce qui accroît ainsi la durée de stockage d'une denrée périssable. De la mme façon, d'autres produits tels que produits de beauté, médicaments et autres peuvent tre scellés sous vide et conservés ainsi en leur état.
Toutefois, ces méthodes dépendent du degré d'exclusion de l'air hors de la pellicule entourant le produit et de la qualité du soeau métallique serti à l'extrémité du sac.
La présente invention concerne ce type d'emballage d'articles sous vide et a pour but de fournir une technique nouvelle et unique de scellement sous vide associée au sertissage qui permettra de réaliser une exclusion maximale de l'air et un scellement positif étanche, en employant soit des pellicules thermorétrécissables, soit des matériaux de gainages ne possédant pas cette propriété.
Pour cela, la machine selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend un support s'étendant horizontalement et apte à soutenir ce sac lors de son glissement depuis un premier poste jusqu'à un second poste, un conduit à vide muni d'une portion terminale apte à passer à travers le col du sac, des moyens soutenant ce conduit et autorisant le déplacement de sa portion terminale dans le plan horizontal entre une première et une seconde position correspondant respectivement aux premier et second postes précités, des moyens pour appliquer le vide à ce conduit et ainsi faire le vide dans le sac, un dispositif d'agrafage au second poste pour sceller le col du sac,
des moyens actionnés par le déplacement du conduit entre lesdites première et seconde positions pour raccorder les moyens d'application de vide à ce conduit et des moyens actionnables quand le conduit est dans la seconde position, pour actionner le dispositif d'agrafage.
Des moyens spécifiques pour fixer une agrafe sertie autour de l'extrémité d'un sac ou autre récipient souple et déformable sont connus de la technique, et la machine selon la présente invention peut tre pourvue de tels moyens connus de sertissage. Par exemple, dans les brevets US 2879512 délivré le 31 mars 1959 et 2880415 délivré le 7 avril 1959, sont illustrés et décrits des moyens pour former une pince ou agrafe renforcée à deux pointes de forme générale en U, autour de l'extrémité ramassée d'une gaine renfermant de la viande ou article similaire, et ce de manière telle que les extrémités des branches de l'agrafe soient en about, une fois com piétement serties autour de la gaine.
L'utilisation des appareils des types exposés dans les brevets précités permet la mise sous vide du sac de la gaine, ainsi que l'utilisation, si l'on veut, de matières thermorétrécissables pour ces récipients.
En général, la machine comprend une source de vide qui est appliquée, quand cela est nécessaire, à une poignée de manoeuvre qui remplit le double rôle d'actionneur pour les diverses phases de sertissage et de buse autour de laquelle le sac employé est froncé, le contrôle du vide et de la force motrice pour le dispositif de sertissage se faisant par cet unique levier, entièrement à la volonté de l'opérateur et en n'exigeant qu'une main, en laissant donc l'autre main libre pour manipuler la gaine ou le sac autour du produit qui y est contenu, afin de faciliter l'évacuation de tout l'air, mme de poches d'air difficiles d'accès. La machine exécute automatiquement une succession d'opérations prédéterminées, mais toujours de façon déclenchée par l'opérateur, donnant à celui-ci le contrôle complet du fonctionnement par l'emploi d'un unique levier de commande.
I1 faut se rendre compte que, dans la tendance actuelle, de nombreux produits de genres et formes différents sont emballés dans des récipients sous vide et que certains ont des formes irrégulières, créant la possibilité qu'il reste dans l'emballage fini de l'air prisonnier dans des poches d'air, ce qui détruit le but mme d'un tel emballage. La présente invention est particulièrement utile en ce qu'elle fournit un moyen de libérer l'opérateur du contrôle de la plupart des phases successives d'une telle opération, si bien qu'il peut consacrer ses efforts à éliminer ces poches d'air sans retard excessif et sans déranger la succession générale des phases nécessaires pour produire l'emballage terminé.
Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la machine selon l'invention.
La fig. 1 est une vue de face de la machine avec des parties détachées pour la clarté de l'illustration.
La fig. 2 est une élévation latérale de la machine de la fig. 1 avec des parties détachées pour la clarté de l'illustration.
La fig. 3 est une coupe transversale détaillée suivant la ligne 3-3 de la fig. 1.
La fig. 4 est une vue de détail agrandie de l'appareil de sertissage et de tranchage employé en combinaison avec la machine de la présente invention.
La fig. 5 est une vue en plan, partiellement en coupe, de l'appareil de la fig. 4.
Les fig. 6, 7 et 8 sont des vues schématiques en plan de la table de la machine de la fig. 1, montrant le levier de manoeuvre dans ses trois positions de fonctionnement.
Les fig. 9, 10, 1 1 et 12 sont des vues en élévation de la machine de la fig. 1, montrant différentes phases d'emploi de la machine pour obtenir le scellement d'un produit dans une gaine.
En référence plus particulière aux fig. 1 et 2, la machine est désignée d'une manière générale par 20 et comporte une caisse principale ayant des parois avant et arrière 21 et des parois latérales 22 convenablement assemblées par tous moyens classiques, comme par exemple la soudure, et portées par une plaque de fond 23 ayant des pieds 24 avec patins 25, ce qui fait que la machine 20 peut se tenir debout sur le sol. Les diverses pièces 21 à 25 peuvent tre en métal, par exemple de l'acier inoxydable ou de l'aluminium. L'extrémité supérieure de la caisse 20 est formée par un couvercle 26 sur une partie de son dessus et par une table 27 sur le reste, ledit couvercle et ladite table étant réunis par une plaque verticale 28 de manière à enclore pratiquement totalement la caisse 20. On notera que la table 27 est plus haute que le couvercle 26.
Monté pour tre réglable en hauteur par rapport à cette table 27, il y a un plateau 29 revtant la forme d'une lourde surface réceptrice relativement massive et ayant une tige filetée descendante 30 qui traverse un collier 31 du couvercle 26, plateau qui peut tre monté ou descendu par un pignon commandé par une poignée 33. Le filet 32 de la tige 30 est à pas allongé é de sorte que, classiquement, on peut faire un réglage rapide de la hauteur du plateau 29, toutes les fois qu'il en est besoin, ceci pour s'adapter aux dimensions et type différents de produits à gainer et à sertir. Un réglage du plateau 29 par rapport à la table 27 où a lieu le sertissage est donc nécessaire.
Monté à l'arrière de la table 27, comme on le voit mieux dans la fig. 2, se trouve un dispositif de sertissage désigné d'une manière générale par 35. Comme exposé précédemment, ce dispositif 35 peut tre d'un genre connu.
Les parties essentielles du dispositif de sertissage 35 nécessaires pour son emploi avec la présente invention vont maintenant tre décrites en référence particulière à la fig. 4. L'appareil de sertissage 35 a une plaque de base 36 qui est convenablement fixée à la table 27 pour y soutenir ledit appareil dans une position prédéterminée comme montré. Un pied de support 37 est solidaire de la base 36 et un ensemble cylindre et piston à air comprimé 38 est monté par-dessus. Une voie cintrée 39 sert à amener des agrafes en U de forme connue, par gravité, à une position d'alimentation qui les place successivement dans un guide convoyeur profilé 40.
Au bas du guide 40 sont disposées côte à côte deux matrices réceptrices 41 à contour courbe, et quand une agrafe, par exemple 42, est poussée vers le bas par une barre de sertissage 43 entraînée par le piston du cylindre 38, cette agrafe 42 sera tordue et enroulée autour de l'extrémité froncée d'un récipient ou sac qui peut reposer sur les matrices 41 lors de l'application d'une pression de sertissage. Cela est expliqué ci-après comme une des fonctions consécutives de la machine selon l'invention. Afin de positionner et de maintenir en place le matériau froncé, il est prévu une porte basculante 44 convenablement articulée au pied 37, et une gorge 45 est prévue pour recevoir le matériau froncé mis en forme dans les plaques latérales 46 de soutien des matrices 41.
Le long d'une des plaques de guidage 46 est disposé un couteau de tranchage 47 convenablement guidé pour traverser la gorge 45 quand il est nécessaire de détacher le matériau serti. L'appareil de sertissage et de tranchage 35 décrit ne fait pas partie de la présente invention et est donné pour la clarté de la compréhension des opérations successives à exécuter par la machine de la présente invention.
La table 27 est munie d'une longue et large fente 50 pratiquée dans le côté gauche du dessus de la table comme montré dans les fig. 1 et 2 et ayant un rebord vertical de guidage 51 l'entourant complètement. La fente 50 et le rebord 51 forment un guide pour le levier principal de manoeuvre 52 et la poignée 53 qui contrôlent les fonctions de vide et de manceuvre mécanique de la machine 20, les organes pour fournir le vide et la force motrice étant, ainsi que leurs commandes, logés à l'intérieur de la caisse formée par les parois latérales, frontales et de fond 21, 22 et 23. Comme il est classique avec des dispositifs de sertissage du type employé avec la présente invention, la force motrice pour l'appareil 35 est procurée par l'air comprimé, bien qu'il soit évident que le courant électrique ou un fluide hydraulique puisse également tre utilisé pour ces opérations.
Dans ce but, une source d'alimentation en air comprimé (non représentée) est raccordée à un tuyau souple d'entrée 54 qui est raccordé à son tour à un mamelon 55 porté par le panneau arrière 21 de la caisse 20. Un tube 56 relie le mamelon 55 à des soupapes de commande 57 et un manomètre 58 est monté pour fonctionner sur une soupape 57 ce qui permet de régler et de mesurer la pression d'air d'entrée. Le tube de sortie 59 partant des soupapes 57 est relié à une soupape principale de commande 60 par un tuyau souple 61. Cette soupape de commande 60 a un bouton 62 saillant vers l'extérieur et est normalement en position fermée. Elle a un orifice de sortie sous la forme d'un tube 63. Cette sortie 63 a un tuyau souple 65 qui sort de la caisse 20 par un orifice approprié 66 pratiqué dans le dessus 27 et va à l'orifice d'entrée 67 d'un cylindre 68 de manoeuvre de la porte 44.
Ce cylindre 68 est suspendu à pivot à une potence 69 fixée au pied 37 et son piston 70 est articulé en 71 à la porte 4-.
Ainsi, quand de l'air comprimé passe dans le cylindre 68 depuis la soupape principale de commande 60, par exemple quand on pousse le bouton 62, le piston 70 s'allonge et la porte 44 se ferme par basculement autour d'un pivot 72. La porte 44 restera fermée, recouvrant la gorge 45 tant que la pression d'air demeure dans le cylindre 68, et lors de la réduction de cette pression cette porte 44 s'ouvrira et reviendra à la position de la fig. 1.
Si nécessaire, un ressort de rappel de forme classique sera utilisé pour aider à ce retour. La soupape de commande 60 détermine donc l'ouverture et la fermeture de la porte 44.
Le tuyau d'amenée 61 se relie à la soupape 60 par un tube en T 64, dont une branche fournit l'air comprimé à la soupape 60 et dont l'autre branche va à travers un tuyau souple 73 relié au côté entrée d'une autre soupape de commande 75 ayant un bouton 76 qui, quand il est enfoncé, permet l'écoulement d'air comprimé depuis les soupapes 57 à travers la soupape de commande 75. La sortie de la soupape de commande 75 est en forme de raccord en T 77 dont une branche va à un tuyau souple 78 se reliant à l'orifice d'entrée 79 du maître-cylindre 38. Ainsi, quand on enfonce le bouton 76, l'air comprimé s'écoule dans le cylindre 38 et la barre de sertissage 43 est poussée vers le bas. Par conséquent, l'action de sertissage est commandée par la soupape de commande 75.
Il est désirable que le couteau 47 soit actionné en succession synchronisée avec l'action de sertissage du cylindre 38, avec un retard convenable de fonctionnement. Dans ce but, l'autre branche du tuyau en T 77 a une soupape à action différée 80 qui lui est reliée, cette soupape étant une soupape classique pour cet objet et ayant les moyens habituels pour régler le laps de temps s'écoulant entre les opérations. La soupape à action différée 80 est reliée par un tuyau souple 81 au cylindre d'actionnement du couteau 82 porté par le pied 37, qui fait fonctionner le couteau de tranchage 47 au moment préétabli après le sertissage.
Les diverses soupapes sont convenablement attachées ou fixées à l'intérieur de la caisse 20 de n'importe quelle manière convenable; de mme les divers tuyaux de raccordement sont soutenus comme nécessaire à l'intérieur de la boîte 20, les tuyaux 65, 78 et 81 sortant tous trois du corps de la caisse 20 pour rejoindre leur point extérieur de raccordement en passant par l'ouverture 66 prévue pour cela, ce qui place ces tuyaux souples de raccordement à l'arrière de la machine, derrière l'appareil de sertissage 35 et hors du chemin de toutes opérations.
Des moyens sont prévus pour exécuter les opérations de fermeture de porte, sertissage et tranchage, sous le contrôle direct de l'opérateur de la machine et par l'intermédiaire d'un mécanisme de contrôle de l'application de vide à un sac renfermant un produit à sceller et à sertir.
Dans ce but, il est prévu une source de vide comprenant un appareil électrique à faire le vide 85 porté sur une console 86 montée à l'intérieur de la caisse 20 et ayant un commutateur électrique extérieur 87 relié par une prise 88 à une source de courant électrique appropriée.
Une cuvette d'égouttage 89 est prévue, qui est reliée par un conduit 90 à l'appareil à faire le vide 85 et sur le tube extérieur 91 se trouve un robinet-purgeur 92 pour contrôler le degré de vide désiré. Une chambre à vide 93 est reliée par un tuyau souple 94 au conduit 91 sur le côté entrée. Le côté sortie de la chambre 92 a un tuyau souple de raccordement 95, la forme de ce tuyau étant délibérément choisie dans cet exemple pour avoir un degré élevé de résistance à la rotation autour de son axe, par exemple en ayant un revtement extérieur élastique 96. Ce tuyau 95 sera solidement agrafé par des moyens classiques à ses raccords à chaque extrémité, afin de renforcer cette résistance à la torsion. Un indicateur de vide 97 est prévu pour la chambre 93. Cette chambre 93 est convenablement montée sur le bâti intérieur de la caisse 20 au moyen de supports 98.
Situé dans un plan horizontal et monté pour pouvoir pivoter est disposé un tuyau creux 100 ayant un raccord à T 101 à son extrémité la plus éloignée. Ce tuyau 100 a des rondelles limitatrices 102 et 103 à ses extrémités et est porté par des supports 104 let 105 qui sont convenablement alésés pour servir de paliers de pivotement, comme montré en 106 dans la fig. 2. Le tuyau 100 s'étend au-delà du support 105 et est coiffé par un chapeau 107 à son extrémité éloignée au-delà du raccord à
T 101. A son extrémité rapprochée le tuyau 100 se termine par un raccord à mamelon 108 qui est solidement ajusté dans le tuyau souple 95 comme montré. Le support 104 est rendu solidaire du corps intérieur de la caisse 20 par une potence 109, et le support 105 est rendu solidaire du corps intérieur de la caisse 20 par une potence 110.
Au milieu de la longueur du tuyau 100 est disposée une soupape de commande 111 pour permettre d'envoyer du vide à travers ce tuyau 100 quand besoin est. La soupape 111 est un papillon classique ayant son corps principal 112 solidaire du tuyau 100 pour se déplacer avec celui-ci et ayant son levier de manoeuvre 113 qui s'étend vers l'extérieur (fig. 3) et qui engage une extrémité du levier 114 au moyen d'un ergot 115.
L'autre extrémité du levier 114 est reliée à un ergot fixe 116 terminé par une tige 117 maintenue rigide en position par une potence 118 au moyen d'écrous 119, la potence 118 étant convenablement montée à l'intérieur de la caisse 20. D'après cette description, on conçoit que si le tuyau 100 est tourné sur son axe horizontal en opposition à la déviation élastique du tuyau souple 95 et du ressort 96, le papillon 111 tourne et en agissant contre la tige fixe 117 par l'intermédiaire du levier 114 il est ouvert et reste ouvert tant que le tuyau 100 est tourné dans un sens. Dans l'autre sens, le ressort 96 ramène le tuyau 100 à la position zéro ou de départ et ferme le papillon 111.
Le temps où la soupape 111 est ouverte ou fermée peut tre réglé en faisant varier la longueur de la tige 117 au moyen des écrous 119 et en réglant l'angularité primitive du levier 114 par rapport au corps de soupape 112.
Fixé au bras libre du raccord à T 101 se trouve un tuyau creux vertical 120 qui s'étend à travers la fente 50 de la table supérieure 27 de la caisse 20 et est relié par un raccord 121 au levier de manoeuvre 52 déjà mentionné qui est également creux et qui s'étend à travers la poignée 53 et se termine par une buse 123 ayant un large collet rebord de positionnement 124. Ainsi, quand la poignée 53 est déplacée de l'avant à l'arrière de la table 27, dans la fente de guidage 50, le levier de manoeuvre 52 et le tuyau 120 se déplacent avec elle, faisant basculer le tuyau 120 suivant un trajet en arc et faisant basculer le tuyau 100 sur son axe horizontal, ce qui fait ouvrir et fermer le papillon 111.
La fig. 3 montre l'action du papillon dans ces mouvements et l'on remarque qu'après le déplacement initial du tuyau 120, jusqu'à sa première position, du vide sera fourni depuis le réservoir 93 par le tuyau 100, le tuyau 120, le levier 52, la poignée 53 et la buse 123, et ce vide sera maintenu dans toutes les positions avant de la poignée 53, de l'avant à l'arrière de la table 27 une fois que ce mouvement initial a eu lieu. Ainsi, sous le contrôle de l'opérateur, du vide peut tre fourni à la buse 123 toutes les fois que cela est désiré, et y tre maintenu durant les autres déplacements en avant au-dessus de la table 27.
Si la poignée 53 est relâchée, cette poignée 53, le levier 52, les tuyaux 120 et 100 seront ramenés à leur position de départ à l'avant de la machine sous l'action de la torsion donnée au tuyau souple 95 et à son ressort 96, coupant ainsi automatiquement la fourniture de vide à la buse 123.
En référence particulière maintenant à la fig. 2, il est prévu un bras de manoeuvre saillant 130 monté à l'intérieur de la caisse 20 au moyen d'un pivot 131 et équilibré pour pendre vers le bas et reposer contre et sur le bouton 62 qui actionne la soupape de commande 60 pour la fermeture de la porte 44. Le bras 130 fait saillie dans le trajet en arc du déplacement du tuyau 120 au repos à la position A, si bien que dans une position en traits pointillés B il est en contact avec celui-ci, cette, position B étant en un point où le vide est mis en service. Par conséquent, quand du vide est fourni à la buse 123, le levier de fermeture de porte 130 est en position de contact, prt à tre actionné.
Un nouveau déplacement de la position B à une position C provoquera l'actionnement complet de la soupape 60 pour fermer d'abord la porte 44, et ensuite par contact direct du tuyau 120 sur le bouton 76 de la soupape de commande 75 cela provoquera l'actionnement du cylindre 38 pour effectuer l'action de sertissage désirée à la gorge 45. Par réglage de la position du levier de manoeuvre 130 la porte 44 peut tre fermée en un point, avant l'action de sertissage, si bien que la fermeture de la porte par l'intermédiaire de la soupape 60 aurait lieu à une position entre B et C du tuyau 120. Cela est préférable et est utilisé pour donner une autre séquence dans le fonctionnement sous le contrôle de l'opérateur. Un arrt momentané à cette position intermédiaire avec la porte 44 fermée permet une mise en place définitive du produit avant sertissage.
Les fig. 6, 7 et 8 sont des vues schématiques en plan pour montrer les trois positions A, B et C et leur effet.
Dans la fig. 6, la poignée 53 est au repos à l'avant de la machine et, comme on le verra, les fournitures de vide et d'air comprimé sont toutes deux coupées. Dans la position B, fig. 7, le vide a maintenant été introduit, mais l'air comprimé est coupé. Dans cette fig. 7, une position
X a été montrée en traits pointillés. I1 est préférable de fermer la porte 44 et de la maintenir fermée avant sertissage, et les réglages nécessaires seront alors faits, comme étudié précédemment, pour appliquer l'air comprimé au cylindre d'actionnement 68 de la porte, par l'intermédiaire de la soupape 60, en cette position X, de sorte que la soupape 60 sera alors en fonctionnement.
A la position C le vide est mis, la porte 44 est fermée, l'air comprimé est mis, et le sertissage, suivi du tranchage, aura lieu. Ensuite, sur le relâchement de la poignée 53, celle-ci retournera sous l'action du ressort à la position A, au repos, avec le vide et l'air comprimé en position 4 coupé , prte pour l'opération suivante. I1 faut comprendre que la source de vide et d'air comprimé restera aux niveaux désirés de fonctionnement en tous temps. Les appareils encerclés pour vide et air des fig. 6, 7 et 8 n'équivalent pas aux manomètres 97 et 58 mais aux soupapes de commande 60, 76 pour l'air comprimé et 111 pour le vide.
L'arrt momentané provoqué à la position X est désirable dans maints cas, mais il est évident qu'on peut passer de B à C en une seule opération régulière avec la porte 44 se fermant d'abord, puis le sertissage ayant lieu.
Afin de comprendre pleinement la manière d'employer la machine décrite ci-dessus, un exemple illustré de fonctionnement est donné. Les fig. 9, 10, 1 1 et 12 illustrent les quatre positions opérationnelles fondamentales et phases successives suivies dans l'emploi de cette machine. En référence à ces figures, la fig. 9 montre la position de chargement (position A) sans vide, d'une saucisse ou produit similaire 135 dans un sac à col ouvert 136; la fig. 10 montre la position d'aspiration de vide (position B); la fig. 1 1 montre la porte fermée, l'agrafe appliquée, puis le tranchage de l'extrémité (position C), et la fig. 12 montre le produit fini avec une agrafe étanche au vide sur l'enveloppe et la poignée retirée vers la position A. En examinant les opérations successives, les avantages de la présente machine ressortiront très bien.
Dans la fig. 9, qui est la position A au repos, le sac 136 emboîte une saucisse pratiquement en forme de C 135 à contour irrégulier laissant des zones à problèmes pour le scellement sous vide. L'extrémité du sac 136 est froncée autour du rebord 124 et y est maintenue de la main gauche avec la buse 123 à l'intérieur du sac. La main droite tient la saucisse emballée, prte à la modeler. La table 29 a été élevée pour convenir à la taille du produit et permettre le passage facile de la portion froncée 137 du sac 136 dans la gorge 45 au bon moment. Dans la fig. 10 le passage à la position B a appliqué le vide pour former la fron autre y 137 et permettre à la manipulation d'éliminer les bulles d'air de la gaine ou sac mis sous vide 136.
Quand l'opérateur estime que tout l'air est sorti du sac il déplace alors la poignée 53 vers l'avant jusqu'à la position C, comme dans la fig. 11. Cela va successivement fermer la porte 44, sertir une agrafe autour de la partie froncée 137, détacher du corps du sac la portion non sertie 139 et enfin ramener les pièces au repos. Le produit emballé peut alors tre retiré comme montré dans la fig. 12, puisque la poignée 53 a été rétractée, l'air et le vide sont coupés et le produit est scellé sous vide étanche par l'agrafe 140, fig. 12.
De nombreuses modifications évidentes peuvent tre faites en restant dans l'esprit et le champ d'action de la présente invention. I1 peut tre employé une énergie autre que le vide ou l'air comprimé donnés en exemple.
La séquence synchronisée de mise sous vide, fermeture de la porte, sertissage et séparation et autres peut tre variée pour s'adapter aux circonstances et aux exigences d'emballages spéciaux. Des sacs thermorétrécissables peuvent facilement tre employés dans la méthode montrée en phases successives dans les fig. 9 à 12, par exemple. Tout type convenable de dispositif d'agrafage peut tre employé avec le système de commande de vide décrit ci-dessus et l'agrafe 35 définie n'est qu'un exemple d'un dispositif servant à collaborer avec les opérations de vide définies pour donner un emballage scellé de façon étanche.
La machine décrite constitue un appareil de scellement sous vide ayant des moyens de commande pour la manoeuvre du mécanisme de scellement par agrafes qui laissent les mains de l'opérateur libres pour la manipulation essentielle de l'emballage en formation, tout en donnant à cet opérateur un contrôle complet de synchronisation de toutes les opérations en jeu. Essentiellement, la présente invention fournit une commande à levier unique à positions préchoisies pour fournir du vide, pour faire le vide dans la gaine disposée autour du produit à sceller et pour la commande de l'application d'énergie, par exemple de l'air comprimé, aux moyens de sertissage d'une agrafe métallique autour de l'extrémité de la gaine, le vide étant encore appliqué pour donner une fermeture étanche et emballer sous vide le produit dans la gaine.
Machine for vacuum sealing a bag containing a product
The present invention relates to a machine for vacuum sealing a bag containing a product.
Machines are used to seal envelopes and sheaths, especially in the packaging of meats and others. It is known in fact to package this type of product in flexible bags made of synthetic or natural membrane material, to apply a vacuum to the open end of the bag to cause close contact of the envelope with the product contained therein. , and then sealing the end of the bag by crimping a metal clip around its neck and ensuring a tight contact, which prevents air from re-entering the bag.
For bags or other containers used in modern techniques, there are synthetic film materials which are heat-shrinkable, so that if a product, for example edible meat, is trapped there with the application of vacuum, and then the bag is immersed in hot water or otherwise exposed to heat, at a temperature of the order of 88 to 1900 C, the membrane film is pulled even more tightly like a skin around the product by thermal shrinkage, this which thus increases the shelf life of a perishable foodstuff. In the same way, other products such as beauty products, drugs and others can be vacuum sealed and thus preserved in their state.
However, these methods depend on the degree to which air is excluded from the film surrounding the product and the quality of the metal seal crimped at the end of the bag.
The present invention relates to this type of vacuum packaging of articles and aims to provide a new and unique technique of vacuum sealing associated with crimping which will achieve maximum exclusion of air and a positive leaktight seal, in using either heat-shrinkable films or sheathing materials not having this property.
For this, the machine according to the invention is characterized in that it comprises a support extending horizontally and capable of supporting this bag during its sliding from a first station to a second station, a vacuum duct provided with 'an end portion capable of passing through the neck of the bag, means supporting this duct and allowing the displacement of its end portion in the horizontal plane between a first and a second position corresponding respectively to the first and second aforementioned positions, means for apply a vacuum to this duct and thus create a vacuum in the bag, a stapling device at the second station to seal the neck of the bag,
means actuated by the displacement of the duct between said first and second positions to connect the vacuum application means to this duct and means operable when the duct is in the second position, for actuating the stapling device.
Specific means for fixing a crimped clip around the end of a bag or other flexible and deformable container are known in the art, and the machine according to the present invention can be provided with such known crimping means. For example, in US Patents 2,879,512 issued March 31, 1959 and 2,880,415 issued April 7, 1959, are illustrated and described means for forming a reinforced clamp or staple with two generally U-shaped points around the picked up end of 'a sheath containing meat or similar article, and this in such a way that the ends of the branches of the clip are butted, once com base crimped around the sheath.
The use of apparatus of the types disclosed in the aforementioned patents allows the bag to be evacuated from the sheath, as well as the use, if desired, of heat-shrinkable materials for these containers.
In general, the machine comprises a source of vacuum which is applied, when necessary, to an operating handle which fulfills the dual role of actuator for the various crimping phases and of the nozzle around which the bag used is gathered, the control of the vacuum and the driving force for the crimping device being done by this single lever, entirely at the will of the operator and requiring only one hand, thus leaving the other hand free to manipulate the sheath or the bag around the product contained therein, in order to facilitate the evacuation of all the air, even from air pockets that are difficult to access. The machine automatically executes a series of predetermined operations, but always in a manner triggered by the operator, giving him complete control of the operation by the use of a single control lever.
It should be realized that in the current trend many products of different kinds and shapes are vacuum packed and some have irregular shapes, creating the possibility that it will remain in the finished packaging of the product. air trapped in air pockets, which destroys the very purpose of such packaging. The present invention is particularly useful in that it provides a means of freeing the operator from control of most of the successive phases of such an operation, so that he can devote his efforts to eliminating these air pockets without excessive delay and without disturbing the general succession of phases necessary to produce the finished packaging.
The appended drawing illustrates, by way of example, an embodiment of the machine according to the invention.
Fig. 1 is a front view of the machine with parts broken away for clarity of illustration.
Fig. 2 is a side elevation of the machine of FIG. 1 with parts broken away for clarity of illustration.
Fig. 3 is a detailed cross section taken on line 3-3 of FIG. 1.
Fig. 4 is an enlarged detail view of the crimping and slicing apparatus employed in combination with the machine of the present invention.
Fig. 5 is a plan view, partially in section, of the apparatus of FIG. 4.
Figs. 6, 7 and 8 are schematic plan views of the machine table of FIG. 1, showing the operating lever in its three operating positions.
Figs. 9, 10, 11 and 12 are views in elevation of the machine of FIG. 1, showing different phases of use of the machine to obtain the sealing of a product in a duct.
With more particular reference to FIGS. 1 and 2, the machine is generally designated by 20 and comprises a main body having front and rear walls 21 and side walls 22 suitably assembled by any conventional means, such as for example welding, and carried by a plate bottom 23 having legs 24 with runners 25, so that the machine 20 can stand on the ground. The various parts 21 to 25 can be made of metal, for example stainless steel or aluminum. The upper end of the box 20 is formed by a cover 26 on part of its top and by a table 27 on the remainder, said cover and said table being joined by a vertical plate 28 so as to practically completely enclose the box 20. Note that the table 27 is higher than the cover 26.
Mounted to be adjustable in height relative to this table 27, there is a plate 29 taking the form of a heavy, relatively massive receiving surface and having a downward threaded rod 30 which passes through a collar 31 of the cover 26, which plate can be mounted or lowered by a pinion controlled by a handle 33. The thread 32 of the rod 30 is elongated pitch so that, conventionally, one can make a rapid adjustment of the height of the plate 29, whenever necessary. is necessary, this to adapt to the different dimensions and types of products to be sheathed and crimped. An adjustment of the plate 29 relative to the table 27 where the crimping takes place is therefore necessary.
Mounted at the rear of the table 27, as best seen in fig. 2, there is a crimping device generally designated by 35. As explained above, this device 35 may be of a known type.
The essential parts of the crimping device 35 necessary for its use with the present invention will now be described with particular reference to FIG. 4. The crimping apparatus 35 has a base plate 36 which is suitably attached to the table 27 to support said apparatus therein in a predetermined position as shown. A support foot 37 is integral with the base 36 and a cylinder and compressed air piston assembly 38 is mounted over it. An arched track 39 serves to bring U-shaped clips of known shape, by gravity, to a feed position which places them successively in a profiled conveyor guide 40.
At the bottom of the guide 40 are arranged side by side two receiving dies 41 with curved contour, and when a staple, for example 42, is pushed downwards by a crimping bar 43 driven by the piston of the cylinder 38, this staple 42 will be twisted and wrapped around the gathered end of a container or bag which can rest on dies 41 upon application of crimping pressure. This is explained below as one of the consecutive functions of the machine according to the invention. In order to position and hold the gathered material in place, there is provided a tilting door 44 suitably articulated to the foot 37, and a groove 45 is provided to receive the gathered material shaped in the side plates 46 for supporting the dies 41.
Along one of the guide plates 46 is disposed a slicing knife 47 suitably guided to pass through the groove 45 when it is necessary to detach the crimped material. The described crimping and slicing apparatus does not form part of the present invention and is provided for clarity of understanding of the successive operations to be performed by the machine of the present invention.
Table 27 is provided with a long and wide slot 50 made in the left side of the table top as shown in Figs. 1 and 2 and having a vertical guide rim 51 completely surrounding it. The slot 50 and the rim 51 form a guide for the main operating lever 52 and the handle 53 which control the vacuum and mechanical actuation functions of the machine 20, the members for supplying the vacuum and the driving force being, as well as their controls, housed inside the body formed by the side, front and bottom walls 21, 22 and 23. As is conventional with crimping devices of the type employed with the present invention, the driving force for the apparatus 35 is provided by compressed air, although it is obvious that electric current or a hydraulic fluid can also be used for these operations.
For this purpose, a compressed air supply source (not shown) is connected to a flexible inlet pipe 54 which is in turn connected to a nipple 55 carried by the rear panel 21 of the body 20. A tube 56 connects nipple 55 to control valves 57 and a pressure gauge 58 is mounted for operation on valve 57 which allows the inlet air pressure to be adjusted and measured. The outlet tube 59 from the valves 57 is connected to a main control valve 60 by a flexible pipe 61. This control valve 60 has a button 62 projecting outwardly and is normally in the closed position. It has an outlet port in the form of a tube 63. This outlet 63 has a flexible pipe 65 which exits from the body 20 through a suitable port 66 made in the top 27 and goes to the inlet port 67d. 'a cylinder 68 for operating the door 44.
This cylinder 68 is pivotally suspended from a bracket 69 fixed to the foot 37 and its piston 70 is articulated at 71 to the door 4-.
Thus, when compressed air passes into the cylinder 68 from the main control valve 60, for example when the button 62 is pushed, the piston 70 extends and the door 44 closes by tilting around a pivot 72 The door 44 will remain closed, covering the groove 45 as long as the air pressure remains in the cylinder 68, and when this pressure is reduced this door 44 will open and return to the position of FIG. 1.
If necessary, a return spring of conventional form will be used to help this return. The control valve 60 therefore determines the opening and closing of the door 44.
The inlet pipe 61 connects to the valve 60 by a T-tube 64, one branch of which supplies compressed air to the valve 60 and the other branch of which goes through a flexible pipe 73 connected to the inlet side of the valve. another control valve 75 having a button 76 which, when depressed, allows compressed air to flow from the valves 57 through the control valve 75. The outlet of the control valve 75 is in the form of a fitting T 77, one branch of which goes to a flexible pipe 78 connecting to the inlet port 79 of the master cylinder 38. Thus, when the button 76 is depressed, the compressed air flows into the cylinder 38 and the crimp bar 43 is pushed down. Therefore, the crimping action is controlled by the control valve 75.
It is desirable that the knife 47 be actuated in synchronized succession with the crimping action of the cylinder 38, with a suitable delay in operation. For this purpose, the other branch of the T-pipe 77 has a delayed-action valve 80 connected to it, this valve being a conventional valve for this purpose and having the usual means for adjusting the time elapsing between the two. operations. The delayed action valve 80 is connected by a flexible pipe 81 to the actuating cylinder of the knife 82 carried by the foot 37, which operates the slicing knife 47 at the preset time after crimping.
The various valves are suitably attached or secured within the body 20 in any convenient manner; likewise, the various connection pipes are supported as necessary inside the box 20, the pipes 65, 78 and 81 all coming out of the body of the body 20 to reach their external point of connection, passing through the opening 66 provided for this, which places these flexible connection pipes at the rear of the machine, behind the crimping device 35 and out of the way of all operations.
Means are provided for carrying out the door closing, crimping and slicing operations, under the direct control of the operator of the machine and through a mechanism for controlling the application of vacuum to a bag enclosing a product to be sealed and crimped.
For this purpose, a vacuum source is provided comprising an electrical vacuum apparatus 85 carried on a console 86 mounted inside the body 20 and having an external electrical switch 87 connected by a plug 88 to a source of. appropriate electric current.
A drip pan 89 is provided which is connected by a conduit 90 to the vacuum apparatus 85 and on the outer tube 91 is a bleed valve 92 for controlling the desired degree of vacuum. A vacuum chamber 93 is connected by a flexible pipe 94 to the conduit 91 on the inlet side. The outlet side of chamber 92 has a connecting flexible pipe 95, the shape of this pipe being deliberately chosen in this example to have a high degree of resistance to rotation about its axis, for example by having an elastic outer coating 96 This pipe 95 will be firmly stapled by conventional means to its fittings at each end, in order to reinforce this resistance to torsion. A vacuum indicator 97 is provided for the chamber 93. This chamber 93 is suitably mounted on the inner frame of the body 20 by means of supports 98.
Located in a horizontal plane and mounted for pivoting is a hollow pipe 100 having a T connector 101 at its far end. This pipe 100 has limiting washers 102 and 103 at its ends and is carried by supports 104 and 105 which are suitably bored to serve as pivot bearings, as shown at 106 in fig. 2. The pipe 100 extends beyond the support 105 and is capped by a cap 107 at its end remote beyond the fitting.
T 101. At its near end, pipe 100 terminates in a nipple fitting 108 which fits tightly into flexible pipe 95 as shown. The support 104 is made integral with the inner body of the box 20 by a bracket 109, and the support 105 is made integral with the inner body of the box 20 by a bracket 110.
In the middle of the length of the pipe 100 is disposed a control valve 111 to allow vacuum to be sent through this pipe 100 when needed. The valve 111 is a conventional butterfly having its main body 112 integral with the pipe 100 in order to move with the latter and having its operating lever 113 which extends outwardly (FIG. 3) and which engages one end of the lever. 114 by means of a pin 115.
The other end of the lever 114 is connected to a fixed lug 116 terminated by a rod 117 held rigid in position by a bracket 118 by means of nuts 119, the bracket 118 being suitably mounted inside the body 20. D 'After this description, it is understood that if the pipe 100 is rotated on its horizontal axis in opposition to the elastic deflection of the flexible pipe 95 and of the spring 96, the butterfly 111 rotates and by acting against the fixed rod 117 through the intermediary of the lever 114 it is open and remains open as long as the pipe 100 is turned in one direction. In the other direction, the spring 96 returns the pipe 100 to the zero or starting position and closes the butterfly 111.
The time when the valve 111 is open or closed can be adjusted by varying the length of the rod 117 by means of the nuts 119 and by adjusting the primitive angularity of the lever 114 relative to the valve body 112.
Attached to the free arm of the T-connector 101 is a vertical hollow pipe 120 which extends through the slot 50 of the upper table 27 of the body 20 and is connected by a connector 121 to the operating lever 52 already mentioned which is also hollow and which extends through the handle 53 and terminates in a nozzle 123 having a wide positioning flange collar 124. Thus, when the handle 53 is moved from the front to the rear of the table 27, in the guide slot 50, the operating lever 52 and the pipe 120 move with it, tilting the pipe 120 in an arcuate path and tilting the pipe 100 on its horizontal axis, which opens and closes the butterfly 111 .
Fig. 3 shows the action of the butterfly in these movements and it is noted that after the initial displacement of the pipe 120, to its first position, vacuum will be supplied from the reservoir 93 by the pipe 100, the pipe 120, the lever 52, handle 53, and nozzle 123, and this vacuum will be maintained in all forward positions of handle 53, from front to back of table 27 once this initial movement has taken place. Thus, under the control of the operator, a vacuum can be supplied to the nozzle 123 whenever this is desired, and be maintained there during the other forward movements above the table 27.
If the handle 53 is released, this handle 53, the lever 52, the pipes 120 and 100 will be returned to their starting position at the front of the machine under the action of the torsion given to the flexible pipe 95 and to its spring. 96, thereby automatically shutting off the vacuum supply to nozzle 123.
With particular reference now to FIG. 2, there is provided a projecting operating arm 130 mounted inside the body 20 by means of a pivot 131 and balanced to hang down and rest against and on the button 62 which operates the control valve 60 to the closing of the door 44. The arm 130 protrudes in the arc path of the displacement of the pipe 120 at rest in the position A, so that in a position in dotted lines B it is in contact therewith, this, position B being at a point where the vacuum is activated. Consequently, when a vacuum is supplied to the nozzle 123, the door closing lever 130 is in the contact position, ready to be actuated.
A further movement from position B to position C will cause full actuation of valve 60 to first close door 44, and then by direct contact of pipe 120 on button 76 of control valve 75 this will cause 'actuation of the cylinder 38 to perform the desired crimping action at the groove 45. By adjusting the position of the operating lever 130, the door 44 can be closed at one point, before the crimping action, so that the closing of the door through valve 60 would take place at a position between B and C of pipe 120. This is preferable and is used to give another sequence in the operation under operator control. A momentary stop at this intermediate position with the door 44 closed allows the final positioning of the product before crimping.
Figs. 6, 7 and 8 are schematic plan views to show the three positions A, B and C and their effect.
In fig. 6, handle 53 is at rest at the front of the machine, and as will be seen the vacuum and compressed air supplies are both turned off. In position B, fig. 7, the vacuum has now been introduced, but the compressed air is turned off. In this fig. 7, a position
X has been shown in dotted lines. It is preferable to close the door 44 and keep it closed before crimping, and the necessary adjustments will then be made, as previously studied, to apply the compressed air to the actuating cylinder 68 of the door, through the intermediary of the valve 60, in this position X, so that the valve 60 will then be in operation.
At position C the vacuum is put on, the door 44 is closed, the compressed air is put on, and crimping, followed by slicing, will take place. Then, when the handle 53 is released, the latter will return under the action of the spring to position A, at rest, with the vacuum and the compressed air in position 4 cut off, ready for the next operation. It should be understood that the source of vacuum and compressed air will remain at the desired operating levels at all times. The circled vacuum and air devices of fig. 6, 7 and 8 are not equivalent to manometers 97 and 58 but to control valves 60, 76 for compressed air and 111 for vacuum.
The momentary stop caused at the X position is desirable in many cases, but it is obvious that one can go from B to C in one regular operation with the door 44 closing first, then the crimping taking place.
In order to fully understand how to use the machine described above, an illustrated example of operation is given. Figs. 9, 10, 11 and 12 illustrate the four fundamental operational positions and successive phases followed in the use of this machine. With reference to these figures, FIG. 9 shows the loading position (position A) without vacuum, of a sausage or the like 135 in an open-necked bag 136; fig. 10 shows the vacuum suction position (position B); fig. 1 1 shows the door closed, the clip applied, then the slicing of the end (position C), and FIG. 12 shows the finished product with a vacuum tight clip on the casing and the handle withdrawn to position A. Looking at the successive operations, the advantages of the present machine will become apparent.
In fig. 9, which is position A at rest, the bag 136 fits a substantially C-shaped sausage 135 with an irregular outline leaving problem areas for vacuum sealing. The end of the bag 136 is gathered around the flange 124 and is held there in the left hand with the nozzle 123 inside the bag. The right hand holds the wrapped sausage, ready to shape it. Table 29 has been raised to suit the size of the product and allow easy passage of the gathered portion 137 of bag 136 into groove 45 at the right time. In fig. Switching to position B applied vacuum to form the further fron 137 and allow handling to remove air bubbles from the evacuated liner or bag 136.
When the operator considers that all the air is out of the bag he then moves the handle 53 forward to position C, as in fig. 11. This will successively close the door 44, crimp a clip around the gathered part 137, detach the uncrimped portion 139 from the body of the bag and finally bring the parts back to rest. The packaged product can then be removed as shown in FIG. 12, since the handle 53 has been retracted, the air and vacuum are cut off and the product is vacuum sealed by the clip 140, fig. 12.
Many obvious modifications can be made while remaining within the spirit and scope of the present invention. An energy other than vacuum or compressed air given as an example can be used.
The synchronized sequence of evacuating, closing the door, crimping and separating and the like can be varied to suit the circumstances and the requirements of special packaging. Heat-shrinkable bags can easily be used in the method shown in successive stages in FIGS. 9 to 12, for example. Any suitable type of stapling device can be employed with the vacuum control system described above and the defined staple 35 is only one example of a device used to collaborate with the defined vacuum operations to give a tightly sealed package.
The machine described constitutes a vacuum sealing apparatus having control means for the operation of the staple sealing mechanism which leaves the operator's hands free for the essential manipulation of the packaging being formed, while giving this operator complete synchronization control of all in-game operations. Essentially, the present invention provides a single lever control with pre-selected positions to provide vacuum, to create a vacuum in the sleeve disposed around the product to be sealed and for the control of the seal. application of energy, for example compressed air, to the means for crimping a metal clip around the end of the sheath, the vacuum still being applied to give a tight seal and to vacuum pack the product in the sheath.