La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour
remplir des barquettes d'un produit alimentaire.
Elle concerne plus précisément le remplissage de contenants
identiques qui sont mobiles à la queue leu leu, formant un "train" qui avance dans
un poste de remplissage adapté pour déposer dans chaque contenant une dose
donnée de produit.
Une fois remplis, les contenants poursuivent leur chemin vers un
poste de fermeture.
L'avance des contenants peut se faire soit pas-à-pas, soit en continu,
par exemple à vitesse uniforme, les moyens de remplissage étant conçus
naturellement en fonction du mode d'avancement pour travailler convenablement,
en synchronisme avec le déplacement des contenants.
Ces contenants peuvent être indépendants les uns des autres, ou
attachés les uns aux autres pour être séparés ultérieurement.
Les contenants sont par exemple des barquettes ou des boítes rigides
ou semi-rigides, en matière plastique, en carton ou en métal léger.
Ils présentent une ouverture dirigée vers le haut et qui est munie d'un
rebord périphérique plan et horizontal, sur lequel est scellé (après remplissage du
contenant) un élément de fermeture sous forme de plaque mince ou de film
d'operculage.
Le scellement peut se faire par exemple par collage ou application de
la chaleur si l'on a affaire à un film en matière plastique thermoscellable.
Le produit alimentaire peut être un produit en vrac, fluide ou semi-pâteux,
hétérogène ou non.
A titre nullement limitatif, on peut citer des produits de charcuterie
tels que des lardons ou des dés de jambon, des compotes de fruits, des mélanges de
fruits ou de légumes, des salades et plats préparés contenant de la viande, du
poisson et/ou des légumes et de la sauce.
L'invention ne concerne pas le dispositif de distribution de doses
déterminées du produit, lequel peut être de type connu en soi, par exemple
consistant en une trémie distributrice associée à un système de pesage.
Elle ne concerne pas non plus les dispositifs amont de formage des
barquettes, ni aval d'operculage et de découpage.
L'invention s'intéresse seulement à la mise en place dans chacune des
barquettes des doses de produit délivrées par ledit dispositif de distribution.
L'invention a été initialement conçue pour le remplissage de
contenants sous forme de barquettes en matière plastique thermoformées
appartenant à un ensemble de barquettes attenantes les unes aux autres, formant une
bande unique et continue, ou "train de barquettes", qui avance pas-à-pas dans le
poste de remplissage dans lequel on dépose dans chaque barquette une dose
déterminée du produit, qui s'écoule par gravité dans la barquette, cette bande
continuant ensuite son chemin vers un poste d'operculage dans lequel la barquette
est recouverte hermétiquement d'un film protecteur, par exemple thermo-scellé,
après quoi le train de barquettes est subdivisé dans un poste de découpage en
barquettes individuelles ou en plusieurs barquettes destinées à être vendues en lot.
Dans le train de barquettes, celles-ci sont attachées les unes aux
autres par leur rebord périphérique, de forme plane.
C'est sur ce rebord qu'est fixé le film d'operculage.
C'est ce mode de réalisation particulier qui va être exposé plus loin
en détail, en référence aux dessins annexés, étant entendu que cet exposé n'est
aucunement limitatif quant à l'étendue de la protection recherchée.
Au cours des opérations du remplissage, et de la fermeture
subséquente, notamment par operculage, il peut se poser deux difficultés.
La première résulte du fait qu'une partie du produit risque de se
déposer inopinément sur le rebord du contenant, tel qu'une barquette, de sorte que
l'operculage ultérieur ne peut pas se faire dans de bonnes conditions, faisant naítre
un risque de mauvaise étanchéité entre l'opercule et le rebord.
La seconde est liée au fait que le produit, qui est déversé dans la
barquette par gravité, risque de s'y répartir de façon irrégulière, notamment de
former un dôme, ce qui pose alors également un problème pour le bon operculage
de la barquette, et risque de nuire à la bonne présentation du produit en particulier
lorsque l'opercule est transparent ou translucide, permettant au consommateur de
voir le produit à l'intérieur de la barquette.
De plus, en cas de fermeture non étanche de la barquette, il y a un
risque de fuite de gaz lorsque le conditionnement du produit est réalisé sous
atmosphère modifiée, ce qui est le cas pour un grand nombre de produits
alimentaires.
L'existence d'un dôme peut provoquer aussi un étirement anormal,
conduisant à une distribution anisotrope des tensions au sein du film, et des risques
de déchirement ou de descellement ultérieurs.
Ces difficultés sont d'autant plus fréquentes que, dans un souci de
rendement de production, on recherche une cadence de remplissage élevée.
Pour y pallier, il est nécessaire de prévoir à la sortie du poste de
remplissage, en amont de l'operculeuse, un poste de surveillance et de reprise
manuelle, dans lequel des ouvriers vérifient qu'il n'y a pas de produit
accidentellement déposé sur le rebord des barquettes, ni de dôme indésirable formé
dans les barquettes. A défaut, ils doivent intervenir manuellement pour rétablir la
situation.
On comprend que ce travail est fastidieux, et qu'il grève de manière
non négligeable le coût global de l'opération de remplissage.
L'invention vise à résoudre ces problèmes.
Le procédé qui fait l'objet de la présente invention est un procédé
pour remplir d'un produit alimentaire une série de contenants, tels que des
barquettes, qui sont mobiles à la queue leu leu, formant un "train de barquettes",
chaque barquette ayant une ouverture dirigée vers le haut présentant un rebord
périphérique, de forme plane, tandis que son fond est supporté par une sole de
glissement ou un convoyeur horizontal, ce train de barquettes étant mobile
horizontalement en direction d'un poste de fermeture de la barquette pleine, par
exemple d'operculage, selon lequel :
a) on positionne au-dessus de chaque barquette un fourreau de
guidage vertical, à paroi mince, ouvert à ses extrémités haute et basse, et dont la
portion d'extrémité basse est ainsi conformée et dimensionnée que son contour
correspond sensiblement à celui de la barquette ; b) on déplace ledit fourreau verticalement vers le bas, dans une
position dite "abaissée", de manière à en amener ladite portion d'extrémité basse
soit à fleur de l'ouverture de la barquette, soit, sur une certaine profondeur, à
l'intérieur de cette dernière, de manière à canaliser le produit à la verticale de la
barquette ; c) on laisse s'écouler une dose prédéterminée du produit
alimentaire de haut en bas dans le fourreau de telle sorte qu'elle se dépose à
l'intérieur de la barquette sans se déposer sur son rebord périphérique.
Conformément à l'invention, et alors que le fourreau demeure en
position abaissée, on vient tasser le produit qui y est contenu au moyen d'une palette
de pressage qui traverse le fourreau, complètement ou partiellement, et s'engage à
l'intérieur de la barquette, ceci par déplacement du haut vers le bas à un niveau
approprié au bon tassage du produit, après quoi on déplace vers le haut ledit
fourreau et ladite palette pour les faire ressortir de la barquette remplie et libérer
cette dernière, qu'on achemine ensuite vers ledit poste de fermeture.
La section du fourreau est conçue de telle façon que le produit soit
correctement canalisé dans la barquette lorsqu'il se trouve à l'aplomb et à la
verticale de la barquette; de plus, le positionnement du bord inférieur du fourreau
est défini de telle sorte que, le fourreau étant dans sa position abaissée, le produit ne
peut pas s'échapper dans l'interstice périphérique entre le bord de la barquette et la
paroi du bord inférieur du fourreau.
Ainsi, on empêche que le produit ne déborde sur le rebord de la
barquette.
De plus, l'opération de pressage assure la suppression des dômes
éventuels du produit.
L'operculage subséquent peut se faire donc de manière optimale, sur
des rebords de barquette propres et lisses, et ceci sans tension anormale sur le film
d'operculage.
L'état de la technique en la matière peut être illustré par le document
JP-52 132989. Le dispositif connu de ce dernier concerne le remplissage de
barquettes en forme de tronc de pyramide, évasées vers le haut, et munies d'un
rebord périphérique plan et horizontal. Avant le remplissage d'une barquette, on
introduit dans cette dernière un entonnoir de forme complémentaire, pourvu lui
aussi d'un rebord périphérique qui vient se superposer à celui de la barquette et le
protéger.
Les barquettes sont attenantes les unes aux autres par leur rebord, et
le train de barquettes passe sous un système de distribution centralisé duquel tombe
le produit en vrac; le surplus de produit qui ne tombe pas dans l'entonnoir tombe sur
le rebord périphérique de l'entonnoir, et non sur celui de la barquette.
Celle-ci reste donc nette, ce qui favorise l'operculage ultérieur de la
barquette par un film thermoscellé.
Cet entonnoir n'assure donc pas le guidage et la canalisation de
l'ensemble du produit à l'intérieur de la barquette; du reste un raclage subséquent du
rebord de l'entonnoir est nécessaire, comme le montre la figure 1 (c) de ce
document.
Le dispositif divulgué par le document japonais ne comporte pas de
palette presseuse.
Il ne permet donc pas de réaliser une répartition convenable du
produit dans la barquette.
Bien au contraire, étant donnée la forme évasée (en tronc de
pyramide) de l'entonnoir et du fait que cet entonnoir est presque complètement
enfoncé dans le récipient au cours du remplissage, son retrait vers le haut entraíne
avec lui le dôme de produit qui s'est éventuellement formé, surtout si le produit en
question est collant.
Or, la présente invention repose essentiellement sur la présence des
deux organes suivants, qui travaillent conjointement :
- un fourreau mobile verticalement ayant pour fonction de canaliser le
produit au cours de sa descente dans la barquette afin qu'il ne se dépose pas
inopinément sur le rebord périphérique de cette dernière ;
- une palette presseuse qui a pour fonction de tasser le produit et de le
répartir convenablement dans la barquette.
Le fourreau et la palette coopèrent par conséquent pour que le produit
alimentaire reste confiné correctement à l'intérieur de la barquette, afin de ne pas
contrarier la bonne exécution de la fermeture,subséquente de la barquette, comme
expliqué plus haut.
La combinaison du fourreau avec une palette presseuse qui est un
élément essentiel constitutif de l'invention, n'est pas connue ni même suggérée par
ce document japonais.
Dans un mode d'exécution particulier de la présente invention, il
s'agit d'un procédé pour remplir d'un produit alimentaire une barquette appartenant à
un "train de barquettes", formant une bande continue horizontale, dans lequel
lesdites barquettes sont attachées les unes aux autres par leur rebord périphérique,
de forme plane, l'ouverture des barquettes étant dirigée vers le haut tandis que leur
fond est supporté par une sole ou un convoyeur horizontal, ce train de barquettes
étant mobile horizontalement en direction d'un poste d'operculage.
Conformément à l'invention :
a) on arrête le déplacement du train de barquettes ; b) on dispose au-dessus et à l'aplomb de la barquette un fourreau de
guidage d'axe vertical, à paroi mince, ouvert à ses extrémités haute et basse, et dont
la portion d'extrémité basse est ainsi conformée et dimensionnée qu'elle peut
s'engager avec un faible jeu à l'intérieur de la barquette ; c) on déplace ledit fourreau verticalement vers le bas de manière à en
engager ladite portion d'extrémité basse, sur une certaine profondeur, à l'intérieur de
la barquette ; d) on laisse s'écouler une dose prédéterminée du produit alimentaire
de haut en bas dans le fourreau de telle sorte qu'elle se dépose à l'intérieur de la
barquette ; e) on fait avancer conjointement le train de barquettes et le fourreau,
alors que celui-ci demeure engagé, par sa portion d'extrémité basse, dans ladite
barquette, en direction d'une palette de pressage plane et horizontale, laquelle est
mobile verticalement, et est ainsi conformée et dimensionnée qu'elle peut s'engager
avec un faible jeu à l'intérieur du fourreau et de la barquette ; f) on arrête le train de barquettes et le fourreau en dessous et à
l'aplomb de ladite palette de pressage ; g) on déplace ladite palette verticalement vers le bas de manière à lui
faire traverser de part en part le fourreau et à l'engager à l'intérieur de la barquette,
de telle façon qu'elle vienne presser le produit qui y est contenu, en le tassant
légèrement ; h) on déplace vers le haut ledit fourreau et ladite palette pour les faire
ressortir de la barquette, et libérer cette dernière.
Le remplissage étant terminé, le fourreau est déplacé vers l'arrière
afin de se positionner au dessus et à l'aplomb d'une nouvelle barquette, après quoi le
cycle peut être réitéré.
Le dispositif qui fait également l'objet de la présente invention est
adapté pour remplir d'un produit alimentaire une série de contenants identiques, tels
que des barquettes, qui sont mobiles à la queue leu leu, formant un "train de
barquettes", chaque barquette ayant une ouverture dirigée vers le haut présentant un
rebord périphérique, de forme plane, ce train de barquettes étant mobile
horizontalement suivant une direction dite "longitudinale", en direction en direction
d'un poste de fermeture des barquettes pleines, par exemple d'operculage.
a) Un convoyeur apte à déplacer ledit train de barquettes suivant
ladite direction longitudinale ; b) Des moyens de distribution positionnés au-dessus de la
trajectoire du train de barquettes, qui sont aptes à délivrer des doses déterminées de
produit en vue du remplissage de chacune des barquettes dudit groupe de
barquettes; c) Au moins un fourreau de guidage vertical, à paroi mince, ouvert
à ses extrémités haute et basse, et dont la portion d'extrémité basse est ainsi
conformée et dimensionnée que son contour correspond sensiblement à celui des
barquettes ; d) Des moyens pour déplacer ledit fourreau verticalement vers le
bas, dans une position dite "abaissée", de manière à en amener ladite portion
d'extrémité basse, soit à fleur de l'ouverture de la barquette, soit, sur une certaine
profondeur, à l'intérieur de cette dernière ou, au contraire, vers le haut, pour l'en
écarter ; e) Des moyens pour laisser s'écouler de haut en bas dans chaque
fourreau une dose prédéterminée de produit alimentaire fournie par lesdits moyens
de distribution, de telle sorte que cette dose peut se déposer par gravité à l'intérieur
de la barquette associée, tandis que la portion d'extrémité basse du fourreau
correspondant se trouve en position abaissée, soit à fleur de l'ouverture de la
barquette, soit engagée sur une certaine profondeur, à l'intérieur de cette dernière ; f) Au moins une palette de pressage plane et horizontale, mobile
verticalement, ainsi conformée, positionnée et dimensionnée qu'elle peut, par un
mouvement vertical du haut vers le bas traverser ledit fourreau complètement ou
partiellement, puis s'engager partiellement dans la barquette associée, en y tassant
légèrement le produit qui s'y trouve alors que le fourreau se trouve en position
abaissée ; g) Des moyens pour déplacer verticalement, du bas vers le haut,
d'une part ledit fourreau et ladite palette, afin de les écarter de la barquette pleine
(B') et de la libérer.
Selon un certain nombre de caractéristiques avantageuses possibles
de ce dispositif:
- ledit fourreau de guidage présente une forme générale tubulaire
comportant, en partie supérieure, une embouchure évasée, tandis que le reste de sa
paroi s'étend verticalement et présente une section droite constante qui correspond,
avec un léger jeu, au contour de la palette, si bien que le déplacement de cette
dernière du haut vers le bas à l'intérieur du fourreau a pour effet de racler cette
paroi, en décollant les résidus de produit susceptibles d'y adhérer, et de les faire
descendre dans la barquette ;
- ledit fourreau de guidage est monté mobile suivant ladite direction
longitudinale, et le dispositif comprend des moyens de commande et de
synchronisation du déplacement du fourreau, adaptés pour déplacer celui-ci
conjointement avec la barquette alors qu'il se trouve dans sa position abaissée, au
cours du remplissage de la barquette ;
- ladite palette de pressage est également mobile suivant ladite
direction longitudinale, et le dispositif comprend des moyens de commande et de
synchronisation du déplacement de la palette adaptés pour la déplacer
conjointement avec la barquette et le fourreau au cours du remplissage de la
barquette ;
- le dispositif comporte des moyens de réglage de la course de
déplacement vertical du fourreau et/ou de la palette ;
- le dispositif comporte des moyens de protection dudit train de
barquettes, aptes à empêcher que des résidus de produit ne s'y déposent
intempestivement, aussi bien avant qu'après le remplissage des barquettes.
Dans un mode de réalisation possible, ce dispositif est un dispositif
pour remplir d'un produit alimentaire un groupe de barquettes appartenant à un
"train de barquettes", formant une bande continue horizontale, dans lequel lesdites
barquettes sont attachées les unes aux autres par leur rebord périphérique, de forme
plane, l'ouverture des barquettes étant dirigée vers le haut tandis que leur fond est
horizontal, ce train de barquettes étant mobile horizontalement en direction d'un
poste d'operculage.
Il est remarquable en ce qu'il comprend, en combinaison:
- un convoyeur apte à déplacer pas-à-pas ledit train de barquettes
suivant une trajectoire horizontale ;
- des moyens de commande de ce convoyeur agencés pour provoquer
et pour arrêter périodiquement le déplacement du train de barquettes, en
synchronisme avec le dispositif de remplissage ;
- une trémie distributrice apte à délivrer périodiquement et
simultanément plusieurs doses déterminées de produit en vue du remplissage de
chacune des barquettes dudit groupe de barquettes, ceci par l'intermédiaire d'un
ensemble de godets de transfert adjacents disposés sous ladite trémie distributrice,
au-dessus de la trajectoire suivie par le train de barquettes, chaque godet récepteur
étant positionné au-dessus de la trajectoire d'une barquette à alimenter ;
- un chariot mobile horizontalement, en direction longitudinale, dans
un sens ou dans l'autre, qui porte un ensemble de fourreaux de guidage adjacents,
d'axe vertical, à paroi mince, ouverts à leurs extrémités haute et basse, aptes à se
positionner sous l'ensemble des godets de transfert, en correspondance chacun avec
un godet, et au-dessus du train de barquettes, la portion d'extrémité basse de chaque
fourreau étant ainsi conformée et dimensionnée qu'elle est capable de s'engager
avec un faible jeu à l'intérieur de l'une des barquettes du groupe ;
- des moyens pour déplacer ledit ensemble de fourreaux
verticalement vers le bas de manière à en engager leur portion d'extrémité basse, sur
une certaine profondeur, à l'intérieur d'une barquette du groupe ou, au contraire,
vers le haut, pour l'en dégager ;
- des moyens pour laisser s'écouler de haut en bas dans chaque
fourreau une dose prédéterminée de produit alimentaire fournie par ladite trémie
distributrice, et provisoirement contenue dans le godet qui la surplombe, de telle
sorte que cette dose peut se déposer par gravité à l'intérieur de la barquette associée,
tandis que la portion d'extrémité basse du fourreau correspondant se trouve engagé,
sur une certaine profondeur, à l'intérieur de cette barquette ;
- des moyens pour faire avancer conjointement le train de barquettes
et l'ensemble des fourreaux, alors que ces derniers demeurent engagés, par leur
portion d'extrémité basse, dans ledit groupe de barquettes, en direction d'un poste de
tassement des produits, et pour y arrêter provisoirement ce groupe de barquettes ;
- un groupe de palettes de pressage planes et horizontales, mobile
verticalement, dont les palettes sont réparties, conformées et dimensionnées de telle
façon que chacune d'elles peut, par un mouvement vertical du haut vers le bas, tout
d'abord pénétrer avec un faible jeu à l'intérieur de l'un des fourreaux du groupe, le
traverser de part en part, puis s'engager partiellement dans la barquette associée, en
y tassant légèrement le produit qui s'y trouve ;
- des moyens pour déplacer verticalement, du bas vers le haut, d'une
part le groupe de fourreaux pour qu'ils ressortent du groupe de barquettes pleines,
en le libérant et, d'autre part, le groupe de palettes, afin de les faire ressortir des
barquettes et des fourreaux, autorisant ainsi un nouveau déplacement du chariot
porte-fourreaux.
Par ailleurs, selon d'autres caractéristiques possibles:
- Lesdits fourreaux sont portés par une armature qui est solidaire d'un
étrier monté mobile en direction verticale par rapport audit chariot porte-fourreaux
qui le supporte ;
- La partie supérieure desdits godets récepteurs et/ou desdits
fourreaux est évasée, à la manière de l'embouchure d'un entonnoir ;
- La trémie distributrice est montée fixement suivant la direction
longitudinale, tandis que le groupe de godets récepteurs est porté par un chariot
mobile horizontalement, l'approvisionnement des godets récepteurs étant réalisé par
déplacement pas à pas du chariot porte-godets sous la trémie distributrice, en sens
contraire du sens d'avancement du train de barquettes, pendant que ledit chariot
porte-fourreaux se trouve au poste de tassement des produits ;
- Chaque godet récepteur a un fond ouvert et est muni intérieurement
d'un volet pivotant, apte à occuper, sélectivement, soit une position d'obturation,
dans laquelle la dose de produit délivrée par la trémie distributrice reste retenue
dans le godet, soit une position d'ouverture qui autorise l'échappement par gravité
du produit ;
- Ce dispositif comporte des moyens de commande aptes à provoquer
simultanément le pivotement de l'ensemble des volets du groupe de godets
récepteurs de leur position d'obturation à leur position d'ouverture, et inversement ;
- La trémie distributrice comporte une partie supérieure fixe, et une
partie inférieure qui est articulée autour d'un axe horizontal longitudinal médian,
cette dernière étant articulée autour d'un axe horizontal longitudinal médian, tandis
que le groupe de godets récepteurs est constitué de deux sous-groupes disposés
symétriquement de chaque côté d'un plan de symétrie vertical longitudinal médian,
ladite trémie étant agencée pour délivrer des doses de produit alternativement à
chacun de ces sous-groupes, par basculements successifs d'un côté à l'autre ;
- La face inférieure desdites palettes possède un état de surface ou
porte un revêtement apte à réduire son adhérence avec le produit ;
- Le dispositif est porté par un bâti mobile et aisément déplaçable,
par exemple monté sur roulettes.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront de la
description qui va maintenant en être faite, en référence aux dessins annexés, qui en
représentent un mode de réalisation possible.
Sur ces dessins :
- La figure 1 est une vue schématique, en perspective, du dispositif,
celui-ci étant vu obliquement de l'arrière ;
- La figure 2 est une vue de face du dispositif ;
- La figure 3 est une vue schématique et partielle, en perspective, du
dispositif, celui-ci étant vu obliquement de l'avant ;
- La figure 4 est une vue en bout du dispositif ;
- La figure 5 représente un train de barquettes, vu de dessus ;
- La figure 6 représente, toujours vu de dessus, un lot de quatre
barquettes remplies et operculées ;
- La figure 7 est une vue schématique et simplifiée des principaux
composants du dispositif, ceux-ci étant représentés écartés les uns des autres, pour
une meilleure lisibilité du dessin (vue "éclatée") ;
- Les figures 7A à 7D illustrent différentes étapes du procédé de
remplissage selon l'invention.
La figure 8 est une vue similaire à celle de la figure 7, représentant
une variante du dispositif, équipée de plaques protectrices.
La figure 1 représente le dispositif selon l'invention associé à une
voie de guidage VG dont la face supérieure, plane, lisse et horizontale, présente une
sole de glissement S pour un train de barquettes T.
Il s'agit d'un ensemble de barquettes attenantes les unes aux autres,
obtenues par thermoformage d'une bande en matière plastique de qualité
alimentaire, dans un poste de formage de type connu, non représenté, situé en amont
du dispositif (sur la droite, si on considère les figures 1, 2, 3, 5 et 7).
Un système de convoyage approprié assure le déplacement pas à pas
du train de barquettes T, déplacement symbolisé par la flèche p sur certaines
figures.
Dans l'exemple illustré, le train de barquettes comprend des rangées
successives de quatre barquettes B, de forme rectangulaire à angles arrondis. Elles
sont attenantes les unes aux autres, par des rebords plans horizontaux, ou rives, Z.
Dans les régions d'angles communs à quatre barquettes voisines ces
rebords présentent des découpes D approximativement carrées, tandis que sur
chaque bord latéral du train de barquettes des découpes en "V" D' sont présentes
dans la zone correspondant à l'intervalle entre deux rangées (voir figures 5 et 6).
Ces découpes sont réalisées dans la machine de formage pour
compenser l'étirement de la matière plastique lors de la formation des barquettes.
L'axe longitudinal du train de barquettes est référencé X-X' sur la
figure 5.
Le pas d'avance du train de barquettes correspond de préférence à
l'écartement des rangées, référencé "e" sur la figure 5, ou est un multiple de e.
Comme on le voit plus particulièrement sur les figures 1 et 4, le
dispositif de remplissage selon l'invention est porté par un châssis 9 en acier
inoxydable comprenant une paire de colonnes verticales massives 90 montées sur
un piétement 92 muni de roulettes 900 d'appui au sol.
Ces colonnes 90 supportent une armature 91 de forme générale
parallélépipédique rectangle, composée de montants verticaux 92, de traverses
horizontales 93, et de longerons horizontaux 94 fixés les uns aux autres et aux
colonnes 90, par exemple par soudage.
Le bâti 9 est ainsi conformé qu'il est possible de l'amener près de l'un
des bords latéraux de la voie de guidage VG du train de barquettes, le piétement 92
venant se placer partiellement sous cette voie, tandis que l'armature 91 vient la
surplomber (Voir figure 4).
L'unité centrale, sous forme d'un micro-ordinateur ou d'un automate
programmable par exemple, qui est adaptée pour piloter les différents vérins et
moteurs assurant la commande séquentielle des organes mobiles du dispositif sont
logés dans une armoire de commande AC, tournée vers l'extérieur, et donc
facilement accessible.
Le dispositif forme donc un ensemble amovible.
Il peut être facilement éloigné de la voie VG, par exemple pour être
nettoyé.
Il peut être facilement remplacé par un dispositif semblable, mais de
caractéristiques différentes, par exemple pour remplir des barquettes ayant d'autres
dimensions et/ou des trains de barquettes configurées autrement.
Ce dispositif comporte essentiellement les sous-ensembles
fonctionnels suivants, supportés par l'armature 91:
- une trémie distributrice 4 ;
- un ensemble de godets 1, dits "de transfert", portés par un premier
chariot 6 ;
- un ensemble de fourreaux 2, dits "de guidage", portés par un
second chariot 7 ;
- un ensemble de palettes 3, dites "de pressage", portées par un
coulisseau 8 ;
- L'ensemble des godets se trouve situé en hauteur à un niveau
supérieur à celui de l'ensemble des fourreaux, si bien que -comme on le verra plus
loin- ce dernier peut être positionné sous l'ensemble de godets.
La trémie distributrice 4, de type connu, est destinée à distribuer et
à canaliser des doses de poids et/ou de volume prédéterminés de matière, pour le
remplissage de chacune des barquettes qui défile sur la sole S.
Avec le mode d'exécution du dispositif illustré sur les figures 1 à 4,
il s'agit de remplir successivement des groupes de vingt-quatre barquettes du train,
chaque groupe - tel que celui référencé "G" sur la figure 5- comprenant six rangées
de quatre barquettes.
Le nombre de godets 1, de fourreaux 2 et de palettes 3 est
également de vingt-quatre, et leur positionnement au-dessus du train de barquettes
est tel que chacun d'eux se trouve à l'aplomb d'une barquette du groupe dans une
position d'arrêt du train T.
Les godets 1 et les fourreaux 2 sont des manchons d'axe vertical en
tôle mince d'acier inoxydable, ouverts à leurs extrémités haute et basse, et
présentant en partie haute une embouchure évasée 10, respectivement 20 (forme
d'entonnoirs).
Leur section dans leur portion principale (en dessous de
l'embouchure) est identique, par sa forme et ses dimensions, au contour de la
barquette.
Plus précisément, le fourreau 2 peut s'emboíter partiellement,
pratiquement sans jeu, par sa portion d'extrémité basse, à l'intérieur de la barquette
qui lui est affectée.
Les palettes 3 sont des plaquettes planes et horizontales dont le
contour est tel qu'elles peuvent s'engager axialement, également sans jeu notable,
dans le fourreau qui leur est affecté et traverser ce dernier complètement, de haut en
bas. Chaque palette 3 est rigidement fixée au coulisseau au moyen d'une paire de
tiges verticales 30.
La trémie distributrice 4 est en deux parties. Elle comprend une
partie supérieure fixe 40 et une partie inférieure 41 articulée autour d'un axe W-W'
supporté par des traverses 93 du châssis 91.
La partie 4 est composée de quatre compartiments distincts
disposés en carré.
Il en est de même pour la partie 41.
Les trémies 40 et 41 ont une forme générale pyramidale, dont la
grande base est tournée vers le haut.
Chaque compartiment de la trémie fixe 40 débouche dans un
compartiment de la trémie pivotante 41, même si celle-ci est inclinée.
Un moteur électrique 42 permet de faire basculer alternativement
la partie 41 d'un côté où de l'autre de telle façon que les sorties de ses quatre
compartiments constitutifs se trouvent d'un côté ou de l'autre de l'axe médian X-X',
afin d'approvisionner successivement deux demi-rangées du groupe G (voir figure
5), ceci via les godets 1 et les fourreaux 2, ainsi qu'on le verra plus loin.
Un moteur électrique non représenté permet de déplacer le premier
chariot 6 sur des guides horizontaux longitudinaux 60 disposés sur un côté, et au-dessus,
de la voie VG. Une armature appropriée 61, solidaire de ce chariot, supporte
l'ensemble des godets 1.
En position initiale, ou position "neutre", le chariot 6 se trouve dans
une position avancée, juste devant l'ensemble de palettes 3.
A partir de cette position initiale, le chariot 6 peut être déplacé pas-à-pas,
d'un pas double de la valeur "e" susmentionnée, qui correspond au pas des
barquettes, vers l'arrière - en sens contraire du sens d'avance du train de barquettes-(vers
la droite donc, sur les figures 1 à 3), sur une course de 3 x e.
Il peut être déplacé en sens inverse en continu, pour revenir à sa
position initiale.
Chaque godet 1 comporte intérieurement un obturateur constitué
par un volet pivotant 11, ou trappe, comme cela sera détaillé plus loin en référence
aux figures 7 à 7c.
D'ores et déjà, on peut signaler que l'armature 61 supporte un vérin
pneumatique 110 et un mécanisme de commande à manivelles 111 et bielles 112
qui permettent de commander simultanément le pivotement de l'ensemble des volets
11 pour les faire passer de leur position de fermeture à leur position escamotée, et
vice versa.
Les vingt-quatre fourreaux 2 sont accolés et attachés les uns aux
autres, au niveau de leurs embouchures, tout comme les godets 1. Ces fourreaux
sont supportés par une armature 72 qui est solidaire d'un étrier 71 monté sur le
second chariot 7. Ce dernier est mobile en translation le long de guides 70 disposés
longitudinalement et horizontalement sur un côté, et au-dessus, de la voie VG, en
dessous des guides 60 du premier chariot. Un moteur électrique, non représenté,
permet de déplacer en continu, dans un sens ou dans l'autre, le chariot 7.
Quand le chariot 7 est dans sa position initiale, ou "neutre",
l'ensemble de ses fourreaux 2 est adjacent, avec un écartement correspondant au pas
"e", de l'ensemble des godets, sous réserve que le chariot 6 se trouve également
dans sa position neutre.
A partir de cette position, le chariot 7 peut être déplacé en continu
dans le sens du recul d'une course égale à 3 x e de sorte qu'en fin de course chaque
fourreau se trouve exactement positionné sous un godet, dans l'axe de celui-ci,
lorsque le chariot 6 est dans sa position neutre.
L'étrier 71, et l'ensemble de fourreaux 2 dont il est solidaire, est
mobile en direction verticale par rapport au chariot 7, sur une faible hauteur. Un
moteur électrique ad hoc (non représenté) est prévu pour le déplacer sélectivement
soit dans une position relevée dans laquelle le bord inférieur des fourreaux se trouve
à un niveau légèrement plus haut que le rebord des barquettes, soit une position
abaissée dans lequel laquelle le bord inférieur des fourreaux se trouve à un niveau
légèrement plus bas que le rebord des barquettes (qui se trouvent sur la sole S).
Le coulisseau 8 est convenablement guidé en translation, suivant la
direction verticale.
Un système connu 80, par exemple du type bielle-manivelle
entraíné par un moteur électrique permet de le déplacer vers le haut ou vers le bas.
Lorsque le coulisseau 8 se trouve en position haute, les palettes 3 se
trouvent dans un plan horizontal situé à un niveau plus haut que celui du bord
supérieur des fourreaux 2.
Lorsqu'il se trouve en position basse les palettes se trouvent à un
niveau se situant à l'intérieur des barquettes, ce niveau correspondant à la face
approximativement plane souhaitée pour le produit, légèrement tassé, dans sa
barquette.
Sur la figure 7, ainsi que sur les figures suivantes 7A à 7D, on a
supposé, afin d'alléger les explications relatives à la mise en oeuvre du procédé, qu'il
y a seulement deux rangées de godets, de fourreaux et de palettes, et que la trémie 4
n'alimente à la fois que l'une de ces rangées.
A chaque cycle de fonctionnement du dispositif on remplit donc un
groupe de deux rangées (par exemple deux rangées de quatre) barquettes, et non un
groupe de six rangées tel qu'illustré sur la figure 5.
Sur la figure 7 on a symbolisé par les doubles flèches f et h, les
possibilités de déplacement en direction horizontale et longitudinale, dans un sens
ou dans l'autre, des premier et second chariots 6 et, respectivement 7; on y a
symbolisé par les doubles flèches i et j, les possibilités de déplacement en direction
verticale, dans un sens ou dans l'autre, de l'ensemble des fourreaux 2 et,
respectivement du coulisseau 8.
Au départ d'un cycle, on suppose que les deux chariots sont dans
leur position neutre, le chariot 7 se trouvant juste devant le chariot 6; l'étrier 71 est
en position relevée. L'ensemble des fourreaux surplombe un groupe de barquettes
remplies B', dans lesquelles les matières M' ont été légèrement tassées. Le
coulisseau 8 est en position haute, chaque palette 3 surplombant un fourreau 2.
L'ensemble des godets 1 contient une dose prédéterminée de
produit qui lui a été préalablement délivrée par la trémie 4. Le produit y est
prisonnier car les volets obturateurs 11 sont en position active, obturant la zone
sortie des godets (position référencée 11' sur les figures). Les volets 11 peuvent
consister simplement en une portion de la paroi du godet, montée pivotante autour
d'un axe horizontal et transversal Y-Y'.
Le train de barquettes T se trouve à l'arrêt.
Un cycle de remplissage se déroule de la manière suivante:
Le chariot 7 est déplacé vers sa position reculée pour se positionner
sous le chariot 6, chaque fourreau 2 venant ainsi en correspondance avec un godet
1, sous celui-ci.
Chaque couple godet/fourreau se trouve à l'aplomb d'une barquette
vide B.
On abaisse l'ensemble des fourreaux de telle sorte que leur bord
inférieur 21 pénètre légèrement à l'intérieur de la barquette correspondante (flèche
i1 , figure 7A).
On fait pivoter les volets 11 pour les amener dans leur position
d'ouverture (flèche k); Le produit contenu dans chaque godet 1 s'écoule donc par
gravité dans le fourreau sous-jacent 2 (flèche 1) et se dépose dans la barquette B;
Le fourreau se trouvant à la verticale et à l'aplomb d'une barquette,
il canalise la descente du produit M et le guide convenablement vers le bas,
verticalement, l'emboítement partiel de son extrémité basse à l'intérieur de la
barquette empêchant tout échappement inopiné de ce produit sur les zones Z
correspondant aux rebords reliant les barquettes entre elles.
L'ensemble des fourreaux étant maintenu abaissé, on déplace
conjointement, pas-à-pas, le train de barquettes T et le chariot 6 vers l'avant (flèches
p et h1 , figure 7B).
Au cours de ce transfert, les bords 21 demeurent par conséquent
engagés dans les barquettes, si bien que le débordement indésirable du produit reste
impossible.
Lorsque le chariot 7 a atteint sa position neutre (position la plus
avancée), on arrête aussi le déplacement du train de barquettes. Chaque fourreau se
trouve alors sous une palette 3.
On déplace alors le coulisseau 8 vers le bas (flèche j1 ) de sorte que
chaque palette pénètre dans le fourreau sous-jacent, le traverse de part en part, et
vient- en fin de course - écraser le dôme de produit M éventuellement formé et
aplanir ce produit, le tasser plus ou moins intensément, de façon à obtenir dans la
barquette une dose M' convenablement répartie.
Il convient de noter qu'au cours de son mouvement descendant à
l'intérieur du fourreau, la palette racle la paroi interne de celui-ci sur la presque
totalité de sa hauteur (de section droite constante).
Ainsi, on est assuré que la totalité (ou la quasi-totalité) de la dose
qui y a été déversé est transférée dans la barquette.
On déplace alors, successivement, le coulisseau 8 et l'ensemble des
fourreaux 2 vers le haut (flèches j2 et i2, figure 7c) de telle sorte que les palettes 3 et
les bords inférieurs des fourreaux 2 se dégagent du train de barquettes.
Ce dernier est alors à nouveau déplacé vers le poste de d'operculage
7D, poste de type connu en soi dans lequel un film 50 est fixé sur les zones Z
parfaitement propres séparant les barquettes, dans d'excellentes conditions par
conséquent (figure 7D).
Cet operculage est réalisé par exemple par scellement hermétique, à
chaud, du film 50 sur les zones Z, le cas échéant après introduction dans la
barquette d'un gaz inerte améliorant la conservation du produit M'.
A la sortie de l'operculeuse se trouve un poste de découpage
permettant de séparer les barquettes soit de manière individuelle soit par lots, tel
que le lot de quatre barquettes illustré sur la figure 6. Dans ce cas, ce même poste
peut être conçu pour réaliser aussi des lignes d'affaiblissement LA (prédécoupes)
qui facilitent la séparation ultérieure des barquettes du lot par le consommateur.
Pendant que s'opère le tassement des produits au moyen des
palettes, on procède au remplissage des godets 1 précédemment vidés.
Pour cela, les volets 11 ayant été ramenés dans leur position active
11', on déplace le chariot pas-à-pas, dans le sens du recul, pour le faire passer sous
la trémie distributrice 4 (flèche f1 , figure 7B).
A chaque pas, une rangée de godets (en commençant par la rangée
arrière) est approvisionnée. Lorsque l'ensemble des rangées a été approvisionné, le
chariot 6 revient dans sa position avancée (position neutre), à proximité immédiate
du chariot 7 (flèche f2 , figure 7C).
Le cycle peut alors être réitéré, pour le remplissage d'un nouveau
groupe de barquettes.
Les opérations de tassement des produits et de réapprovisionnement
des godets se faisant simultanément, en temps masqués, il est possible de travailler
à cadence élevée.
Avec le dispositif des figures 1 à 4, chaque trémie 4 à quatre
compartiments approvisionne successivement deux demi-rangées (gauche / droite)
de godets, soit huit godets au total, après basculement de la partie mobile 41 d'un
côté puis de l'autre du plan longitudinal médian.
On passe ensuite à l'approvisionnement des deux rangées suivantes,
après recul du chariot 6 sur une course d'un double pas 2a.
La trémie 4 est elle-même approvisionnée par un système de
distribution ad hoc connecté à une cuve contenant le produit alimentaire.
Il n'est pas nécessaire que le fourreau 2 pénètre par sa partie
inférieure à l'intérieur de la barquette (ou autre contenant).
En fonction du produit concerné, il suffit que, le fourreau étant dans
sa position abaissée, l'interstice entre son bord inférieur et l'ouverture de la
barquette soit assez faible pour empêcher toute "fuite" du produit. En pratique la
largeur de cet interstice dépend, naturellement, de la granulométrie du produit en
question.
Avantageusement les courses d'abaissement des fourreaux et/ou des
palettes sont réglables avec précision, de telle sorte que la largeur de cet interstice
et/ou le degré de pressage du produit puissent être adaptés aux caractéristiques du
produit.
De préférence, leur vitesse de déplacement est également réglable.
Dans un mode d'exécution possible, les palettes peuvent être portés
par un chariot qui, comme le chariot 7, est mobile suivant la direction longitudinale.
Ainsi, elles peuvent accompagner les fourreaux dans leur mouvement conjoint avec
le train de barquettes, ce qui permet d'augmenter la durée du pressage sans
augmenter -ou en augmentant peu- la durée globale du remplissage.
La face inférieure des palettes 3 est avantageusement gaufrée ou
revêtue d'un matériau anti-adhérent, apte à réduire le risque qu'une fraction du
produit ne reste collée contre cette face au moment du retrait de la palette.
L'unité centrale contenue dans l'armoire AC est agencée pour
commander de manière séquentielle, en synchronisme avec l'approvisionnement de
la trémie 4, les différents moteurs pour les déplacements horizontaux des chariots 6,
7, pour les déplacements verticaux de l'étrier porte-fourreaux 71 et du coulisseau 8,
le vérin de commande des volets 11, et l'avance du train de barquettes.
Les moteurs électriques sont avantageusement du type "brushless"
(sans balais), couramment utilisés dans les applications d'asservissement en
robotique industrielle.
Le convoyeur assurant le déplacement pas à pas du train de
barquettes peut être de tout type connu. Il peut notamment consister en un jeu de
mâchoires mobiles adaptées pour agripper et libérer les rives latérales dudit train.
A titre indicatif, dans l'exemple illustré, les barquettes sont des
cuvettes ayant une longueur comprise entre 80 et 100 mm, une largeur comprise
entre 60 et 80 mm, une profondeur comprise entre 30 et 50 mm; leur paroi, de
préférence, est légèrement évasée vers le haut; la largeur de la bande de scellement
périphérique du film est de l'ordre de 4 à 5 mm. L'amplitude de pénétration de la
portion inférieure des fourreaux dans les barquettes est de quelques millimètres.
Toujours à titre indicatif, le dispositif permet de travailler à une
cadence de 15 cycles par minute, et par conséquent de remplir 360 barquettes par
minute (15 groupes de 24 unités).
Dans la variante illustrée sur la figure 8, le dispositif est équipé
d'organes de protection destinés à empêcher que des résidus du produit susceptibles
de rester adhérer à certains organes mobiles ne tombent intempestivement dans les
barquettes et/ou sur les zones périphériques propres constituées par leur rebord
périphérique avant ou après le remplissage (et avant operculage).
A cet effet, le chariot 7 est solidaire d'une paire de plaques
horizontales 200, 201 qui s'étendent respectivement vers l'amont et vers l'aval au-dessus
du train de barquette, et qui sont ainsi aptes à intercepter tous résidus et
déchets susceptibles de s'échapper des godets 11 ou des palettes 3 qui les
surplombent et de retomber sur le train de barquettes. Ces plaques étant mobiles
avec le chariot 7, elles n'empêchent pas la mise en correspondance des fourreaux 2
avec les godets 1 dans la position de recul du chariot, ni avec les palettes 3 dans sa
position avancée.
En lieu et place de plaques rigides, on pourrait faire usage de
rideaux à enrouleur horizontaux. Dans ce cas, chaque rideau serait fixé à une
extrémité au chariot 7, son extrémité opposée pouvant s'enrouler sur un tambour
rotatif d'axe transversal horizontal disposé à l'entrée et, respectivement, à la sortie
du dispositif .
Comme déjà dit, l'invention s'applique aussi bien à des contenants
attachés les uns aux autres qu'à des contenants indépendants formant une file qui est
déplacée par des moyens de convoyage appropriés, par exemple une série de taquets
mobiles, et l'opération peut se faire soit pas-à-pas, soit en continu, par exemple à
vitesse uniforme.