FR2853583A1 - Dispositif, installation et procede pour la realisation d'un emballage a partir d'une feuille en materiau souple et pour son remplissage en produit pulverulent ou non - Google Patents
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Abstract
Ce dispositif comprend :- un organe conformateur (4) comprenant :• une partie femelle incluant une zone en creux (12), solidarisée à des moyens de translation selon une première direction, et munie au voisinage de ses bords (14) de ventouses ou systèmes équivalents (13), destinées à recevoir la feuille en matériau souple prélevée dans le magasin de stockage, et incluant également au moins une mâchoire (15) articulée sur le ou lesdits bords (14), destinée à définir au moins en partie avec la zone en creux (12) la forme souhaitée lorsqu'elle est actionnée et notamment à définir l'enveloppe de l'emballage à réaliser,• une partie mâle, constituée d'un manchon ou mandrin (18) de forme complémentaire à la forme interne de la partie femelle et susceptible d'être animé d'un mouvement de translation selon une direction perpendiculaire à ladite première direction, afin de venir se positionner au niveau de la partie femelle, et à coopérer avec celle-ci,- un organe de solidarisation (31) des deux bords l'un avec l'autre de la feuille en matériau souple après conformation, c'est-à-dire après coopération de la partie mâle avec la partie femelle.L'invention concerne également une installation mettant en oeuvre un tel dispositif ainsi qu'un procédé mettant en oeuvre cette installation.
Description
DISPOSITIF POUR REALISER LA CONFORMATION D'UN EMBALLAGE A PARTIR D'UNE
FEUILLE EN MATERIAU SOUPLE ET INSTALLATION ET PROCEDE POUR LA REALISATION D'UN EMBALLAGE A PARTIR D'UNE FEUILLE EN MATERIAU SOUPLE ET
POUR SON REMPLISSAGE EN PRODUIT PULVERULENT OU NON
L'invention concerne tout d'abord un dispositif destiné à la réalisation d'un emballage à partir d'une feuille en matériau souple, notamment carton, matière plastique ou papier, et d'autre part à réaliser la conformation d'un tel matériau. Elle 10 vise également une installation pour la réalisation d'un tel emballage et en outre pour son remplissage en produit, pulvérulent ou non, et mettant en oeuvre un tel dispositif. Elle vise enfin un procédé pour réaliser un tel emballage.
Dans le domaine du conditionnement, et notamment de produits agroalimentaires, 15 il est recherché de plus en plus une grande diversité de formes et autres formats tout en cherchant à conserver les impératifs dordre sanitaire ou hygiénique, notamment en terme d'étanchéité et de conservation.
Afin de satisfaire à cette recherche de multiplicité des formes, il a été proposé de 20 réaliser des emballages à partir d'un aplat ou matériau en feuille, destiné à constituer le corps de l'emballage. On confère à cette feuille la forme souhaitée au moyen d'un mandrin et de pinces venant prendre les deux bords extrêmes de la feuille, afin de les faire se chevaucher bord à bord, typiquement sur une largeur de deux à cinq millimètres, puis à assurer leur solidarisation sur toute leur hauteur, 25 cette solidarisation étant typiquement réalisée par soudure aux ultrasons, hautes fréquences, voire par collage ou thermoscellage. Le corps de l'emballage ainsi réalisé reçoit à sa base un fond et, après remplissage, sa partie supérieure reçoit un couvercle.
Si les emballages ainsi obtenus permettent de satisfaire cette multiplicité des formes, en revanche, l'automatisation de leur réalisation et de leur remplissage posent encore de nombreux problèmes. En effet, l'étape de conformation du matériau en feuille, de par la mise en oeuvre des pinces, est d'une part difficilement automatisable, et d'autre part induit des cadences de réalisation relativement lentes. 35 Qui plus est, la mise en place des fonds et bouchons sur un matériau en feuille, donc généralement souple, pose également problème de par le manque de rigidité du corps de l'emballage ainsi constitué.
L'objectif de la présente invention est tout d'abord de proposer un dispositif permettant de conformer de manière simple, efficace et automatique le corps de l'emballage selon la forme souhaitée.
Pour ce faire, ce dispositif pour réaliser la conformation d'un emballage à partir d'une feuille en matériau souple, stockée sur l'un de ses chants dans un magasin de stockage, comprend: - un organe conformateur comprenant: * une partie femelle incluant une zone en creux, solidarisée à des moyens de 10 translation selon une première direction, et munie au voisinage de ses bords de ventouses ou systèmes équivalents, destinées à recevoir la feuille en matériau souple prélevée dans le magasin de stockage, et incluant également au moins une mâchoire articulée sur le ou lesdits bords, destinée à définir au moins en partie avec la zone en creux, la forme 15 souhaitée lorsqu'elle est actionnée et notamment à définir l'enveloppe de l'emballage à réaliser, * une partie mâle, constituée d'un manchon ou mandrin de forme complémentaire à la forme interne de la partie femelle et susceptible d'être animé d'un mouvement de translation perpendiculaire à ladite première 20 direction, afin de venir se positionner au niveau de la partie femelle, et à coopérer avec celle-ci, - un organe de solidarisation des deux bords l'un avec l'autre du matériau en feuille après conformation, c'est-à-dire après coopération de la partie mâle avec la partie femelle.
En d'autres termes, le dispositif selon l'invention consiste à conformer le corps de l'emballage en mettant en oeuvre le principe du poinçon et de la matrice et ce, de manière automatique.
Selon une caractéristique de l'invention, l'actionnement des mâchoires induisant la fermeture de la zone en creux, n'aboutit pas à la circonférence intégrale de l'enveloppe de l'emballage à réaliser, mais définit une fente, destinée à libérer l'accès à l'organe de solidarisation. Ce dernier est typiquement constitué par une sonotrode, mais il peut être envisagé un autre dispositif, notamment émetteur de 35 hautes fréquences, ou chauffant pour induire la fermeture du corps de l'emballage par thermoscellage.
Cette ou ces mâchoires sont actionnées par des vérins solidarisés avec la zone en creux de la partie femelle.
Le mandrin est réalisé en un matériau à faible coefficient de frottement et typiquement en polytétrafluoroéthylène ou en polyacétal. Ceci a pour objectif de favoriser le retrait dudit mandrin lors des opérations suivantes, notamment de mise en place du fond et du bouchon, et de manière générale des composants d'obturation.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'intégralité de la partie femelle est susceptible de subir une rotation dans le plan vertical ou horizontal d'une valeur angulaire réglable afin de permettre, après retrait du mandrin et mise en place d'un 10 premier composant d'obturation, l'orientation dudit emballage en direction d'un poste de remplissage en produit pulvérulent ou non, et la mise en place d'un second composant d'obturation.
L'invention concerne également une installation pour la réalisation d'un emballage 15 muni d'un fond et d'un bouchon à partir d'une feuille en matériau souple, et pour son remplissage en produit pulvérulent ou non.
Cette installation comprend: - un magasin de stockage desdites feuilles en matériau souple au sein duquel les 20 feuilles sont stockées sur l'un de leurs chants, - un organe de progression de N dispositifs de conformation du type précédemment décrit, régulièrement répartis le long de sa direction de progression, et destiné à positionner lesdits dispositifs au niveau des différents postes nécessaires à la réalisation et au remplissage de l'emballage, ledit 25 organe pouvant se déplacer en mode pas à pas, dont le pas de progression correspond à 1/N de la longueur dudit organe, - un organe préhenseur, muni de ventouses ou systèmes équivalents, animé d'un mouvement de translation horizontale, destiné à prendre une à une lesdites feuilles en matériau souple et, après rotation, à les positionner au niveau des 30 ventouses ou systèmes équivalents, dont sont munis le ou les bords de la zone en creux de la partie femelle du dispositif de conformation, - un organe de mise en place d'un composant d'obturation au niveau de l'une des extrémités du corps de l'emballage résultant de la conformation au niveau du dispositif de conformation, - un organe de remplissage de l'emballage muni de son fond avec un produit pulvérulent ou non, - un organe de mise en place d'un second composant d'obturation de type analogue à l'organe précédemment décrit.
En d'autres termes, l'installation conforme à l'invention permet d'automatiser les opérations de réalisation de l'emballage, de remplissage de celui-ci et de fermeture, ce que l'on ne savait faire efficacement à ce jour.
Selon l'invention, le mode de progression peut être linéaire, et dans cette hypothèse, l'organe de progression est un convoyeur linéaire.
Selon une autre variante, le mode de progression peut être rotatif, et dans cette configuration, l'organe de progression est constitué par un carrousel rotatif à axe 10 de rotation vertical, les N dispositifs de conformation étant alors périodiquement répartis à sa périphérie, le carrousel étant susceptible de se déplacer en mode pas à pas, dont le pas de rotation correspond à 1/N tours.
Selon l'invention, les organes de mise en place des composants d'obturation sont 15 constitués d'un carrousel, rotatif selon un axe vertical, sur lequel sont montés une pluralité n de postes de travail répartis périodiquement à sa périphérie, et susceptible de se déplacer selon un mode pas à pas, dont le pas de rotation correspond à 1/n tour, lesdits postes assurant respectivement: - la préhension d'un composant d'obturation indexé dans un réceptacle 20 approprié, - l'acheminement dudit composant d'obturation au niveau d'un organe d'encollage de la périphérie interne ou externe dudit composant, - le positionnement du composant d'obturation ainsi encollé au niveau de l'une des extrémités du corps de l'emballage résultant du dispositif de conformation 25 ou après remplissage de l'emballage, chacun de ces postes étant pourvu d'un organe préhenseur, notamment par aspiration, animé d'un mouvement vertical, la progression effective de l'organe de progression portant les organes de conformation et des carrousels portant les organes de mise en place des composants d'obturation étant synchronisée de telle 30 sorte que l'organe préhenseur des carrousels, lorsqu'il se trouve en configuration de positionnement, soit centré par rapport à la face supérieure de la partie mâle du dispositif de conformation situé à l'aplomb des carrousels en question.
Enfin l'invention concerne un procédé de réalisation d'un emballage à partir d'une feuille en matériau souple. Ce procédé consiste: - tout d'abord à réaliser le corps de l'emballage à partir de ladite feuille souple, par conformation de cette dernière en fonction de la forme souhaitée de 5 l'emballage, au moyen d'une partie mâle et d'une partie femelle d'un organe de conformation coopérant entre elles, et par solidarisation de deux des bords de ladite feuille; - puis à positionner au niveau de l'une des extrémités du corps de l'emballage ainsi réalisé un premier composant d'obturation, préalablement encollé au 10 niveau de la face interne ou externe de sa périphérie; - puis à faire subir une rotation au récipient alors obtenu, constitué du corps et dudit premier composant d'obturation, de telle sorte, soit à permettre son remplissage, soit à positionner un second composant d'obturation.
Selon l'invention, l'étape de positionnement du premier composant d'obturation est réalisée alors que la partie mâle dudit organe de conformation est encore présente, au moins partiellement au sein du corps de l'emballage.
En revanche, l'étape de positionnement du second composant d'obturation est 20 réalisée en l'absence de toute partie mâle à l'intérieur du corps de l'emballage.
La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit, donné à titre indicatif non limitatif, à l'appui des figures annexées. 25 La figure 1 est une représentation schématique en perspective de l'installation conforme à l'invention.
La figure 2 est une représentation schématique en perspective d'un organe de conformation conforme à l'invention.
La figure 3 est une représentation schématique en perspective du préhenseur du matériau en feuille souple conforme à l'invention.
La figure 4 est une représentation schématique en perspective de l'organe de solidarisation des deux bords du matériau en feuille après conformation.
La figure 5 est une représentation schématique en perspective d'un organe de 35 positionnement d'un composant d'obturation conforme à l'invention.
La figure 6 est une représentation schématique en section longitudinale d'un emballage conforme à l'invention, selon une première forme de réalisation.
La figure 7 est une représentation schématique en section longitudinale d'un emballage conforme à l'invention, selon une seconde forme de réalisation.
L'installation conforme à l'invention est décrite de manière globale au sein de la figure 1.
Elle comprend tout d'abord un magasin (1) de stockage, de feuilles en matériau 5 souple, notamment carton ou matière plastique, stockées sur l'un de leur chants, et soumises à une pression modérée, de telle sorte qu'elles se présentent toujours sous forme parfaitement plane, au niveau de leur lieu de préhension.
Ces feuilles en matériau souple sont destinées à constituer le corps de l'emballage 10 à réaliser, après conformation et mise en place d'un fond et d'un bouchon, dénommés ci-après composants d'obturation.
En face avant de ce magasin (1), un préhenseur (2), décrit plus en détail en relation avec la figure 3, assure la prise dudit matériau en feuille au niveau de l'une de ses 15 deux faces, afin de venir le positionner au niveau d'un organe de conformation (4), positionné sensiblement au regard du magasin (1), à ce stade de fonctionnement de la machine.
Le préhenseur (2) comprend tout d'abord une main de préhension (26), munie de 20 quatre ventouses (25) ou systèmes équivalents, reliées à une source de vide. Ces ventouses (25) sont montées dans un même plan, et sont destinées à venir prendre une feuille en matériau souple au niveau du magasin de stockage (1). Cette main de préhension est montée sur un axe rotatif (27), susceptible de subir une rotation de 180 au moyen d'un moteur (28), par exemple pneumatique ou électrique. 25 Corollairement, l'ensemble ainsi constitué est monté sur un chariot (29), actionnable en translation horizontale au moyen d'une vis sans fin (36) mue en rotation par un moteur (37), ledit chariot étant ainsi susceptible de se déplacer sur des guides (30). Ce mouvement de translation est destiné à permettre à la main 30 (26) de se rapprocher du magasin de stockage (1), et de saisir une feuille de matériau souple.
Les organes de conformation (4), également ci-après décrits plus en détail en relation avec la figure 2, sont répartis de manière périodique à la périphérie d'un 35 carrousel (3) à axe de rotation vertical, constituant donc l'organe de progression, ledit carrousel étant mu en rotation en mode pas à pas au moyen d'un système d'indexation motorisé.
Dans l'exemple décrit, le carrousel (3) comporte six organes de conformation (4), répartis donc à la périphérie dudit carrousel (3), tous les sixièmes de tour.
Corollairement, le pas de rotation du carrousel (3) correspond également à un 5 sixième de tour, permettant de positionner chacun des organes de conformation (4) en des lieux déterminés, au niveau desquels sont susceptibles d'intervenir un certain nombre d'étapes nécessaires d'une part, à la réalisation de l'emballage proprement dit, et d'autre part, à son remplissage.
L'installation comporte également des organes de mise en place des composants d'obturation de ces emballages.
Ces organes (6) et (7) sont tous deux constitués d'un carrousel à axe de rotation également vertical, et décrits plus en détail en relation avec la figure 5. 15 Le premier de ces carrousels (6) est destiné à positionner l'un des composants d'obturation au niveau de l'une des extrémités du corps de l'emballage alors conformé, et toujours maintenu au niveau de l'organe de conformation (4), alors que le second carrousel (7) est destiné, après remplissage, à obturer l'emballage 20 ainsi rempli, avec un second composant d'obturation.
L'étape suivante consiste à éjecter l'emballage rempli et fermé au niveau d'un convoyeur (10), acheminant les emballages remplis vers leurs lieux de stockage, avant expédition.
Il va être maintenant décrit plus en détail l'organe de conformation (4) conforme à l'invention.
Celui-ci comporte fondamentalement une partie mâle (18) et une partie femelle 30 (11-17), destinées à coopérer l'une avec l'autre, afin d'assurer la conformation effective du corps de l'emballage.
Ainsi que déjà précisé, l'organe préhenseur (2) assure le positionnement d'une feuille en matériau souple au niveau de la partie femelle de l'organe conformateur. 35 Cette partie femelle comprend fondamentalement une zone en creux (12), en l'espèce définissant un volume semicylindrique, solidarisé à un moteur (11) fixé à la périphérie du carrousel (3). Cette zone en creux peut toutefois adopter un autre profil, parallélépipédique, triangulaire, etc., fonction de la forme que l'on souhaite conférer à l'emballage.
Cette zone en creux (12) est susceptible d'être animée, dans l'exemple décrit, d'un mouvement de translation horizontale au moyen d'un système de translation électrique ou pneumatique.
Les deux bords libres (14) de la zone en creux (12) reçoivent tout d'abord des ventouses (13), quatre en l'espèce, reliées à une source de vide, positionnées selon un même plan, et destinées à recevoir la feuille en matériau souple mise en place à ce niveau par le préhenseur (2).
Corollairement, deux mâchoires (15) sont articulées au niveau des bords (14) et actionnables au moyen de vérins (16), de telle sorte à définir en relation avec la zone en creux (12) l'enveloppe externe du corps de l'emballage à réaliser lorsqu'elles sont refermées.
En d'autres termes, dans l'exemple décrit, lorsque les mâchoires (15) sont actionnées, c'est à dire refermées, elles définissent avec la zone en creux (12) une forme sensiblement cylindrique.
Avantageusement, la zone en creux (12) comporte également deux ventouses ou 20 équivalents (17) (une seule a été représentée), intégrées au sein de la structure la définissant, et ne formant donc pas saillie par rapport à sa surface interne, permettant de maintenir, après conformation, le corps de l'emballage.
La partie mâle de l'organe de conformation (4) est constituée d'un manchon (18), 25 dans l'exemple décrit cylindrique, positionné sur une base (19). Cette base (19) est actionnable en translation selon une direction perpendiculaire à la direction de translation de la partie femelle, et donc dans l'exemple décrit selon une direction verticale. Ce déplacement est réalisé sur des guides (20), au moyen d'un vérin ou équivalent, de telle sorte à permettre la remontée dudit mandrin (18) au niveau de 30 la partie femelle (12 - 16).
Ce mandrin (18) est avantageusement réalisée en un matériau présentant un très faible coefficient de frottement, typiquement en polytétrafluoroéthylène (Téflon marque déposée) ou en polyacétal (Delrin marque déposée), afin de favoriser son 35 extraction hors du corps de l'emballage alors conformé.
La réalisation effective du corps de l'emballage s'effectue de la manière suivante.
La feuille en matériau souple est positionnée par le préhenseur (2) au niveau des ventouses (13) de la partie femelle de l'organe de conformation (4), ladite feuille se présentant toujours sous forme plane ou sensiblement plane, le plan étant légèrement en deçà de la génératrice la plus proche du mandrin (18). Le carrousel (3) subit alors une rotation d' 1/6eme de tour.
Le mandrin (18) est alors remonté à l'aplomb de ladite partie femelle, et lorsque cette translation est terminée, ladite partie femelle subit une translation horizontale, induisant la poussée par le mandrin (18) de la feuille en matériau souple à 10 l'intérieur de la zone en creux (12). Bien évidemment, le diamètre interne de ladite zone en creux (12) et des mâchoires (15) et le diamètre externe du mandrin (18) sont sensiblement identiques au jeu près.
La translation horizontale de la partie en creux (12) induit la poussée de ladite 15 feuille souple à l'intérieur de la zone en creux (12), et corollairement, l'activation de la fermeture des mâchoires (15) induit la fermeture ainsi des mâchoires (15), engendrant corollairement la jonction bord à bord des deux extrémités latérales de la feuille en matériau souple sur le mandrin (18), voire un léger chevauchement de deux à cinq millimètres, d'un bord sur l'autre, sensiblement selon la génératrice du 20 mandrin (18) opposé à la génératrice faisant face à la zone en creux (12).
Compte tenu en outre de la relative rigidité du carton ou de la matière plastique constitutive du matériau en feuille, celui-ci exerce un pression contre les mâchoires et contre la zone en creux lors de sa conformation. 25 Les mâchoires (15) sont ainsi réalisées, que lorsqu'elles sont refermées sur le mandrin (18), elles ne sont pas jointives, mais définissent une fente, verticale par exemple, permettant l'introduction d'un organe de solidarisation des deux bords l'un avec l'autre, typiquement d'une sonotrode (32), représentée plus en détail au 30 niveau de la figure 4. Afin de favoriser l'action de la sonotrode, le mandrin présente à son aplomb une structure (23) sous la forme d'un insert de soudure, métallique ou polymère notamment, s'étendant selon toute sa génératrice faisant face à l'organe de solidarisation (32).
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, préalablement à la soudure bord à bord ou d'un bord sur l'autre de la feuille en matériau souple au niveau du conformateur, l'extrémité supérieure de l'enveloppe cylindrique ainsi réalisée est égalisée, c'est à dire mise au même niveau au moyen d'un taqueur (5), également 5 dénommé égaliseur, positionné audessus du carrousel (3), à l'aplomb du poste de soudure.
Ce taqueur (5) comporte fondamentalement une plaque verticale inférieure, susceptible d'être animée d'un mouvement de translation verticale au moyen d'un 10 ensemble vérin - glissière.
A l'issue de cette phase de soudage, donc de réalisation du corps, cylindrique en l'espèce, de l'emballage à réaliser, le carrousel (3) subit une nouvelle rotation d'l/6êen de tour, afin d'être acheminé au niveau d'un poste de mise en place d'un 15 composant d'obturation.
A ce stade, le mandrin (18) est plus ou moins retiré du corps de l'emballage, en fonction du type de composant d'obturation à positionner, et surtout en fonction du mode d'encollage recherché. En effet, ces composants d'obturation comprennent 20 une bague périphérique, et l'on peut souhaiter solidariser cette bague avec le corps de l'emballage au niveau de sa face externe ou de sa face interne.
On a ainsi représenté, en relation avec la figure 6, un emballage, dans lequel la bague périphérique (56) dont est muni le composant d'obturation (55) est 25 solidarisée sur la face interne (57) du corps (58) de l'emballage. Dans cette configuration, on observe et on conçoit aisément qu'il se crée un relief interne inhérent à la bague par rapport à ladite face interne du corps de l'emballage.
Ainsi, si l'on souhaite mettre en place un tel composant d'obturation avec 30 solidarisation sur la face interne du corps de l'emballage, le mandrin (18) subit une légère translation verticale descendante pour libérer l'accès à la bague (56) dudit composant à l'intérieur du corps de l'emballage.
Cette rétractation du mandrin (18) est cependant de faible amplitude, et permet 35 donc de conserver la rigidité suffisante au corps de l'emballage pour le positionnement dudit fond ou dudit bouchon.
En revanche, si le composant d'obturation à mettre en place est à fixation sur la face externe (59) du corps de l'emballage (58), tel que représenté en relation avec la figure 7, le mandrin (18) est laissé à sa place, c'est à dire qu'il affleure au niveau supérieur du corps, toujours dans l'objectif de conférer à celui-ci la rigidité 5 suffisante, sans risquer de le voir se plier ou de se dégrader. On observe alors dans cette configuration, l'absence de tout relief formant saillie par rapport à la face interne (57) du corps de l'emballage, configuration qui peut être tout particulièrement recherchée pour certaines applications, dans la mesure o les produits susceptibles d'être contenus dans l'emballage peuvent alors glisser 10 librement hors de celui-ci.
Le composant d'obturation est mis en place au moyen du dispositif (6), tel que représenté en figure 5.
Celui-ci est constitué d'un carrousel (40) à axe de rotation vertical, mu en rotation selon un mode pas à pas au moyen d'un système d'indexation motorisé.
Dans l'exemple décrit, ce carrousel comporte trois postes (42), (43), (44) , répartis de manière périodique, à la périphérie du carrousel (40), selon un tiers de tour. 20 Corollairement, le pas de déplacement rotatif du carrousel est également d'un tiers de tour.
Chacun des trois postes (42), (43), et (44) est identique, et est muni d'une ventouse 25 ou équivalent (45), susceptible de se déplacer en rotation sur elle-même par rapport à un axe vertical (46) motorisé. En outre, chacun des trois postes (42 - 44) est monté sur un chariot (54) susceptible d'être animé d'un mouvement de translation verticale, au moyen d'une vis sans fin (non représentée), mue en rotation par un moteur (48), et induisant le déplacement dudit chariot (54) sur des guides (53). 30 A cet égard, il est précisé que la hauteur de déplacement dudit chariot (54), et corollairement des postes (42 - 44) est adaptable, en fonction de la dimension principale du corps de l'emballage à réaliser.
Dans l'exemple décrit, le poste (43) assure la préhension d'un composant d'obturation, acheminé par un convoyeur à accumulation (8) ou (9) au niveau d'un réceptacle (49) situé à l'aplomb du poste (43).
Ce convoyeur à accumulation est muni d'un ergot (50), qui libère un composant d'obturation présent sur ledit convoyeur, dès lors que le composant d'obturation stocké en (49) a été pris en charge par le poste (43), et ce, au moyen de cellules de détection de présence, ou système équivalent.
Sur la figure 5, après préhension d'un composant d'obturation par la ventouse (45) du poste (43) au niveau du réceptacle d'accumulation (49), le carrousel (40) subit une rotation d'un tiers de tour sur la gauche, correspondant au poste (44) représenté. A ce niveau, un système d'encollage comprenant une buse d'encollage 10 (47) positionne un jonc de colle à la périphérie externe ou interne de la bague (56) dudit composant d'obturation (55), ledit composant étant mu en rotation par rotation de ladite ventouse par rapport à l'axe (46).
Cette buse d'encollage (47) est monté sur un chariot (51) mobile en translation 15 horizontale au moyen d'un système de came (non représenté) lui-même actionné au moyen d'un moteur (52).
Ainsi, lorsque l'on souhaite procéder à une solidarisation de la bague (56) du composant d'obturation (55) au niveau de la face interne (57) du corps de 20 l'emballage, la buse (47) va déposer un jonc de colle sur la face externe de la dite bague, défilant en continu à son niveau au poste (44).
En revanche, lorsque l'on souhaite procéder à une solidarisation de la bague (56) dudit composant d'obturation au niveau de la face externe (59) du corps de 25 l'emballage, ladite buse d'encollage (47) est translatée par le biais du chariot (51) à l'aplomb de la ventouse (45), qui descend afin de permettre le recouvrement de ladite buse par le composant d'obturation dont elle est munie, et ainsi permettre l'encollage de la face interne de ladite bague.
Après encollage, le carrousel (40) subit alors une nouvelle rotation d'un tiers de tour, correspondant au poste (42), représenté sur la figure 5.
Dans cette position, la ventouse (45) est centrée par rapport à la face supérieure du mandrin (18), et corollairement de l'une des extrémités du corps de l'emballage. 35 Ce faisant, comme l'axe de dépôt du composant d'obturation est systématiquement colinéaire à l'axe de révolution du mandrin (18), il devient possible de mettre en oeuvre l'installation conforme à l'invention quelle que soit la section transversale de l'emballage et quel que soit son format.
Le moteur (48) est alors actionné pour induire la descente du chariot (54) du poste (42), et donc de la ventouse (45) et du composant d'obturation encollé dont elle est munie, pour permettre son positionnement sur la partie supérieure du corps cylindrique sous-jacent à ce moment, permettantainsi le positionnement effectif dudit composant d'obturation.
Une fois cette opération réalisée, le mandrin (18) est complètement retiré par translation verticale descendante, le corps cylindrique muni du composant d'obturation étant cependant maintenu dans la zone en creux (12), d'une part, de 10 par la présence des ventouses (17), et d'autre part compte tenu de la relative rigidité du carton ou de la matière plastique constitutive du matériau en feuille, qui exerce un pression contre les mâchoires et contre la zone en creux.
Après nouvelle rotation du carrousel (3) d'un sixième de tour, l'ensemble de la 15 partie femelle, donc munie du corps cylindrique de l'emballage subit une rotation dans le plan vertical, par exemple de 1800, au moyen d'un système d'engrenage motorisé (non représenté).
Ce faisant, lors du poste suivant, l'emballage constitué du corps de l'emballage et 20 de son composant d'obturation, se présente avec son extrémité supérieure ouverte au niveau du poste de remplissage (non représenté).
Le matériau de remplissage peut être un matériau pulvérulent ou non, voire liquide ou pâteux, et dans le cas o ce matériau est constitué de gâteaux, et de manière 25 générale de produits fragiles, la rotation de la partie femelle n'est pas de 1800 mais inférieure, afin de présenter une pente plus ou moins prononcée du corps de l'emballage, diminuant la hauteur de chute du produit en question, et corollairement, les risques de bris ou d'altération partielle dudit produit.
Après nouvelle rotation d'un sixième de tour du carrousel (3), le récipient constitué par l'emballage muni de son premier composant d'obturation et rempli du produit qu'il est destiné à contenir, est acheminé au niveau d'un nouveau poste (7) de mise en place d'un second composant d'obturation, fonctionnant de manière identique, à celui décrit en relation avec la figure 5, et permettant l'obturation de l'emballage. 35 Cependant, la rigidité du corps de l'emballage ne peut plus être assurée à ce stade par le mandrin (18), attendu que celui-ci a été escamoté pour permettre le remplissage effectif dudit emballage en produits. Cette rigidité est assurée par le maintien du corps de l'emballage par les mâchoires (15) en coopération avec la zone en creux (12) de la partie femelle de l'organe de conformation (4), et est en outre inhérente à la relative rigidité du carton ou de la matière plastique constitutive du matériau en feuille, qui exerce un pression contre les mâchoires et contre la zone en creux. Il convient également de préciser que les ventouses (17), dont est munie la zone en creux (12) de la partie femelle contribuent également à 5 s'opposer au glissement du corps de l'emballage lors du positionnement dudit second composant d'obturation.
A ce stade, si l'on souhaite disposer d'une étanchéité de qualité, le positionnement de ce second composant d'obturation est obligatoirement réalisé conformément à 10 la représentation de la figure 6, c'est à dire que la bague (56) est solidarisé contre la face interne (57) du corps de l'emballage.
Cependant, si une telle étanchéité n'est pas requise, par exemple pour des emballages destinés à contenir de la lessive en poudre ou autre, c'est à dire si seule 15 une étanchéité relative est suffisante, ce second composant d'obturation peut être mis en place conformément à la description en relation avec la figure 7.
Après une nouvelle rotation d'un sixième de tour du carrousel (3), le poste portant l'emballage rempli et fermé est acheminé au niveau d'une zone d'éjection, 20 positionnant l'emballage sur un convoyeur (10), et l'acheminant au niveau d'une zone de stockage provisoire ou d'emballage.
L'exemple précédemment décrit l'a été en relation avec un corps d'emballage présentant une section transversale constante. Cependant, l'installation conforme à 25 l'invention peut également permettre la réalisation de tels corps d'emballage, mais à section transversale variable, notamment s'évasant vers le fond ou vers sa face supérieure.
Pour ce faire, le mandrin (18) et la partie femelle de l'organe de conformation sont 30 profilés en fonction de la forme souhaitée.
Le principe de fonctionnement demeure identique. Cependant, pour la mise en place des composants d'obturation, et notamment du premier d'entre eux, soit on retire le mandrin au niveau de l'ouverture du corps présentant la section 35 transversale de plus grande dimension, soit encore, il peut être fait appel à un mandrin à caractère rétractable, c'est à dire à section transversale modulable, permettant par actionnement d'un dispositif approprié, de réduire son volume, afin de permettre sa rétractation du corps de l'emballage au niveau de l'ouverture présentant une section transversale de plus petite dimension, rendant alors possible l'encollage interne de la bague du composant d'obturation.
Dans une telle configuration, le composant d'obturation mis en place au niveau de 5 l'extrémité du corps de l'emballage présentant la section de plus petite dimension est systématiquement mis en place avec solidarisation de la bague périphérique (56) contre la face interne (57) dudit corps.
Par ailleurs, si l'on souhaite disposer d'un composant d'obturation au niveau de 10 l'extrémité de l'emballage pourvue de la section de plus grande dimension à bague périphérique (56) solidarisée contre la face interne (57) dudit corps, on procède au niveau de l'organe de positionnement (6) à la mise en 'place du composant d'obturation au niveau de l'extrémité dudit corps présentant la plus petite dimension, et après retrait du mandrin (18), on procède au niveau de l'organe de 15 positionnement (7) à la mise en place du composant d'obturation à l'extrémité du corps présentant la plus grande dimension.
En revanche, si l'on souhaite disposer d'une composant d'obturation au niveau de l'extrémité de l'emballage pourvue de la section de plus grande dimension à bague 20 périphérique (56) solidarisée contre la face externe (59) dudit corps, on procède au niveau de l'organe de positionnement (6) à la mise en place de ce composant d'obturation, le mandrin (18) comblant alors intégralement ledit corps. On procède au retrait de ce mandrin par l'extrémité dudit corps de plus petite dimension, en induisant la rétractation de celui-ci en direction de son axe de symétrie ou de 25 révolution, de telle sorte à lui conférer une section transversale sur toute sa hauteur compatible, et notamment inférieure à la section transversale de l'extrémité du corps de l'emballage de plus petite dimension. On procède au niveau de l'organe de positionnement (7) à la mise en place du second composant d'obturation au niveau de cette extrémité aux dimensions les plus réduites. 30 Dans une variante de l'invention, la feuille en matériau souple n'est pas plane, mais présente une ou plusieurs excroissances, par exemple à vocation décorative, formant saillie ou relief par rapport au plan qui contient la feuille, lesdites excroissances étant obtenues par tout procédé tel que par thermoformage. 35 Cette ou ces excroissances sont toujours localisées au même endroit de la feuille, de la sorte que celles-ci demeurent parfaitement empilables et stockables normalement au sein du magasin de stockage (1).
Il importe simplement de prévoir que les bords libres de ladite feuille, et notamment ceux destinés à être solidarisés l'un à l'autre lors de l'étape de conformation demeurent plan, pour justement permettre cette opération de solidarisation.
En général, de telles excroissances, qu'elles soient dirigées vers l'intérieur ou vers l'extérieur de l'emballage, sont localisées, permettant notamment la prise de la feuille par les ventouses (25) du préhenseur (2), et sa reprise par les ventouses (13) de la partie femelle de l'organe de conformation (4). 10 Par ailleurs, si les excroissances sont destinées à être dirigées vers l'extérieur de l'emballage, la zone en creux (12) et/ou les mâchoires (15) sont usinées pour permettre le logement desdites excroissances lors de l'étape de conformation, sans interférer sur la conformation proprement dite. A cet effet, on prévoit une 15 excavation au sein de la paroi interne de la zone en creux (12) et/ou des mâchoires (15), de dimensions sensiblement standardisées, supérieures à celles des excroissances éventuelles, évitant ainsi toute difficulté en terme de positionnement de la feuille lors de sa conformation.
En revanche, si ces excroissances sont destinées à être dirigées vers l'intérieur de l'emballage,, on retient un principe identique, mais cette fois c'est le mandrin (18) qui présente une telle excavation ménagée au sein de sa surface extérieure, pour permettre ainsi le logement de la ou desdites excroissances, sans gêner la conformation.
On conçoit tout l'intérêt de l'installation et de l'organe conformateur conforme à l'invention, dans la mesure o il permet de manière relativement simple, de simultanément confectionner un emballage à partir d'une feuille en matériau souple, pré-imprimée et susceptible en outre de présenter des décors en 30 excroissance, donc susceptible de lui conférer toute forme possible, et de le remplir en continu, ce que l'on ne savait faire efficacement à ce jour, avec des emballages, dont le corps est réalisé en matériau souple stocké sous forme d'aplats, ou sous forme de feuilles ou formats pré-dimensionnés, et en outre dont les composants d'obturation sont positionnés aux deux extrémités de manière étanche. 35 L'avantage de la réalisation d'un tel emballage a été abordé dans le préambule de
la présente description.
En outre, lorsque l'on souhaite changer de forme, il suffit de remplacer les organes maies et femelles de l'organe de conformation par des outils de forme souhaitée, ce qui peut être réalisé très facilement et très rapidement.
Parallèlement, lorsque l'on souhaite modifier la taille de l'emballage pour une section transversale déterminée, il suffit de mettre en oeuvre des mâchoires (15) de taille en rapport, et d'augmenter ou en contraire de diminuer la course du mandrin au niveau de sa zone de coopération avec la partie femelle de l'organe de conformation.
Claims (16)
1. Dispositif pour réaliser la conformation d'un emballage à partir d'une feuille en matériau souple, stocké sur l'un de ses chants dans un magasin de stockage (1), caractérisé en ce qu'il comprend: - un organe conformateur (4) comprenant: * une partie femelle incluant une zone en creux (12), solidarisée à des moyens de translation selon une première direction, et munie au voisinage de ses bords (14) de ventouses ou systèmes équivalents (13), 10 destinées à recevoir la feuille en matériau souple prélevée dans le magasin de stockage, et incluant également au moins une mâchoire (15) articulée sur le ou lesdits bords (14), destinée à définir au moins en partie avec la zone en creux (12) la forme souhaitée lorsqu'elle est actionnée et notamment à définir l'enveloppe de l'emballage à réaliser, 15 a une partie mâle, constituée d'un manchon ou mandrin (18) de forme complémentaire à la forme interne de la partie femelle et susceptible d'être animé d'un mouvement de translation selon une direction perpendiculaire à ladite première direction, afin de venir se positionner au niveau de la partie femelle, et à coopérer avec celle-ci, - un organe de solidarisation (31) des deux bords l'un avec l'autre de la feuille en matériau souple après conformation, c'est-à-dire après coopération de la partie mâle avec la partie femelle.
2. Dispositif pour réaliser la conformation d'un emballage à partir d'une feuille 25 en matériau souple selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'actionnement des mâchoires (15) induisant la fermeture de la zone en creux (12), n'aboutit pas à la circonférence intégrale de l'enveloppe de l'emballage à réaliser, mais définit une fente, destinée à libérer l'accès à l'organe de solidarisation (31).
3. Dispositif pour réaliser la conformation d'un emballage à partir d'une feuille en matériau souple selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la ou les mâchoires (15) sont actionnées par des vérins (16) solidarisés avec la zone en creux (12) de la partie femelle. 35
4. Dispositif pour réaliser la conformation d'un emballage à partir d'une feuille en matériau souple selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le mandrin (18) est réalisé en un matériau à faible coefficient de frottement et typiquement en polytétrafluoroéthylène ou en polyacétal.
5. Dispositif pour réaliser la conformation d'un emballage à partir d'une feuille en matériau souple selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'intégralité de la partie femelle est susceptible de subir une rotation dans un plan vertical d'une valeur angulaire réglable afin de permettre, après retrait du 5 mandrin (18) et mise en place d'un composant d'obturation (55) sur le corps de l'emballage alors conformé, l'orientation dudit emballage en direction d'un poste de remplissage en produit pulvérulent ou non, puis son obturation.
6. Dispositif pour réaliser la conformation d'un emballage à partir d'une feuille 10 en matériau souple selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la feuille présente une excroissance formant saillie par rapport au plan qui la contient, destinée à être dirigée en direction de l'extérieur de l'emballage, et en ce que la paroi interne de la zone en creux (12) et/ou des mâchoires (15) de l'organe de conformation (4) présente une excavation de dimensions 15 supérieures à celles de ladite excroissance, afin de permettre d'y loger cette dernière lors de l'étape de conformation, sans altérer celle-ci.
7. Dispositif pour réaliser la conformation d'un emballage à partir d'une feuille en matériau souple selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que 20 la feuille présente une excroissance formant saillie par rapport au plan qui la contient, destinée à être dirigée en direction de l'intérieur de l'emballage, et en ce que la paroi externe du mandrin (18) de la partie mâle de l'organe de conformation (4) présente une excavation de dimensions supérieures à celles de ladite excroissance, afin de permettre d'y loger cette dernière lors de 25 l'étape de conformation, sans altérer celle-ci.
8. Installation pour la réalisation d'un emballage muni de composants d'obturation (55) à partir d'une feuille en matériau souple, et pour son remplissage en produit pulvérulent ou non, caractérisée en ce qu'elle 30 comprend: - un magasin de stockage (1) desdites feuilles en matériau souple au sein duquel les feuilles sont stockées sur l'un de leurs chants, - un organe de progression (3) de N dispositifs de conformation selon l'une des revendications 1 à 7, régulièrement répartis le long de sa direction de 35 progression, et destiné à positionner lesdits dispositifs au niveau des différents postes nécessaires à la réalisation et au remplissage de l'emballage, ledit organe étant susceptible de se déplacer en mode pas à pas, dont le pas de progression correspond à 1/NT de la longueur dudit organe, - un organe préhenseur (2), muni de ventouses ou systèmes équivalents (25) , animé d'un mouvement de translation horizontale, destiné à prendre une à une lesdites feuilles en matériau souple et, après rotation, à les positionner au niveau des ventouses ou systèmes équivalents (13), dont sont munis le 5 ou les bords (14) de la zone en creux (12) de la partie femelle du dispositif de conformation (4), - un organe (6) de mise en place d'un premier composant d'obturation (55) au niveau de l'une des extrémités du corps de l'emballage résultant de la conformation au niveau du dispositif de conformation (4), - un organe de remplissage de l'emballage muni de son premier composant d'obturation avec un produit pulvérulent ou non, - un organe (7) de mise en place d'un second composant d'obturation (55) de type analogue à l'organe précédemment décrit.
9. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'organe de progression est constitué par un carrousel rotatif (3) à axe de rotation vertical, et en ce que les N dispositifs de conformation (4) qu'il comporte sont répartis à sa périphérie, le carrousel (3) étant susceptible de se déplacer en mode pas à pas, dont le pas de rotation correspond à 1/N tours. 20
10. Installation selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisée en ce que le préhenseur (2) comprend une main de préhension (26), munie de quatre ventouses (25) ou systèmes équivalents, montées dans un même plan, reliées à une source de vide et destinées à venir prendre une feuille en matériau 25 souple au niveau du magasin de stockage (1), ladite main de préhension (26) étant montée sur un axe rotatif (27), susceptible de subir une rotation de 180 au moyen d'un moteur (28), l'ensemble ainsi constitué étant monté sur un chariot (29), actionnable en translation horizontale au moyen d'une vis sans fin (36) mue en rotation par un moteur (37), ledit chariot (29) étant 30 susceptible de se déplacer sur des guides (30), le mouvement de translation susceptible d'en résulter étant destiné à permettre à la main (26) de se rapprocher du magasin de stockage (1), et de saisir une feuille de matériau souple.
11. Installation selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisée en ce que les organes de mise en place des composants d'obturation (6, 7) sont chacun constitués d'un carrousel (40), rotatif selon un axe vertical, sur lequel sont montés une pluralité n de postes de travail (42, 43, 44) répartis 5 périodiquement à sa périphérie, ledit carrousel (40) étant susceptible de se déplacer selon un mode pas à pas, dont le pas de rotation correspond à 1/n tour, lesdits postes assurant respectivement: la préhension d'un composant d'obturation (55) indexé dans un réceptacle approprié (49), - l'acheminement dudit composant d'obturation (55) au niveau d'un organe d'encollage (47) de la périphérie dudit composant d'obturation, - le positionnement du composant d'obturation ainsi encollé au niveau de l'une des extrémités du corps de l'emballage résultant du dispositif de conformation (4) ou après remplissage de l'emballage, chacun de ces postes étant pourvu d'un organe préhenseur (45), notamment par aspiration, animé d'un mouvement vertical, la progression effective de l'organe de progression (3) portant les organes de conformation (4) et des carrousels (40) portant les organes de mise en place des composants d'obturation étant synchronisée de telle sorte que l'organe préhenseur (45) 20 des carrousels (40), lorsqu'il se trouve en configuration de positionnement, soit centré avec la face supérieure de la partie mâle (18) du dispositif de conformation (4) situé à l'aplomb des carrousels en question.
12. Installation selon la revendication 1 1, caractérisée en ce que l'organe 25 d'encollage est constitué d'une buse d'encollage (47) montée sur un chariot (51) mobile en translation horizontale, et en ce que ladite buse d'encollage (47) est dimensionnée pour pouvoir être recouverte par le composant d'obturation, afin de pouvoir déposer un jonc de colle sur la surface interne de la bague périphérique (56) entrant dans sa constitution. 30
13. Procédé de réalisation d'un emballage à partir d'une feuille en matériau souple, caractérisé en ce qu'il consiste: - tout d'abord à réaliser le corps (58) de l'emballage à partir de ladite feuille en matériau souple, par conformation de cette dernière en fonction de la 35 forme souhaitée de l'emballage, au moyen d'une partie mâle et d'une partie femelle d'un organe de conformation (4) coopérant entre elles, et par solidarisation de deux des bords de ladite feuille; - puis à positionner au niveau de l'une des extrémités du corps de l'emballage ainsi réalisé un premier composant d'obturation, préalablement encollé au niveau de la face interne ou externe de sa périphérie; - puis à faire subir une rotation au récipient alors obtenu, constitué du corps et dudit premier composant d'obturation, de telle sorte, soit à permettre son remplissage, soit à positionner un second composant d'obturation.
14. Procédé de réalisation d'un emballage à partir d'une feuille en matériau 10 souple selon la revendication 13, caractérisé en ce que le positionnement du premier composant d'obturation est réalisée alors que la partie mâle (18) dudit organe de conformation (4) est encore présente totalement au sein du corps (58) de l'emballage, maintenu par la partie femelle dudit organe de conformation, de telle sorte à assurer un pincement maximum entre la bague 15 périphérique (56), dont est muni le composant d'obturation et le corps de l'emballage, maintenu à ce niveau par ladite partie mâle (18), et conférant ainsi à l'emballage en résultant une très bonne étanchéité.
15. Procédé de réalisation d'un emballage à partir d'une feuille en matériau 20 souple selon la revendication 14, caractérisé en ce que le positionnement du premier composant d'obturation n'induit la formation d'aucune zone en saillie par rapport à la paroi interne (57) du corps de l'emballage.
16. Procédé de réalisation d'un emballage à partir d'une feuille en matériau 25 souple selon l'une des revendications 13 à 15, caractérisé en ce que le positionnement du second composant d'obturation est réalisée en l'absence de toute partie mâle à l'intérieur du corps de l'emballage.
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