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La présente invention a pour objet une unité de
conditionnement, en particulier de liquides, sous la forme de ré-
cipients ou de chapelets de récipients en matîère synthétique sou-
ple a partir d'un approvisionnement en liqui.de et d'un film syn-
thétique.
Les récipients pouvant être réal;sés par le disposi-
~ tif concerné sont ceux du type décrit par exemple dans les brevets
et demandes de brevets francais 75-~8358, 78-04233, 80-02187 au
nom de la de~anderesse.
On fera référence dans ce qui suit au conditionne-
ment de liquides alimentaires, mais l'invention doit être comprise
comme pouvant s'appliquer au conditionnement de toute matiere
fluide en géneral.
ne unite de conditionnement conforme a l'invention
est caracterisee par le fait qu'elle comporte :
- un ensemble d'alimentation.en film synthetique,
- un disposi~if de deroulement du film,
- une serie de postes d'intervention sur le film
pour le conformer en recipient,
- une unite de remplissage du rec;pient, et de con-
ditionnement definitif,
- un dispositif d'avance du film.
On comprandra mieux l'invention à l'aide de la des-
~ cription ci-après en reference aux dessins annexes dans lesquels :
: 25 - la figure I schematise les diffërents postes d'une
unite conforme a l'invention en elevati.on,
- la figure 2 est une vue de dessus de l'unite de la.
:: figure 1,
: ~ - la figure 3 est une vue de la face du dispositii
: : 30 de deroulement du fiIm,
; - la figure 3a est une vue en coupe selon A-A de la
figure 3,
- la figure 3b est une vue de dessus dudit disposi-
tif,
~ - la figure 4 est une vue en elevation du disposi-
tif de pliage,
- la figure 4a est une vue de dessus du dispositif
de la figure 4,
- la figure 4b est une coupe selon B-B de la figure
:~ 40 4~ ~ :
,
G
- la figure 4c est une coupe selon A-A de la figu~e
4a,
- la figure 4d est une coupe selQn C-C de la figure
4,
- la figure 5 est une vue en elévation du systeme de
pince d'avance,
- la figure 5a est une vue frontale en coupe partiel-
le de la figure 5,
- la figure Sb est une vue de dessus du dispositif
de la figure 5,
- la figure 6 est une vue en élévation en c~upe par-
tielle d'une pînce du dispositif pour saisir les sachets en vue
de }eur remplissage, en position de pinçage,
"j - la figure 6a est une vue en élévation identique à
la figure 6, sans coupej en position ouverte,
- la figure 6b est une coupe selon B-B de la figure
6 schématisant deux positions relatives des pinces, ~:
- la figure 6c est une vue selon C de la figure 6,
- la figure 6d est une coupe selon D~D de la figure
6b,
- la figure 6e est une coupe selon E-E de la figure
6c, :
- la figure 6f est un détail de la pièce de commande
des pinces à la figure 6b,
- la figure 7 est une vue en élévation du dispositif
de ventouses pour l'écartement des parois des récipients,
- la figure 7a est une vue de dessus de la figure 7,_
- la figure 8 est une vue en élévation du poste d'
: insufflage,
~ 30 ~ - la figure 8a est une vue de dessus du poste de la
: figure 8,
: - la figure 9 est une vue en élévation représentant
l'entrainement mécanique du carrousel et de la pince d'avancement
de'la figure S.
L'unité représentée a la figure ] est alimentée a
partir d!une bobine ae fil~. On.retrouve ensuite successivement :
- liensemble d'alimentation (~ en film synthétique
(2) 7
- le dispositif (~3) de déroulemen~ du film,
- les postes d'intervention'(4) sur le film pour le
.
:: : . :
conformer en récipient,
- l'unité de remplissage (5~ du récipient,
- le poste de fermeture (6) du récipient rempli.
On decrira maintenant en detail chacun des elements
de cette unite.
L'alimentation est réalisee à partir d'une bobine
de film standard. La bobine (7~ represen~ee aux figures I et 2
est montee sur un a~e qui est supporte ~ ses deux extrémites par
deux paliers qui serviront, de manière en sol connue, de support
et de centrage axial et transversal du film. L'un au moins de ces
paliers sera muni d'un système de frein évitant lors de l'avance-
ment du film d'avoir un deroulement superieur au pas desiré.
On se refèrera main~enant aux figures 3, 3a et 3b.
~'avance du film est obtenue pa~ un pincement du film qui peut
être ponctuel ou lineaire. Pour cela on disposera dans l'unite de
conditionnement deux points de pinçage du film. Le premier point
de pinçage sera precisement dispose au niveau du dispositif de
deroulement. Le second point de pincage du film sera dispose en
aval dans llunite de conditionnement.
Le poste de deroulement comporte successivement un
rouleau de renvoi ~8) pour le guidage du film à partir de la bobi-
~, -ne-d~vidoir (7~g un rouleau (9) associé à un frein (10), un dis-
positif de guidage ~Il) pour que le film reste plan à la sortie
du dispositif de déroulement.
~1 25 Entre le rouleau (8) et l'ensemble fre~n (10) est
dispose un système d~'avance du film, constitue essentiellement par
~; un rouleau (12) commande par un verin.
Si l'on prend pour exemple un deroulement initial
;~ sensiblement horizontal du film après le premier rouleau de ren-
voi (8), bien qu'il puisse être egalement vertical, le rouleau
; (12) est anime de manière intermittente d'un mouvement vertical.
Comme le film vient~s'enrouler sous le rouleau (12) avant de pas-
ser sur le rouleau (9), le deplacement du rouleau (12~ vers le
bas entraine un devidement du film de la bobine d'un pas donne.
Le frein (10) comporte un patin (13) qui peut venir
~ s'appliquer contre le rouleau (9) sous l'action d'un verin ~l4),
; y bloquant le film.
Le fonctionnement du déroulement est le suivant :
- on actionne le frein en position de blocage,
4~ on abaisse le rouleau (]2) d'avance de la bobine
..
lB~
et donc de devidement du film,
- on relève le rouleau t12~,
- on dehloque le freîn,
- on fait avancer le film par acti'on de la seconde
pince d'avance disposee en aval dans l'un~te de conditionnement.
Avantageusement, le ~ilm sera deroule du devidoir
d'une longueur legèrement infer~.eure au pas effectif, de manière
à obtenir la tensi'on optimale en fin de deroulement. Cette opera-
tion de déroulement se fa~t en temps masqué, c'est-à-dire lors
de la mise en oeuvre des divers postes d'i~tervention sur le film
ou sur les récipients dé~à for~és.
Lorsque le cycle est terminé, on desserre le film
au niveau du frein e~ on le serre au second poste de pinçage que
. l'on fait avancer d'un pas. Le second poste, qui est donc un poste
mobile, revient ulterieurement vers sa position initiale. En fait,
le retour se fera legèrement en amont de la position initiale de
manière à, après le blocage du frein, revenir alors seulement à
: . la position initiale pour.assurer ainsi une tensîon du film.
On a decrit ci-dessus les phases de deroulement
pour un fonctionnement de la machine en alternatif, c'est~~-dire
selon une sequence repetitive :
~ - travail sur le film arrete,
.~..................... - avance du.. f.i.lm sans intervention.
On peut ~ien entendu concevoir un fonctionnement en
Z5 continu permettant de travailler sans interrompre le deplacement
du film. Il suffit pour cela que les postes de travail avancent
,,.- :
' avec le film et reviennent ensuite à leur position initiale soit
~ par un système alternatif de va et vient soit par un système ro-
: tatif type carrousel. On peut egalement combiner ces deux solu~
tions pour avoir seulement certains postes mobiles et les autres
fixes:. ~
:~ En sortie du poste de deroulement on a prevu un dis-
positif de guidage (11) prevu pour que le film reste plan à la
sortie du deroulement. Le dispositif de guidage comporte un rou-
leau de guidage (~5). Le film passe sur ce rouleau ~]5) et y est
applique par un rouleau superieur (16) articule par un levier (17)
autour d'un axe (18) parallèle au grand axe des rouleaux (15) et
(16). Ce rouleau (16) est constamment rappele en con~ast contre le
rouleau (15) par un ressort (19) prenant appui d'une part sur un
40 point ~20) fixe par rappoTt au ~âti de machine et d'autre part sur .
~L~.6~
le levier (17) supportant le rouleau (16).
D'autre part on pourra prévoir un second support de
bobine en alignement ayec le premie~ dévido~r, permettant ainsi
de préparer la liaison et éviter toute discontinuité lors de la
fin d'une bobine. ~n poste de travail avec par e~emple repërage
selon un graphisme spécial de fin de bo~ine et-moyens de soudure
ou de liaison quelconque entre les deux extré~ités permettra un
fonctionnement non interrompu, On peut également intégrer par
exemple à ce niveau un dispositif dateur indiquant la date de con-
ditionnement, mention o~ligatoire pour certains produits dans denombreux pays.
Enfin le film est déja à ce niveau muni de diverses
indications devant figurer sur le conditionnement final. Un systè-
me en soi connu de detection de retard ou d'avance supérieurs aux
limites voulues permettra de maintenir la coïncidence pas machine-
pas graphisme et donc dlassurer le centrage au niveau des divers
; postes de soudure et de découpe ulterieurs.
En sortie du poste de déroulement on disposera un
poste de sterilisation pour garantir les resultats bactériologi-
~ 20 ques. On fait par exemple passer le film dans un bain d'eau oxy-
génée, puis on l'essore par passage entre deux rouleaux presseurs
et on le sèche par soufflage d'air~chaud traité etlou par un tun-
nel a m~cro-ondes.Les resultats obtenus sont fonction de divers
paramètres tels que dissolution, concentration, temps de trempage _
du film et temps de sechage.
On decrira maintenant le poste de pliage d~ film en
reference aux figures 4,4a,4b,4c et 4d.
Ce poste a pour fonction à partir d'un film plan,
ici décrit comme étant horizontal, de fournir un sachet dont le
~; 30 fond soit plie selon un W. Dans un premier stade on confo}me le
film selon un U à angles vifs avec donc un fond horizontal et deux
bords verti~aux, puis on forme le pli dans le fond hori~ontal pour
obtenir la configuration recherchee. Enfin on presse l'ensemble de
manière a marquer les angles.
Le film est ~out d'abord pris par un rouleau de
pliage horizontal (21).
Puis il est guide verticalement par deux rouleaux de
recentrage vertical (22,23) qui sont d;sposes exterieurement au
film. A ce niveau le fond du film est conforme avec un fond plat
; 40 entre un deuxième rouleau horizontal (25) et un troisième rouleau
~: :: ; .
:: . , .
.
~6~
extérieur (24).
Les rouleaux (21,22,23,24,25) peuvent être munis de
dispositifs de réglage de profondeur ou de hauteur.
En sortie de cet ensem~le le film, qui se présente
alors sous la forme d'un U aux angles marqués, se présente sur une
rampe (26) fixée sur le bâti (27). Cette rampe débute par exemple
par un V (28) et se termine en tout état de cause par un doigt
(29) qui assure la formation d'un pli dans le fond du U.
En bout de la rampe (26), le film passe entre deux
~~ rouleaux (30,31) de pliage vertical pour assurer le marquage des
plis. L'un des rouleaux (30,31) est appliqué contre l'autre par
un système-presseur (32).
Puis on OpèTe sur le film aînsî plié diverses opé-
- rations en elles-me~mes connues à savoir respectivement :
- soudure, par tout procedé connu tel que par exem-
ple induction, ultra-son, haute-fréquence.
- découpe ou plutôt prédécoupe de chaque sachet. On
- connait ici essentiellement deux met~odes à savoir respectivement
par lame sur chants éventuellements chauffés ou par outil et con-
tre-outil.
Ainsi qu'on l'a indiqué precedemment, toute cette
premi~re phase de conformation du~recipient peut être opéree ho-
rizontalement ou verticalement.
A ce stade du processus, le film initial se présente _
donc sous la forme d'un chapelet de sachets ouverts à leur partie
superieure.
(~ La seconde phase qui sera maintenant decrite a pour -
objet de remplir ces sachets puis de les livrer en fin de proces-
' ~ ~ sus sous leur conditionnèment definitif. A ce stade plusieurs so-
. ~ .
30~ ~lutions sont~possi~les. On peut soit continuer le processus de
manière rectiligne, soit selon une partie tournante dans laquelle
le film s'engage tangentiellement en venant du pxocessus rectili-
gne de transformation du film.
Cette seconde phase debute, par la prise du chapelet
par un système de pince d'avance à laquelle il a dé~jà été fait
re~érence préc~demmen~ au moment de la description du deroulement
du film. Cette pince sera décrite en référence aux figures 5,5a,5b.
Le film est pris entre deux mors plans (33,34) soli-
daires l'un de llautre en translation le long de deu~ coulisses
40 (35,36). Cette translation est assuree par une bielle (37) et un
dispositif mécanique a laquelle cette bielle est reliée et qui
sera décrit ultérieurement.
L'un des mors (33) est également mobile par rapport
à l'autre sous l'action d'un vérin (38?.
On peut ainsi par la com~ina~son de l'action du vé-
rin ~3~) et de la ~ielle (37~ :
- pincer le film entre les mors,
- le faire avancer d'un pas,
- relâc~er le film,
- faire revenir les mors en position initiale.
On fait donc ainsi avancer le chapelet pas à pas.
Puis chacun des sachets préformé est pris individuellement par
des pinces, qui seront décrites plus en détail en référence aux
figures 6,6a,6~,6c,6d et 6e. La fonction de ces pinces est double:
- supporter chacun des sac~ets individuellement.
- permettre l'ouverture du sachet à sa partie supé-
rieure pour autoriser le remplissage en liquide et permettre son
Tetour en position fermee en partie supérieure avantla soudure
définitive.
Le dispositif comporte une paire de pinces du type
de celle representée a la figure 6. Chaque pince (39j comporte
deux mors (40,41) entre lesquels est dispose le chapelet de reci-
pients. Le mors (40) est fixe tandis que le mors (41) est articu-
le par une sauterelle- (42) dont îl est solidaire. Chaque pince
possède donc deux positions d'equilibre :
- l'une ouverte ~ (figure 6a) c'est-à-dire lorsque
C~ les deux mors sont ecartés l'un de l'autre,
- l'autre fermee (figure 6) c'est-à-dire lorsque les
deux mors sont appliques l'un contre l'autre.
L'ouverture, respectivement la fermeture, de chaque
pince (39,39') est commandee, par l'inte'rmediaire de la sauterelle
(42), par un galet (43) se deplaçant sur une rampe faisant office
de came, rampe d'ouverture (52) et de fermeture (53). Le mouvement
de prise de chaque sachet est donc simple, puisqu'il resulte de la
fermeture des deux pinces d'un même dispositif.
Les deux pinces conjuguées (39,39') d'un même dis-
positif supportant un sachet sont solidaires-d'un chariot (44) et
suivent chaque recipient tout le long du processus de remplissage
et de conditionnement.
Pour ce faire il faut en outre que les deux parois
. , . . : -
: ~ .. . - , -
:
.
36
.. ~
du récipient soient écartées l'une de l'autre de maniere à dé-
terminer un orifice de remplissage. Le récipient étant maintenu
~ chacune de ses deux extrémités supérieures par une pince (39,
39'), le rapprochement relatif des .pinces déterminera l'ouverture
S du récipient en coopération avec un dispositif d'écartement qui
sera décrit ultérieurement.
Ce mouvement est représenté plus particulièrement à
la figure (6b). ~ la position de gauche, la pince.est en position
de simple prise du récipient. A la position de droite, la pince
dans son ensemble a pivoté autour d'un axe (45) et les deux paires
de mors d'un mAeme dispositif se sont rapprochés d'un de l'autre.
Ce mouvement des deux pinces (39,39') d'un.même chariot est com-
mandé par une pièce (46) representée a. la figure 6f. Cette pièce
est animée d'un mouvement alternatif de ~as en haut. Lors du mou-
vement vers le ~as, deu~ galets (47,48~ symétriques se déplacent
le long des cames (49) conformées sur des bras (5~) solidaires de
chacun des mors (40,40'). Le mouvement de la pi~ece (b~6~ est éga-
lement commandé par une came sur laquelle on reviendra ulterieu-
rement.
~ 20 Dans ce système, les deux mors (41,41') extérieurs
mobiles d'une même paire de pinces sont solidaires l'un de l'autre
lors de leur mouvement d'ouverture pour la prise du sachet par
l'in~ermédiaire.d'un ~ras de liaison ~51). De même, les deux élé-
ments d'une même pince .sont solidaires l'un de l'autre en rotation
~5 autour de leur axe (45). Chacun des chariots (44) est mobile sur
un carrousel autour duquel sont effectuées les diverses opérations
de remplissage et.de conditionnement. On comprendra que, le rem-
plissage~de chaque récipient nécessitant un raccourcissement de la
partie supérieure dudit récipient, il s'ensuit une variation de
: 30 pas. Ces chariots mobiles en rotation sur le carrousel sont égale-
;~ ment mobiles selon.ae~ ray~ns de celui-ci par des glissières (54,
55) et un galet (56) se déplaçant le long d'une rampe de came.
Cette rampe de came ainsi que les deux rampes (52,53) et la rampe
de guidage de la pièce (46), sont disposés sur un plateau fixe
dispose dans.ce cas.au dessus du carrousel.
L'écartement des deux paroia du recipient est opéré,
, comme indiqué précédemment, par la com~inaison de deux mouvements:
;1 - rapprochemen~ des deux pinces donc des extremités
de l'ouverture supérieure du récipient,
- écartemen~ de chacune des parois du récîpients de
- , . . .
36
chaque côté du plan vertical de déplacement du film. Cet écarte-
ment est réalisé par un système de ventouses opérant concommita-
ment au rapprochement des deux pinces (39,3g1? l'une vers l'autre
et représenté aux figures 7 et 7a.
Deu~ ventouses (57,58~ disposees symétriquement 1'
une par rapport a l'autre viennent s'appliquer chacune sur la pa~-
tie extérieure d'une paroi du recipient au niveau de la ~one su-
perieure non soudee. Cette operation s'applique tres précisément
entre les deux pinces du dispositif de la figure 6. Puis lorsque
l'operation est effectuee, un dispositif fixe egalement sur le
plateau supérieur du carrousel vient écarter les deux ventouses.
On a representé à la figure 7a une ventouse (58) solidaire d'un
chariot (59) mo~ile radialement par rapport au carrousel.
On prévoit avantageusement sur le disposîtif un
seul poste de ventouses du type decrit qui doit ~ien entendu pou-
voir revenir alternativement a sa position initiale après avoir
cesse l'aspiration des ventouses.
Le carrousel se déplace en rotation de manière in-
dexée selon des disposit;fs d'indexation en eux mêmes bien connus
et est entrainé par moteur par l'intermedia~re d'engrenages.
Le long de ce carrousel on realise en outre les
dernières opérations du conditionnement.
Tout d'a~ord on insuffle de l'air stérili~se dans le
récipient présenté en posîtion ouverte. Cette etape est optionnel-
le et dépend en fait des conditions opératoires puisqu'on a déjàprécédemment procédé à une stérilisation initiale.
En référence aux figures 8 et 8a on décrira un poste _
d'insufflage pouvant être utilisé. Ce poste comporte au moins une
cannule d'insufflage (60), mais pour des raisons l~ees aux pro-
blèmes de debit de l'air filtre et sterile il en comportera pré-
férentiellement une seconde (61~. Ces canules sont solidaires
d'un support ~62) pouvant ~etre aoaissé ou remonté pour amener les
canules dans l'ouverture des récipients sous l'action d'un vérin
t63). On distingue sur la figure 8 le carrousel (64) et le plateau
supérieur fixe (65) sur lequel sont disposés les diverses cames de
guidage précitées ainsi que le dispositif d'insufflage.
Puis on procède, de manière en soi connue, au rem
plissage du récipient par une cannule d'amenee de liquide, munie
d'un dispositif doseur.
La fermeture du sachet s'opère directement après le
-
,. . - - .. ,- . - . - , -
~ . . ~ ; ; ' : , , '
l o
remplissage du sachet. Après remplissage et sortie du poste de
remplissage par le mouvement de rotation indexée du plateau (64),
on fait s'écarter lec deux pinces ~39,39'~ l'une de l'autre, de
manière ~ tendre le6 deu~ bords supérieurs du récipient et à les
présenter appliq~és l'un contre l'autre, en position plane. Puis,
chaque sachet etant toujours maintenu îndividuellement par les
pinces, on soude la cavité de rempli'ssage.
Optionnellement, la poignée du sachet pourra, con-
formement aux ~revets de la demanderesse précités, être également
~O remplie d'un liquide ou d'un gaz, ou encore d'une matière fluide
se solidifiant à froid. On procede pour ce faire exactement comme
pour le remplissage de la cavi'té principale en lais~ant une seconde
ouverture en partie supérîeure. On écarte les parois par des pinces
~ et ventouses et on introduit une canule de remplissage.
~- 15 Puis on proc~de a la découpe du chapelet continu en
sachets individ'uels ou en chapelets de plus;eurs unités. Ces dis-
positifs de découpe sont en eux-mêmes connus.
La structure décrite pour un carrousel implique en
outre un certain nom~re d'aménagements. En effet on a nécessaire- !
ment pendant le processus de remplissage une diminution de la lon-
gueur du chapelet. Ceci est dû dlune part à la réalisation de l'ou-
verture par le rapprochement relatif des deux pinces (39) suppor-
tant un même sachet et d'autre part au remplissage en liquide car
le film n'est alors plus plan. Pour cette raison le trajet du
chapelet le long du carrousel ne sera pas circulaire mais il affec-
tera sensiblement une forme spirale convergeant vers le centre du
~) carrousel. Ce résultat est réalisé dans la pratique par les cha- _
riots supportant les pinces et se deplacant sur des glissières
(54,55) sous l'action conjuguee du galet (56) cooperant avec un
chemin de came dispose sur le plateau supérieur fixe.
De plus le chapelet sera soutenu pendant et après
le remplissage par des rouleaux, de manière à diminuer la traction
au niveau des pinces.
Enfin l'ensem~le de la machine sera disposé dans
une atmosphère surpressee st~rile pour le cas de l'em~outeillage
de liquides alimentaires plus particulièrem~nt.
L'entrainement du carrousel et la translation du
film seront de manière avantageuse o~tenus a partir du même moteur,
ce qui est intéressant d'un point de vue sync~ronisme de fonction-
nement. En reference a la figure~ 8 le moteur ~66) entraine le
~ ~ .
36
plateau (64) en rotation indexee. Par une roue dentee (67) engre-
nant avec une seconde roue dentée t68) solidaire d'un plateau (69)
faisant office de manivelleJ on entraine également le déplacement
alternatif de la bielle (37) d'avance de la pince decrite prece-
demment.
Bien entendu on pourra o~tenir une machine à resul-
tats identiques avec une structure entièrement en ligne des divers
pOStes de travail. Les postes d'insufflage et de remplissage pour-
ront également dans ce cas etre des postes mo~iles avancant avec
le chapelet et se réinitialisant après intervention, si on recherche
un travail en continu et non plus dans ce cas en alternatif.
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