Appareil pour obtenir la contraction d'une matière d'enrobage autour d'un paquet
L'invention a pour objet un appareil pour obtenir la contraction, sous l'action de la chaleur, d'une matière d'enrobage autour d'un paquet.
I1 est important, pour la vente moderne des marchandises, que les produits soient emballés et présentés au public d'une manière attrayante. A ce point de vue, il est fréquemment avantageux de disposer une matière transparente en feuille autour d'une partie au moins du paquet, de telle manière que le produit d'alimentation soit exposé à travers ladite feuille.
Dans les cas où ce type d'emballage est employé, il faut que la matière transparente d'enrobage soit lisse et tendue, afin de présenter un aspect attrayant.
Plusieurs types de matières d'enrobage se contractent quand elles sont soumises à la chaleur. Parmi elles, on peut citer par exemple, l'hydrochlorure de caoutchouc et le chlorure de polyvinyle, rendus extensibles ou orientés. Quand on emploie une telle matière d'enrobage, on peut la disposer autour du paquet d'une manière assez lâche et la soumettre ensuite à une température déterminée de telle manière qu'elle se contracte et présente ainsi un aspect attrayant, lisse et sans plis.
Dans les dispositifs connus on emploie une plaque chauffée pour obtenir la contraction de la matière d'enrobage, mais il est ainsi parfois difficile de faire une application uniforme de chaleur à toutes les surfaces de la matière d'enrobage. En outre, le problème se pose de maintenir une température idéale constante, étant donné qu'une température trop élevée fond le film et qu'une température trop basse ne produit pas une contraction suffisante. On a constaté qu'en soumettant la matière d'enrobage à l'action d'un fluide chaud et en particulier à l'action d'eau chaude, on peut donner facilement une température uniforme déterminée à toutes les parties de la matière d'enrobage. I1 en résulte une contraction uniforme maximum sans fusion de la matière d'enrobage.
Dans beaucoup de cas, il est possible de plonger le paquet entier dans de l'eau chaude à la température voulue. Dans d'autres cas, une telle immersion n'est pas possible par le fait que des surfaces du paquet doivent être maintenues sèches pour permettre l'application d'une étiquette ou l'exécution de joints scellés, ou en raison du risque d'infiltration d'eau dans l'emballage.
L'appareil faisant l'objet de la présente invention est caractérisé par ce qu'il comprend un rouleau susceptible de tourner dans un réservoir de liquide chauffé de manière à se charger dudit liquide, un organe de pression susceptible d'être chauffé et disposé parallèlement audit rouleau, et des moyens permettant de pousser l'un vers l'autre l'organe de pression et le rouleau sous l'action d'une force élastique, le paquet étant destiné à passer entre eux de manière que l'organe de pression chauffe à sec l'une des surfaces du paquet et que le rouleau applique du liquide chauffé sur l'autre surface, afin d'assurer une tension uniforme de l'enrobage.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil selon l'invention.
La fig. 1 en est une vue de côté, le paquet traité étant relativement plat.
La fig. 2 est une vue en plan correspondant à la fig. 1.
La fig. 3 en est une vue de côté partiellement en coupe, le paquet traité étant relativement épais.
La fig. 4 est une vue en plan correspondant à la fig. 3, certaines parties étant brisées ou supprimées.
La fig. 5 est une coupe selon 5-5 de la fig. 2.
La fig. 6 est une coupe selon 6-6 de la fig. 4.
La fig. 7 est une coupe selon 7-7 de la fig. 6.
La fig. 8 est une vue en perspective d'un détail représenté aux fig. 1 et 3.
La fig. 9 est une vue en perspective détaillée d'un organe représenté aux fig. 3 et 4.
La fig. 10 est une vue en plan d'un organe représenté aux fig. 1 à 4.
La fig. 11 est une vue en élévation d'un détail visible partiellement aux fig. 1 à 4.
La fig. 12 est une vue perspective d'un paquet plat, susceptible d'être traité par cette forme d'exécution.
La fig. 13 est une vue perspective d'un paquet épais et d'une étiquette à sceller, susceptibles d'être traités par cette forme d'exécution.
L'appareil représenté au dessin comporte une bose 15 sur laquelle est monté un réservoir 16 qui contient un liquide chauffé, de l'eau dans l'exemple envisagé.
Le réservoir 16 (fig. 1, 2, 3, 4 et 10), de forme rectangulaire, présente une partie supérieure ouverte et loge un rouleau 31 ou 34 d'application de l'eau décrit plus loin. Le réservoir repose directement sur la base 15 et il est monté sur cette dernière de manière réglable, au moyen d'écrous à oreilles et de consoles 17, munies de fentes. En desserrant les écrous à oreilles, on peut déplacer le réservoir vers l'avant ou vers l'arrière, pour placer le rouleau d'application de l'eau comme il convient par rapport à un rouleau de pression.
A l'intérieur du réservoir se trouve un élément 18 de chauffage électrique. L'élément de chauffage est réuni par des conducteurs 19 à une source de courant électrique, de manière à maintenir l'eau à la température désirée. Si la matière d'enrobage est de l'hydrochlorure de caoutchouc rendu extensible ou du chlorure de polyvinyle rendu extensible, l'eau doit être de préférence à une température comprise entre 850C et son point d'ébullition.
Un tube pivotant 20 est disposé à l'extérieur du réservoir et traverse la paroi latérale de ce dernier. On peut faire pivoter le tube 20 entre une position verticale et une position horizontale pour vidanger le réservoir. Quand le tube 20 se trouve dans sa position verticale, on peut maintenir l'eau dans le réservoir au niveau approprié. En faisant pivoter le tube 20 vers le bas pour l'amener dans
sa position horizontale, on peut vidanger le réservoir.
Un dispositif de remplissage destiné à main
tenir automatiquement l'eau au niveau désiré dans le réservoir 16 est représenté sur la fig. 11. Il com
prend un récipient fermé 21, ayant à son extrémité
supérieure une entrée commandée par une came 22
et à son extrémité inférieure un bec de sortie 23,
dirigé vers le bas et pénétrant dans le réservoir.
Le récipient 21 est supporté par une console
24 au-dessus du réservoir 16 et le bec du récipient
est engagé dans le réservoir jusqu'au niveau désiré
pour l'eau. On remplit le récipient 21 avec de l'eau
au moyen de la came 22 et l'on ferme alors ladite
came. De l'eau, venant du récipient 21, s'écoule
dans le réservoir 16 jusqu'à ce que l'extrémité infé
rieure du bec 23 soit noyée dans l'eau. Du fait que le récipient 21 est complètement fermé et que de l'air ne peut pas entrer dans le récipient à travers le bec 23, il s'ensuit que, lorsque l'extrémité inférieure du bec du récipient est noyée dans l'eau du réservoir, il ne se produit plus d'écoulement d'eau par le bec 23. On remplit d'eau, de temps en temps, le récipient 21 au moyen de la came 22 mais, normalement, cette came est maintenue fermée.
Les deux extrémités du réservoir 16 sont munies de consoles 25 faisant saillie vers le haut, qui sont fendues pour recevoir des paliers 26 d'un arbre 27 supportant un cylindre 28 en aluminium. Le cylindre 28 et l'arbre 27 peuvent tourner librement dans les paliers 26.
Une poulie réglable 29, destinée à faire tourner l'arbre 27 à une vitesse variable, est montée sur une extrémité de l'arbre 27 et elle est réunie par une courroie 30 à un moteur (non représenté).
La poulie 29, d'un type bien connu, présente un diamètre variable déterminé en éloignant ou en rapprochant l'une de l'autre deux parties dont se compose la poulie. De cette manière, on peut diminuer ou augmenter la vitesse de rotation de l'arbre 27.
Le cylindre 28 sert de support à des rouleaux de types différents suivant le type de paquet employé avec la machine. Sur les fig. 1, 2 et 5, il a été représenté un rouleau cylindrique 31 qui convient pour être employé avec un paquet mince, relativement plat.
Le rouleau 31 s'étend sur presque toute la longueur du cylindre 28 et il a la forme d'un manchon tubulaire, muni d'une fente 32 pour fermeture à baionnette, destinée à recevoir une vis fixée au cylindre 28. Cette vis sert à maintenir le rouleau en place, de manière amovible. Le rouleau peut être en toute matière résistant à l'eau chaude dans laquelle elle est partiellement plongée. Par conséquent, le rouleau peut avoir une surface lisse, relativement dure. Toutefois, il est préférable de munir le rouleau d'un revêtement 33 en une matière souple, absorbant l'eau et il a été constaté que, pour cet usage, l'éponge plastique ou l'éponge en caoutchouc synthétique donnent des résultats très satisfaisants.
Le diamètre du cylindre 28 et le diamètre du rouleau 31 sont tels que, lorsque cylindre et rouleau sont assemblés de la manière représentée, la partie inférieure du rouleau se trouve plongée dans l'eau dans le réservoir 16, tandis que la partie supérieure du rouleau se trouve au-dessus du réservoir dans l'atmosphère. En retirant l'un des paliers 26 et l'extrémité de l'arbre 27 de la console 25 qui les supporte, on peut aisément assembler le rouleau 31 avec le cylindre 28 ou enlever le rouleau 31 dudit cylindre.
Ainsi qu'il a été précédemment indiqué, on peut assembler avec le cylindre 28 différents types de rouleau suivant le type de paquet que l'on traite au moyen de la machine. Les fig. 3, 4, 6 et 7 montrent un rouleau 34 qui convient particulièrement pour des paquets relativement épais, pour lesquels il est désirable de chauffer aussi bien les côtés du paquet que la surface d'exposition de ce dernier, afin d'obtenir le rétrécissement qui convient de la matière d'emballage. Le rouleau 34 a la forme d'un manchon tubulaire qui s'ajuste à frottement doux sur le cylindre 28 et qui est muni d'une fente 35 pour fermeture à baionnette destinée à maintenir le rouleau 34 en place sur le cylindre.
Autour d'une partie du rouleau 34, s'étend un revêtement 36 qui est en une matière souple absorbante, par exemple une éponge plastique ou une éponge en caoutchouc synthétique. Aux deux extrémités du revêtement 36, il est prévu des collerettes 37 dont les faces se faisant vis-à-vis sont garnies d'une matière souple absorbante analogue. Quand on fait tourner le rouleau 34 dans le réservoir 16, le revêtement absorbant 36, ainsi que la surface absorbante des collerettes 37 prennent de l'eau dans le réservoir et l'appliquent d'une manière qui sera décrite plus loin aux côtés ainsi qu'à la face d'exposition du paquet.
Il est prévu, coopérant avec le rouleau d'application du fluide, c'est-à-dire avec le rouleau 31 ou 34, suivant le cas, un rouleau de pression chauffé qui sert à presser le paquet contre le rouleau d'application du fluide, pour assurer l'application du fluide chauffé sur le paquet et aussi pour expulser de l'emballage l'air emprisonné. Du fait que le rouleau de pression est chauffé, ce rouleau aide à maintenir, à l'état sec, la partie inférieure du paquet. En outre, le rouleau de pression chauffé peut être utilisé pour l'application d'une étiquette à un emballage et aussi pour effectuer le scellement à chaud de l'emballage.
Le rouleau de pression comprend un arbre tubulaire 38 qui tourillonne dans le support 39. Le support 39 est formé par deux parties séparables qui
sont réunies entre elles par un boulon 40 avec écrou
à oreilles, de sorte qu'on peut les séparer facilement l'une de l'autre pour assembler un rouleau avec l'arbre 38 ou pour enlever un rouleau dudit arbre. Le
support 39 est porté par une paire de bras 41 qui, de leur côté, sont montés sur des montants 43, de manière à pouvoir pivoter autour d'axes 42 se
trouvant à l'extrémité supérieure des montants 43.
Le rouleau de pression est muni de moyens permettant de le maintenir à la distance voulue du rouleau d'application du fluide. Ces moyens sont constitués par des vis 44, à raison d'une vis pour chacun des bras 41. Chaque vis 44 est vissée, de manière réglable, dans une console 45 et s'appuie sur une plateforme 46, solidaire d'un montant 47. Quand on fait tourner la vis 44 dans le sens du mouvement des aiguilles d'une montre (fig. 2), on éloigne davantage le rouleau de pression du rouleau d'application du fluide et inversement quand on fait tourner la vis 44 dans le sens inverse du mouvement des aiguilles d'une montre, on rapproche le rouleau de pression du rouleau d'application du fluide.
Un ressort 48, réunissant entre eux la console 45 et le montant 47, sert à pousser élastiquement le rouleau de pression vers le rouleau d'application du fluide. On peut régler la tension du ressort 48 en fixant son extrémité inférieure à l'une ou l'autre de plusieurs ouvertures ménagées dans le montant 47.
Il y a lieu de remarquer que l'on peut faire varier l'espacement entre les rouleaux suivant les dimensions du paquet à traiter. Il faut que cet espace soit légèrement inférieur à l'épaisseur du paquet.
On peut aussi introduire facilement le paquet entre les rouleaux et en même temps, le rouleau de pression peut exercer, sous l'action du ressort 48, une pression élastique sur le paquet.
A l'intérieur de l'arbre tubulaire 38 est monté un élément de chauffage électrique 49, qui est réuni, par des conducteurs 50 à un dispositif de commande 51. Ce dispositif de commande est relié à son tour, par des conducteurs 52, à une source d'énergie électrique. Le dispositif de commande 51 peut être de tout type réglable désiré et on le règle de manière à maintenir la température du rouleau de pression à une valeur comprise entre 850 C environ et le point d'ébullition de l'eau.
Comme dans le cas du rouleau d'application du fluide, on emploie pour le rouleau de pression des formes qui varient suivant le type du paquet à traiter.
S'il s'agit d'un paquet plat relativement mince, et par exemple d'un paquet de tranches de jambon, on emploie un rouleau concave relativement long, du genre du rouleau 53 représenté sur les fig. 1, 2 et 5. Le rouleau 53 est monté sur un manchon tubulaire qui s'ajuste à frottement doux sur l'arbre 38. Le rouleau 53 peut être en un métal tel que l'aluminium et il est, de préférence, muni d'un ruban de tissu qui est enroulé d'une manière serrée autour de la surface dudit rouleau. Quand il s'agit d'un emballage plat, relativement épais, on emploie, de préférence, un rouleau cylindrique comme le rouleau 54 sur les fig. 3, 4 et 7. Le rouleau 54 est, lui aussi, en un métal tel que l'aluminium et la surface dudit rouleau peut être moletée Si on le désire.
Ainsi qu'il a été indiqué précédemment, l'appa
reil peut être employé pour appliquer des étiquettes
sur un paquet et pour sceller à chaud un emballage,
notamment dans le cas d'un paquet relativement épais, par exemple un paquet de viande pour collation. On utilise dans ce but, montés sur les bras 41, deux montants 55 (fig. 3 et 4) qui servent à supporter un rouleau 56 portant des étiquettes 57, en papier ou en une autre matière en feuille. L'ensemble pour supporter le rouleau d'étiquettes comprend aussi des bras 58 et 59, dirigés vers le bas, pour des tiges de guidage 60 et 61 sur lesquelles passe le ruban que forment les étiquettes 57. De la tige 61, les étiquettes passent sur le rouleau de pression chauffé 54.
Un rouleau 62 porté par les extrémités de bras pivotants 63, repose sous l'action de son propre poids contre la surface supérieure du rouleau de pression et les étiquettes passent entre le rouleau 62 et le rouleau de pression 54. Le rouleau d'étiquettes, l'ensemble qui le supporte et le rouleau 62 n'occupent pas plus de la moitié de la longueur du rouleau de pression et ils sont disposés et assemblés dans l'appareil comme le montrent les fig. 4 et 6, pour coopérer avec une extrémité du rouleau de pression.
Une matière collante thermoplastique est appliquée sur la surface des étiquettes tournée vers le centre du rouleau d'étiquettes. Par conséquent, lorsque les étiquettes arrivent sur le rouleau de pression chauffé 54, leur surface collante est tournée vers le haut, c'est-à-dire vers le rouleau 62. L'aire de contact entre le rouleau 62 et le rouleau de pression 54 est relativement petite. La chaleur venant du rouleau de pression chauffe la matière collante thermoplastique, de sorte que cette dernière a une viscosité suffisante pour adhérer au paquet quand elle est appliquée sur lui.
L'ensemble supportant les étiquettes et assurant l'alimentation en étiquettes peut être monté sur les bras 41 quand on désire fixer une étiquette ou une marque au paquet et on peut l'enlever dans le cas contraire.
Ainsi que le montrent plus clairement les fig. 1 et 2, une plate-forme 64 est utilisée pour supporter les emballages avant que ces derniers passent entre les rouleaux. Cette plate-forme réglable comprend une platine plate ayant des flasques d'extrémité dans lesquels sont ménagées des fentes 65 en forme d'arc.
Dans ces fentes sont engagés des boulons 66 avec écrous à oreilles, portés par des montants 67. En desserrant les écrous à oreilles, on peut régler l'angle d'orientation de la plate-forme. Dans les cas où l'appareil est employé pour traiter des paquets plats relativement minces, la plate-forme 64 remplit son rôle d'une manière très satisfaisante. Mais dans les cas où l'appareil est employé avec un paquet relativement épais, non seulement pour rétrécir la matière d'enrobage, mais aussi pour lui appliquer une étiquette ou une marque, on préfère se servir d'une plate-forme supplémentaire 68 (fig. 3) que l'on monte sur la plate-forme 64.
Ainsi que le montre la fig. 9, la plate-forme supplémentaire 68 est une plate-forme en gradins: elle comporte une platine 69 relativement élevée et une platine 70 relativement basse qui sont montées toutes deux sur une base 71. La base 71 est fixée, à son tour, à la plate-forme 64 par des vis 72 qui passent à travers des fentes formées dans la base.
La plate-forme supplémentaire 68 est disposée d'une manière telle que la platine supérieure 69 se trouve sensiblement dans le plan horizontal tangent à la surface supérieure du rouleau de pression 54 et à la surface inférieure du rouleau 62. La platine inférieure 70 est au niveau du revêtement 36 du rouleau 34 d'application du liquide.
A l'extrémité de sortie de l'appareil est monté un transporteur 73 à rouleaux 75 portés par des bras inclinés 74.
Quand on emploie l'appareil pour traiter un emballage plat relativement mince, on commence par monter la machine comme le montrent les fig. 1, 2 et 5 en plaçant le rouleau 31 d'application du liquide sur le cylindre 28 et le rouleau concave 53 d'application de la pression sur l'arbre tubulaire 38. On règle la vis de réglage 44 d'une manière telle que le rouleau de pression 53 se trouve légèrement audessus du rouleau d'application du liquide, la distance entre ces deux rouleaux étant inférieure à l'épaisseur de l'emballage. On remplit d'eau le réservoir 16 jusqu'au niveau voulu et l'on met en route le mécanisme de chauffage de telle manière que l'eau et le rouleau de pression prennent une température qui soit comprise entre 850 C environ et le point d'ébullition de l'eau.
La fig. 12 représente un tel paquet 76 plat et mince et une feuille de matière d'enrobage susceptible d'être contractée par la chaleur et disposée de manière à envelopper la face exposée ainsi que les côtés du paquet. Cette feuille a été ensuite rabattue de manière à recouvrir le bord de la partie postérieure ou base du paquet. On peut exécuter une soudure longitudinale 77, sous l'action de la chaleur, d'un bout à l'autre de la base de l'emballage avant de replier les bords latéraux 78. On place le paquet 76 sur la plate-forme 64 avant que les bords latéraux 78 soient pliés vers l'intérieur.
On met en marche le mécanisme de commande et les bords latéraux 78 sont pliés vers l'intérieur, tandis que le paquet avance entre les rouleaux 31 et 53, la face exposée du paquet étant en contact avec le rouleau 31 d'application de l'eau et la base du paquet, sur laquelle est disposée la matière pliée, étant en contact avec le rouleau de pression chauffé sec 53. L'eau chauffée, prise par le rouleau 31, est appliquée à la matière d'enrobage sur toute la surface exposée de cette dernière, de sorte que la matière d'enrobage subit une contraction uniforme. En même temps, le rouleau de pression chauffé chauffe à sec la base du paquet, il scelle les bords repliés 78 et il maintient la matière pliée, à la base du paquet, à l'état sec.
La pression exercée par le rouleau de pression a pour effet non seulement d'expulser de la surface absorbante du rouleau d'application l'eau qu'elle contient mais aussi d'expulser la plus grande partie au moins de l'air contenu à l'intérieur du paquet à travers les joints, avant le scellement final de ces derniers. Le paquet terminé sort d'entre les rouleaux pour tomber sur le transporteur de sortie 73.
Quand on emploie l'appareil pour traiter un paquet relativement épais et pour lui appliquer une étiquette ou une marque, on assemble le rouleau 34 d'application du fluide avec le cylindre 28 et le rouleau de pression 54 avec l'arbre 38. En outre, on monte sur les bras 41 le rouleau 56 d'alimentation en étiquettes, ainsi que le mécanisme qui lui est associé. Les étiquettes passent au-dessous des guides 60 et 61 et ensuite entre le rouleau 62 et le rouleau de pression 54. Comme dans le cas précédent on remplit d'eau le réservoir 16 jusqu'au niveau désiré et l'on met en marche le mécanisme de chauffage de manière que l'eau et le rouleau prennent une température comprise entre 850 C environ et le point d'ébullition de l'eau.
La fig. 13 montre un paquet 80 de ce dernier type. Ce paquet est plat, mais il est relativement plus épais que le paquet représenté sur la fig. 12.
La matière d'enrobage se contractant sous l'action de la chaleur est disposée de manière à envelopper la surface exposée et les surfaces latérales, puis repliée sur la base et légèrement scellée à la chaleur afin d'être maintenue en place, comme indiqué en 81 et 82. On place les paquets sur la platine 70 de la plate-forme supplémentaire et l'on met en route le mécanisme de commande des rouleaux. Une étiquette chauffée 57 est arrachée du ruban amené entre le rouleau de pression 54 et le rouleau 62 et la face collante de l'étiquette est alors placée contre la base du paquet, la face imprimée étant tournée vers l'extérieur.
L'emballage avec l'étiquette maintenue légèrement en place arrive alors entre la surface 36 du rouleau 34 et le rouleau de pression 54. Le rouleau de pression chauffe à sec l'étiquette et la base du paquet et l'étiquette est ainsi solidement collée, la base du paquet est maintenue à l'état sec. En même temps,
I'action de compression du rouleau de pression a pour effet de faire sortir du revêtement 36 de l'eau chauffée qui se répand sur la surface d'exposition ainsi que sur les surfaces latérales du paquet. Les faces d'entrée et de sortie du paquet reçoivent pareillement de l'eau chaude lorsque le paquet arrive entre les rouleaux ou sort d'entre ceux-ci.
L'application d'eau chaude sur la surface d'exposition ainsi que sur les surfaces latérales du paquet a pour effet de produire une contraction uniforme de Ia matière et il s'ensuit que cette dernière présente un aspect lisse, sans plis.
Quand le paquet passe entre les rouleaux 34 et 54, le rouleau 54 tourne d'un angle suffisant pour qu'une autre étiquette chauffée soit amenée en position sur la platine 69, prête à être employée avec le paquet suivant.
Comme dans le cas du paquet mince, la pression exercée par le rouleau de pression expulse la plus grande partie au moins de l'air contenu à l'intérieur du paquet. En effet, la matière d'enrobage est seulement légèrement scellée sur la base du paquet avant le passage de ce dernier à travers l'appareil, de sorte que l'air a la possibilité de s'échapper à travers les couches pliées de matière d'enrobage.
L'appareil décrit permet de produire à chaud la contraction de la matière d'enrobage autour du paquet, par application d'eau chaude à des surfaces déterminées de l'emballage, sans plonger le paquet dans l'eau. On obtient ainsi une contraction uniforme de la matière d'enrobage sur la surface d'exposition sans que cela gêne le scellement du paquet ou détériore son contenu.