CH674174A5 - - Google Patents

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CH674174A5
CH674174A5 CH4810/87A CH481087A CH674174A5 CH 674174 A5 CH674174 A5 CH 674174A5 CH 4810/87 A CH4810/87 A CH 4810/87A CH 481087 A CH481087 A CH 481087A CH 674174 A5 CH674174 A5 CH 674174A5
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Description

DESCRIPTION
L'invention a pour objet un dispositif pour la formation en continu d'une enveloppe tabulaire à partir d'un film souple, comprenant une surface déflectrice courbe suivie d'une surface cylindrique à travers laquelle l'enveloppe tabulaire est tirée.
Un tel dispositif est utilisé, par exemple, dans une installation de conditionnement en sachets d'un produit extrudable à l'état chaud tel que du fromage. Une telle installation est décrite, par exemple, dans le brevet US 3 542 570. Dans cette installation, le dispositif de formation de l'enveloppe tabulaire est constitué de trois surfaces déflectrices consistant en des tôles arrondies. Il est également connu d'utiliser des tôles déflectrices ayant approximativement la forme d'un col de marin. Toutes ces surfaces déflectrices ont en commun la caractéristique de présenter ime grande surface de contact avec le film à former en tube et de réaliser une transformation d'une surface plane en une surface cylindrique, avec un changement de direction, de façon tout à fait approximative. Pour le conditionnement du fromage en tranches individuelles, il est connu d'utiliser un film en Mylar (marque déposée de Dupont de Nemours). Avec un tel matériau, les surfaces de formation connues ne posent pas de problème, mais le Mylar est un matériau cher et, en outre, il n'est pas thermo-soudable. H serait donc plus intéressant d'utiliser un matériau bon marché et de plus thermosoudable, tel que, par exemple, le polypro-pylène. Or, à froid déjà, le film en polypropylène a tendance à adhérer à une surface métallique par effet électrostatique. Il est possible de remédier à cet inconvénient en mettant à la terre la surface de formation. H n'en reste pas moins que le film a tendance à former des plis sous l'effet de la traction, en raison de la surface géométriquement incorrecte des tôles de formation. Or, pour conditionner du fromage par extrusion, il est nécessaire de travailler à une température d'environ 80° C. Dans ces conditions, le film en polypropylène, ramolli, adhère franchement à la surface de formation et le film, généralement d'une épaisseur de 20 um, se déchire.
La présente invention a pour but de réaliser un dispositif de formation obviant aux inconvénients décrits ci-dessus et, plus précisément, permettant d'utiliser à chaud des films minces en polypropylène ou analogue.
5 Le dispositif selon l'invention est caractérisé par le fait que la surface déflectrice courbe est constituée par l'intersection d'un cône et de la paroi d'un tube cylindrique dont la paroi interne constitue ladite surface cylindrique, le sommet du cône étant situé sur l'axe du tube cylindrique et l'axe du cône étant incliné relativement à l'axe du io tube cylindrique.
De préférence, l'axe du cône forme avec l'axe du cylindre un angle tel que la courbe développée de l'intersection du cône et de la surface intérieure du cylindre est une parabole, le plan tangent au cône et contenant la génératrice du cône la plus éloignée de l'axe du is cylindre définissant le plan dans lequel est amené le film au dispositif. Dans ce cas, la surface de formation obtenue est géométriquement exacte, de sorte que le film ne subit pas d'effets transversaux et par conséquent ne forme pas de pli.
Dans tous les cas, cette surface est étroite de telle sorte que le 20 freinage du film par adhérence est acceptable.
Le dispositif selon l'invention permet non seulement d'utiliser des films en polypropylène d'une épaisseur de 20 pm à chaud, mais d'utiliser des films très minces, par exemple 10 um.
Selon une forme particulière d'exécution de l'invention, le cône 25 présente un angle au sommet ß de 60° et l'angle formé par les axes du cône et du tube cylindrique est égal à arc sin 2/ji—30°.
Le choix d'un cône de 60° permet un calcul aisé de l'angle entre les axes du cône et du cylindre. II permet aussi un usinage par des moyens simples et usuels.
30 Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'invention.
La figure 1 représente schématiquement la partie principale d'une installation de conditionnement comprenant un dispositif de formation.
35 La figure 2 est une vue de côté du dispositif de formation.
La figure 3 est une vue en coupe selon III-III de la figure 2.
La figure 4 est une vue de face, selon la direction A, du dispositif de formation.
La figure 5 illustre le raisonnement ayant conduit à la surface
40 i i>- *•
selon lmvention.
L'installation représentée schématiquement à la figure 1 comprend un dispositif de formation 1 de forme générale cylindrique tabulaire dans lequel pénètre un tube d'alimentation alimenté par une 45 trémie 3 pour le produit à conditionner. Le matériau de conditionnement est constitué d'un film 4, par exemple en polypropylène, dévidé d'une bobine 5. Ce film passe sur un renvoi 6, puis sur le bord supérieur du tube du dispositif de formation 1 dans lequel il est tiré vers le bas en formant un tube, les deux bords du film 4 étant superposés so et soudés dans le dispositif 1, au moyen d'un corps de chauffe, juste avant le remplissage par le produit à conditionner, par exemple du fromage fondu à 80° C. La soudure du tube s'effectue donc au-dessus de l'extrémité inférieure du tube d'alimentation 2. Dans le cas de fromage destiné à être conditionné en tranches, c'est-à-dire en 55 plaquettes, l'extrémité inférieure du tube d'alimentation 2 est aplatie et le tube 7 en polypropylène épouse la forme de l'extrémité de ce tube d'alimentation comme illustré en 8. Le tube 7 contenant le produit à conditionner passe ensuite dans un formateur de portions 9 constitué de deux courroies 10 et 11 munies de taquets presseurs 12 60 et 13 venant s'appliquer les uns contre les autres pour pincer le tube 7 et séparer ainsi le produit en portions 14 comme décrit par exemple dans le brevet US 3 542 570.
Le dispositif de formation 1, représenté en détail aux figures 2 à 4, est constitué d'un tube à paroi épaisse formé plus précisément de 65 deux demi-tubes 15 et 16, le demi-tube 15 étant fixe est fixé à un support 17, tandis que le demi-tube 16 est solidaire d'une bride 18 articulée en 19, permettant d'ouvrir et de fermer le tube, ce qui facilite la mise en marche de la machine et l'entretien du dispositif de
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formation. La partie mobile 16 porte en outre, en dessous de la bride 18, un corps de chauffe pour le thermosoudage du tube 7.
Le bord supérieur du tube 1 présente une surface déflectrice 20 formée par l'intersection d'un cône dont le sommet S est situé sur l'axe a du cylindre 1, dont l'angle au sommet ß est de 60° et dont l'axe b forme avec l'axe a du cylindre 1 un angle a = arc sin 2/tc—30°, soit 39,5402°, en raison de la relation a + ß/2 = arc sin 2/jt qui sera démontrée plus loin. Le film 4 arrive dans un plan contenant la génératrice g du cône située dans le même plan que les axes a et b et la plus éloignée de l'axe a du cylindre. L'expérience confirme que le film 4 passe progressivement de la forme plane à la forme cylindrique, en changeant de direction sur l'arête 21 formée par l'intersection du cône et de la surface cylindrique intérieure du tube 1, cela sans adhérer ni former de pli. Le film 4 commence par envelopper naturellement la surface conique 20 avant de se retrousser sur l'arête 21 avec un minimum de contrainte transversale.
Le cône pourrait présenter un angle au sommet ß différent de 60° et l'angle a pourrait avoir une valeur différente de arc sin 2/tc—30°. L'angle a pourrait être déterminé expérimentalement ou à l'aide d'un ordinateur.
Le choix d'une surface conique n'est pas dû au hasard, mais à une démarche inventive, à la fois empirique, expérimentale et mathématique. Cette démarche sera exposée en relation avec la figure 5. On considère l'extrémité du film 4 lors de son introduction dans le tube 1. Lors de cette introduction, le film 4 change brusquement de direction. Or, si l'on saisit les coins A et B de l'extrémité du film 4 et qu'on les replie symétriquement en direction du centre, on constate qu'il se forme deux plis 22 et 23 et que chacun de ces plis forme avec le bord du film un angle 8 égal à 45°.
Il est d'autre part apparu que l'enroulement d'une feuille plane sur un cône permet d'enrouler cette feuille facilement. D'autre part, un cône d'angle au sommet de 60° présente la particularité à l'état développé de former un demi-cercle, en particulier un demi-cercle 24 dont le diamètre est égal à la largeur L du film 4. Lorsqu'on reforme le cône, les extrémités C et E du diamètre du demi-cercle 24 se rejoignent. Lors de l'enroulement du film 24, les mêmes points C et E situés sur les bords du film viennent également coïncider.
En effectuant un essai d'enroulement du film 4 sur un cône suivi d'un rebroussement selon une forme cylindrique, en relevant les points de la courbe de l'arête de rebroussement obtenue et en introduisant ces points relevés dans un ordinateur, on obtient une courbe développée dans le plan très proche d'une parabole.
Considérant dès lors que cette courbe développée est bien une parabole, et revenant à la figure 5, on constate que l'angle 5 = 45° est égal à l'angle des tangentes aux points C et E à une parabole particulière dont le foyer est le point S et dont la surface focale f est 5 égale à L/4.
Si l'on forme à nouveau le cône et qu'on place ce cône sur le tube 1, le sommet P de la parabole vient se placer sur le bord supérieur du tube 1 sur la génératrice située dans le plan du film 4, comme représenté dans la partie inférieure de la figure 5. Les points C et E se 10 rejoignent également sur le bord du tube 1, sur une génératrice du cône coplanaire avec l'axe b du cône et l'axe a du tube 1. L'axe b du cône est incliné par rapport à l'axe a du tube 1. Si l'on désigne l'angle au sommet du cône par ß et l'angle formé par les axes a et b par a, on voit sur la figure 5 que sin (a + ß/2) = D/2f où D est le diamètre du tube 1.
En remplaçant f par L/4, on obtient sin (a + ß/2) = 2/jt et par conséquent a + ß/2 = arc sin 2/71 = 39,5402°
Pour l'usinage des tubes 1, il suffit de connaître l'angle y = 90° - (a + ß/2).
Les essais exécutés avec une pièce usinée de cette façon démontrent que l'enroulement du film se fait parfaitement.
Il est évident qu'il serait possible d'arriver au même résultat avec un cône présentant un angle au sommet différent de 60°, mais dans ce cas l'angle a aurait une autre valeur que la valeur calculée ci-dessus.
Dans sa partie supérieure, le demi-tube 16 est coupé par un plan parallèle à l'axe du tube et tangent à la surface intérieure de ce tube. Dans la zone ainsi coupée, le demi-tube 16 présente en outre une large fente verticale 25. Cette fente est recouverte par deux tôles 26 et 27 qui se recouvrent partiellement sur la fente 25, l'extrémité de la tôle 26 étant recourbée de manière à épouser la courbure de la face cylindrique intérieure du tube 1. Ces tôles 26 et 27 servent à réaliser la superposition des deux bords du film 4 qui sont soudés plus bas par le corps de chauffe fixé sur la partie inférieure du tube 1. Dans les considérations présentées en relation avec la figure 5, il a bien entendu été fait abstraction de ces deux bords de soudage du film 4.
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Claims (6)

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1. Dispositif pour la formation en continu d'une enveloppe tabulaire à partir d'un film souple (4), comprenant une surface déflec-trice (20) courbe suivie d'une surface cylindrique à travers laquelle l'enveloppe tabulaire (7) est tirée, caractérisé par le fait que ladite surface déflectrice courbe (20) est constituée par l'intersection d'un cône et de la paroi d'un tube cylindrique (1) dont la paroi intérieure constitue ladite surface cylindrique, le sommet (S) du cône étant situé sur l'axe (a) du tube cylindrique (1) et l'axe du cône (b) étant oblique relativement à l'axe du tube cylindrique.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'axe du cône (b) forme avec l'axe (a) du tube cylindrique un angle a tel que la courbe développée de l'intersection du cône et de la surface intérieure du tube cylindrique est une parabole, le plan tangent au cône et contenant la génératrice (g) du cône coplanaire aux axes du cône et du tube cylindrique la plus éloignée de l'axe du tube cylindrique définissant le plan dans lequel est amené le film (4) au dispositif.
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REVENDICATIONS
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le cône présente un angle au sommet ß de 60° et que l'angle a formé par les axes du cône et du tube cylindrique est égal à arc sin 2/n—30°.
4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le tube (1) est constitué de deux parties (15,16) articulées entre elles autour d'un axe parallèle à l'axe du tube.
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le tube cylindrique est coupé dans sa partie supérieure par un plan tangent à la surface intérieure du cylindre et contenant la génératrice diamétralement opposée à la génératrice passant par le point le plus haut du tube cylindrique en position verticale, le tube cylindrique présentant ime fente verticale (25) dans ce plan tangent.
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le tube cylindrique présente deux tôles déflectrices (26, 27) croisées au-dessus de ladite fente (25).
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