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'PERFEeH)NNEMENS': APPORTES" A\i!X' PROCEDES ,ET ,DISPOS i'I'IFS "POUR"REV#R" , 'PAR "mURS 'BORDB :DES !EEUÏLLES -OU 'COUCHES EN J),ES :,TIEBES 'THERMOPUSTIQUES.
L'invention est relative à des procédés et dispositifs pour relier par leurs bords des feuilles ou couches en des matières thermoplastiques.
Plusieurs essais ont été faits jusqu'ici pour relier des feuilles en des matières thermoplastiques, notamment en se servant d'une colle, en @ soumettant ces feuilles à une pression, en ayant recours à une soudure par haute fréquence, etc.
L'invention a pour but de réaliser un procédé et un dispositif par lesquels cette liaison entre des feuilles ou couches thermoplastiques peut être obtenue rapidement, efficacement et sans l'intervention de méca- nismes compliqués.
Le procédé, pour former un joint entre des feuilles en une matiè- re thermoplastique consiste, principalement, à serrer les feuilles superpo- sées, que l'on veut relier entre elles par un joint, entre deux mâchoires de manière qu'une partie de ces feuilles reste exposée et non serrée, 'à faire agir une chaleur sur cette partie exposée pour produire la fusion et le ra- mollissement de la substance constituant lesdites feuilles et à permettre ou à provoquer le refroidissement des parties fondues afin qu'elles puissent dur- cir et former un joint entre les feuilles à l'endroit où se trouve ladite partie exposée.
Un mode de réalisation préféré de l'invention consiste à intro- duire deux feuilles superposées, en une matière thermoplastique, dans un dis- positif de serrage, à interrompre l'avancement de ces feuilles et à serrer les feuilles superposées, en un point de leur longueur, entre deux mâchoires de ce dispositif, à sectionner ou découper lesdites feuilles à proximité de l'endroit où se fait leur serrage de manière que des bandes marginales étroi- tes de ces feuilles fassent saillie sur les mâchoires du dispositif de serra-
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ge, à faire agir de la chaleur sur ces bandes pour produire leur fusion et leur ramollissement et à interrompre l'apport de chaleur pour permettre aux matières fondues de refroidir et de se solidifier pour former un joint le long de l'intervalle existant entre lesdites mâchoires.
En serrant les couches l'une contre l'autre de cette manière et à proximité de la ligne de découpage, non seulement on facilite ce décou- page mais les mâchoires forment également une barrière qui arrête l'effet ramollissant de la chaleur,cet effet étant ainsi localisé à l'endroit où. l'on veut former le joint.
Le procédé peut être réalisé d'une manière continue et suivant un cycle qui consiste à faire avancer les feuilles, à les découper, à les chauffer, à les refroidir, à les faire avancer, et ainsi de suite, ce qui forme une série de deux couches de feuilles thermoplastiques qui sont re- liées transversalement entre elles par rapport à la direction d'avancement.
On se rend compte que de cette manière et en se servant d'un ouvrage tubu- laire aplati, destiné par exemple à former des sacs ou des récipients qui sont fermés suivant trois côtés et ouverts au quatrième côté, que ces pièces peuvent être fabriquées en série.
Toute matière thermoplastique, appropriée aux objets que l'on veut obtenir est susceptible de fondre par l'effet d'une chaleur modérée et de former un joint de la manière susindiquée, peut être utilisée, mais on a constaté qu'il convient très bien de se servir du polyéthylène. Cette ma- tière devient plastique à une température relativement basse et une quantité comparativement faible de chaleur est nécessaire pour former un joint qui, comme on le constate, est très solide.
L'épaisseur et par conséquent la solidité du joint peuvent va- rier mais il est préférable qu'elles soient telles que le joint ne forme pas une obtrusion substantielle dans l'article fini, par exemple un sac, de sorte que la partie dépassante des feuilles thermoplastiques au-delà des mâ- choires de serrage, avant le chauffage, peut être relativement étroite. De même, le joint est généralement continu sur toute la largeur des couches for- mées par les feuilles mais dans certains cas spécifiques ce joint peut éga- lement être interrompu ou avoir une longueur moindre que celle de la lar- geur totale.
L'invention a également pour objet un appareil pour la mise en oeuvre du procédé susindiqué, cet appareil comprenant un dispositif avec deux mâchoires de serrage et un couteau, par exemple à guillotine, adjoint aux dites mâchoires et propre à découper la matière thermoplastique à proxi- mité mais à une distance réduite des faces actives desdites mâchoires.
Pour que les parties marginales des couches de matière thermo- plastique dépassent d'une longueur déterminée par rapport aux mâchoires de serrage, des moyens dénommés ci-après "enclume" peuvent être utilisés, ces moyens étant agencés de manière à coopérer avec l'arête tranchante du cou- teau comme une surface ou un bord d'appui quand le découpage a lieu, ces moyens pouvant être écartés à mesure que le couteau se déplace pour laisser subsister des bandes marginales étroites et lamellaires de la matière thermo- plastique qui sont apparentes et qui font librement saillie sur les mâchoires pour pouvoir être fondues quand le couteau a rempli sa fonction.
Le dispositif comprend en outre une tuyère mobile pour projeter un gaz chaud ou une flamme contre la matière thermoplastique qui fait sail- lie sur les mâchoires de serrage en vue de provoquer la fusion de ladite ma- tière.
De plus, le dispositif peut avantageusement être agencé de maniè- re à pouvoir effectuer automatiquement les diversés opérations nécessaires
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au serrage, au découpage, au chauffage, au desserrage et à l'avancement des matières à traiter, par exemple à l'aide d'une machine décrite ci-après.
Les dessins ci-annexés montrent, à titre d'exemple, -une machine établie conformément à l'invention.
Les figures 1, 2, 3 et 4 montrent, respectivement en plan, en élévation depuis un côté et en élévation partielle depuis le côté opposé de la machine ainsi qu'en coupe transversale selon IV-IV fig. 1, une machine établie conformément à l'invention.
La fig. 5 montré, en perspective, de quelle manière se présente un sac quand il est détaché de l'ouvrage par tronçonnage.
La machine telle que montrée convient à un procédé automatique pour tronçonner, d'une manière intermittente, un ouvrage ayant une longueur indéterminée et formé par une pièce tubulaire aplatie en polyéthylène et pour fermer par la chaleur les bords découpés et appliqués l'un sur l'autre de la matière,pendant qu'elle est encore attachée à l'ouvrage ce qui permet d'ob- tenir une série de sacs fermés suivant trois côtés.
L'ouvrage A constitué par une pièce tubulaire est amené à la par- tie active 5 de la machine pour subir le tronçonnage et la fermeture par la chaleur après quoi cet ouvrage avance d'une longueur correspondant à celle où le sectionnement suivant doit se faire ce qui permet d'obtenir un sac tel que montré en B sur la fig. 5, le bord avant C de ce sac étant fermé d' une manière étanche par la chaleur alors que son bord arrière D reste ouvert.
Le bâti 1 de la machine comporte une paire de bras ou supports 2 orientés vers l'arrière pour servir d'appui à un arbre rotatif 3 portant les bobines 4 constituées à l'aide de tubes aplatis A en polyéthylène. Pour l'exemple montré on utilise deux bobines 4 mais il est bien entendu que le nombre de celles-ci peut être quelconque suivant la capacité de la machine.
De plus, ces bobines peuvent avoir toute largeur voulue.
Le bâti 1 porte un moteur électrique 6 qui entraîne, par l'inter- médiaire d'une transmission à poulies et'courroie et d'un train réducteur 7, un arbre de commande principal 8 relié à différents mécanismes de la machine.
Le tube A avance par contact par frottement entre deux rouleaux alimentaires 9 et 10 qui coopèrent (fig. 4), après avoir passé au-dessus et en-dessous d'arbres transversaux 11 et 12 qui servent au,dressage et à la mise sous tension dudit tube. Les rouleaux 9 et 10 sont reliés entre eux par des engrenages établis à leurs extrémités et l'arbre du rouleau'inférieur 10 porte une roue dentée 17 qui est entraînée par une crémaillère 13 animée d'un mouvement alternatif. Cette crémaillère est'articulée à un pivot 33 en- gagé dans une fente 34 d'un bloc 14 de manière que sa position soit réglable par rapport audit bloc en vue de faire varier la course des rouleaux d'ali- mentation. Dans la fente 34 est également logé un doigt 35 monté excentrique- ment sur un disque 15 porté par l'arbre de commande 8.
Le bloc 14 est arti- culé en 36 à la paroi latérale 37 du bâti de la machine. Par conséquent, la crémaillère 13 se déplace à des vitesses différentes dans les deux sens de son mouvement, c'est-à-dire quand elle se meut de la gauche vers la droite par rapport à la figure 2, sa vitesse est plus élevée que dans la direction opposée et les rouleaux d'alimentation 10 et 11 tournent seulement pendant environ un quart de la durée qui est nécessaire à l'arbre 8 pour faire un tour complet, par exemple.
Un cliquet 16, -'coopérant .avec une roue à rochets 18 calée sur 1' arbre du rouleau 10, est prévu pour.permettre un. entraînement dans un sens par la crémaillère 13 du rouleau inférieur-10, de sorte que les rouleaux d' alimentation font avancer le tube A pas à pas..L'arbre du rouleau supérieur
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11 est sollicité vers le bas par des ressorts 19 (figs. 2 et 3) afin que ce rouleau puisse être soulevé pour permettre l'introduction initiale du tube A en polyéthylène. Des moyens de blocage par une came (non montrés) peuvent être utilisés à cet effet.
L'interruption de l'avancement du tube A, est utilisée pour serrer, découper et fermer son extrémité avant par la chaleur.
A cet effet la tête 5 de la machine comprend deux mâchoires transversales 20 et 21 qui coopèrent entre elles la mâchoire inférieure (21) étant fixe et l'autre pouvant être soulevée et abaissée dans des gui- des fixes 22 à l'aide de biellettes latérales 23 sur lesquelles agissent des leviers oscillants 24 reliés entre eux et à travers la machine par un arbre rotatif commun 38. Un des leviers 24 est sollicité par un ressort de traction 25 accroché à un point fixe de la paroi latérale 26 du bâti. Ce le- vier 24 porte un galet 27 qui roule sur une came 28 fixée à un arbre 29 éta- bli transversalement dans le bâti. Cet arbre 29 est entraîné par l'arbre de commande 8 à l'aide d'une transmission par chaînes comprenant une paire de chaînes sans fin 30 disposées en V et actionnées par des roues dentées 31.
La came 38 comporte un creux 32 pour permettre aux leviers 24 de pivoter et de soulever la mâchoire 20 pendant l'avancement du tube A.
Pendant la course de retour, qui dure plus longtemps, de la crémaillère 13, la mâchoire 20 appuie sur la mâchoire fixe 21 pour serrer le tube et pour agir comme une barrière empêchant l'écoulement du polyéthylène fondu, comme décrit ci-après.
L'arbre à cames 29 porte, à l'extérieur de la paroi 26 du bâti, une autre came 39 dont le bossage 40 agit sur un galet 41.monté sur un levier 42. Ce levier 42 est tourillonné à l'aide d'un manchon 44, monté sur l'extré- mité de l'arbre 38, dans la paroi latérale 26 et il est sollicité, à son ex- trémité opposée, par un ressort de traction 43 accroché à un point fixe. Le manchon 44 est relié, du côté intérieur de la paroi 26, à un levier 71, de longueur réduite, qui à son tour est raccordé par une biellette 45 à un le- vier oscillant 46. Deux leviers 46 sont établis de part et d'autre de la ma- chine et ils se déplacent ensemble en étant fixés tous deux sur un arbre 47 qui peut tourner autour de son axe.
Chacun des leviers 46 porte à son extrémité avant une tige 48 à l'aide de laquelle il est relié à un couteau 49 du genre à guillotine, qui s'étend sur toute la largeur de la machine et qui peut être déplacé suivant un mouvement alternatif dans la tête 5 de celle-ci et dans un plan qui se trou- ve un peu en avant de la face frontale de la pince 20, 21. De plus, chacun des leviers 46 est articulé, à proximité de son extrémité avant, à un pous- soir 50 qui prend appui par son extrémité inférieure sur une console 51 fi- xée à une plaque commune 52 qui est montée sur des pivots et qui fait fonction d'enclume.
L'agencement est tel que le bossage 40 de la came 39 intervient, pour chaque tour complet de l'arbre à cames 29, pour provoquer un basculement rapide vers l'avant et vers le bas des deux leviers 46 pour abaisser le cou- teau 49 tout en faisant basculer simultanément l'enclume 52 contre la mâchoi- re inférieure fixe. Cette enclume 52 a une épaisseur, de préférence, égale à environ 1,5 mm qui correspond à la distance à laquelle se trouve le plan de descente du couteau. Ces organes sont agencés de manière telle que l'enclu- me 52 soit appliquée contre la mâchoire 21 juste au moment où le couteau sec- tionne l'ouvrage afin que cette enclume puisse former un support par le bas de cet ouvrage.
Il se produit un'écartement instantané du couteau 49 et un pivotement vers l'avant de l'enclume 52 par la traction exercée par les biel- lettes 53 sur lesquelles agissent les ressorts de traction ce qui laisse sub- sister un tube aplati qui fait légèrement saillie sur l'intervalle existant entre les mâchoires serrées 20 et 21., comme visible en E sur la figure 5.
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Cette extrémité du tube A est maintenue fermée en déplaçant une tuyère 54 le long de la partie dépassante du tube sectionné et en regard de cette partie, le déplacement de la tuyère se'faisant à l'aide de l'arbre 8" qui sert à l'entraînement des autres parties mobiles. A cet effet l'arbre à cames 29 porte à son extrémité externe, au-delà de la'came 39, un disque--55 auquel est articulée une bielle excentrée 56 en un poiht qui est réglable de manière que l'on puisse régler convenablement le mouvement de la tuyère 54.
Cette bielle 56 est reliée à un levier 57 articulé par une extrémité 58 à la paroi 26, ce levier 57 étant prolongé à son extrémité avant par un bras articulé 59 en forme de fourche et relié à une chaîne sans fin 60 qui tra- vaille dans un plan vertical. La roue dentée supérieure sur laquelle passe la chaîne est calée sur un axé 61 qui porte également la roue dentée d'une deuxième chaîne sans fin 62 dont les brins passent horizontalement devant la partie frontale de la machine en regard de l'intervalle formé entre'les mâ- choires de serrage 20 et 21. Il en résulte que la rotation de l'arbre à cames 29 provoque un mouvement de va-et-vient de la chaîne 62.
Sur la chaîne 62 est monté un chariot 63 qui peut coulisser sur une traverse 64 ayant une section transversale carrée et sur laquelle peut être déplacé angulairement un corps cylindrique 65 qui supporte la tuyère 54 ainsi qu'un tuyau (non montré) pour amener à celle-ci du gaz combustible.
Le corps 65 porte également deux bras latéraux 66 munis chacun d'un galet 67.
Les galets 67 coopèrent avec des cames prévues sur des manchons 68 et 68' engagés sur la traverse 64 et occupant des positions telles que lorsque le chariot 63 atteint le bout de sa course vers la gauche, c'est-à-dire vers le haut de la figure 1, le galet correspondant 67 passe sur la partie profilée du manchon 68' ce qui oblige le corps 65' à pivoter jusqu'à ce que la tuyère 54 soit orientée horizontalement vers l'intervalle existant entre les mâchoi- res de la pince.
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Le chariot se déplace ensuite depuis la gauche vers la droite en travers de la machine et la tuyère occupe une position telle qu'une flamme soit déplacée le long des bords coupés d'un ou de plusieurs tubes aplatis, ces bords faisant saillie vers l'avant sur la pince 20, 21. Il en résùlte que la matière constituant les parties marginales dépassantes fond et se ra- mollit, les mâchoires 20 et 21 de la pince limitant cet effet en formant une barrière qui empêche que la fusion se fasse au-delà de ces bords. Quand la tuyère a passé le polyéthylène refroidit, et il se forme un joint solide.
Les mâchoires 20 et 21 peuvent être refroidies en faisant passer dans celles- ci du liquide pour obtenir cet effet et pour provoquer un refroidissement ra- pide du polyéthylène. Quand le chariot 63 atteint l'extrémité de droite de sa course, le galet 67 établi à cette extrémité passe sur la partie profilée du manchon 68 ce qui déplace la tuyère 54 suivant une direction verticale et elle'reste à cette position pendant le retour du chariot vers l'extrémité de gauche de sa course. Pendant cette course de retour les mâchoires de la pince sont écartées, l'ouvrage avance et le sac fermé B est dirigé vers un récipient 69 établi à l'avant de la machine. On voit sur la figure 4 que le chariot 63 comporte un organe de positionnement 70, par exemple une bille à ressort, pour maintenir ce chariot temporairement à chacune de ses.positions caractéristiques.
Il'résulte de ce qui précède que la machine permet d'obtenir un avancement intermittent entièrement automatique de l'ouvrage en polyéthy- lène sur une longueur prédéterminée, le serrage de l'ouvrage, le sectionne- ment de l'ouvrage à l'endroit correspondant à l'extrémité du sac, la fermetu- ' re par la chaleur de l'extrémité qui vient d'être sectionnée'par une''flamme mobile et ainsi de'suite suivant le cycle original. De plus, ces mouvements sont réglés les uns par rapport aux autres d'une manière positive à cause de l'emplacement et du fonctionnement-dés organes décrits plus haut.
Comme'il-va de soi' et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se.limite aucunement à celui de ses modes d'appli-
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cation non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant plus spécialement été indiqués ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. Ainsi, par exemple, on peut refroidir non seulement les mâchoi- res de serrage 20 et 21 mais également l'enclume 52 et le couteau 49 en fai- sant passer un courant forcé de liquide dans ces organes, ceux-ci étant alors constitués par des pièces creuses.
De plus, il est à noter que le procédé selon l'invention peut être utilisé pour des machines autres que celles qui fonctionnent automati- quement. On peut se servir par exemple, d'un appareil commandé à la main, cet appareil comprenant deux mâchoires de serrage, un couteau pivotant et une enclume ayant la forme d'une barre mince ou d'une bande rigide qui est mon- tée immédiatement en dessous de l'intervalle existant entre lesdites mâchoi- res en occupant un emplacement, tel par rapport au trajet suivi par le couteau, que son bord supérieur et extérieur forme une surface tranchante qui coopère avec l'arête tranchante du couteau, cette enclume pouvant venir en contact avec le couteau et pouvant être écartée de l'ouvrage par le couteau pendant la course active de celui-ci mais après que le sectionnement proprement dit a eu lieu.
Suivant une variante on peut prévoir un avancement supplémentaire mais sur une longueur réduite de l'ouvrage après que le sectionnement a eu lieu dans un but analogue.
Le déplacement du couteau peut également être utilisé pour provo- quer l'écartement et le rapprochement des mâchoires de la pince par une action directe sur une des mâchoires ou par la libération de celle-ci ce qui provo- que ou permet l'écartement des deux mâchoires et leur rapprochement quand le couteau se déplace dans le sens opposé.
Pour un appareil de ce genre on peut utiliser un brûleur ou une tuyère débitant un gaz chaud qui est déplacé à la main le long d'un rail ou d'un guide établi le long de l'intervalle existant entre les mâchoires de la pince.
Les sacs obtenus selon l'invention peuvent être utilisés pour un grand nombre d'applications, par exemple pour emballer des légumes, des fruits ou d'autres aliments, des bonbons, des vêtements, des séries de pe- tits objets, des jouets, des liquides, etc.
Quand ces objets ont été introduits dans le sac obtenu de cette manière l'extrémité ouverte dudit sac peut être fermée par pression ou de toute autre manière appropriée, par exemple en se servant d'une bande sup- plémentaire en une matière étanche, par exemple en papier.
De plus, en se servant d'une matière thermoplastique transparente, telle que le polyéthylène, le contenu des sacs peut être vu depuis l'extérieur.
Pour la même raison on peut introduire dans le sac des feuilles ou analogues qui portent des indications imprimées, par exemple pour la publicité.
REVENDICATIONS
1. Procédé pour former un joint entre des feuilles en matière thermoplastique, caractérisé en ce qu'on serre des feuilles en matière ther- moplastique superposées entre deux mâchoires de manière qu'une partie de ces feuilles superposées reste exposée et non serrée, on fait agir de la chaleur sur cette partie exposée pour produire la fusion et la prise en masse de la substance et on permet ou on provoque le refroidissement de la matière fondue afin qu'elle durcisse et forme un joint entre les feuilles à l'endroit de la- dite partie exposée.