Boîte d'emballage pour produits alimentaires, procédé et machine pour sa fabrication
La présente invention concerne une boite d'emballage pour produits alimentaires, notamment pour fromages, caractérisée en ce qu'elle comporte un élément formant couvercle et un élément formant corps de boîte, l'un au moins desdits éléments comportant un fond réalisé au moyen de brins de paille, des parois latérales et un renflement périphérique en matière plastique, les extrémités des brins de paille étant noyés dans ledit renflement.
L'invention vise également un procédé de fabri caution de la boîte décrite ci-avant, comportant au moins une partie centrale en paille, caractérisé en ce qu'il consiste à préparer un paillon pressé à chaud, sous atmosphère humide, à mettre ledit paillon à la forme et aux dimensions désirées par pressage et découpage, à former au moyen de matière plastique enrobant la périphérie du paillon découpé et mis en forme, lesdites parois et le renflement périphériques pour ledit élément de boîte.
L'invention a également pour objet une machine pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus comportant un moule formé d'un poinçon et d'une matrice, caractérisée en ce que le moule comporte des moyens pour s'opposer à l'arrivée de la matière plastique dans la partie centrale occupée par le paillon.
Les dessins annexés représentent, à titre d'exemple, une machine pour la mise en oeuvre du procédé de fabrication d'une boîte d'emballage, objet de l'invention.
La fig. 1 représente, vue de face, la machine à mouler ; des boîtes;
la fig. 2 est une vue de droite de la machine représentée à la fig. 1
la fig. 3 est une vue en coupe selon la ligne 3-3 de la fig. 1;
les fig. 4A et 4B représentent, respectivement dans ses deux positions, un robinet de commande de circuit de fluide de la machine représentée aux fig. 1à3;
la fig. 5 représente le tiroir du robinet des fig. 4A et 4B;
la fig. 6 est une vue en coupe sur la ligne 6-6 de la fig. I
les fig. 7A et 7B représentent, en coupe axiale, respectivement en position de fermeture et d'ouver- tare, un moule de la machine destiné à la. fabrication de fonds de boites;
la fig. 7C est une coupe axiale partielle agrandie du moule des fig. 7A et 7B montrant la disposition de la paille dans la matière plastique entre le poin çon et la matrice;
la fig. 8 montre une pièce utilisée dans la construction du moule représenté aux fig. 7k et 7B;
la fig. 9 représente, en coupe axiale, en position d'ouverture, une variante du moule selon l'invention, destiné plus particulièrement à la fabrication de couvercles de boîtes
les fig. 10A et lOB sont des vues en coupe partielle destinées à expliquer le processus de dégagement de la boîte moulée du poinçon du moule, avec sectionnement de la carotte;
les fig. 11A et i lB représentent, en coupe axiale, avec arrachement partiel, un moule selon un autre mode de réalisation, respectivement en position de fermeture et d'ouverture;
la fig. 12 montre, en coupe axiale et à plus grande échelle, une des têtes d'injection utilisées avec le moule représenté aux fig. liA et 11B;
la fig. 13 est une vue en coupe transversale, selon la ligne 13-13 de la fig. 12;
la fig. 14 et la fig. 15 représentent respectivement un couvercle et un fond de boîte obtenus au moyen de la machine;
les fig. 16A, 16B et 16C représentent le circuit de fluide d'alimentation des vérins de la machine au cours des diverses phases de fonctionnement de cette dernière.
La machine à mouler des boîtes représentée comporte un bâti rigide constitué essentiellement de plaques épaisses, sensiblement horizontales, reliées par des colonnes. On a désigné par le repère 20 la plaque supérieure, par les repères 21 et 22 les deux plaques intermédiaires, par le repère 23 l'ensemble de la base ou socle réalisé au moyen de profilés et, d'une façon générale par le repère 24 les colonnes ou éléments de colonnes reliant les diverses plaques 20, 21 et 22 au socle 23.
Le bâti constitué par les pièces 20 à 24 porte les divers éléments de la machine, lesdits éléments constituant deux presses pratiquement identiques et qui - ne se distinguent l'une de l'autre en fait, que par les moules qu'elles utilisent. Comme le montre notamment la fig. 1, la partie gauche de la machine, représentée moule ouvert, est destinée au moulage des fonds de boîtes alors que la partie droite, représentée en coupe moule fermé montre la presse utilisée pour le moulage des couvercles de boîtes.
En réalité, comme on le verra plus loin, la machine est conçue de telle sorte que, de préférence, ses deux presses, celle destinée à la fabrication des fonds et celle destinée à la fabrication des couvercles fonctionnent simultanément de façon identique, les vérins des deux presses étant commandés en parallèle par un même circuit de fluide moteur sous pression.
Pour simplifier la description et montrer les pièces identiques vues de l'extérieur et vues en coupe on a désigné, par les mêmes repères, ces pièces semblables sur la partie droite et sur la partie gauche de la fig. -1 ainsi que sur la partie droite et la partie gauche de la fig. 3.
On décrira tout d'abord les pièces de la machine solidaires de la plaque supérieure 20 ou articulées à ladite plaque.
Sous la plaque 20 sont fixées, au moyen d'axes filetés traversant la plaque 20, des oreilles 30 sur lesquelles sont articulées des biellettes 31 à raison de deux biellettes par oreille 30, disposées de part et d'autre de l'axe d'articulation; les extrémités des biellettes 31 opposées à celles qui sont articulées sur l'axe traversant l'oreille 30 sont reliées entre elles par un axe 32, constitué de préférence par un boulon; sur l'axe 32 est articulée, par une de ses extrémités, une bielle 33 dont l'autre extrémité est montée pivotante sur une barre transversale 34 sensiblement horizontale. Sur l'axe 32 est également montée l'extrémité libre de la partie latérale 40 d'une pièce 41 formant étrier dont l'autre partie latérale 40 est- montée symétriquement sur l'autre axe 32 d'articulation de la presse considérée.
La partie centrale 42 reliant les parties latérales 40 de l'étrier 41 comporte, de préférence en son centre, une tige qui en est solidaire et qui se trouve sensiblement dans le même plan que celui de l'étrier 41, cette tige 44 est solidaire du piston d'un vérin 46 dont le flasque 47, opposé à celui que traverse la tige 44, comporte une oreille 48 articulée sur deux plaquettes sensiblement verticales 49 solidarisées, par soudure par exemple, de la plaque 20.
L'ensemble des éléments qui viennent d'être décrits à savoir notamment les biellettes 31, les bielles 33 et l'étrier 41, constitue, avec la barre transversale 34 sensiblement horizontale, un dispositif appelé genouillère qui est tel que les mouvements du piston du vérin 46 provoquent les mouvements dans un plan vertical de la barre transversale horizontale 34. On conçoit que le vérin étant en position rétractée (comme représenté sur les fig. 1, 2 et 3) la position de la genouillère est telle que la barre transversale horizontale 34 se trouve en position haute.
La plaque 20 comporte des découpes circulaires 60 (fig. 1) dont l'axe d'alésage se trouve en alignement avec les axes des pièces filetées cylindriques portant les oreilles 30. Autour des deux alésages 60, est suspendue une construction mécanique axée sur l'axe de l'alésage 60, cette construction étant suspendue par huit tirants 62 comportant des têtes 61 à six pans appliquées sur la partie supérieure de- la plaque 20.
On distingue, de bas en haut, enfilée sur les huit tirants verticaux 62, une pièce annulaire cylindrique 64 appliquée par des écrous 65 contre une portion cylindrique 66 centrée de façon étanche sur un épaulement de ladite plaque annulaire 64 par son bord inférieur et montée de façon étanche par son bord supérieur dans une plaque annulaire 67 serrée vers le bas contre la portion cylindrique 66 par des écrous 69, vissés sur une partie filetée des tirants 62.
Sur la partie supérieure de la plaque annulaire 67, est prévu, monté coaxialement sur ladite plaque annulaire 67, un anneau cylindrique de même diamètre que la portion 66, cet anneau 70, forme entretoise entre la pièce 67 et une pièce 72 qui est sollicitée en appui contre la bague 70 par des écrous 74 vissés sur les tirants 62.
Sur la face supérieure de la plaque 72, est prévu un épaulement coaxial sur lequel est enfilé un tube 76, un dispositif d'étanchéité étant prévu entre la plaque 72 et le tube 76. La partie supérieure du tube 76 est enfilée, d'une façon étanche, sur un épaulement prévu au centre d'une plaque circulaire 78 montée, avec précision, au moyen d'un épaulement périphérique, dans l'alésage 60 précité prévu dans la plaque supérieure 20 du bâti.
Le montage de pièces cylindriques coaxiales qui vient d'être décrit permet l'obtention de chambres de vérins superposées dans lesquelles coulissent les éléments mâles, formant pistons.
Dans la partie cylindrique 66 comprise entre les plaques annulaires 64 et 67, formant flasque de vérin, est montée en coulissement une pièce 80 comportant une partie centrale 81 dont le diamètre est tel que ladite partie 81 coopère, par l'intermédiaire de bagues d'étanchéité appropriées, avec la paroi interne de la portion cylindrique 66. Les parties supérieures et inférieures de la pièce 80 forment tiges de piston de vérin et coulissent respectivement dans les flasques 67 et 64.
La pièce 80 est enfilée dans un perçage sensiblement vertical prévu au centre de la barre transversale horizontale 34. La face inférieure sensiblement plane de la barre horizontale transversale 34 est appliquée contre un épaulement 83 d'une pièce cylindrique creuse 85, solidarisée par un filetage 86 de la pièce 80, la pièce creuse 85 constituant le pot d'injection.
Le pot d'injection 85 comporte une ceinture chauffante constituée par exemple au moyen de résistances électriques. Sa base tronconique est susceptible de venir s'engager, comme on le verra plus loin, dans un orifice tronconique correspondant, prévu dans le contre-poinçon, ledit orifice étant relié aux canaux d'injection du moule. La fermeture de la base du pot 85 est obtenue au moyen d'un clapet comportant un élément cylindrique saillant qui est enfoncé vers l'intérieur du pot 85 lorsqu'il entre en contact avec le poinçon ou avec la paille du moule. L'enfoncement de l'élément cylindrique du clapet provoque l'ouverture de ce dernier, à cette ouverture correspond l'injection de la matière plastique qui se trouve sous pression dans le pot sous l'action d'une tige de piston 87 qui coulisse dans un alésage 88 commun au pot 85 et à la pièce 80.
Le piston 87 constitue l'extrémité inférieure d'une pièce de révolution 90. La pièce 90 comporte, au-dessus du piston 87, une partie 91 dont le diamètre est légèrement supérieur à celui du piston 87 et qui coulisse de façon étanche dans la plaque circulaire 72 qui comporte en son centre un orifice de passage pour ladite partie 91. Au-dessus de la partie 91, est prévue une partie 92 dont le diamètre est tel que sa périphérie coopère avec la paroi intérieure du tube 76. La pièce 90 se termine par une tige 93, qui coulisse de façon étanche dans la plaque 78, les plaques 72 et 78 constituant respectivement les flasques inférieur et supérieur d'un vérin dans lequel coulisse un piston 92. Bien entendu des orifices d'admission ou d'évacuation de fluide sont prévus à la partie supérieure et à la partie inférieure du vérin constitué par les flasques 72 et 78 et le tube 76.
De même, le vérin dans lequel coulisse la partie 81 formant piston de la pièce 80 et qui est constituée par les flasques- 64 et 67 et la partie cylindrique 66 comporte à ses extrémités des orifices d'admission ou d'échappement.
La partie centrale, désignée par le repère 88, du pot d'injection 85 est alimentée en granulés par une tubulure légèrement inclinée sur la verticale 100 qui débouche à sa partie inférieure, en 101, par un orifice en forme de boutonnière dans la chambre cylindrique 88 du pot d'injection 85.
Sur la plaque intermédiaire horizontale 21 du bâti sont fixées en dessous de ladite plaque 21, au moyen de petites colonnes rigides 110, des platines 112 correspondant respectivement, pour la partie gauche de la fig. 1 à la partie supérieure pour le moulage des fonds de boîtes et pour la partie droite de la fig. 1, à la partie supérieure du moule utilisé pour le moulage des couvercles. Dans l'exemple représenté, les colonnes 110 sont au nombre de six pour chaque presse. Elles sont disposées, de préférence, selon un cercle dont le centre est situé sur l'axe- de l'ensemble coulissant 90. La plaque 21 comporte deux orifices disposés, eux aussi, selon l'axe de la pièce 90 pour permettre le passage du pot 85 vers la platine 112.
On a désigné par 113 les écrous de fixation des colonnes 110 qui se trouvent disposés concentriquement par rapport aux tiges 62 formant tirants pour l'ensemble de pièces cylindriques constituant les vérins qui ont été décrits ci-dessus, et dans lesquels coulissent la pièce coulissante 90 et la pièce 80 au pot 85.
Si l'on considère maintenant plus spécialement les fig. 2 et 3, on voit que la plaque 21 porte également deux robinets 115 et 116 disposés symétriquement de part et d'autre du plan de symétrie de la machine et commandés respectivement par des leviers à main 117 et 118.
Les robinets 115 et 116 sont de construction identique; ils ont été représentés respectivement avec leurs leviers à main respectifs en position basse et en position haute sur les fig. 4A et 4B. Comme le montrent ces figures, chaque robinet 115 ou 116 comporte un corps 120, tubulaire, monté sur une base 121 formant socle permettant la fixation sur la plaque 21 au moyen de vis engagées dans les per çages taraudés 122 prévus à la partie inférieure de la base 121. Dans la pièce tubulaire 120, coulisse un tiroir 123 représenté à la fig. 5. Ce tiroir 123, sensiblement cylindrique, coulisse dans l'alésage central du corps tubulaire 120, l'étanchéité entre le tiroir 123 et le corps 120 étant assurée par une bague supérieure 124 et une bague inférieure 125.
A l'extrémité inférieure du tiroir 123 est vissée une plaquette circulaire 126 au moyen d'une vis 127, la plaquette 126, de diamètre légèrement supérieur à celui du tiroir 123, forme butée contre la base de l'élément tubulaire 120 lorsque la poignée de commande 117 (118) est en position haute (comme représenté à la fig. 4B).
Deux méplats sont ménagés latéralement au sommet du tiroir 123 lequel sommet est traversé d'un orifice permettant, par l'intermédiaire de deux plaquettes 130 et de deux axes 131 et 132, la liaison du tiroir 123 au levier de manoeuvre 117-118. Ce levier est monté pivotant en 133 entre deux flasques latéraux 134 solidaires du sommet du corps tubulaire de robinet 120. Le tiroir 123 est percé de trois orifices allongés 135, 136, 137 disposés selon un plan diamétral alors que le corps du robinet 120 comporte selon le même plan diamétral des perçages disposés comme le montrent les fig. 4A et 4B à raison de deux selon un plan radial (orifices 141 et 142) et de trois autres selon le plan radial opposé (désignés de haut en bas par les repères 143, 144, 145).
Comme on le verra plus loin, les orifices 141 à 145 sont reliés aux circuits de fluide de commande des vérins et assurent soit l'alimentation en fluide sous pression desdits vérins soit leur mise à l'évacuation vers la bâche à huile du système lorsque le fluide utilisé est de l'huile.
Si l'on se reporte à nouveau maintenant aux fig.
1 et 2, on voit que la plaque intermédiaire 22 supporte les deux vérins de fermeture 150 des moules destinés à réaliser les fonds et les couvercles de boîtes. Ces vérins 150 sont constitués chacun par deux flasques latéraux 151 et 152 serrés de façon étanche contre les parties extrêmes d'un tube 153 par des vis formant tirants 154, au nombre de huit dans l'exemple représenté, pour chaque vérin. Ces vérins 150 sont disposés, comme la plupart des autres pièces de la machine, directement en liaison avec les moules coaxialement par rapport auxdits moules.
Le centrage des vérins 150 sur la plaque 22 est fait grâce à un épaulement prévu à la partie inférieure de la plaque formant flasque 152 qui coopère avec un alésage 160 ménagé dans la plaque 22. Bien entendu, des moyens non représentés sont prévus pour solidariser le corps du vérin 150 de la plaque de bâti 22.
La partie mobile formant piston du vérin 150, est constituée par une pièce cylindrique comportant un piston proprement dit 162 dont la périphérie coopère avec la paroi interne de la pièce tubulaire 153, les faces supérieure et inférieure du piston 162 étant prolongées d'une part par un cylindre 164 qui porte la platine inférieure du moule désignée par le repère 166 et d'autre part par une partie cylindrique inférieure 168 dont l'extrémité traverse par l'orifice 160, la plaque 22 pour coopérer avec un dispositif formant coin ou un dispositif à genouillère assurant le verrouillage du moule en position de fermeture, ce verrouillage étant indispensable pour empêcher rou- verture dudit moule lors de l'injection sous forte pression de la matière plastique dans ledit moule.
Bien qu'un dispositif à genouillère du type décrit pour la commande de la barre transversale horizontale 34 puisse être utilisé également pour assurer le verrouillage de la partie inférieure mobile du moule, on a utilisé dans l'exemple des fig. 1, 2 et 6, une commande par coin de verrouillage qui sera décrite ci-dessous.
Comme le montrent les fig. 1, 2 et 6, il est prévu sur le socle 23 deux pièces 170 et 171 constituées dans l'exemple représenté par des profilés en U renversé solidarisés dudit bâti par des portions de cor nière non référencées. Deux vérins à axe sensiblement horizontal 172 et 173 sont solidarisés respectivement des pièces 170 et 171 par leur flasque opposé à celui qui est traversé par leur tige de piston respective 174, 175. A l'extrémité desdites tiges 174 et 175, opposée à celle qui est solidaire du piston du vérin correspondant, est fixée une pièce formant coin (176 pour le vérin 172 et 177 pour le vérin 173).
Des moyens de réglage comportant des vis et écrous permettent de régler la distance entre les coins 176 et 177 et les pistons des vérins correspondants 172 et 173. Le coulissement de la partie inférieure de la pièce formant coin 176 ou 177 sur la pièce horizontale 170 ou 171 a lieu par l'intermédiaire de chemins de glissement à aiguilles 179, représentés schématiquement sur la fig. 2. De même, il est prévu entre la base de la tige 168 des vérins 150 de fermeture de moule et la partie supérieure des coins 176 et 177, un système analogue réduisant les frottements entre les coins et les extrémités des tiges 168.
Bien que, comme on l'a dit déjà plus haut, la machine soit conçue pour que ses deux presses fonctionnent simultanément sous la commande des robinets 115 et 116 qui sera décrite plus loin, de telle sorte que les deux presses exécutent les mêmes opérations simultanément, on a représenté sur la fig. 1 et sur la fig. 6 la presse de gauche en position moule ouvert et la presse de droite en position moule fermé.
Cette présentation de la machine permet de montrer plus clairement quelles sont les positions sortie ou rétractée des vérins de commande de coins 172 ou 173 suivant que le moule est ouvert ou fermé.
On décrira maintenant en détail un moule tel qu'il est représenté, respectivement en position de fermeture et en position d'ouverture, aux fig. 7A et 7B.
Si l'on considère ces fig. 7A et 7B, on y retrouve un certain nombre des éléments de la machine qui ont été décrits ci-dessus. L'ensemble formant moule représenté aux fig. 7A et 7B correspond sensiblement à celui représenté ouvert sur la partie gauche de la fig. 1 et qui est destiné au moulage de fonds de boîtes. On retrouve sur les fig. 7A et 7B, la plaque intermédiaire 21, les colonnes 110 supportant la plaque formant platine 112 et au bas de ces deux figures, la platine 166 surmontant la pièce cylindrique 164. Pour rendre les dessins des fig. 7A et 7B plus clairs on n'a pas représenté sur ces derniers les pièces 180 de la fig. 1 qui assurent un guidage latéral de la platine 166 obtenu contre les colonnes 24 correspondantes.
Une pièce 182 formant coupelle à base plane 191 est centrée par une bride périphérique 183 dans un dégagement prévu à la partie inférieure de la platine 112. Cette pièce 182 constitue le contrepoinçon ou support de poinçon du moule, elle comporte sensiblement en son centre un orifice tronconique 184 dans lequel vient se centrer l'extrémité formant clapet du pot d'injection 85 au moment précis où doit être réalisée l'injection, laquelle a lieu après enfoncement dudit clapet comme on le verra plus loin.
Les parois extérieures de la pièce 182 sont cylindriques, à section circulaire, parfaitement usinées pour pouvoir coulisser dans un assemblage comportant un alésage correspondant qui est cons titue par deux pièces coaxiales, à savoir: une pla que annulaire 186 dans laquelle est fixée au moyen de vis 187 une autre pièce annulaire 189 comportant des bords affûtés 190 et formant une partie du coupe-paille. La face inférieure ou base plane 191 du support de poinçon 182 est parfaitement lisse. Comme on le voit sur la fig. 7A, la partie supérieure du poinçon proprement dit 192, est appliquée contre cette face parfaitement lisse 191 lorsque le moule est fermé.
La face supérieure du poinçon 192 comporte des rainures radiales par lesquelles se fait l'injection de matière plastique à partir de l'orifice 184 vers la partie du moule comprise entre le poinçon 192 et la matrice qui sera décrite plus loin. En vue de la réalisation d'une jupe en matière plastique sur les bords du fond de la boîte, on a prévu un espace annulaire libre entre la partie supérieure du poinçon 192 et la partie inférieure de l'alésage de la pièce 189 ; ce dégagement a été montré en 195 sur le dessin. C'est au niveau de la partie supérieure de ce dégagement 195, que débouchent les conduits radiaux amenant la matière plastique à l'espace compris entre poinçon et matrice.
Pour permettre l'élimination de la carotte constituée par de la matière plastique solidifiée dans les canaux radiaux prévus entre le support de poinçon 182 et le poinçon 192, on a prévu la séparation de ces deux pièces lors de l'ouverture du moule (fig. 7B). A cet effet des goujons 197, dont l'un est représenté démonté à la fig. 8, sont vissés à la partie supérieure du poinçon 192, leurs axes étant parallèles à l'axe de symétrie dudit poinçon lequel coïncide, dans l'exemple représenté, avec celui de la plupart des pièces coulissantes de la presse et du pot d'injection. Les goujons 197, vissés par une extrémité dans le poinçon 192, comportent à leur autre extrémité une bague externe 198, formant surépaisseur par rapport à la paroi desdits goujons.
Sensiblement dans leur partie centrale, les goujons 197 comportent un dégagement 199. La position des goujons 197 à la périphérie du poinçon 192 est telle que les dégagements 199 sont dirigés vers ladite périphérie. Lorsque le moule est en position de fermeture (fig. 7A), les dégagements 199 arrivent au niveau de la partie supérieure de la platine 112 sur laquelle est montée une plaque annulaire 200 comportant des éléments formant rebord 201 coopérant avec une partie centrale saillante de la platine 112 de telle sorte que la plaque 200 puisse pivoter sensiblement selon l'axe du moule. La découpe interne de la plaque annulaire 200 est telle que ses bords internes coopèrent avec les encoches ou dégagements 199 maintenant ainsi les goujons 197 et le poinçon 192 en position haute lors de l'ouverture du moule, comme on le verra plus loin.
La découpe de la partie intérieure de la plaque 200 est telle également que, par rotation de ladite plaque commandée en agissant sur une poignée 203, on amène les dégagements 199 en vis-à-vis d'une portion interne de ladite découpe de diamètre intérieur supérieur, de telle sorte que le poinçon 192 puisse descendre vers la matrice, après ouverture du moule, jusqu'à ce que les goujons soient arrêtés par leurs bagues 198 qui descendent au niveau de la plaque 200. C'est cette position basse qui est représentée à la fig. 7B.
-La partie inférieure du moule comportant la matrice est solidaire de la partie cylindrique 164 formant tige du piston du vérin 150 qui est surmontée comme on l'a vu plus haut d'une platine 166. Entre la matrice proprement dite, désignée par le repère 210, et la platine 166, est prévue une plaque épaisse 212 centrée sur la platine 166 par un épaulement 214 et dans laquelle est montée, par tout moyen connu, la matrice proprement dite 210.
La matrice 210, qui est de révolution dans l'exemple représenté, comporte une partie en forme de coupelle dont le congé périphérique coopère avec celui du poinçon 192. Les congés portés respectivement par le poinçon 192 et la matrice 210 ont des rayons tels que la partie centrale du poinçon et de la matrice comprime efficacement la paille autour de laquelle on moule de la matière plastique.
A cet effet comme on le verra plus en détail plus loin le rayon du congé périphérique du poinçon 192 est sensiblement plus grand que le rayon du congé de la matrice avec lequel il coopère. De bons résultats ont été obtenus avec un rayon de congé de poinçon de l'ordre de 8 mm pour un rayon de congé de matrice de l'ordre de 6 mm.
Le bord 211 de la matrice 210 est affûté de façon à constituer la deuxième partie du coupepaille dont la première partie est constituée par le bord 190 de la pièce 189 précitée. En dessous du bord 211 est prévue, dans la paroi externe de la matrice 210, une saignée 213 qui permettra la réalisation d'un bourrelet au niveau du plan de jonction entre le fond de la boîte proprement dit et la jupe qui la prolonge, ladite jupe coopérant avec les parois latérales d'un fond comme on le verra plus loin dans la description de la boîte.
Il y a lieu de signaler également pour compléter la description du moule représenté aux fig. 7A et 7B des colonnes de guidage 220 solidaires de l'ensemble formant matrice (à savoir les plaques 166 et 212) sur lesquelles coulisse en étant guidée la plaque 186 qui porte le coupe-paille 189 dans lequel coulissent le poinçon 192 et le contre-poinçon 182.
Les tiges représentées en 222 au nombre de deux sont solidaires de la pièce 186, - elles sont engagées dans des encoches diamétralement opposées prévues dans les éléments supports de matrice 212 et 166, cette disposition étant telle que lors de l'ouverture du moule, la pièce 186 et le coupepaille 189 qui en est solidaire, coulissent vers le bas pour provoquer le dégagement de l'élément de boîte (fond ou couvercle) comme on le décrira plus loin en se référant aux fig. 9, 10A et 10B.
La fig. 7C montre, à très grande échelle les positions relatives des poinçons et de la matrice, la matière plastique ayant été injectée dans le moule fermé. On a désigné sur la fig. 7C, par R le rayon du congé du poinçon 192 et par r le rayon du congé de la matrice 210. On a montré en coupe, noyés dans la matière plastique, les brins de paille de la couche interne 510 et de la couche externe 511 qui cisaillés entre les rebords affûtés 190 et 211, s'étendent jusqu'à la base de la jupe de la boîte qui est obtenue au moyen de la matière plastique moulée dans le dégagement 195 prévu dans la pièce 189 solidaire de la pièce 186. On conçoit qu'une telle disposition permet un bon enrobage des extrémités des brins de paille.
Lors de la réalisation d'un couvercle, la partie de jupe réalisée dans le dégagement 195 n'existe pas comme on le verra dans la description qui va suivre du moule de la fig. 9 utilisé pour fabriquer des couvercles de boîtes.
Les pièces de la fig. 9 qui sont semblables à celles des fig. 7A et 7B ont été désignées par les mêmes repères. Pour différencier l'élément supérieur du coupe-paille, le poinçon et la matrice du moule de la fig. 9, on a désigné ces derniers par de nouveaux repères qui sont: 289 pour l'élément de coupe-paille solidaire de la plaque 186, 292 pour le poinçon, 310 pour la matrice, 311 pour son rebord affûté, le rebord affûté de la partie supérieure 289 du coupe-paille étant désigné par le repère 290. Comme le montre la fig. 9, la hauteur du poinçon 292 destiné à la fabrication des couvercles de boîtes étant plus petite que celle du poin çon 192 destiné à la fabrication des fonds de boites, on n'a pas jugé nécessaire de conserver l'utilisation des colonnes de guidage 220 dans le moule de la fig. 9.
On a montré aux fig. 10A et 10B des coupes partielles agrandies de la moitié gauche du moule représenté à la fig. 9, la fig. 10A représentant ce moule en position de fermeture et la fig. 10B le même moule au début de son ouverture.
Si l'on considère plus spécialement la fig. 10A, on voit que le pot d'injection 85 qui contient de la matière plastique fondue sous l'action des résistances chauffantes qui l'entourent a injecté après enfoncement de son clapet engagé dans le tronc de cône 18 partie inférieure de la tige 87 formant piston commandée par le vérin de pot d'injection et dont l'objet est de comprimer la matière plastique dans le pot d'injection. On a représenté en 80, engagée dans la barre transversale 34 de la genouillère, la partie inférieure de la pièce qui coulisse dans le tube 66 de la fig. 1 et en 88 l'alésage -dans lequel coulisse l'extrémité de la tige 87.
Le pot d'injection selon la variante des fig. llA, 11B, 12 et 13 comporte un corps 340 qui (comme l'était le pot 85) est entouré d'une gaine 341 qui en assure le chauffage au moyen de résistances électriques. Un perçage axial 342 prévu dans le corps 340 prolonge le perçage 88 de la pièce 80.
Sensiblement à mi-hauteur du corps 340, le perçage axial 342 se ramifie en trois perçages divergents 343 qui débouchent dans la partie inférieure tronconique du corps 340 par des orifices filetés 344 dans lesquels sont vissés des éléments tubulaires filetés 345 contre la face inférieure desquels sont appliqués les olives 336 précitées par l'intermédiaire d'une bague annulaire 347, elle-même pourvue extérieurement de moyens chauffants tels que résistances électriques 348. C'est le rebord central 349 de la pièce annulaire 347 qui applique, par l'intermédiaire d'un joint 350, la partie supérieure de l'olive 336 contre la pièce 345 vissée de façon étanche par le filet 344 dans le corps 340.
La pièce tubulaire 345 comporte un alésage central dans lequel est monté un tube 352 percé d'un trou central et de six trous périphériques, dans l'exemple représenté, et dont l'extrémité supérieure 353 est de forme conique. Les orifices ménagés dans le tube 352 permettent le passage de la matière plastique provenant successivement des per çages 88-342 et 343 vers l'olive d'injection 336.
L'olive 336 est alésée intérieurement cylindrique et sa partie inférieure comporte un usinage conique dont le sommet correspond à l'orifice d'injection de l'olive.
Guidée dans le perçage central de la pièce cylindrique 352 est prévue une tige 360 dont l'extrémité porte une bille sphérique 361 elle-même prolongée coaxialement à la tige 360 par une pointe 362 pouvant passer à travers l'orifice du cône terminal de l'alésage central de l'olive 336. L'ensemble constitué par la tige 360, la bille 361 et la tige 362 constitue l'élément mobile de clapet assurant l'étanchéité de l'olive d'injection lorsque la matière plastique sous
pression applique la bille contre le siège conique
constitué par la paroi interne inférieure de l'olive.
On conçoit que la partie mobile 360, 361, 362 du
clapet dégage l'orifice d'injection de l'olive 336 lors
de l'application d'une poussée vers le haut exercée
sur la pointe 362.
Le fonctionnement du moule représenté aux fig.
llA, 11B, 12 et 13 se distingue de celui des moules
représentés aux fig. 7A, 7B, 7C, 9, 10A et 10B en
ce qu'il n'est pas nécessaire de prévoir l'élimination
d'une carotte avec un tel moule. On comprend très
bien ce fonctionnement en considérant tour à tour
les fig. 11A qui représentent le moule fermé et la
fig. 11B qui représente le moule ouvert.
En considérant la fig. 11B, on voit que lors de la rétraction du piston du vérin 150, la tige 164 et sa platine 166 ont entraîné vers le bas la pièce 331 formant support de poinçon et le poinçon 330 proprement dit qui en est solidaire grâce aux vis 370 lors de la descente du contre-poinçon 331 et du poinçon 330, le moulage de fond de boîte 501 est resté sur le poinçon 330 en raison du retrait de la matière plastique lors de sa solidification.
Au cours de la descente, la pièce annulaire 332, formant la partie inférieure du coupe-paille, est restée suspendue à l'extrémité des tiges 362, prévues à cet effet, qui traversent la pièce 332 et empêchent sa descente au-delà de la position dans laquelle elle est représentée sur la fig. 11B. Pour éviter que l'ensemble fond de boîte 501 et pièce 332 ne reste collé dans la matrice au cours de l'ouverture du moule, on a prévu une liaison au moyen de vis 364, passant librement dans la pièce formant contre-poinçon 331, qui sont solidaires de la plaque annulaire 332.
On voit que, grâce aux détails de construction qui viennent d'être décrits, le moule étant ouvert, il est facile de s'emparer de la boîte 501 qui se présente au-dessus de la pièce 332 lorsque le moule est ouvert.
Si l'on considère le procédé de fabrication décrit succinctement dans le préambule ci-dessus, on constate que, partant de paillons préalablement organisés en deux couches croisées, et pressés à chaud, sous atmosphère humide, on exécute la fabrication en plusieurs temps qui sont les suivants - le premier temps de fabrication consiste en la
fermeture du moule au cours de laquelle a lieu
le formage de la paille suivi de son découpage; - le deuxième temps, en fin de fermeture du moule,
comporte la compression independante du fond
en paille qui ne doit pas être enduit de matière
plastique.
Au cours de ce deuxième temps,
comme on le verra plus loin, a lieu la compres
sion de la matière plastique dans le pot d'injec
tion qui se- trouve alors verrouillé en position
haute et qui n'est donc pas en contact avec le
moule dont on veut éviter l'échauffement, comme
on l'a vu plus haut, afin de ne pas rôtir la
paille; - le troisième temps consiste en l'injection de la
matière plastique dans le moule, après verrouil
lage dudit moule. Cette injection rapide étant
exécutée par commande du clapet inférieur ou
des clapets inférieurs du pot d'injection; - le quatrième temps consiste en l'ouverture du
moule par retrait du vérin de fermeture de moule,
laquelle ouverture est accompagnée de la remon
tée du vérin de pot d'injection et, bien entendu,
du retrait du vérin du coin de verrouillage.
En
même temps, on procède le cas échéant, à l'éli
mination des carottes.
On comprendra mieux le fonctionnement de la presse en se rapportant aux fig. 16A, 16B et 16C qui représentent schématiquement les éléments essen tiels de ladite presse et le circuit d'alimentation des vérins qui mettent ces éléments en action.
Dans le mode de réalisation décrit, qui est représenté notamment à la fig. 1, la machine comprend deux presses associées destinées respectivement à la fabrication de fonds et de couvercles de boîtes. Ces deux presses sont commandées en parallèle par des vérins dont l'alimentation en fluide sous pression et la mise à la bâche à huile sont assurées à travers les deux robinets 115 et 116. Le fonctionnement des deux presses étant identique, on n'a représenté schématiquement sur les dessins des fig. 16A, 16B et 16C que le circuit d'alimentation et les éléments essentiels d'une des deux presses, à savoir celle qui se trouve à droite sur le dessin de la fig. 1.
On a représenté sur les fig. 16A, 16B et 16C, en trait double, les canalisations recevant du fluide sous pression (de l'huile par exemple) provenant de la pompe (non représentée) du circuit de fluide et en trait double garni de pointillés les canalisations qui retournent à la bâche. Comme le montrent clairement les fig. 16A, 1 6B et 16C, on utilise les robinets 115 et 116 qui ont été décrits plus haut pour assurer la commande des vérins.
Le robinet 115 permet la commande du vérin constitué par le cylindre creux 66 et le piston 81 prévu sur la pièce 80 dont est solidaire le pot d'injection 85, alors que le robinet 116 assure, en parallèle, l'alimentation ou la mise à la bâche du vérin 46 (qui commande par l'intermédiaire de sa tige piston 44 le système à genouillère 31 et 33 agissant entre la plaque supérieure 20 et le pot d'injection 85 par l'intermédiaire de la barre transversale 34) le vérin 150 de fermeture ou d'ouverture du moule et le vérin 173 commandant les mouvements du coin 177.
La fig. 1 6A montre la presse sensiblement dans la position qu'elle occupe à la partie droite de la fig. 1. Le moule est fermé, le vérin 150 ayant son piston en position haute, verrouillé par le coin 177 poussé vers la gauche de la fig. 16A par le piston du vérin 173. La pression est appliquée également sur les pistons des vérins 46 et 76 pour provoquer la descente du pot 85 et l'injection de matière plastique lors du contact du clapet dudit pot 85 avec le moule mais le fait qu'une autre pression soit appli quée à la base du vérin 66 (à travers le robinet 115) empêche l'action des vérins 46 et 66 et le pot est maintenu en position haute bien que le moule soit en position fermée et verrouillée. Dans le cas de la fig. 16A, les deux leviers de commande des robinets 115 et 116 sont en position basse tous les deux.
Une inversion de la position du robinet 115, c'est-à-dire un soulèvement de son levier provoque la mise à la bâche de la partie inférieure du vérin 66 de telle sorte que ce vérin ne s'oppose plus à l'action des deux vérins 76 et 46 mais agit dans le même sens que ces derniers et qu'il en résulte une descente rapide du pot 85 suivie de l'injection de matière plastique dans le moule. La fig. 1 6B montre la position des éléments de la presse après descente du pot 85.
Pour provoquer l'ouverture du moule, il suffit de changer la position de chacun des robinets 115 et 116 respectivement. Les robinets 115 et 116 étant respectivement en position basse et en position haute comme le montre la fig. 16C, on commande, par le vérin 76, la remontée de la tige qui comprime la matière plastique dans le pot; par le vérin 66, la remontée du pot lui-même, cette remontée étant accompagnée du pliage de la genouillère réalisé au moyen du vérin 46; dans le même temps, le vérin 173 s'est rétracté et, le coin 177 ayant dégagé l'espace situé en dessous de la tige 168 inférieure du piston du vérin 150, le moule a pu s'ouvrir.
Les éléments de la presse se trouvant dans la position dans laquelle ils sont représentés à la fig.
16C, on conçoit qu'il suffira d'abaisser le levier du robinet 116 pour amener le circuit et les vérins qu'il alimente dans la position où ils sont représentés sur la fig. 16A.
n est évident que la description ci-dessus du fonctionnement qui a été donné à l'occasion du pot 85 est valable dans le cas où ce pot 85 est remplacé par le pot 340 qui réalise l'injection au moyen des trois olives 336.
On a représenté, respectivement aux fig. 14 et 15, un couvercle de boîte 500 et un fond 501 réalisés au moyen de la machine décrite.
Au couvercle 500, on voit très bien les deux couches 502 et 503 de brins de paille croisés et l'on voit que la partie centrale 504 est exempte de matière plastique. On aperçoit également, à l'extrémité de la paroi verticale 505, dans laquelle se trouvent noyés les brins de paille, le rebord 506 réalisé au niveau de l'extrémité desdits brins de paille.
Au corps de boîte représenté à la fig. 15, on voit qu'au-dessus d'un bourrelet 507, analogue au bourrelet 506 du couvercle de boîte 500 de la fig. 14, est prévue une jupe en matière plastique 508 exempte de paille.
Dans les fig. 14 et 15 comme d'ailleurs dans la vue agrandie partielle de la fig. 7C on a supposé l'utilisation de paillons comportant deux couches de paille croisées. Il y a lieu de signaler que des essais satisfaisants ont été effectués avec une couche unique de brins de paille parallèles entre eux. On notera d'ailleurs que rien ne s'opposait, de même, à l'utilisation d'un nombre de couches de paille supérieur à deux, ce qui pourrait présenter un certain intérêt dans le cas de l'utilisation de brins de paille ou analogues de très petites dimensions.
On n'a pas décrit ici, en détail, le mode de préparation des paillons utilisés. Ces paillons peuvent être préparés par tout moyen convenable, par collage ou par couture de leurs bords extérieurs, lesdits bords étant espacés les uns des autres naturellement d'une distance supérieure au diamètre des couteaux du coupe-paille.
REVENDICATIONS
I. Boîte d'emballage pour produits alimentaires, notamment pour fromages, caractérisée en ce qu'elle
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
Packaging box for food products, process and machine for its manufacture
The present invention relates to a packaging box for food products, in particular for cheeses, characterized in that it comprises an element forming a cover and an element forming a box body, at least one of said elements comprising a base produced by means of straw strands, side walls and a peripheral bulge of plastic material, the ends of the straw strands being embedded in said bulge.
The invention also relates to a method for manufacturing the box described above, comprising at least one central part made of straw, characterized in that it consists in preparing a hot-pressed straw, in a humid atmosphere, in putting said straw. in the shape and dimensions desired by pressing and cutting, to be formed by means of plastic material coating the periphery of the cut and shaped spangle, said walls and the peripheral bulge for said box element.
The subject of the invention is also a machine for implementing the above method comprising a mold formed of a punch and a die, characterized in that the mold comprises means for opposing the arrival. plastic material in the central part occupied by the straw.
The appended drawings show, by way of example, a machine for implementing the method of manufacturing a packaging box, which is the subject of the invention.
Fig. 1 is a front view of the molding machine; boxes;
fig. 2 is a right view of the machine shown in FIG. 1
fig. 3 is a sectional view taken along line 3-3 of FIG. 1;
figs. 4A and 4B represent, respectively in its two positions, a control valve for the fluid circuit of the machine shown in FIGS. 1 to 3;
fig. 5 shows the valve drawer of FIGS. 4A and 4B;
fig. 6 is a sectional view on line 6-6 of FIG. I
figs. 7A and 7B show, in axial section, respectively in the closed and open position, a mold of the machine intended for the. manufacture of case backs;
fig. 7C is an enlarged partial axial section of the mold of FIGS. 7A and 7B showing the arrangement of the straw in the plastic material between the punch and the die;
fig. 8 shows a part used in the construction of the mold shown in FIGS. 7k and 7B;
fig. 9 shows, in axial section, in the open position, a variant of the mold according to the invention, intended more particularly for the manufacture of box lids
figs. 10A and 10B are partial sectional views for explaining the process of disengaging the molded box from the punch from the mold, with sectioning of the core;
figs. 11A and i lB show, in axial section, with partial cut away, a mold according to another embodiment, respectively in the closed and open position;
fig. 12 shows, in axial section and on a larger scale, one of the injection heads used with the mold shown in FIGS. liA and 11B;
fig. 13 is a cross-sectional view, taken along line 13-13 of FIG. 12;
fig. 14 and fig. 15 respectively show a cover and a box bottom obtained by means of the machine;
figs. 16A, 16B and 16C represent the fluid circuit for supplying the cylinders of the machine during the various phases of operation of the latter.
The illustrated box molding machine comprises a rigid frame consisting essentially of thick, substantially horizontal plates connected by columns. The upper plate is designated by the reference 20, by the references 21 and 22 the two intermediate plates, by the reference 23 the entire base or plinth made by means of profiles and, generally by the reference 24 the columns or column elements connecting the various plates 20, 21 and 22 to the base 23.
The frame formed by parts 20 to 24 carries the various elements of the machine, said elements constituting two practically identical presses and which - in fact differ from each other only by the molds they use. As shown in particular in FIG. 1, the left part of the machine, shown with the open mold, is intended for molding case bottoms, while the right part, shown in a closed mold section, shows the press used for molding case lids.
In reality, as will be seen below, the machine is designed so that, preferably, its two presses, the one intended for the manufacture of the bottoms and the one intended for the manufacture of the covers, operate simultaneously in an identical manner, the jacks of the two presses being controlled in parallel by the same pressurized working fluid circuit.
To simplify the description and show the identical parts seen from the outside and seen in section, these similar parts have been designated by the same references on the right part and on the left part of FIG. -1 as well as on the right part and the left part of fig. 3.
We will first describe the parts of the machine integral with the upper plate 20 or articulated to said plate.
Under the plate 20 are fixed, by means of threaded pins passing through the plate 20, lugs 30 on which are articulated links 31 at the rate of two links per lug 30, arranged on either side of the axis of joint; the ends of the connecting rods 31 opposite to those which are articulated on the axis passing through the lug 30 are interconnected by an axis 32, preferably constituted by a bolt; on the axis 32 is articulated, by one of its ends, a connecting rod 33, the other end of which is pivotally mounted on a substantially horizontal transverse bar 34. On the axis 32 is also mounted the free end of the lateral part 40 of a part 41 forming a stirrup, the other side part 40 of which is mounted symmetrically on the other articulation axis 32 of the press considered.
The central part 42 connecting the lateral parts 40 of the caliper 41 comprises, preferably at its center, a rod which is integral with it and which is located substantially in the same plane as that of the caliper 41, this rod 44 is integral the piston of a jack 46, the flange 47 of which, opposite to that through which the rod 44 passes, comprises a lug 48 articulated on two substantially vertical plates 49 secured, for example by welding, to the plate 20.
The set of elements which have just been described, namely in particular the connecting rods 31, the connecting rods 33 and the caliper 41, together with the substantially horizontal transverse bar 34 constitutes a device called a toggle which is such that the movements of the piston of the jack 46 cause movements in a vertical plane of the horizontal transverse bar 34. It is understood that the jack being in the retracted position (as shown in Figs. 1, 2 and 3) the position of the toggle is such that the horizontal cross bar 34 is in the upper position.
The plate 20 has circular cutouts 60 (Fig. 1), the bore axis of which is in alignment with the axes of the cylindrical threaded parts carrying the ears 30. Around the two bores 60, hangs a mechanical construction based on l 'axis of the bore 60, this construction being suspended by eight tie rods 62 comprising hexagonal heads 61 applied to the upper part of the plate 20.
We can see, from bottom to top, threaded on the eight vertical tie rods 62, a cylindrical annular part 64 applied by nuts 65 against a cylindrical portion 66 centered in a sealed manner on a shoulder of said annular plate 64 by its lower edge and mounted in sealed manner by its upper edge in an annular plate 67 clamped downwards against the cylindrical portion 66 by nuts 69, screwed onto a threaded portion of the tie rods 62.
On the upper part of the annular plate 67, there is provided, mounted coaxially on said annular plate 67, a cylindrical ring of the same diameter as the portion 66, this ring 70, forming a spacer between the part 67 and a part 72 which is stressed in support against the ring 70 by nuts 74 screwed on the tie rods 62.
On the upper face of the plate 72, there is provided a coaxial shoulder on which is threaded a tube 76, a sealing device being provided between the plate 72 and the tube 76. The upper part of the tube 76 is threaded, with a sealed manner, on a shoulder provided in the center of a circular plate 78 mounted, with precision, by means of a peripheral shoulder, in the aforementioned bore 60 provided in the upper plate 20 of the frame.
The assembly of coaxial cylindrical parts which has just been described makes it possible to obtain superimposed cylinder chambers in which the male elements, forming pistons, slide.
In the cylindrical part 66 between the annular plates 64 and 67, forming the cylinder flange, is slidably mounted a part 80 comprising a central part 81, the diameter of which is such that said part 81 cooperates, by means of rings of appropriate sealing, with the internal wall of the cylindrical portion 66. The upper and lower parts of the part 80 form cylinder piston rods and slide respectively in the flanges 67 and 64.
The part 80 is threaded into a substantially vertical bore provided in the center of the horizontal transverse bar 34. The substantially planar lower face of the transverse horizontal bar 34 is applied against a shoulder 83 of a hollow cylindrical part 85, secured by a thread 86. of the part 80, the hollow part 85 constituting the injection pot.
The injection pot 85 comprises a heating belt formed for example by means of electric resistances. Its frustoconical base is capable of coming to engage, as will be seen below, in a corresponding frustoconical orifice provided in the counter-punch, said orifice being connected to the injection channels of the mold. The closure of the base of the pot 85 is obtained by means of a valve comprising a projecting cylindrical element which is pressed towards the interior of the pot 85 when it comes into contact with the punch or with the straw of the mold. The depression of the cylindrical element of the valve causes the opening of the latter, to this opening corresponds the injection of the plastic material which is under pressure in the pot under the action of a piston rod 87 which slides in a bore 88 common to the pot 85 and to the part 80.
The piston 87 constitutes the lower end of a part of revolution 90. The part 90 comprises, above the piston 87, a part 91 whose diameter is slightly greater than that of the piston 87 and which slides in a sealed manner in the circular plate 72 which has in its center a passage orifice for said part 91. Above part 91, there is provided a part 92 whose diameter is such that its periphery cooperates with the inner wall of tube 76. Part 90 ends with a rod 93, which slides in a sealed manner in the plate 78, the plates 72 and 78 respectively constituting the lower and upper flanges of a jack in which a piston 92 slides. Of course, the inlet orifices. fluid evacuation are provided at the upper part and at the lower part of the jack consisting of the flanges 72 and 78 and the tube 76.
Likewise, the jack in which slides the part 81 forming the piston of the part 80 and which is formed by the flanges 64 and 67 and the cylindrical part 66 comprises at its ends intake or exhaust ports.
The central part, designated by the reference 88, of the injection pot 85 is supplied with granules by a pipe slightly inclined on the vertical 100 which opens at its lower part, at 101, through an orifice in the form of a buttonhole in the cylindrical chamber. 88 of the injection pot 85.
On the horizontal intermediate plate 21 of the frame are fixed below said plate 21, by means of small rigid columns 110, plates 112 corresponding respectively, for the left part of FIG. 1 at the top for the molding of the case backs and for the right part of fig. 1, at the top of the mold used for molding the lids. In the example shown, the columns 110 are six in number for each press. They are preferably arranged in a circle, the center of which is situated on the axis of the sliding assembly 90. The plate 21 has two orifices also arranged along the axis of the part 90 to allow passage. from pot 85 to plate 112.
113 have been designated by the fixing nuts of the columns 110 which are arranged concentrically with respect to the rods 62 forming tie rods for the set of cylindrical parts constituting the jacks which have been described above, and in which the sliding part 90 slides. and coin 80 to pot 85.
If we now consider more specifically FIGS. 2 and 3, it can be seen that the plate 21 also carries two valves 115 and 116 arranged symmetrically on either side of the plane of symmetry of the machine and controlled respectively by hand levers 117 and 118.
The valves 115 and 116 are of identical construction; they have been shown respectively with their respective hand levers in the low position and in the high position in FIGS. 4A and 4B. As shown in these figures, each valve 115 or 116 comprises a body 120, tubular, mounted on a base 121 forming a plinth for fixing to the plate 21 by means of screws engaged in the threaded holes 122 provided at the lower part of the base 121. In the tubular part 120, slides a drawer 123 shown in FIG. 5. This drawer 123, substantially cylindrical, slides in the central bore of the tubular body 120, the seal between the drawer 123 and the body 120 being provided by an upper ring 124 and a lower ring 125.
At the lower end of the drawer 123 is screwed a circular plate 126 by means of a screw 127, the plate 126, of diameter slightly greater than that of the drawer 123, forms a stop against the base of the tubular element 120 when the handle control 117 (118) is in the upper position (as shown in FIG. 4B).
Two flats are formed laterally at the top of the drawer 123 which top is crossed by an orifice allowing, by means of two plates 130 and two pins 131 and 132, the connection of the drawer 123 to the operating lever 117-118. This lever is pivotally mounted at 133 between two lateral flanges 134 integral with the top of the tubular valve body 120. The drawer 123 is pierced with three elongated orifices 135, 136, 137 arranged in a diametral plane while the valve body 120 comprises according to the same diametral plane of the bores arranged as shown in FIGS. 4A and 4B at the rate of two along a radial plane (orifices 141 and 142) and three others along the opposite radial plane (designated from top to bottom by the references 143, 144, 145).
As will be seen below, the orifices 141 to 145 are connected to the control fluid circuits of the cylinders and ensure either the supply of pressurized fluid to said cylinders or their discharge to the oil tank of the system when the fluid used is oil.
If we now refer again to figs.
1 and 2, it can be seen that the intermediate plate 22 supports the two closing jacks 150 of the molds intended to produce the bottoms and the lids of the boxes. These jacks 150 each consist of two side plates 151 and 152 tightly clamped against the end parts of a tube 153 by screws forming tie rods 154, eight in number in the example shown, for each jack. These jacks 150 are arranged, like most of the other parts of the machine, directly in connection with the molds coaxially with respect to said molds.
The cylinders 150 are centered on the plate 22 by virtue of a shoulder provided at the lower part of the plate forming a flange 152 which cooperates with a bore 160 formed in the plate 22. Of course, means, not shown, are provided to secure the cylinder body 150 of frame plate 22.
The movable part forming the piston of the cylinder 150, is constituted by a cylindrical part comprising a proper piston 162 whose periphery cooperates with the internal wall of the tubular part 153, the upper and lower faces of the piston 162 being extended on the one hand by a cylinder 164 which carries the lower plate of the mold designated by the reference 166 and on the other hand by a lower cylindrical part 168 whose end passes through the orifice 160, the plate 22 to cooperate with a device forming a wedge or a device toggle ensuring the locking of the mold in the closed position, this locking being essential to prevent re-opening of said mold during the injection under high pressure of the plastic material into said mold.
Although a toggle device of the type described for the control of the horizontal transverse bar 34 can also be used to ensure the locking of the movable lower part of the mold, in the example of FIGS. 1, 2 and 6, a locking wedge control which will be described below.
As shown in Figs. 1, 2 and 6, there are provided on the base 23 two parts 170 and 171 formed in the example shown by inverted U-shaped sections secured to said frame by non-referenced horn portions. Two cylinders with a substantially horizontal axis 172 and 173 are respectively secured to the parts 170 and 171 by their flange opposite to that which is crossed by their respective piston rod 174, 175. At the end of said rods 174 and 175, opposite to that which is integral with the piston of the corresponding jack, is fixed a part forming a wedge (176 for the jack 172 and 177 for the jack 173).
Adjustment means comprising screws and nuts make it possible to adjust the distance between the wedges 176 and 177 and the pistons of the corresponding jacks 172 and 173. The sliding of the lower part of the wedge-forming part 176 or 177 on the horizontal part 170 or 171 takes place via needle sliding paths 179, shown schematically in FIG. 2. Similarly, there is provided between the base of the rod 168 of the mold closing jacks 150 and the upper part of the wedges 176 and 177, a similar system reducing the friction between the wedges and the ends of the rods 168.
Although, as already said above, the machine is designed so that its two presses operate simultaneously under the control of the taps 115 and 116 which will be described later, so that the two presses perform the same operations simultaneously , there is shown in FIG. 1 and in fig. 6 the left press in the open mold position and the right press in the closed mold position.
This presentation of the machine makes it possible to show more clearly which are the extended or retracted positions of the wedge control cylinders 172 or 173 depending on whether the mold is open or closed.
A mold as shown, respectively in the closed position and in the open position, in FIGS. 7A and 7B.
If we consider these figs. 7A and 7B, there are a certain number of the elements of the machine which have been described above. The mold assembly shown in FIGS. 7A and 7B substantially corresponds to that shown open on the left part of FIG. 1 and which is intended for the molding of case bases. We find in fig. 7A and 7B, the intermediate plate 21, the columns 110 supporting the plate forming the plate 112 and at the bottom of these two figures, the plate 166 surmounting the cylindrical part 164. To render the drawings of FIGS. 7A and 7B which are clearer, the parts 180 of FIG. 1 which provide lateral guidance of the plate 166 obtained against the corresponding columns 24.
A part 182 forming a flat base cup 191 is centered by a peripheral flange 183 in a clearance provided at the lower part of the plate 112. This part 182 constitutes the counter punch or punch support of the mold, it has substantially in its center an orifice frustoconical 184 in which the end forming the valve of the injection pot 85 is centered at the precise moment when the injection must be carried out, which takes place after the said valve has been pushed in, as will be seen below.
The outer walls of part 182 are cylindrical, with a circular section, perfectly machined to be able to slide in an assembly comprising a corresponding bore which is constituted by two coaxial parts, namely: an annular plate 186 in which is fixed by means of screw 187 another annular piece 189 having sharp edges 190 and forming part of the straw cutter. The lower face or flat base 191 of the punch support 182 is perfectly smooth. As seen in fig. 7A, the upper part of the actual punch 192, is applied against this perfectly smooth face 191 when the mold is closed.
The upper face of the punch 192 comprises radial grooves through which the injection of plastic material is made from the orifice 184 towards the part of the mold between the punch 192 and the die which will be described later. With a view to producing a plastic skirt on the edges of the bottom of the box, a free annular space is provided between the upper part of the punch 192 and the lower part of the bore of the part 189; this clearance was shown in 195 in the drawing. It is at the level of the upper part of this recess 195, that the radial ducts open, bringing the plastic material to the space between the punch and the die.
To allow the removal of the core formed by the plastic material solidified in the radial channels provided between the punch support 182 and the punch 192, provision has been made for the separation of these two parts when the mold is opened (fig. 7B). For this purpose, studs 197, one of which is shown removed in FIG. 8, are screwed to the upper part of the punch 192, their axes being parallel to the axis of symmetry of said punch which coincides, in the example shown, with that of most of the sliding parts of the press and of the injection pot . The studs 197, screwed at one end into the punch 192, comprise at their other end an outer ring 198, forming an extra thickness with respect to the wall of said studs.
Substantially in their central part, the studs 197 have a clearance 199. The position of the studs 197 at the periphery of the punch 192 is such that the clearances 199 are directed towards said periphery. When the mold is in the closed position (FIG. 7A), the clearances 199 arrive at the level of the upper part of the plate 112 on which is mounted an annular plate 200 comprising elements forming a rim 201 cooperating with a projecting central part of the plate. plate 112 so that the plate 200 can pivot substantially along the axis of the mold. The internal cutout of the annular plate 200 is such that its internal edges cooperate with the notches or recesses 199 thus maintaining the studs 197 and the punch 192 in the upper position when the mold is opened, as will be seen below.
The cutout of the internal part of the plate 200 is also such that, by rotation of said controlled plate by acting on a handle 203, the clearances 199 are brought in vis-à-vis an internal portion of said cutout of internal diameter. upper, so that the punch 192 can descend towards the die, after opening the mold, until the studs are stopped by their rings 198 which descend to the level of the plate 200. It is this low position which is shown in fig. 7B.
-The lower part of the mold comprising the die is integral with the cylindrical part 164 forming the piston rod of the cylinder 150 which is surmounted, as we have seen above, by a plate 166. Between the die proper, designated by the reference mark 210, and the plate 166, there is provided a thick plate 212 centered on the plate 166 by a shoulder 214 and in which is mounted, by any known means, the actual die 210.
The die 210, which is of revolution in the example shown, comprises a cup-shaped part, the peripheral fillet of which cooperates with that of the punch 192. The fillets carried respectively by the punch 192 and the die 210 have radii such as the radius. central part of the punch and the die effectively compresses the straw around which plastic is molded.
For this purpose, as will be seen in more detail below, the radius of the peripheral fillet of the punch 192 is substantially greater than the radius of the fillet of the die with which it cooperates. Good results have been obtained with a punch fillet radius of the order of 8 mm for a die fillet radius of the order of 6 mm.
The edge 211 of the die 210 is sharpened so as to constitute the second part of the cutter, the first part of which is formed by the edge 190 of the aforementioned part 189. Below the edge 211 is provided, in the outer wall of the die 210, a groove 213 which will allow the production of a bead at the junction plane between the bottom of the box itself and the skirt which extends it, said skirt cooperating with the side walls of a bottom as will be seen later in the description of the box.
To complete the description of the mold shown in FIGS. 7A and 7B of the guide columns 220 integral with the assembly forming the die (namely the plates 166 and 212) on which slides, while being guided, the plate 186 which carries the straw cutter 189 in which the punch 192 and the counter slide slide. punch 182.
The rods shown at 222, two in number, are integral with the part 186, - they are engaged in diametrically opposed notches provided in the die support elements 212 and 166, this arrangement being such that when the mold is opened, the part 186 and the straw cutter 189 which is integral with it, slide downwards to cause the release of the box element (bottom or cover) as will be described later with reference to FIGS. 9, 10A and 10B.
Fig. 7C shows, on a very large scale, the relative positions of the punches and of the die, the plastic material having been injected into the closed mold. It has been designated in FIG. 7C, by R the radius of the fillet of the punch 192 and by r the radius of the fillet of the die 210. We have shown in section, embedded in the plastic material, the straw strands of the internal layer 510 and of the external layer 511 which sheared between the sharp edges 190 and 211, extend to the base of the skirt of the box which is obtained by means of the plastic material molded in the recess 195 provided in the part 189 integral with the part 186. It is possible understands that such an arrangement allows good coating of the ends of the straw strands.
During the production of a cover, the skirt part produced in the recess 195 does not exist as will be seen in the following description of the mold of FIG. 9 used to make can lids.
The parts of fig. 9 which are similar to those of FIGS. 7A and 7B have been designated by the same references. To differentiate the upper element of the straw cutter, the punch and the die of the mold of fig. 9, the latter have been designated by new references which are: 289 for the straw cutter element integral with the plate 186, 292 for the punch, 310 for the die, 311 for its sharp edge, the sharp edge of the upper part 289 of the straw cutter being designated by the reference 290. As shown in FIG. 9, the height of the punch 292 intended for the manufacture of box lids being smaller than that of the punch 192 intended for the manufacture of box bottoms, it was not considered necessary to keep the use of the guide columns 220 in the mold of fig. 9.
It has been shown in fig. 10A and 10B enlarged partial sections of the left half of the mold shown in FIG. 9, fig. 10A showing this mold in the closed position and FIG. 10B the same mold at the start of its opening.
If we consider more specifically FIG. 10A, it can be seen that the injection pot 85 which contains plastic material melted under the action of the heating resistors which surround it has injected after pushing in its valve engaged in the truncated cone 18 lower part of the rod 87 forming piston controlled by the injection pot cylinder and whose purpose is to compress the plastic material in the injection pot. There is shown at 80, engaged in the transverse bar 34 of the toggle, the lower part of the part which slides in the tube 66 of FIG. 1 and in 88 the bore -in which slides the end of the rod 87.
The injection pot according to the variant of fig. llA, 11B, 12 and 13 comprises a body 340 which (as was the pot 85) is surrounded by a sheath 341 which ensures its heating by means of electrical resistances. An axial bore 342 provided in the body 340 extends the bore 88 of the part 80.
Substantially halfway up the body 340, the axial bore 342 branches into three divergent bores 343 which open into the tapered lower part of the body 340 through threaded holes 344 in which threaded tubular elements 345 are screwed against the underside of which are applied the aforementioned olives 336 by means of an annular ring 347, itself provided externally with heating means such as electric resistors 348. It is the central rim 349 of the annular part 347 which applies, by means of 'a seal 350, the upper part of the olive 336 against the part 345 tightly screwed by the thread 344 in the body 340.
The tubular part 345 has a central bore in which is mounted a tube 352 pierced with a central hole and six peripheral holes, in the example shown, and the upper end 353 of which is conical in shape. The orifices formed in the tube 352 allow the passage of the plastic material coming successively from the bores 88-342 and 343 towards the injection olive 336.
The olive 336 is internally cylindrical bored and its lower part has a conical machining, the top of which corresponds to the injection orifice of the olive.
Guided in the central bore of the cylindrical part 352 is provided a rod 360 whose end carries a spherical ball 361 itself extended coaxially with the rod 360 by a point 362 which can pass through the orifice of the terminal cone of the central bore of the olive 336. The assembly consisting of the rod 360, the ball 361 and the rod 362 constitutes the movable valve element ensuring the sealing of the injection olive when the plastic material under
pressure applies the ball against the conical seat
formed by the lower inner wall of the olive.
It can be seen that the mobile part 360, 361, 362 of the
valve clears the injection orifice of olive 336 when
the application of an upward thrust exerted
on point 362.
The operation of the mold shown in FIGS.
llA, 11B, 12 and 13 differs from that of mussels
shown in fig. 7A, 7B, 7C, 9, 10A and 10B in
what it is not necessary to provide for disposal
of a carrot with such a mold. We understand very
well this functioning by considering in turn
figs. 11A which represent the closed mold and the
fig. 11B which represents the open mold.
Considering fig. 11B, we see that during the retraction of the piston of the cylinder 150, the rod 164 and its plate 166 have driven down the part 331 forming the punch support and the punch 330 proper which is secured to it by means of the screws 370 when the descent of the counter-punch 331 and the punch 330, the box bottom molding 501 remained on the punch 330 due to the shrinkage of the plastic during its solidification.
During the descent, the annular part 332, forming the lower part of the straw cutter, remained suspended from the end of the rods 362, provided for this purpose, which cross the part 332 and prevent its descent beyond the position in which it is shown in FIG. 11B. To prevent the bottom of the box 501 and part 332 assembly from remaining stuck in the die during the opening of the mold, a connection is provided by means of screws 364, passing freely through the part forming a counter-punch 331, which are integral with the annular plate 332.
It can be seen that, thanks to the construction details which have just been described, with the mold open, it is easy to take hold of the box 501 which is presented above the part 332 when the mold is open.
If we consider the manufacturing process described briefly in the preamble above, we see that, starting from straws previously organized in two crossed layers, and hot pressed, in a humid atmosphere, the manufacturing is carried out in several stages which are the following - the first production phase consists of
closing of the mold during which takes place
the forming of the straw followed by its cutting; - the second step, at the end of the mold closing,
includes independent compression of the bottom
straw which must not be coated with material
plastic.
During this second step,
as we will see later, the compression takes place
ing the plastic in the injec pot
tion which is then locked in position
high and therefore not in contact with the
mold which you want to avoid heating up, like
we saw it above, so as not to roast the
Straw; - the third step consists of the injection of
plastic material in the mold, after locking
lage of said mold. This rapid injection being
executed by control of the lower valve or
lower valves of the injection pot; - the fourth step consists of the opening of the
mold by removing the mold closing cylinder,
which opening is accompanied by the remon
tee of the injection pot cylinder and, of course,
removal of the cylinder from the locking wedge.
In
at the same time, if necessary, the eli
carrot mining.
The operation of the press will be better understood by referring to FIGS. 16A, 16B and 16C which schematically represent the essential elements of said press and the supply circuit of the jacks which put these elements into action.
In the embodiment described, which is shown in particular in FIG. 1, the machine comprises two associated presses intended respectively for the manufacture of cases and lids. These two presses are controlled in parallel by jacks whose supply of pressurized fluid and the setting to the oil tank are provided through the two taps 115 and 116. The operation of the two presses being identical, there is no shown schematically in the drawings of FIGS. 16A, 16B and 16C that the supply circuit and the essential elements of one of the two presses, namely the one on the right in the drawing of FIG. 1.
There is shown in FIGS. 16A, 16B and 16C, in double line, the pipes receiving pressurized fluid (oil for example) coming from the pump (not shown) of the fluid circuit and in double line lined with dotted lines the pipes which return to the tarpaulin. As clearly shown in Figs. 16A, 16B and 16C, the valves 115 and 116 which have been described above are used to control the jacks.
The valve 115 allows the control of the cylinder consisting of the hollow cylinder 66 and the piston 81 provided on the part 80 which is integral with the injection pot 85, while the valve 116 ensures, in parallel, the power supply or the setting. the cylinder cover 46 (which controls via its piston rod 44 the toggle system 31 and 33 acting between the upper plate 20 and the injection pot 85 via the transverse bar 34) the cylinder 150 closing or opening of the mold and the cylinder 173 controlling the movements of the wedge 177.
Fig. 1 6A shows the press substantially in the position it occupies at the right side of FIG. 1. The mold is closed, the cylinder 150 having its piston in the high position, locked by the wedge 177 pushed to the left of FIG. 16A by the piston of the cylinder 173. The pressure is also applied to the pistons of the cylinders 46 and 76 to cause the lowering of the pot 85 and the injection of plastic material when the valve of said pot 85 contacts the mold, but the fact that Another pressure being applied to the base of the cylinder 66 (through the valve 115) prevents the action of the cylinders 46 and 66 and the pot is kept in the high position although the mold is in the closed and locked position. In the case of fig. 16A, the two control levers of the taps 115 and 116 are both in the low position.
A reversal of the position of the valve 115, that is to say a lifting of its lever causes the lower part of the jack 66 to be covered in such a way that this jack no longer opposes the action of the two jacks 76 and 46 but acts in the same direction as the latter and that the result is a rapid descent of the pot 85 followed by the injection of plastic material into the mold. Fig. 1 6B shows the position of the elements of the press after lowering the pot 85.
To cause the mold to open, it suffices to change the position of each of the valves 115 and 116 respectively. The valves 115 and 116 being respectively in the low position and in the high position as shown in FIG. 16C, one controls, by the jack 76, the rise of the rod which compresses the plastic material in the pot; by the jack 66, the raising of the pot itself, this raising being accompanied by the folding of the toggle made by means of the jack 46; at the same time, the cylinder 173 has retracted and, the wedge 177 having cleared the space below the lower rod 168 of the piston of the cylinder 150, the mold was able to open.
The elements of the press being in the position in which they are shown in FIG.
16C, it will be understood that it will suffice to lower the lever of the valve 116 to bring the circuit and the jacks which it supplies to the position where they are shown in FIG. 16A.
It is obvious that the above description of the operation which was given on the occasion of the pot 85 is valid in the case where this pot 85 is replaced by the pot 340 which performs the injection by means of the three olives 336.
There is shown, respectively in FIGS. 14 and 15, a box cover 500 and a bottom 501 produced by means of the machine described.
At the cover 500, the two layers 502 and 503 of crossed straw strands can be seen very clearly and it is seen that the central part 504 is free of plastic. We can also see, at the end of the vertical wall 505, in which the straw strands are embedded, the rim 506 produced at the level of the end of said straw strands.
To the box body shown in FIG. 15, it is seen that above a bead 507, similar to the bead 506 of the box cover 500 of FIG. 14, there is provided a plastic skirt 508 free of straw.
In fig. 14 and 15 as moreover in the partial enlarged view of FIG. 7C the use of straws comprising two crossed straw layers has been assumed. It should be noted that satisfactory tests have been carried out with a single layer of strands of straw parallel to each other. It should also be noted that there was nothing to prevent the use of a number of layers of straw greater than two, which could be of some interest in the case of the use of strands of straw or analogues of very small dimensions.
The method of preparation of the straws used has not been described here in detail. These straws can be prepared by any suitable means, by gluing or by stitching their outer edges, said edges being naturally spaced apart from each other by a distance greater than the diameter of the knives of the straw cutter.
CLAIMS
I. Packaging box for food products, in particular for cheeses, characterized in that it
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