La présente invention se rapporte à un dispositif de contrôle de l'avance du film d'emballage dans une machine à emballer, et plus particulièrement dans des machines du type "a empaquetage continu" ou "former-remplir-sceller".

Ces machines connues comprennent, en général, des organes pour la transformation progressive d'une bande ou d'un film de matériau prê-imprirαêe de motifs décoratifs en un tube à joint longitudinal, des organes pour acheminer la substance à emballer dans le tube, des organes pour le soudage transversal du tube, des organes éventuels de re¬ façonnage, par exemple à plat, des emballages, ainsi que des organes de coupes des emballages en paquets individuels empilés régulièrement par des organes de réception.

Usuellement, le film est constitué par un matériau plastique souple de faible épaisseur, et pré-enroule sur un tambour dévidoir que l'on installe en amont de la machine. Ce film déjà pourvu de motifs décoratifs appropriés, traverse alors, à vitesse sensiblement constante, successivement une station de formage en un tube continu, une station de remplissage d'un produit à l'état liquide, pâteux, voir des produits individuels solides, puis traverse, en aval, une station de fermeture dans laquelle une paire de mâchoires tournant en sens inverse ferment transversalement l'emballage en unités individuelles.

Il est essentiel, pour une production de qualité, que les motifs pré-imprimés restent toujours en registre avec l'emballage terminé, et ce dans une tolérance très étroite de l'ordre de un pour cent. Même si tel est le cas au début de l'opération, ces motifs peuvent se décaler petit à petit du fait des allongements involontaires qui se produisent dans le film, des tolérances de matériel et d'autres sources

d'erreurs inévitables. Il existe donc un besoin pour synchroniser avec précision l'avance du film avec l'action des mâchoires qui ferment les paquets individuels.

Dans les machines à emballer classique, ce problème est résolu au moyen d'un disppsitif comprenant une ou plusieurs cellules photo-électriques placées sur le trajet du film, de préférence le plus proche de l'organe de façonnage ou de coupe, ces cellules interceptant des repères qui sont imprimés a intervalles réguliers sur le film d'emballage. Ce dispositif lit par ailleurs la position du cycle de la machine telle qu'exprimée, par exemple, par la position momentanée des galets ou des bandes sans fin d'entraînement du film, ou par la position des mâchoires de scellage ou autre. Si le dispositif constate une différence entre la position "lue" des repères et la position "attendue" en fonction du moment du cycle de la machine, il rétroagit sur l'un des organes de la machine pour compenser le défaut de registre de repère.

Par exemple, dans le dispositif de contrôle décrit dans le documents EP 18 041, la rétroaction s'effectue en modulant, en aval, la vitesse du tapis sans fin horizontal entraînant le film. De manière analogue, dans le dispositif décrit dans le document EP 142 461, la rétroaction s'effectue en modulant la vitesse du moteur auxiliaire d'entraînement du film.

Dans le dispositif de contrôle décrit dans le document EP 29G 290, la rétroaction s'effectue en contrôlant simultanément la vitesse d'entraînement des galets, la vitesse des objets à emballer, et, en cas de défaut de registre trop important, en maintenant les mâchoires ouvertes. De manière similaire, dans le dispositif décrit dans le document US 4 909 018, la rétroaction agit à la fois sur la vitesse d'amenée des objets à emballer et sur le moteur auxiliaire contrôlant la position des mâchoires.

Une autre possibilité de rétroaction, mentionné succinctement dans le dispositif décrit dans le document FR 2 656 595, consiste à agir sur le moteur qui commande le dévidage du film hors de son tambour de stockage.

Toutefois, dans ces dispositifs mentionnés précédemment, et notamment le dernier, la rétroaction s'applique sur des organes de la machine et leur moyens d'entraînement associés qui présentent tous une certaine inertie intrinsèque limitant sensiblement leur temps de réponse. Le risque est alors grand, en cas de cadence de production accrue telle que 700-800 paquets/minute, que le dispositif de contrôle décroche, a moins de surdimensionner de manière irréaliste leur moyens d'entraînement.

De plus, dans le cas de machine d'emballage de produit à l'état pâteux, il est désirable de prendre, comme valeur de référence, la vitesse V0 maintenu constante de défilement de la bande dans les station de formage, de remplissage et de découpe.

Le but de la présente invention est un dispositif de contrôle de l'avance du film d'emballage dans une machine a emballer qui assure un excellent calage de la position des impressions sur un film par rapport au paquets de produits emballés terminés, et ce même lors de haute cadence de production. Si possible, la conception de ce dispositif doit être suffisamment simple pour rester fiable, et pour réduire les coûts de réalisation. Un autre but de la présente invention est un procédé de contrôle apte à suivre des cadences élevés de par une logique complète mais simple.

Ces buts sont réalisés par dispositif de contrôle de l'avance du film d'emballage dans une machine à emballer comprenant une ou plusieurs cellules photo-électriques placées sur le trajet du film lisant des repères qui sont imprimés a intervalles réguliers sur le film d'emballage, ainsi que des moyens de lecture de la position instantanée du cycle de la machine, du fait que la rétroaction de ce

dispositif agit directement sur des moyens de traction contrôlant la position d'au moins un rouleau mobile en translation par rapport a au moins un rouleau fixe appartenant tous deux à un moufle de contrôle de la tension du film, ce moufle étant situé entre le tambour dévidoir et les moyens d'entraînement du film de telle sorte a contrôler l'étirement global du film entre ces deux organes de la machine.

Le film passant par la poulie mobile peut former un angle compris entre 5° et 120°. Toutefois, pour que la tension du film soit exactement la moitié de la traction exercée sur la poulie, il est préférable de guider le film de telle sorte à ce qu'il effectue un demi-tour autour du rouleau mobile.

Les moyens de tractions agissant dans le prolongement de la ligne reliant le rouleau mobile au rouleau fixe correspondant, qui est simultanément la direction prise à l'aller et au retour par le film effectuant un demi tour autour du rouleau mobile, peuvent ainsi augmenter et diminuer instantanément, et de manière très précise, la tension initiale du film, ce qui l'étiré ou le rétracte d'une quantité juste suffisante pour rattraper l'erreur de registre des marques situés sur toute la portion de film en aval de la première station de formage.

Cette rétroaction peut être d'autant plus rapide du fait que l'on utilise, pour le ou les rouleaux mobiles, des rouleaux de petites dimensions juste suffisantes pour tenir la traction maximum envisagée, et montés sur un chariot coulissant sans friction dans des rails, cet ensemble présentant une très faible inertie en translation.

Selon un mode de réalisation préféré, la vitesse V0 de défilement de la bande dans les stations de formage, de remplissage et de découpe aval de la machine telle qu'imposée par les moyens d'entraînement étant maintenu constante, la vitesse du tambour dévidoir, donc la vitesse de sortie du

film donc sa tension, est asservie à la position du rouleau mobile de telle sorte à le ramener en une position médiane de ré érence.

Ainsi, le ou les rouleaux mobiles reprennent petit a petit leur position initiale, au milieu, prêt pour un nouveau maximum de compensation, l'étirement s'effectuant dans un premier temps au niveau du moufle, se réalisant ensuite à nouveau à la sortie du tambour.

Avantageusement, les moyens de traction est un vérin, de préférence pneumatique pour des considération de rapidité, de coût et de propreté, notamment apprécié dans l'industrie alimentaire.

En alternative, les moyens de traction peuvent être constitue d'un chariot entraîné en translation par une vis sans fin engagée dans un taraudage du chariot, la vis sans fin étant tourné par un moteur électrique, notamment un moteur électrique pas-à-pas.

Dans le cas particulier d'un film d'emballage en polyéthylène de 200 à 400 millimètres de large, et de 15 à 90 microns d'épais, le moufle comprend de préférence une paire de rouleaux fixes en correspondance avec une paire de rouleaux mobiles.

Avantageusement, le moufle peut constituer simultanément une réserve de film utilisée par un dispositif de raccordement automatique d'un tambour dévidoir vide à un nouveau tambour dévidoir plein.

Selon un mode de réalisation préféré, les moyens de lecture de la position instantanée du cycle de la machine comprennent deux détecteurs . un lisant un intervalle de cycle "en retard", l'autre lisant un intervalle de cycle "en avance", ces deux intervalles étant séparé par un intervalle plus petit "en synchronisme".

Alors, le procédé de contrôle de l'avance du film peut consister, lors de chaque lecture d'un repère imprimé sur le film,

en présence d'un signal issu du détecteur lisant un intervalle de cycle "en retard", à appliquer sur les moyens de traction du moufle une commande de réduction de la traction d'une valeur de correction prédéterminée,

- en présence d'un signal issu du détecteur lisant un intervalle de cycle "en avance", à appliquer sur les moyens de traction du moufle une commande d'augmentation de la traction d'une valeur de correction prédéterminée.

Utilement, la valeur de correction est une fraction de la tension nominal de l'ordre de 5 à 15 pour cent, de préférence 10 pour cent.

L'invention sera ^' mieux comprise à l'étude d'un mode de réalisation pris à titre nullement limitatif et décrit par les figures suivantes :

la figure 1 est une vue schématique du dispositif de contrôle selon l'invention, et

- la figure 2 est un diagramme dans le temps du procédé de contrôle en fonction des lectures des repères imprimés sur le film et des lectures de la position instantanée du cycle de la machine.

Sur la figure 1 sont illustrés des moyens d'entraînement 1 au sein d'une machine d'emballage de type "à empaquetage continu" ou "former-remplir-sceller" , ces moyens tirant un film 10 à partir d'un tambour dévidoir 4. Ces moyens peuvent être, comme illustré, une paire de bandes sans fin situées dans la station de formage de la machine à emballer ou une pluralité de bandes sans fin réparties dans les stations de formage, de remplissage, de scellement puis de découpe. En alternative, ces moyens d'entraînement 1 peuvent être également constitués d'une pluralité de paires

de galets également répartis tout au long des stations successives. Dans le cas de la machine envisagée, ces moyens entraînent la bande 10 à une vitesse constante V0 prise comme référence des cycles de travail de la machine.

Afin de maintenir le film, en position tout le long de son chemin tel que défini par la succession de rouleaux de guidage 8, il est souhaitable de maintenir une tension initiale dans ce film. Un moyen consiste à dévider le tambour 4 de telle sorte que la vitesse de sortie du film soit fixée a une valeur légèrement inférieure de la vitesse nominale V0, la différence E0 correspondant à un etirement de l'ordre de 1 % à 2% induisant la tension de base voulue.

Par ailleurs, le film 10 est imprimé au préalable de motifs destinés à devenir la décoration finale de chaque paquet individuel. Il est donc important que ces motifs restent en registre avec les différents organes de la machine à emballer, notamment de la station de découpe des paquets individuels. A ce titre, la décoration du film 10 est complété de marques de repère 11 espacées régulièrement, ces marques étant susceptibles d'être lues par une cellule photo¬ électrique 6. Initialement, l'entraxe des repères imprimés sur le film tel qu'enroulé sur la bobine-dévidoir 4 est plus petit que le pas utilisé sur la machine de 1% à 2% pour tenir compte de l'allongement dû à la mise sous tension de base. Les signaux issus de la cellule photo-électrique 6 sont appliqués, au travers d'une ligne a, à des moyens électronique et informatiques de traitement 100.

Par ailleurs, la position instantanée des moyens d'entraînement 1 , donc la position des organes de la machine par rapport à son cycle de travail, est repérée par des détecteurs 7a et 7b lisant des marques sur un disque de lecture, ou autre organe tournant directement relié à ces moyens d'entraînement. Les signaux émis par ces détecteurs 7a et 7b sont également appliqués, via une ligne b, aux moyens de traitement 100.

Comme illustré sur le côté gauche de la figure 1 , le film 11 passe, selon l'invention, au travers d'un moufle 2 constitué, sur le côté gauche, d'une pluralité de rouleaux fixes 21 , en l'occurrence trois, et, sur le côté droit, au travers d'une pluralité, en l'occurrence deux, de rouleaux mobiles 22 montés dans un chariot 24 mobile en translation de telle • sorte à pouvoir rapprocher ou éloigner ces rouleaux mobiles 22 par rapport aux rouleaux fixes 21. Ce chariot 24 est tiré en arrière par la tige 31 d'un vérin 3. Le film 10 effectuant un demi-tour autour de chacun des deux rouleaux mobiles 22, la force F de traction appliquée par la tige 31 sur le chariot 24 est, à l'équilibre de ce chariot 24, sensiblement égale au quadruple de la tension T présente dans le film 10. La pression du vérin pneumatique 3 est contrôlée par une électrovanne 5 de réglage proportionnel, elle-même reliée à une source d'air comprimé. Selon l'invention, le tiroir de commande de cette électrovanne 5 est relié, au travers d'une ligne c, aux moyens de traitement 100.

Le mode de fonctionnement est décrit ci-après en référence à la figure 2.

Comme illustré, le détecteur 7a émet un signal sensiblement rectangulaire pendant une période du cycle de la machine défini comme "en retard"; le détecteur 7b émettant un signal identique immédiatement après pendant une seconde période du cycle de la machine, défini comme "en avance", l'intervalle laissé entre ces deux périodes étant considéré comme "en synchronisme".

Ainsi, si le signal de la cellule photo¬ électrique 6 apparaît entre les deux signaux 7a et 7b, les marques de repère sont considérées comme en registre avec le cycle de la machine et aucune rétroaction n'est appliquée. Par contre, si le signal de la cellule photo-électrique 6 apparaît simultanément avec le signal venant de la cellule 7a, ce qui est aisément constaté électroniquement au moyen d'une porte ET, on déclare que le film est en retard, donc trop long. La rétroaction appliquée sur la ligne c consiste à

diminuer la pression dans le vérin 3 d'une quantité U prédéterminée. La force de retenue F diminuant, le chariot se déplace vers la gauche ce qui, simultanément, diminue la tension T du film 10 qui se rétracte. Les repères peuvent alors se retrouver, éventuellement, déjà à nouveau en registre.

A l'inverse, si le signal de la cellule photo¬ électrique 6 apparaît pendant le signal du détecteur 7b, on est en présence d'un film qui est en avance, donc trop court. La rétroaction appliquée sur 1'électrovanne 5 au travers de la ligne c consiste alors à augmenter d'une unité U la pression dans le vérin 3 augmentant ainsi la force de traction F ce qui déplace le chariot 24 maintenant vers la droite. Immédiatement, la tension du film 10 augmente et ce film s'allonge. Si, comme illustré, cette première correction est insuffisante, la lecture du repère par le détecteur 6 interviendra à nouveau pendant que le signal 7b est haut, ce qui enclenche une seconde rétroaction identique, et ce autant de fois que nécessaire pour que la lecture des repères 11 intervienne en dehors des deux fenêtre 7a, 7b.

La valeur de la correction U peut être de l'ordre de 5% à 15% de la pression initiale, de préférence 10%.

En variante, le front montant du signal 7a ou 7b peut déclencher un compteur d'impulsions issu de la lecture d'un encodeur lisant la rotation, donc le cycle général de la machine, ce compteur étant arrêté par le signal issu de la cellule photo-électrique 6. Outre le sens "en avance" ou "en retard" , on peut alors quantifier la grandeur du décalage pour appliquer une contre réaction U proportionnelle.

Du fait que le film préimprimé 10 peut avoir été enroulé sur le tambour 4 avec une tension initiale nulle voire aléatoire et du fait, d'autre part, que le diamètre de film rémanant sur ce tambour dévidoir ne peut être lu qu'avec une relative incertitude, il existe un risque qu'une succession de corrections par le vérin 3 conduise à un

déplacement du chariot 24 supérieur à la course possible de la tige de vérin 31. A ce titre, la position momentanée de la tige 31 est lue par un détecteur 33 et le signal correspondant est appliqué via une ligne d à des seconds moyens électroniques et informatiques 200 permettant, par une rétroaction sur une ligne e de moduler la vitesse du tambour 4 d'une quantité +/- e1 de telle sorte que la tige 31 reprenne une position médiane. En d'autres termes, après une traction augmentant la tension T du film 10, la vitesse du tambour dévidoir est à nouveau légèrement ralentie, le film sortant alors avec la nouvelle tension voulue voire légèrement supérieure, juste le temps de ramener le chariot 24 et la tige de vérin 31 en leur position initiale médiane. Compte tenu de l'inertie du tambour dévidoir 4 et de ses moyens d'entraînement, cette seconde rétroaction peut être plus lente, ce qui d'une moindre importance vu que les repères 11 sont d'ores et déjà en registre grâce à l'action immédiate au niveau du moufle 2.

Avantageusement, le moufle 2 peut simultanément constituer une réserve de film utilisé pour continuer à alimenter la machine lors d'un raccordement rapide d'un tambour dévidoir 4 vide à un nouveau tambour plein.

De nombreuses améliorations peuvent être apportées à ce dispositif de contrôle de l'avance d'un film d'emballage dans le cadre de cette invention.