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FR2702738A1 - Procédé et machine pour la fabrication de poches en matière plastique destinées à servir d'emballages étanches souples pour des produits pâteux. - Google Patents

Procédé et machine pour la fabrication de poches en matière plastique destinées à servir d'emballages étanches souples pour des produits pâteux. Download PDF

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FR2702738A1
FR2702738A1 FR9303111A FR9303111A FR2702738A1 FR 2702738 A1 FR2702738 A1 FR 2702738A1 FR 9303111 A FR9303111 A FR 9303111A FR 9303111 A FR9303111 A FR 9303111A FR 2702738 A1 FR2702738 A1 FR 2702738A1
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Abstract

Procédé et machine pour la fabrication de poches en matière plastique destinées à servir d'emballages étanches souples pour des produits pâteux, comportant une tête préformée de forme généralement cylindrique moulée en une matière plastique rigide soudable à chaud sur laquelle est rapporté un morceau d'une gaine tubulaire dont les deux bords ont été soudés l'un sur l'autre en formant une nervure saillante. Les moyens d'amenage, de mise au rond et de dépose du morceau de gaine sur la tête sont constitués par des manchons à vide fixes (45) et mobiles (46) dont la paroi perforée de trous est en communication avec une chambre annulaire à vide de manière à pouvoir aspirer et retenir à volonté le film constituant la paroi de la gaine tubulaire dont le diamètre ou la forme du périmètre extérieur correspond sensiblement au diamètre ou à la forme du périmètre intérieur dudit manchon (45) ou (46), selon les phases d'un automate d'amenage actionnant un chariot mobile (33) dont lesdits manchons sont rendus solidaires.

Description

La présente invention concerne un procédé de fabrication de poches en matière plastique destinées à servir d'emballage étanche pour des produits par deux, tels que des cosmétiques oxydables à l'air, des dentifrices ou analogues, du type comportant une tête préformée de forme généralement cylindrique moulée en une matière plastique rigide soudable à chaud sur laquelle est rapportée un morceau d'une gaine tubulaire obtenue à partir d'un ruban de film composite métal-plastique dont les deux bords ont été soudés l'un sur l'autre en formant une nervure saillante extérieure à ladite gaine ; ainsi que la machine de mise en oeuvre duit procédé.
On connaît de nombreux tubes d'emballage du type cidessus décrit, réalisés en des matériaux variés. En particulier le document FR-A-2 207 794 révèle un procédé pour la fabrication de tubes d'emballages souples et décrit une machine pour la mise en oeuvre de ce procédé. Ce tube est obtenu à partir d'une feuille de matière souple composite métal matière plastique portant un revêtement de finition dont un morceau coupé est roulé sur luimême et assemblé mécaniquement par ses bords latéraux formés et superposés de manière à présenter un joint longitudinal qui s'étend sur toutes la longueur du tube réalisé. De la même manière ce tube est assemblé mécaniquement par coincement avec une tête préformée rigide de forme appropriée. Un tel tube d'emballage ne présente pas une totale sécurité vis à vis des pressions qui pourraient être exercées sur le produit pâteux qu'il doit contenir et il peut s'ouvrir sous l'effet de pression trop élevées ou d'une malformation des pliages d'assemblage ou de montage sur la tête du morceau de feuille.
Pour remédier aux inconvénients ci-dessus le procédé de fabrication de poches en matière plastique selon la présente invention met en oeuvre une gaine tubulaire obtenue en continu de manière connue en 501r à partir d'un ruban de matière composite métal-matière plastique dont les bords sont soudés l'un sur l'autre de manière également connue en soi, un morceau de cette gaine tubulaire étant lui-même soudé à chaud sur une tête préformee rigide moulée en une matière plastique appropriée, le procédé de soudure consistant à réaliser d'abord un premier point de soudure d'assemblage entre les deux pièces en aplatissant simultanément la nervure de la gaine tubulaire, et à faire suivre cette opération d'une soudure circulaire à chaud.
La machine de mise en oeuvre du procédé selon l'invention se caractérise par la présence de moyens d'amenage de mise au rond ou en forme et de dépose de morceaux de gaine tubulaire sur une tête rigide, ces moyens étant constitués par des manchons à vide fixes et mobiles, ces derniers étant animés d'un mouvement de montée-baisse par un automate approprié précédé par une filière d'entrée fixe de mise au rond ou en forme et suivi par un dispositif de coupe à la longueur appropriée de la gaine tubulaire.
La machine selon l'invention se caractérise en outre par son dispositif de soudure pour la fermeture à plat du fond du morceau de gaine coupée simultanément avec la soudure d'un point sur la tête en vue d'aplatir la nervure et de fixer le morceau de gaine tubulaire à ce niveau sur la tête rigide.
La machine selon 1 invention se caractérise enfin par son dispositif de soudure circulaire à chaud du morceau de gaine tubulaire sur la tête rigide au moyen d'une molette tournante chauffée de forme et de position appropriée, la pression de soudure étant ajustable à volonté.
D'autres avantages et caractères particuliers du procédé et de la machine selon l'invention apparaîtront au cours de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation préférentiel fourni à titre d'exemple non limitatif et illustré par les dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 représente une poche terminée vue en coupe.
- la figure 2 représente la poche de la figure 1 en vue latérale.
- la figure 3a représente une vue schématique de la gaine tubulaire enroulée.
- la figure 3b représente une section de la gaine tubulaire enroulée.
- la figure 4 représente une vue schématique d'ensemble de la machine.
- la figure 5 représente une vue schématique d'ensemble de la machine.
- la figure 6 représente une vue en élévation et en coupe partielle d'une platine avec ses doigts porteurs.
- la figure 7 représente un détail du support de blocage des doigts porteurs.
- la figure 8 représente une vue en élévation du dispositif d'amenage, de dépose et de coupe de la gaine tubulaire.
- la figure 9 représente une vue en plan du dispositif de la figure 8.
- la figure 10 représente le dispositif de coupe des gaines tubulaires vu en élévation, mâchoires fermées.
- la figure 11 représente le dispositif de la figure 10 vu en plan, mâchoires ouvertes.
- la figure 12a représente une vue en coupe longitudinale des manchons d'aspiration.
- la figure 12b représente une vue en coupe transversale des manchons d'aspiration de la figure 12a.
- la figure 13 représente une vue en élévation et en coupe partielle du dispositif de soudure à plat des fonds et de la soudure marteau.
- la figure 14 représente une vue en plan des têtes de soudure.
- la figure 15 représente une vue en élévation du dispositif de soudure rotative.
- la figure 16 représente une vue de face du dispositif de la figure 15.
- la figure 17 représente un détail du montage du dispositif de réglage de pression de la molette de soudure.
Si on se réfère aux figures 1 et 2, on voit sur ces figures une poche constituée par deux pièces, à savoir une tête 1 sur laquelle est rapportée le morceau de gaine 2 formant la poche proprement dite.
La tête 1 est une pièce rigide réalisée de préférence par moulage par injection en une matière plastique appropriée telle que par exemple une polyoléfine. Elle comporte une embase 4 de forme cylindrique généralement circulaire mais pouvant également avoir une forme ovale, ayant la forme générale d'un bouchon surmonté par des bras allongés 4' facilitant la mise en place de la gaine 2, comme on le verra par la suite.
La gaine 2 est un morceau d'une gaine tubulaire obtenue à partir d'un ruban de matière pliable composite métal-matière plastique portant un revêtement de finition au moins sur sa face externe. Ce ruban est replié sur lui-même et soudé le long d'un joint longitudinal où les bords latéraux opposés sont superposés et assemblés par une soudure externe de façon bien connue, formant ainsi une nervure saillante 3 sur un côté du tube. Comme le montre la figure 3a représentant la gaine tubulaire enroulée et la figure 3b représentant la section de cette gaine enroulée, la gaine 2 est livrée enroulée à plat, la nervure 3 étant située au milieu de la face du tube aplati situé du côté interne du tube enroulé.
Comme le montrent les figures 1 et 2, lorsque la poche est terminée, une longueur déterminée de gaine tubulaire se trouve assemblée de manière étanche sur la tête 1 formant embase, et la gaine 2 est pincée à sa partie supérieure pour former une soudure étanche 5 fermant la poche à plat vers le haut. Cette poche peut alors être remplie par l'intermédiaire de la tête 1 avant d'être fermée de manière conventionnelle avec le produit qu'elle doit contenir.
Le procédé de fabrication d'une telle poche comporte, après mise en place sur la tête 1 du morceau de gaine tubulaire 2 coupée à la longueur appropriée, une opération d'assemblage en deux temps de cette gaine tubulaire 2 sur la tête 1 suivie par une opération de fermeture par soudure à chaud du haut de la gaine tubulaire 2.
Du fait de l'existence d'une surépaisseur de matière formée par la nervure 3 de la gaine tubulaire 2, il est indispensable de procéder à une soudure à chaud en deux temps pour obtenir un assemblage étanche entre la tête 1 et le morceau de gaine tubulaire 2.
Une première opération de soudure à chaud permet d'aplatir la nervure 3 et de souder ponctuellement cette nervure contre la paroi de la gaine tubulaire 2 elle-même, ainsi que l'intérieur de cette gaine 2 contre la paroi extérieure de l'embase 4 de la tête 1.
Une deuxième opération de soudure à chaud exécutée à la molette permettra ensuite de terminer l'assemblage étanche de la gaine tubulaire 2 sur l'embase 4 de la tête 1.
Finalement le haut de la gaine 2 est fermé par une soudure à chaud à plat 5, cette opération étant réalisée dans une forme préférée de la présente invention simultanément avec la première opération d'assemblage par points de la gaine 2 sur la tête 1, mais il est évident qu'elle peut être réalisée durant une autre phase du processus de fabrication de la poche.
La machine permettant de réaliser le montage automatique en continu de la gaine souple 2 sur une tête rigide 1 en matière plastique est représentée schématiquement, sur la figure 4 en élévation et sur la figure 5 en plan. On voit sur la figure 4 que cette machine comporte un bâti 6, réalisé de préférence en mécanosoudure sur lequel est monté un plateau tournant 7 qui supporte sur sa périphérie six platines 8 disposées à 60C les unes des autres, sur chacune desquelles sont montés quatre doigts porteurs 9 qui supportent les têtes rigides des poches à assembler, étant bien entendu que le nombre de doigts porteurs 9 par platine 8 peut varier selon les cadences souhaitées pour la fabrication des poches. Le plateau 7 est entraîné en rotation par un automate à indexation 7' à six positions, schématiquement représenté en traits interrompus sur la figure 5, d'un type conventionnel bien connu qui ne sera pas décrit plus en détail ici.
A chacune des six positions d'arrêt du plateau 7 et face aux doigts porteurs 9 présents après chaque rotation d'1/6" de tour dudit plateau, correspond un poste de travail 10 (A,B,C,D,E ou F) monté sur un châssis solidaire d'un bâti 6 de la machine comme cela est schématisé sur la figure 4. A chacun de ces six postes de travail A,B,C,D,E et F correspond une phase du cycle de fabrication des poches, à savoir
- le poste A est le poste de chargement de la machine qui ici décrite à titre d'exemple est manuelle, mais qui pourrait être très facilement automatisée de manière connue en soi au moyen d'un distributeur de pièces et d'un automate de chargement. Un tel système bien connu de l'homme de l'art pourrait être adjoint sans difficulté à la machine ici décrite sans qu'il soit besoin d'en décrire le détail ici.
- le poste B est le poste de mise au rond, de dépose de la gaine 2 sur la tête 1 et de coupe de longueur de celle-ci.
- au poste C est effectuée la soudure de fermeture du fond du morceau de gaine tubulaire 2 ainsi qu'un point de soudure de cette même gaine sur la tête I au niveau de la nervure 3.
- au poste D est effectuée la soudure rotative à la molette du morceau de gaine tubulaire 2 sur la tête 1.
- le poste E est libre sur la machine ici décrite mais pourrait servir à la mise en place d'un dispositif de contrôle qui ne sera pas décrit ici, car bien connu de l'homme de l'art.
- enfin le poste F est équipé d'un manipulateur muni de quatre ou n pinces pour soulever les poches terminées et les déposer par exemple dans un carton selon un dispositif bien connu de l'homme de l'art qui ne sera pas non plus décrit plus en détail ici.
Comme on peut le voir sur la figure 6, les doigts porteurs 9 des poches sont montés verticalement et tournant sur leurs platines 8 respectives. Comme cela apparaît sur la figure 15, ces doigts porteurs 9 sont en effet rendus solidaires au moyen d'un écrou de retenue 11, d'un arbre 12 monté tournant grâce aux roulements 13a et 13b retenus dans le manchon fixe 14 solidaire de la platine 8. A leurs extrémités supérieures les doigts porteurs 9 se terminent par un embout 15 de forme appropriée pour recevoir l'embase 4 de la tête rigide 1 d'une poche. Un pignon 16 est fixé respectivement à chaque extrémité inférieure de chaque arbre 12 qui entraîne le doigt porteur 9 et est rendu solidaire de celuici. L'extrémité inférieure allongée de l'un quelconque des quatre ou n arbres 12 montés sur une même platine 8 est en outre pourvue d'une roue conique 17 également solidaire en rotation de l'arbre 12 sur lequel elle est montée. Les pignons 16 ou selon le cas l'ensemble des pignons 16 et de la roue conique 17 sont bloqués sur les extrémités respectives des arbres 12 sur lesquels ils sont montés au moyen d'une rondelle d'arrêt 18 et d'une vis 19.
Entre les quatre ou n arbres 12 solidaires des quatre ou n doigts porteurs 9 d'un même plateau 8 et leurs pignons 16 associés sont disposés chaque fois, entre deux pignons 16 successifs, trois ou n-l pignons 20 engrenant avec les deux pignons 16 voisins, les axes de ces pignons 20 étant de préférence alignés avec les axes des arbres 12, donc des doigts porteurs 9 correspondants. Comme le montre la figure 7, ces pignons 20 sont montés tournant sur des coussinets 21 emmanchés sur les axes 22 où ils sont retenus par des rondelles 23 et des vis 24, les axes 22 étant eux-mêmes rendus solidaires de la platine 8 correspondante grâce à des écrous 25.
Il est ainsi évident, qu'en faisant tourner la roue conique 17 d'une platine 8, on entraîne simultanément dans le même sens et à la même vitesse l'ensemble des quatre ou n doigts porteurs 9 de cette platine 8. De même si on bloque ladite roue conique 17 dans une position déterminée l'ensemble des quatre ou n doigts porteurs 9 est bloqué dans une même position relative par rapport à ladite platine 8. Or comme le montre la figure 7 chaque platine 8 porte justement sur sa face inférieure, donc du côté de la roue conique 17, un dispositif de verrouillage en position constitué par un doigt de verrouillage 26 qui peut venir s'engager entre deux dents de la roue conique 17. Ce doigt de verrouillage 26 est porté par un verrou 27 monté en bascule libre sur un support 238 solidaire de la platine 8. Un axe 239 permet au verrou 27 d'osciller librement autour de lui, les masses de la pièce 29 situées de part et d'autre de cet axe 239 étant telles que le verrou 27 tend normalement à basculer dans le sens des aiguilles d'une montre et par là à engager normalement le doigt de verrouillage 26 entre deux dents de la roue conique 17, bloquant ainsi celle-ci dans une position déterminée et par là bloquant l'ensemble des doigts porteurs 9 de chacune des platines 8 dans une position déterminée. On verra par la suite comment et dans quelle circonstance la roue conique 17 peut être débloquée et être amenée à tourner et ainsi à faire tourner les doigts porteurs 9.
Après chargement des têtes de poches 1 sur les doigts porteurs 9 d'une platine 8 et rotation d'l/6e de tour du plateau 7 grâce à l'automate de commande du mécanisme, la platine 8 se présente au poste B où s' effectue la dépose de la gaine 2 et sa coupe de longueur sur un mécanisme représenté en élévation sur la figure 8. Ce mécanisme est monté sur un châssis 28 approprié solidaire du bâti 6 de la machine. Ce mécanisme comporte naturellement quatre ou n dispositifs similaires disposés en parallèle, chacun correspondant respectivement à un doigt porteur 9. A partir d'un rouleau 29 de gaine tubulaire enroulée selon la figure 3a, c'est à dire avec la soudure à plat située du côté intérieur sur ce rouleau 29, la gaine tubulaire 2 passe sur un dérouleur classique schématisé en 29'avant de s'engager entre les mors de la mâchoire 31 de traction. Cette mâchoire 31, actionnée par un vérin 32 réglé de manière à provoquer la fermeture de la mâchoire 31 sur l'axe de la gaine à plat, qui correspond également à l'axe vertical du doigt porteur 9 correspondant, est portée par un chariot mobile verticalement schématisé sur la figure 8 en 33.
Le chariot mobile 33 qui porte les mâchoires 31 ainsi que les manchons mobiles 45 dont il sera question par la suite, est actionné par un système motorisé à courroies crantées de montéebaisse bien connu de l'homme de l'art, simplement schématisé sur les figures 8 et 9 et non décrit plus en détail ici. Il permet de faire effectuer à cet ensemble une course appropriée comme on le verra par la suite.
Ensuite le ruban de gaine plastique passe à travers une filière d'entrée 34 fixe portée par une plaque 35 solidaire du châssis 28. Comme on peut le voir sur la figure 9, cette plaque 35 porte naturellement une barre 34 dans laquelle sont usinées les quatre ou n filières d'entrée correspondant aux quatre ou n dispositifs situés en parallèle. Comme le représente la figure 8, cette filière d'entrée de forme généralement cylindrique, circulaire ou ovale selon la forme de la poche à réaliser, présente à l'intérieur, dans le cas d'une poche cylindrique circulaire, un passage conique dont le diamètre d'entrée 341 est sensiblement égal à la largeur du film 2 de la gaine à plat et le diamètre de sortie 342 est sensiblement égal au diamètre extérieur de ladite gaine 2 mise au rond.
La plaque 35 porte également, par l'intermédiaire d'un palier 37 approprié, un volant de réglage 36 dont l'axe 38 s'engage par sa partie inférieure filetée dans un écrou 39 solidaire d'une plaque support 40, qui grâce à quatre colonnes de guidage 41 passant à travers quatre paliers appliques 42 fixés sur la face fixe 35, supporte par l'intermédiaire d'une platine 43 portée par des colonnettes appropriées, les quatre ou n manchons fixes 45 portés par une barre 44 dont la position en hauteur est ainsi rendue réglable.
Sous la barre 44 portant les manchons fixes 45 sont disposés des manchons mobiles 46 portés par la barre 47 de la même façon que les manchons fixes sont portés par la barre 44 solidaire du chariot 35 schématisé sur la figure 8 en position haute et en position basse, la position basse amenant les manchons mobiles 46 à être assis sur les doigts porteurs 9 correspondants de manière que leur surface de base coïncide avec la surface de base des embouts supports 15 respectivement correspondants.
Les manchons fixes 45 et les manchons mobiles 46 sont représentés en détail sur les figures 12a en coupe longitudinale et 12b en coupe transversale. Ils sont de préférence réalisés en une matière plastique présentant une certaine souplesse, comme du polyéthylène haute densité et ont une forme générale cylindrique circulaire ou ovale selon le cas, leur paroi interne 451 ayant un diamètre sensiblement égal au diamètre extérieur de la gaine 2 mise au rond et la paroi externe présentant trois zones étagées 452, 453 et 454 correspondant respectivement à trois zones correspondantes 442, 443 et 444 de longueur axiale équivalente des quatre ou n alésages des barres 44 ou 47 destinés à recevoir lesdits manchons.
Comme on le voit sur la figure 12a, les diamètres des zones 442 et 444 correspondent respectivement au diamètre des zones 452 et 454 du manchon 45 ou 46 qui vient ainsi s'emboîter de force dans son alésage correspondant de la barre 44 ou 47. Par contre le diamètre de la partie intermédiaire 443 de cet alésage est supérieur au diamètre externe 453 du manchon dans la même zone de sorte qu'il subsiste dans cette zone une chambre annulaire 455.
Un certain nombre de trous latéraux 456 ménagés dans la zone intermédiaire 453 du manchon 45 sur toute la périphérie et sur plusieurs rangées mettent en communication la paroi interne 451 avec cette chambre annulaire 455. D'autre part un perçage 441 permet la mise en place d'une tubulure reliée à un dispositif d'aspiration, non représenté, permettant de créer le vide dans la chambre annulaire 455. Enfin une nervure longitudinale 457 existant sur la paroi interne 451 du manchon permet de loger la sur-épaisseur due à la nervure 3 de la gaine tubulaire 2 comme on le verra par la suite.
En-dessous de la plaque support 40 réglable en hauteur et également solidaire de celle-ci est disposé un mécanisme de coupe des gaines tubulaires représenté sur les figures 10 et 11, mécanisme qui est donc réglable en hauteur simultanément et de la même quantité que les manchons fixes 45. Deux demi mâchoires 48 et 49 constituées chacune par deux pièces assemblées par vis formant entre elles une fente 51 et 52 appropriée, sont montées par l'intermédiaire de deux barres supports 53 et 54 sur deux fois deux vérins, 55a et 55b et 56a et 56b respectivement, eux-mêmes rendus solidaires de façon appropriée de la plaque support 40 qui porte également de façon appropriée deux axes de guidage 57 et 58 des barres supports 53 et 54. Un vérin à bande 59 portant une lame de coupe 60 est solidaire de la demi mâchoire 49 et de son mouvement.
On peut maintenant décrire le fonctionnement de cet ensemble d'amenage, de dépose et de coupe du film plastique. Au début d'un cycle le ruban de gaine tubulaire plastique dévidée du rouleau 29 avec sa nervure 3, disposé comme indiqué ci-dessus du côté intérieur, passe à travers la mâchoire 31 ouverte puis la filière 34, où il s'ouvre en prenant une forme arrondie, ensuite par le manchon fixe 45 qui le retient par dépression, la nervure 3 étant disposée dans la rainure 457 prévue à cet effet, puis par le manchon mobile 46, non relié à la pompe à vide et en position haute, pour finalement pendre entre les mâchoires de coupe 48 et 49 jusqu'au niveau du plan de la lame de coupe 60 comme cela est schématisé en traits mixtes sur la figure 8. L'automate actionne alors le chariot mobile 33 pour faire descendre le vérin 32 avec ses mâchoires 31 ouvertes et le manchon mobile 46 porté par la barre 47 jusqu'au niveau bas de la gaine tubulaire 2, c'est à dire jusqu a ce que le plan de la face inférieure du manchon mobile 46 soit confondu avec le plan de la lame de coupe 60. A cet instant la mâchoire 31 est serrée par le vérin 32 et pince le tube 2 à plat au niveau de sa partie supérieure, tandis que le manchon mobile 46 est relié à la pompe à vide pour retenir la gaine tubulaire 2 déjà arrondie par son passage à travers la filière 34 et ainsi mise au rond complet à sa partie inférieure, sa nervure 3 étant logée dans la rainure 457 du manchon et que le manchon fixe 45 relâche de son côté la gaine tubulaire 2, sa liaison avec la pompe à vide étant alors coupée. Le chariot mobile 33 continue alors sa course jusqu'en position basse pour s'arrêter lorsque l'extrémité de la gaine tubulaire 2 coiffe exactement la tête I correspondante de la poche à réaliser, portée par l'embout 15 du doigt porteur 9 pendant que les mâchoires 31 serrées sur la gaine tubulaire 2 à la partie supérieure assure le déroulement de celleci à partir du rouleau. A cet instant le manchon mobile 46 relâche le tube, sa liaison avec la pompe à vide étant coupée, les mâchoires 31 de traction s'ouvrent à nouveau et le manchon fixe 45 relié à présent à la pompe à vide assure alors à nouveau la retenue de la gaine tubulaire 2. Le chariot mobile 33 peut alors revenir à sa position de départ, ce qui permet au dispositif de coupe ci-dessus décrit d'entrer en action, ce qui se traduit par le serrage des mâchoires 48 et 49 suivi d'un aller/retour de la lame de coupe 60 actionnée par le vérin à bande 59, ce qui assure la coupe simultanée des quatre ou n gaines tubulaires relatives à une même platine 8, puis la réouverture des mâchoires 48 et 49. Ce dispositif est visible en élévation avec les mâchoires fermées sur la figure 10 et en plan avec les mâchoires ouvertes sur la figure 11. L'ensemble B est alors prêt pour le cycle suivant.
Tout cet ensemble est naturellement commandé par un automate électronique bien connu de l'homme de l'art et qui ne sera pas décrit plus en détail ici. Par ailleurs, le volant de réglage 36 agissant sur la position du dispositif de coupe et du manchon fixe 45 permet d'ajuster la longueur du morceau de gaine tubulaire 2 coupée, donc finalement la dimension de la poche à réaliser.
Après rotation du plateau tournant 7 d'un nouveau 1/6e de tour les quatre ou n poches à réaliser simultanément se présentent alors sous le dispositif C de soudure des fonds et d'un point sur la tête, les morceaux de gaine tubulaire 2 étant emmanchés sur leurs têtes I respectives disposées sur les embouts 15 des doigts porteurs 9.
Le dispositif C est monté sur un châssis 100 solidaire du bâti 6 de la machine sur lequel est fixé un plateau 101 qui porte deux paliers-appliques 102 servant de guidage à deux arbres 103 porteurs d'une platine 104 qui supporte l'ensemble de soudure des fonds, comme représenté sur la figure 13.
Au milieu du plateau 101 un pallier lisse 105 laisse passer l'axe 106 d'un volant 107 dont il est solidaire et qui s'engage par sa partie inférieure filetée dans un écrou 108 lui même solidaire de la platine 104. De cette manière l'ensemble de cette platine 104 et des dispositifs de soudure des fonds qu'elle supporte est réglable en hauteur afin de permettre d'ajuster la position en hauteur des dispositifs de soudure des fonds à la longueur choisie des morceaux de gaine tubulaire 2 lors de la coupe dans le dispositif B qui précède. Pour chacune des quatre ou n poches assemblées simultanément sur une même platine 8 de la machine, le dispositif de soudure du fond est constitué par deux têtes de soudure à chaud 109a et 109b réalisées en un matériau bon conducteur de la chaleur tel que par exemple du laiton, chauffées électriquement de façon appropriée par des cartouches chauffantes électriques et régulées en température de manière classique à l'aide de thermocouples.
Comme le montrent la figure 13 en coupe et la figure 14 en vue de dessus, la tête de soudure 109a est fixée à l'aide de vis et en intercalant une pièce isolante 110 sur un porte-tête 111 lui-même monté légèrement mobile sur une plaque support intermédiaire 112 par l'intermédiaire d'un goujon 113, de manière à permettre un léger déplacement axial entre les deux pièces. Dans un système à quatre doigts-supports pour une platine 8, il existe deux plaques supports 112 dont chacune porte respectivement deux têtes 109 sur leur portes-têtes respectifs 111 de la façon décrite ci-dessus, et chacune de ces plaques 112 est à son tour montée de la même manière, par l'intermédiaire d'un goujon 113, sur un porte-tête de base 114, ce qui lui assure par rapport à cette pièce une certaine mobilité, le porte-tête 14 lui-même monté, toujours selon le même principe, par l'intermédiaire d'un goujon 113 sur la plaque d'extrémité 115 de l'unité de guidage associé à un vérin 116.
Le montage mobile des têtes de soudure 109a permet à chacune d'entre elles de s'orienter indépendamment des autres par rapport à la tête de soudure 109b qui lui fait respectivement face. Les têtes de soudure 109b, similaires aux têtes de soudure 109a et chauffées de la même manière, sont toutes rendues rigidement solidaires d'un ensemble de guidage et d'un vérin associé 117 légèrement moins puissant que le vérin 116, ce dernier assurant la position axiale de l'extrémité de la tête de soudure 109a lorsque son piston est dans sa position avancée extrême et la tête 109b qui lui fait face venant buter contre la face 109a pour obtenir la pression de soudure nécessaire qui est alors conférée par le vérin 117 réglé en position de telle manière que son piston mobile n'arrive pas à fin de course lorsque les têtes 109b viennent buter contre les têtes 109a. La soudure des fonds se fait ainsi tout simplement à chaud par pincement des extrémités supérieures des quatre ou n morceaux de gaine tubulaire 2 respectifs emmanchés sur leurs têtes I correspondantes montées sur les doigts-supports 9 entre les mâchoires respectives 109a et 109b des têtes de soudure, après actionnement des vérins 116 et 117.
On réalise egalement au même poste C un point de soudure entre le morceau de gaine tubulaire 2 au niveau de sa nervure 3 et la tête 1 sur laquelle il est emmanché. Cette opération se fait de préférence simultanément avec la soudure des fonds ci-dessus décrite, mais elle peut également être légèrement décalée dans le temps par rapport à cette soudure des fondus, auquel cas elle se fera de préférence après la soudure des fonds, car elle assure la tenue du morceau de gaine tubulaire 2 sur sa tête 1 durant la soudure du fond. Comme on peut le voir sur les figures 13 et 14 ce point de soudure est réalisé au moyen d'une tête de soudure appelée marteau 118, réalisée en un métal bon conducteur de la chaleur comme le laiton, et fixée par deux vis sur le porte-tête 119 réalisé de même en un métal bon conducteur de la chaleur et équipé de cartouches chauffantes appropriées et d'un thermocouple pour l'amener à la température requise pour l'opération de soudure. La partie avant de la tête marteau 118 est munie d'un nez 118a de longueur appropriée dont la partie frontale se termine par un arc concave d'un cercle ayant sensiblement un diamètre égal au diamètre extérieur de la poche à réaliser.
Le porte-tête 119 avec sa tête 118 est monté par l'intermédiaire d'un isolant 120 sur un support de tête 121 qui porte deux axes 124 coulissant dans deux paliers-appliques à billes 123 solidaires de la platine 125. Deux ressorts 122 montés sur les axes 124 entre les platines 125 et le support 121 confère la pression de soudure requise lorsque le nez 118a du marteau 118 est en appui contre le morceau de gaine tubulaire 2 emmanché sur sa tête 1 montée sur le doigt support 9 correspondant.
La platine 115 supportant ensemble des quatre ou n têtes de soudure marteau est montée sur une unité de guidage munie d'un vérin pneumatique 126, elle-même fixée rigidement sur le bâti 6, 100 de telle façon que la position en hauteur des quatre ou n marteaux correspondent exactement au niveau des quatre ou n embouts 15 supports des poches de tête 1 portés par les doigts 9 respectifs.
Comme cela est bien visible sur la figure 13, le morceau de gaine tubulaire engagé sur sa tête I est disposé de manière que sa nervure 3 de fermeture se trouve du côté gauche, de sorte que le nez 118a du marteau vienne aplatir ladite nervure 3 et chauffe suffisamment cette zone limitée pour aplatir et assembler l'ensemble des épaisseurs de films présents en cet endroit et assurer simultanément la soudure de ladite gaine tubulaire 2 sur la tête 1 en ce point.
Après réalisation de la soudure des fonds et des points d'assemblage sur les têtes ci-dessus décrites, l'ensemble des têtes de soudure se retire et le plateau tournant 7 peut effectuer un nouveau 1/6e de tour. Les quatre ou n poches en cours de finition se présentent alors sous le dispositif B où est réalisée la soudure en rotation des morceaux de gaine 2 sur leurs têtes 1 respectives.
Cet ensemble est monté sur un châssis 200 solidaire du bâti 6 de la machine, sur lequel est fixée par des boulons une platine 201 portant deux arbres 203 maintenus chacun par deux brides 202 sur cette platine 201. Une platine mobile 206 portée par deux fois deux paliers à bille 205 coulissant sur les deux arbres 203 peut être mue par un vérin pneumatique 204. Sur la platine mobile 206 est soudé un support vertical 207 qui porte les quatre ou n ensembles de galets d'entraînement 208 et de modèle de soudure 209.
La platine mobile 206 porte sur sa face inférieure deux galets de positionnement 228 montés avec interposition de roulements appropriés sur des axes 229 situés dans l'axe des deux molettes de soudure extrêmes d'un ensemble de quatre ou n molettes de soudure 209 porté par le plateau mobile 206, étant bien évident que chaque axe de molette de soudure 209 est situé dans le même plan vertical que l'axe du doigt-support 9 correspondant, plan qui est parallèle à l'axe de la machine complète et perpendiculaire au plan contenant les quatre ou n axes des doigts-supports 9 d'une même platine 8.
Le galet d'entraînement 208 monté sur l'axe 214 est retenu par l'intermédiaire de roulements appropriés dans l'étrier 210, lui-même monté sur deux axes supports 211 pouvant coulisser librement dans deux paliers-appliques 213 solidaires du support 207, deux ressorts de compression 212 tendant à écarter l'étrier 210 de ce dernier.
Par ailleurs l'axe 214 entraîne, par l'intermédiaire d'un accouplement 215 du type à double cardan autorisant un léger décalage des deux axes solidaires en rotation, la molette de soudure 209 dont l'axe peut tourner librement dans un fourreau 216 lui-même emmanché dans une pièce thermiquement isolante 217 solidaire d'une table 218 montée de la même manière que l'étrier 210 sur deux axes supports 219 pouvant coulisser librement dans deux paliers-appliques 220. Comme on peut le voir sur les figures 15 et 17, l'axe 223 d'un micromètre 222 solidaire d'un support 221 lui-même solidaire des axes supports 211 de l'étrier 210 repousse la table 218 par l'intermédiaire d'un ressort de compression 224 logé dans un guidage approprié 224' solidaire de la table 218. La pression exercée par la molette de soudure est ainsi réglable par ce micromètre 222 par rapport à la pression exercée par le galet d'entraînement 208 sur le doigt support 9.
La table 218 porte par ailleurs à sa partie supérieure un doigt 225 qui s'engage dans un trou oblong 227 à la partie supérieure d'un bloc chauffant 226 réalisé en un matériau bon conducteur de la chaleur comme la molette de soudure 209 et équipé d'éléments chauffants et d'un thermocouple approprié pour conférer à l'ensemble formé par ledit bloc 226 et sa molette de soudure 209 associée la température requise pour l'exécution de la soudure par rotation. Comme on peut le voir sur la figure 15, la molette 209 est emboîtée dans la base du bloc chauffant 226 sur lequel elle peut tourner tout en étant en relation thermique étroite avec lui, le doigt 225 empêchant ledit bloc chauffant 226 d'être entraîné en rotation par la molette.
En se reportant aux figures 6, 7 et 15, on voit en outre que le châssis 200 support du dispositif C porte de manière appropriée un moteur 231 avec codeur incorporé monté sur un support 232 lui-même monté en bascule sur un axe 233 horizontal solidaire du châssis fixe 200. Cet axe 233 est disposé à l'une des extrémités du support 232 dont l'autre extrémité repose sur un doigt pousseur 237 vertical pouvant être actionné par un vérin 235 lui-même solidaire du châssis 200. Enfin l'axe du moteur 231 porte un pignon conique 234 susceptible d'engrener avec la roue conique 17 qui comme précédemment décrit entraîne l'ensemble des doigts supports 9 en rotation. Lorsque le vérin 235 repousse la platine 232 pour engager le pignon 234 avec la roue 237, une tringlerie 236 solidaire du support 232 repousse simultanément le verrou 27 qui bascule alors sur son axe 239 et permet ainsi aux doigts de verrouillage 26 de libérer la roue conique 17.
L'ensemble D de soudure par rotation fonctionne alors de la manière suivante : lorsque les quatre ou n doigts supports 9 équipés chacun de la tête 1 et du morceau de gaine tubulaire 2 partiellement assemblés comme décrit ci-dessus se présentent devant l'ensemble D après rotation du plateau tournant 7 de 1/6e de tour, le vérin 204 repousse le plateau mobile 206 jusqu a ce que les galets de positionnement 228 viennent buter contre la base des deux doigts supports extrêmes 9 montés sur la platine 8. Dans cette position les quatre ou n galets d'entraînement portent sur une zone 230 de préférence moletée des quatre ou n doigts supports 9 de la même platine 8, contre lesquels ils prennent appui grâce au ressort de poussée 212. Simultanément le vérin 235 repousse la platine 232 de manière à engager le pignon conique 234 sur la roue 17 correspondante qui est libérée de son doigt de verrouillage 26 comme on vient de le décrire ci-dessus.
Le codeur incorporé dans le moteur 231 fait alors exécuter à l'ensemble des quatre ou n doigts porteurs 9 un tour complet. De ce fait les galets d'entraînement 208, qui portent sur les zones moletées 230 desdits doigts 9 et qui peuvent éventuellement être équipés d'un joint torique ou de tout autre revêtement approprié en vue d'améliorer leur adhérence sur lesdits doigtes, sont également amenés à tourner par friction et à entraîner en rotation les molettes de soudure 209 correspondantes qui leur sont reliées par l'intermédiaire des accouplements 215.
Ces molettes de soudure 209 portent sur la base des embouts supports 15 disposés en bout des doigts porteurs 9 et équipés chacun de la tête I et du morceau de gaine tubulaire 2 partiellement assemblés comme décrit ci-dessus. La température de soudure est réglée par le dispositif de chauffage incorporé dans le bloc chauffant 226 alors que la pression de soudure peut être ajustée indépendamment au moyen du micromètre 222. On voit ainsi comment est réalisée, en un tour de rotation complet des quatre ou n doigts porteurs 9, la soudure complète entre chacun des morceaux de gaine tubulaire 2 et la tête 1 associée pour compléter la réalisation des quatre ou n poches à réaliser.
A l'issue de cette opération, le plateau tournant peut refaire 1/6e de tour afin d'amener les quatre ou n poches ainsi terminées devant le poste D libre sur la machine ainsi décrite, mais pouvant éventuellement être équipé d'un dispositif de contrôle des pièces terminées. A l'issue de cette opération de contrôle, le plateau tourne à nouveau d'1/6e de tour pour amener les poches terminées et contrôlées au poste F où elles sont dégagées soit manuellement, soit au moyen d'un dispositif automatique bien connu de l'homme de l'art et qui ne sera pas décrit en détail ici.
Le contrôle de l'ensemble des opérations et du cycle de fonctionnement de la machine ainsi décrite est assuré par un automate électronique, de façon connue en soi et qui ne sera pas décrite en détail ici.
Il est évident par ailleurs que la machine ainsi décrite peut être l'objet de nombreuses variantes d'exécution sans sortir du cadre de la présente invention. Ainsi par exemple il est possible de réaliser les molettes de soudure 209 avec leur bloc chauffant 226 en une seule pièce, étant bien entendu que les amenées de courants doivent alors être réalisées par des contacts glissants.
Par ailleurs on a surtout décrit la réalisation de poches montées sur des têtes ayant une forme cylindrique circulaire, mais il est bien évident, comme cela a été d'ailleurs mentionné, qu'il est possible de monter des poches sur des têtes ayant une forme générale ovale, les doigts porteurs 9 devant alors avoir une forme similaire pour permettre aux galets de positionnement 228, aux galets d'entraînement 208 et à la molette de soudure 209 de suivre cette forme lors de la rotation des doigts.

Claims (15)

  1. REVENDICATIONS
    I) Procédé de fabrication de poches en matière plastique destinées à servir d'emballages étanches souples pour des produits pâteux, du type comportant une tête (1) préformée de forme généralement cylindrique moulée en une matière plastique rigide soudable à chaud sur laquelle est rapporté un morceau d'une gaine tubulaire (2) obtenue à partir d'un ruban de film composite métalmatière plastique dont les deux bords ont été soudés l'un sur l'autre en formant une nervure saillante (3) extérieure à la gaine (2), caractérisé en ce qu'après mise au rond de la gaine (2), l'assemblage de la gaine souple (2) sur la tête rigide 1 est réalisé par une première soudure ponctuelle à chaud des deux pièces au niveau de la nervure (3) de la gaine tubulaire, suivie par une soudure circulaire à chaud entre les deux pièces.
  2. 2) Procédé selon la revendication 1 ci-dessus caractérisé en ce que la fabrication des poches s'effectue selon la succession suivante d'opérations, grâce à un automate approprié annexé à un plateau tournant (7)
    - positionnement de la gaine tubulaire (2) sur la tête (1) et coupe de longueur de la gaine tubulaire (2)
    - soudure simultanée à chaud du fond pour sa fermeture à plat et d'un point sur la tête au niveau de la nervure (3) de la gaine tubulaire (2)
    - soudure rotative à chaud du morceau de gaine tubulaire (2) sur la tête (I).
  3. 3) Machine pour la mise en oeuvre du procédé selon les revendications I et 2, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens pour l'amenage, la mise au rond et la dépose d'un morceau de gaine (2) sur la tete (1) portée par l'embout (15) d'un doigt porteur (9).
  4. 4) Machine selon la revendication 3 caractérisée en ce que les moyens d'amenage, de mise au rond et de dépose du morceau de gaine (2) sur la tête (1) sont constitués par des manchons à vide fixes (45) et mobiles (46) dont la paroi perforée de trous (456) est en communication avec une chambre annulaire à vide (455) de manière à pouvoir aspirer et retenir à volonté le film constituant la paroi de la gaine tubulaire (2) dont le diamètre ou la forme du périmètre extérieur correspond sensiblement au diamètre ou à la forme du périmètre intérieur dudit manchon (45) ou (46), selon les phases d'un automate d'amenage actionnant un chariot mobile (33) dont lesdits manchons sont rendus solidaires.
  5. 5) Machine selon la revendication 3 ou la revendication 4 caractérisée en ce qu'un moyen préliminaire fixe de mise au rond de la gaine tubulaire plate (2) est constitué par une filière (34) dont le cône intérieur, traversé par ladite gaine tubulaire (2) à la sortie du rouleau (29), a un diamètre d'entrée (341) sensiblement égal à la largeur à plat de la gaine tubulaire (2) sur son rouleau et le diamètre de sortie (342) a un diamètre sensiblement égal au diamètre exterieur de la gaine tubulaire (2) après sa mise en forme, ou une forme intérieure ovale similaire à la forme extérieure ovale de ladite gaine tubulaire (2) après sa mise en forme.
  6. 6) Machine selon l'une quelconque des revendications 3 à 5 caractérisée en ce que le dispositif de coupe (59, 60) des gaines tubulaires (2) permet de couper à longueur simultanément toutes les gaines tubulaires (2) des n lignes de fabrication des poches réalisées simultanément après leur serrage dans un étau (48, 49).
  7. 7) Machine selon l'une quelconque des revendications 3 à 6 caractérisée en ce que la soudure de fermeture à plat des fonds (5) et un point de soudure sur la tête (1) au niveau de la nervure (3) de la gaine tubulaire (2) sont réalisés simultanément grâce à des têtes de soudure à chaud (109) et des marteaux (118) respectivement chauffés et régulés en température de manière appropriée.
  8. 8) Machine selon l'une quelconque des revendications 3 à 6 caractérisée en ce que la soudure de fermeture à plat des fonds (5) et un point de soudure sur la tête (1) au niveau de la nervure (3) de la gaine (2) sont réalisés avec un léger décalage dans le temps grâce à des têtes de soudure à chaud (109) et des marteaux (118) respectivement chauffés et régulés en température de manière appropriée, dont le cycle de fonctionnement est commandé par l'automate de contrôle.
  9. 9) Machine selon la revendication 7 ou la revendication 8 caractérisée en ce que les demi-têtes de soudure à chaud des fonds (109a) des n poches à assembler simultanément sont montées d'un côté sur des supports (111, 112, 114) articulés entre eux grâce à des goujons (113) de manière à assurer leur alignement avec les demi-têtes fixes (109b) qui leur font respectivement face.
  10. 10) Machine selon l'une quelconque des revendications 3 à 8 caractérisée en ce que la soudure périphérique des morceaux de gaine tubulaire (2) sur la tête (1) est assurée par une molette chauffante et tournante (209).
  11. 11) Machine selon la revendication 9 caractérisée en ce que la molette chauffante et tournante (209) est entraînée par un galet (208) lui-même entraîné en friction par le doigt porteur (9) correspondant.
  12. 12) Machine selon la revendication 10 caractérisée en ce que des moyens sont prévus pour régler la pression de soudure de la molette de soudure (209) indépendamment de la pression de friction d'entraînement du galet (208) sur le doigt porteur (9).
  13. 13) Machine selon la revendication 12 caractérisée en ce que les moyens de réglage de la pression de soudure de la molette de soudure (209) sont constitués par un micromètre (222) agissant sur un ressort de compression (224).
  14. 14) Machine selon la revendication 9 caractérisée en ce que la molette de soudure (208) est chauffée par un bloc chauffant indépendant 1226) sur lequel elle peut tourner tout en restant en relation thermique étroite avec lui.
  15. 15) Machine selon la revendication 10 caractérisée en ce que la liaison entre les axes de la molette de soudure (209) et du galet d'entraînement (208) est réalisée par un accouplement (215) du type double cardan permettant un certain décalage entre lesdits deux axes respectifs maintenus parallèles entre eux.
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