Machine pour l'emballage de fromage fondu
A l'heure actuelle, le fromage fondu est présenté à la clientèle généralement sous trois formes, tranches, portions triangulaires et cubes-cocktails. Les machines actuellement utilisées pour réaliser de tels emballages sont différentes de l'une à l'autre et effectuent par saccades les opérations successives nécessitées par leur fabrication, c'est-à-dire que les divers constituants du produit final, le plus souvent fondu, masse de fromage fondu et couvercle, sont déplacés par àcoups et restent immobiles ou tout au moins stationnaires pendant chacune des opérations.
I1 en résulte de multiples inconvénients, notamment une brutalité de mouvements inévitables se traduisant le plus souvent par des chocs, une perte d'énergie à la fin de chaque mouvement due au freinage de la force vive des organes et des articles, une perte de rendement qui résulte du fait que pendant chacun de leurs déplacements les articles ne subissent aucune opération d'emballage proprement dit, ainsi qu'un bruit parfois assourdissant.
En vue de pallier ces défauts et, notamment, de supprimer les chocs préjudiciables aux mécanismes et les pertes d'énergie et de rendement, ainsi que de diminuer les bruits, la présente invention a pour objet une machine pour l'emballage de fromage fondu caractérisée en ce qu'elle comprend deux lignes parallèles de barillets tournants, respectivement de travail et de transfert, de même diamètre primitif pour chaque ligne et à postes de travail et de transfert disposés en étoile et portant des matrices amovibles pour l'emballage du fromage, une chaîne sans fin reprenant les matrices au poste d'évacuation du produit fini pour les amener au poste de début d'emballage, ces barillets étant répartis sur des bâtis juxtaposés correspondant chacun à l'une des opérations d'emballage du fromage fondu,
chaque bâti comprenant un barillet de travail et un barillet de transfert avec leurs commandes et des prises de commande amont et aval, les commandes de barillet et la chaîne sans fin étant entraînées par un moteur unique, le bäti de sortie étant dépourvu de barillet de travail, les diamètres primitifs des barillets, le nombre de leurs postes et leur commande étant déterminés pour obtenir un déplacement des matrices à une vitesse tangentielle rigoureusement uniforme par rapport à leurs cercles primitifs.
Les dessins annexés représentent à titre d'exemples des formes d'exécution de l'invention.
La fig. 1 est une vue en perspective d'un emballage de fromage fondu sous la forme de tranche.
Les fig. 2a à 2f représentent à plus faible échelle et en perspective les opérations élémentaires nécessaires pour obtenir l'emballage du fromage fondu en forme de tranche de la fig. 1.
La fig. 3 représente en perspective un autre emballage de fromage fondu sous la forme de portion triangulaire.
La fig. 4 représente un autre emballage de fromage fondu sous la forme de cube-cocktail.
La fig. 5 est une vue en plan d'une machine pour l'emballage du fromage fondu en tranches.
La fig. 6 est une vue en plan schématique d'une machine pour l'emballage de fromage fondu en cubes-cocktails.
La fig. 7 est une coupe horizontale partielle d'un élément standard de début de machine à entraînement par courroie.
La fig. 8 est une vue analogue à celle de la fig. 7 pour un entraînement par engrenages.
La fig. 9 est une coupe de la fig. 8 suivant la ligne IX-IX.
La fig. 10 est une coupe à plus grande échelle du bâti élémentaire utilisé pour la découpe et la pose du flan formant le fond pour une machine d'emballage de fromage fondu en tranches, suivant la ligne
X-X de la fig. 5.
La fig. 11 est une coupe à plus grande échelle du bâti élémentaire utilisé pour la coulée du fromage fondu pour une machine d'emballage en tranches, suivant la ligne XI-XI de la fig. 5.
La fig. 12 est une coupe partielle d'un bâti élémentaire utilisé pour la mise en forme et la soudure du fond et du couvercle pour une machine d'emballage de fromage fondu en tranches, suivant la ligne
XII-XII de la fig. 5.
La fig. 13 est une coupe d'un bâti élémentaire utilisé pour l'évacuation du produit fini pour une machine d'emballage du fromage fondu en tranches suivant la ligne XIII-XIII de la fig. 5.
Pour sa présentation à la clientèle, le fromage fondu est généralement livré soit sous la forme de tranches (fig. 1), soit sous la forme de portions triangulaires (fig. 3), soit sous la forme de cubes-cocktails (fig. 4). Chacune de ces formes comprend un fond sur lequel est déposée une masse de fromage fondu et un couvercle maintenant cette masse dans ce fond.
Dans le cas de la tranche, le fond est constitué par un flan 1 découpé dans de la bande d'aluminium et le pseudo-couvercle par un flan 2 en cellophane qui est soudé suivant 3 sur le flan d'aluminium en enveloppant la tranche de fromage fondu disposée entre eux. Pareillement, la portion de la fig. 3 comprend un fond 4 en aluminium dans lequel est déposée la masse de fromage fondu et qui est fermé par un couvercle maintenu par pliage des portions de ce flan 4, la portion étant retournée après fabrication pour être présentée telle qu'illustrée à la fig. 3.
Dans le cas du cube-cocktail, le fond 5 réalisé en aluminium, de préférence imprimé, reçoit la masse de fromage fondu et est replié sur elle comme indiqué en 6 et 7 à la fig. 4, après avoir reçu un couvercle maintenu par des pliages de ce fond, le cube-cocktail étant retourné pour sa présentation à la clientèle comme illustré à cette figure.
I1 en résulte que, pour réaliser l'emballage du fromage fondu sous l'une quelconque des trois formes spécifiées ci-dessus, les cinq opérations élémentaires suivantes sont communes à ces trois formes : formation du fond, coulée de fromage, formation du couvercle, pressage du fromage dans le fond avec liaison simultanée du couvercle et du fond et évacuation du produit fini. Dans le cas des portions et des cubescocktails, une opération élémentaire est à prévoir en supplément pour réaliser les différents pliages du fond.
Il y a lieu de noter que si les flans découpés pour la formation des fonds ont des encombrements sensiblement égaux dans le cas de la tranche et de la portion, par contre le flan devant former le fond du cube-cocktail présente un encombrement sensiblement deux fois moindre.
La machine selon la fig. 5 comprend deux lignes parallèles de barillets tournants, barillets de travail 8a à 8e et barillets de transfert 9a à 9e. Ces barillets possèdent le même diamètre primitif pour chaque ligne et comportent huit postes de travail disposés en étoile pour les barillets de travail 8 et six postes de transfert disposés en étoile pour les barillets de transfert 9. Pour chacun de ces postes le barillet correspondant comporte à sa périphérie une échancrure semi-circulaire destinée à recevoir la queue d'une matrice plate 10 sur laquelle l'emballage est effectué.
Chaque paire de barillets de travail et de transfert 8a, 9a à 8e, 9e est disposée sur un bâti élémentaire lia à île. Ces bâtis élémentaires juxtaposés sont égaux de façon à pouvoir en augmenter ou en diminuer le nombre selon les besoins de l'emballage sous une forme de présentation désirée. Ils portent des trous dans lesquels peuvent être montés des organes accessoires tels que le barillet de chaîne 12a et la bobine de bande d'aluminium 13a dans le cas du bâti élémentaire lia, la bobine de cellophane 13b dans le cas du bâti élémentaire lic et un tendeur de chaîne 14 dans le cas du bâti élémentaire île.
La machine est complétée, d'une part, par un élément 15 de début de machine sur lequel est fixé le moteur 16 d'entraînement général ainsi qu'une commande manuelle 17 et, d'autre part, par un élément 18 portant un barillet de transfert 9f aligné sur les barillets 9a à 9e et de même diamètre primitif qu'eux, ainsi qu'un barillet de chaîne 12f en prise avec une chaîne sans fin 19 passant sur le tendeur de chaîne 14, une roue à chaîne d'entraînement 20 portée par l'arbre de la bobine 13a et la roue à chaîne 12a. Les diamètres des barillets de travail et de transfert, le nombre de leurs postes de travail ou de transfert et leurs commandes sont déterminés pour obtenir un déplacement des matrices 10 à une vitesse tangentielle rigoureusement uniforme.
Chaque bâti élémentaire lia à lie est utilisé pour la réalisation de l'une des opérations élémentaires de l'emballage qui, dans le cas d'emballage en tranches, comprend la découpe et la pose du flan 1 formant fond sur une matrice 10 (fig. 2a), la dépose du fromage fondu 21 sur ce flan 1 à une température d'environ 70O C (fig. 2b), la découpe et la pose du flan 2 en cellophane sur la masse de fromage fondu avec précontrainte de cette masse (fig. 2c), la limitation du volume que devra occuper le fromage fondu (fig. 2d), la mise en forme de ce fromage dans le volume ainsi limité (fig. 2e) et la soudure du flan de cellophane sur le flan d'aluminium (fig.
2fil. Toutefois, les opérations de mise en forme et de soudure peuvent être groupées de telle sorte que le bâti élémentaire i la est utilisé pour l'amenée, la découpe et la pose du fond 1, le bâti élémentaire Il b pour la coulée du fromage sur ce fond, le bâti élémentaire lic pour l'amenée, la découpe et la pose du couvercle 2 sur la masse de fromage, le bâti élémentaire lld pour la limitation du volume, la mise en forme et la soudure, et le bâti élémentaire île pour l'évacuation du produit fini sur une bande transporteuse 22.
Pour l'emballage du fromage fondu en cubescocktails, on utilise une machine du genre illustré à la fig. 6 qui dérive de celle de la fig. 5 par l'adjonction d'un bâti élémentaire i lg entre les bâtis élémentaires lld et île en vue de réaliser les différents pliages des bords du fond, la commande mécanique générale restant la même. Toutefois, comme les masses de fromage fondu utilisées dans le cube-cocktail sont inférieures à celles utilisées dans les tranches, et comme les flans découpés formant le fond du cubecocktail ont un encombrement sensiblement moitié de celui du flan 1, en vue d'obtenir un rendement satisfaisant, les nombres de postes sont doublés tant sur les barillets de travail qui en comportent alors seize, que sur les barillets de transfert qui en comportent alors douze.
Dans le cas de l'emballage du fromage fondu en portions triangulaires du genre de la fig. 1 on utilise la machine suivant la fig. 6 dans laquelle, du fait que l'encombrement du flan formant le fond de cette portion triangulaire est sensiblement le double de celui du flan formant le fond du cube-cocktail, on remplace les barillets de cette machine par des barillets possédant un nombre de postes égal à la moitié, c'està-dire par des barillets du genre de ceux utilisés dans la machine de la fig. 5.
L'élément 15 d'entrée de machine illustré à la fig.
7 comprend un bâti 23 sur lequel est fixé le moteur de commande générale 16. Ce moteur entraîne par une courroie 24 une poulie 25 montée sur l'arbre général de commande et accouplée à une roue dentée 26 qui peut engrener avec un pignon 27 monté sur un arbre 28 commandé par le volant 17 de manoeuvre manuelle en vue de permettre le réglage de la machine, moteur 16 arrêté. Lorsque l'ensemble est entraîné par le moteur 16, le pignon 27 est dégagé de la roue dentée 26 sous l'action du ressort 29. En reculant le volant 17, dont le déplacement est limité par une butée 30, on peut mettre en route un contacteur de sécurité 31.
Dans le mode d'exécution de l'élément d'entrée de machine illustré aus fig. 8 et 9, le moteur 16 entraîne une roue dentée 32 qui engrène avec un pignon 33 porté par un harnais 34 pivotant sur l'arbre de commande général 35 et pouvant être réglé en position par un boulon 36 passant dans une lumière 37.
L'arbre général 35 porte le pignon 26 entraîné par le pignon 33 et susceptible d'être mis en prise avec le pignon 27 monté sur l'arbre 28 de la commande manuelle 17.
Ces modes d'exécution permettent toute la souplesse désirable dans le changement de la vitesse de rotation des barillets suivant le mode d'emballage, en changeant soit les poulies d'entraînement de la courroie 24 dans le cas de la fig. 7, soit un ou plusieurs des pignons 32, 33 et 26 dans le cas des fig. 8 et 9.
Chaque bâti élémentaire 11, ainsi que représenté aux fig. 10 et 11, comprend un bâti 38 supportant un arbre de commande 39 terminé par deux épaulements, l'un 40 intérieur au bâti, l'autre 41 extérieur à ce bâti, en vue de permettre l'accouplement de cet arbre par des manchons d'accouplement 42 soit avec l'arbre général s'il s'agit du bâti élémentaire i la, soit avec les arbres des bâtis élémentaires adjacents, soit avec celui du bâti élémentaire terminal 18. Cet arbre porte une denture de vis sans fin 43 qui engrène avec une roue tangente 44 portée par un fût tournant 45 centré sur un arbre fixe 46 correspondant au barillet de travail du bâti élémentaire. Ce barillet est fixé sur le fût tournant 45.
Ce dernier porte une roue dentée 47 qui engrène avec une roue dentée 48 portée par un fût tournant 49 destiné à recevoir le barillet de transfert. L'arbre fixe 46 est muni à son extrémité supérieure d'un taraudage 50 destiné à recevoir une rallonge spéciale suivant le bâti élémentaire. Comme on le remarque aux fig. 10 et 11, les trains d'engrenages 47 et 48 sont décalés en hauteur d'un bâti élémentaire au bâti élémentaire suivant.
Le bâti terminal 18 d'évacuation, à barillet de transfert 9f et barillet de chaîne 10f, ne comporte aucun arbre de commande, l'arbre du barillet de transfert portant une roue dentée qui engrène avec la roue dentée 47 du bâti élémentaire île alors que le barillet de chaîne est monté fou. Le barillet de transfert 9f peut être transformé en barillet de nettoyage des matrices 10.
Dans le cas où il y aurait d'autres opérations à effectuer sur le produit après évacuation des matrices, ce bâti terminal 18 serait remplacé par un bâti élémentaire et l'élément de fin de machine serait un élément analogue à l'élément d'entrée 15.
La fig. 10 montre les dispositifs opératoires équipant le bâti élémentaire i la utilisé pour l'amenée, la découpe et la pose du flan 1 formant le fond sur les matrices 10. Le barillet de travail 8a, dans lequel les matrices sont retenues par leurs queues 51 logées dans les échancrures périphériques de ce barillet et maintenues par un guide fixe 52 en arc de cercle, porte un bâti 53 supportant pour chaque poste de travail un ensemble 54 de pince et de couteau relevable pour prendre la bande d'aluminium 55 en continu, qui se déroule de la bobine 13a, et y découper le flan 1 repris par une ventouse 56.
L'ensemble 54 et la ventouse 56 sont montés pivotants et sont associés à des pignons 57 et 58 respectivement en prise avec une crémaillère horizontale 59 et une crémaillère verticale 60. La crémaillère 59 porte un galet 61 qui pénètre dans un chemin de came 62 horizontal aménagé dans une pièce fixe 63 portée par une rallonge fixe 64. Sous cette pièce 63 cette rallonge porte une pièce fixe 65 à chemin de came 66 en prise avec deux galets 67 et 68 portés par la crémaillère 60. La ventouse 56 est réunie à une source de vide par une canalisation 69 aboutissant à un joint tournant 70 monté sur la rallonge fixe 64. Sous l'action des chemins de came 62 et 66 l'ensemble 54 pince la bande d'aluminium 55 et y découpe le flan qui est repris par la ventouse 56 puis déposé par elle sur la matrice 10.
Le bâti élémentaire lic est analogue au bâti élémentaire i la qui vient d'être décrit et n'en diffère que par le remplacement de la bobine 13a par la bobine 13c sur laquelle est enroulée la bande de cellophane. Dans ce cas, la ventouse 56 de chaque poste de travail du bâti élémentaire lic dépose un flan de cellophane découpé sur la masse de fromage fondu déposée au poste élémentaire il b sur le flan d'aluminium formant fond, tout en soumettant cette masse à une précontrainte.
Le dosage et la coulée du fromage fondu s'effectuent au bâti élémentaire llb, en utilisant l'appareillage illustré à la fig. 11. Cet appareillage comprend une cuve fixe 71 à racleur à vis 72 monté sur un embout 73 porté par le fond de cette cuve et entraîné par un moteur 74. La cuve est montée sur une rallonge fixe 75 qui supporte en même temps une pièce fixe 76 munie d'un chemin de came 77. Sous la cuve est aménagé un distributeur à pistons 78. Chaque piston est associé à une pièce coulissante 79 munie d'un galet 80 pénétrant dans le chemin de came 77. Le distributeur solidaire du fût tournant 45 porte en regard de chaque piston 78 un ajutage 81 par lequel le fromage fondu, pour former la masse 21, peut s'écouler sur le flan d'aluminium 1, ce fromage étant amené aux pistons à travers un orifice 82 pratiqué dans le fond de la cuve.
Après que la masse 21 a été recouverte par le flan de cellophane 2 formant couvercle et précontrainte lors de son passage sur le bâti élémentaire lic, en arrivant au bâti élémentaire 1 Id elle subit les opérations de limitation du volume, de mise en forme et le fond et le couvercle sont soudés ensemble. On utilise à cet effet l'appareillage de la fig. 12.
Cet appareillage comprend une rallonge fixe 83 montée sur l'arbre fixe 46 et supportant en succession depuis son sommet un collecteur de courant 84, un joint tournant 85 relié à une source de fluide hydraulique par des canalisations 86, une pièce fixe 87 munie d'un chemin de came 88 et une pièce fixe 89 munie d'un chemin de came 90. Sur le barillet de travail 8 repose un bâti tournant 91 dans lequel est montée en regard de chaque poste de travail, donc de chaque matrice 10, une presse à triple effet. Chaque presse à triple effet comprend un piston interne 92 dont la queue 93 porte un galet 94 en prise avec le chemin de came 88.
Ce piston 92 se déplace dans un cadre creux intermédiaire 95 soumis à l'action d'un ressort 96 et qui se déplace lui-même dans un cadre creux extérieur 97 amené par un ressort 98 en appui sur la portée externe 99 d'une tige creuse 100 portant un galet 101 en prise avec le chemin de came 90. Le cadre creux intermédiaire 95 sert à délimiter le volume que devra occuper le fromage sous l'action du piston 92 qui en assure la mise en forme.
Puis, le cadre creux externe 97 relié au collecteur de courant 84 et muni de résistances chauffantes vient assurer la soudure du flan de cellophane sur le flan d'aluminium, soudure refroidie par le fluide amené par le joint tournant 85.
La tranche ainsi conditionnée est amenée par le barillet de transfert 9e au barillet de travail 8e du bâti élémentaire île. L'arbre fixe 46 de ce barillet de travail porte une rallonge fixe 102 sur laquelle sont montés un joint tournant 103 relié par une canalisation 104 à une source de vide et une pièce 105 munie d'un chemin de came 106. D'autre part, sur le fût tournant 45 est monté un bâti 107 dans lequel coulisse au droit de chaque poste de travail une pièce 108 solidarisée avec une ventouse 109. Chaque ventouse est soumise à l'action d'un ressort 110. La pièce 108 porte un galet 111 en prise avec le chemin de came 106. Chaque ventouse 109 prélève sur la matrice 10 correspondante la tranche conditionnée et vient la déposer sur le transporteur d'évacuation 22.
Le cycle de travail étant ainsi terminé, les matrices sont reprises sur le barillet de travail 8e par le barillet de transfert 9f et chargées sur la chaîne sans fin 19 par le barillet de chaîne 12f pour être ramenées au barillet de transfert 9a. Ces matrices dans leur cheminement de retour peuvent être soumises à un nettoyage.
Les barillets de travail 8a à 8e et les barillets de transfert 9a à 9f sont associés à des guides périphériques en arc de cercle, tels que le guide 52 de la fig.
10, qui guident les queues 51 des matrices pour les empêcher de sortir des échancrures périphériques des barillets.
I1 est à remarquer que la machine ainsi décrite présente une très grande accessibilité à tous les barillets de travail, une circulation rationnelle des produits et une grande facilité d'implantation dans un atelier.
Elle permet d'atteindre, dans une réalisation comportant un pas circonférentiel de 176 mm aux primitifs et une vitesse tangentielle de 706 mm/s aux primitifs, pour les portions et les tranches, un rendement triple du rendement des machines antérieures, soit de 180 à 240 produits à la minute, et, pour des cubescocktails, un rendement sextuple de ce rendement antérieur, soit de 360 à 480 cubes-cocktails à la minute.
Les machines de ce genre permettent une grande souplesse d'utilisation, une possibilité de suivre les situations du marché en rendant possible une reconversion rapide d'un type de produit à un autre. En outre, la standardisation des bâtis élémentaires réduit au minimum le capital immobilisé par des machines spécialisées, le stockage des pièces de rechange et le travail du service d'entretien.