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La présente invention concerne des perfectionnements à la fabrication de récipients en forme de sac et concerne de manière plus spécifique la manière d'effectuer le scellement de rubans à plusieurs couches ou tubes allongés en matière thermoplastique ou analogue pour former des sacs destinés à recevoir divers articles.
L'objet principal de la présente invention est de prévoir des moyens perfectionnés pour effectuer rapidement et d'une manière efficace le scellement par la chaleur d'un ruban à plusieurs couches ou d'un tube allongé enroué de manière lâche, en matière thermo-plastique, aussi bien en direction longitudinale qu'en direction transversale pour produire une succession de
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récipients en forme de sac.
Il a été usuel jusqu'à présent dans l'emballage de divers articles et dans l'industrie du placement sur le marché de diverses marchandises, de produire des sacs ou analogues, en partant de feuilles allongées avançant en direction longitudinale, en matières se scellant à chaud telles que les matières connues sous les noms de "Pliofilm", "Polyéthylene" ou analogues, en disposant ou enroulant la feuille de manière à lui donner une forme à plusieurs couches ou une forme tubulaire, en scellant à chaud longitudinalement ses bords adjacents qui se recouvrent de manière lâche et en découpant ensuite le tube à joint longitudinal en tronçons successifs et en scellant ensuite transversalement l'une des extrémités de chaque tronçon séparé pour former un sac.
Par le fait que ces matières en feuille thermoplastique sont soumises à l'électricité statique et adhèrent entr'elles, lorsqu'elles sont soumises à un contact par frottement avec des guides fixes et rotatifs, et que le chauffage aux joints doit être continué pendant des laps de temps relativement longs afin de produire des joints parfaits, on a rencontré précédemment des difficultés considérables dans la formation de joints longitudinaux sur l'une des parois d'un ruban enroua en tube qui avance, sans sceller les parois latérales opposées du tube entr'elles aux joints, et en formant les fermetures transversales d'extrémité et en livrant les sacs finis sans provoquer leur collage sur la bande transpor- teuse qui transporte les sections de tube à joints longitudinaux au-delà des dispositifs transversaux de scellement par la chaleur.
Par conséquent, l'un des objets principaux de la présente invention est de prévoir un appareil simple mais efficace et fonctionnant automatiquement pour éviter ces difficultés et pour assurer ainsi une production rapide d'une succession de sacs par- faits.
Un autre objet important de la présente invention est de
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prévoir un dispositif perfectionné pour enlever de manière positive des sacs finis formés de feuilles thermoplastiques en succession rapide de la bande transporteuse qui les fait avancer dans la zone de scellement par la chaleur.
Un autre objet important de l'invention est de prévoir un dispositif amélioré assurant la production d'un joint longitu- dinal efficace, scellé par la chaleur le long de la partie médiane de l'une des parois d'un ruban enroulé en forme de tube, en feuille thermoplastique,sans que le scellement par la chaleur exerce une action nuisible à l'égard de la paroi opposée du tube plat par un collage des parois opposées entre elles.
Un autre objet important encore de l'invention est de prévoir un mécanisme amélioré fonctionnant automatiquement destiné à permettre le maniement de feuilles thermoplastiques relativement minces et très flexibles tout en produisant dans succession rapide des récipients successifs en forme de sac, de grandeurs et formes diverses.
Ces objets et avantages, et d'autres objets encore et avantages plus spécifiques de la présente invention,devien- dront apparents de la description détaillée qui suit, de laquelle il sera noté que le principe de l'invention est constitué par la prévision de dispositifs pour la .formation rapide et efficace sur la matière de joints longitudinaux de parois latérales et de fonds transversaux sans inconvénients dus à la charge d'électricité statique de la matière qui avance.
Une conception claire des traits caractéristiques améliorés qui constituent la présente invention et de'la construction et opération d'appareils commerciaux typiques contenant ces perfectionnements pourra être obtenue en se reportant aux dessins ci-joints qui forment partie de la . présente spécification. Dans ce dessin, les mêmes chiffres de référence indiquent les mêmes parties ou des parties
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similaires dans les diverses vues.
La figure 1 est une élévation latérale schématique d'une installation servant à la formation de sacs, adaptée à produire en succession/rapide des récipients en forme de sac destinés à recevoir divers articles en partant de feuilles en forme de tube enroulée s de manière lâche, et pouvant être scellées par la chaleur.
La figure 2 est une vue schématique .d'en haut de l'installation selon la figure 1.
La figure 3 est une vue latérale fragmentaire plus ou moins agrandie de l'appareil de scellement par la chaleur du fond transversal du sac.
La figure 4 est une vue en perspective, également agrandie, de l'appareil servant à la production de joints longitudinaux scellés par la chaleur de la matière thermoplastique enroulée de manière lâche en forme de tube et qui avance en direction longitudinale, et,
La figure 5 est une coupe fragmentaire longitudinale, un peu déformée et également agrandie, faite à travers le tube formateur de sacs illustrant l'action du dispositif longitudinal de scellement par la chaleur.
Alors que l'appareil perfectionné de formation de sacs a été montré et décrit comme s'appliquant à une installation spécialement adaptée à produire des sacs plats successifs scellés au fond, ayant des joints longitudinaux disposés à la partie médiane le long d'une des parois et en partant d'une matière thermo-plastique tubulaire,enroulée de manière lâche, il est bien entendu que l'on ne désire pas restreindre inutilement l'appli- cation des traits caractéristiques au mode de réalisation illustré, On désire au contraire donner aux termes descriptifs spécifiques employés l'interprétation la plus large possible consistante avec la description.
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En se reportant aux dessins, et plus particulièrement aux figures 1 et 2, l'installation perfectionnée pour la fabrication de sacs qui y est montrée comprend en général une paire de galets de guidage 7 destinés à recevoir une matière tubulaire plate 8 enroulée de manière lâche pouvant être scellée par la chaleur, en partant d'un gabarit ou matrice et en délivrant le tube longitudinalement en-dessous d'un élément de chauffage rotatif-ou d'une roue formatrice de manière fixe à l'intérieur de la matière tubulaire 8 au moyen d'une console 11 pour produire un joint longitudinal continu 12 scellable par la chaleur''; une paire de galets d'étirage 13 coagissent avec les parois opposées du tube plat à joints longitudinaux pour faire avancer ce tube d'une manière constante ;
une série de couteaux coopérants 14 servant à découper la matière plate tubulaire 8 à joint longitudinal en sections ou tronçons successifs ouverts aux extrémités 15 et en délivrant les tronçons découpés sur le brin supérieur d'une courroie de transport 16 ; un rotor 17 sur lequel se trouve une série d'éléments de chauffage parallèles ou barres 18 de scellement par la chaleur pouvant tourner autour de l'axe du rotor transversalement par rapport au trajet d'avancement des tronçons de tube 15 et coopérant avec un transporteur sans fin de renforcement 19 pour produire un scellement transversal par la chaleur 20 à travers l'une des extrémités de chaque tronçon successif 15 ;
élément allongé ou ruban libérateur de sac 21 pouvant se mouvoir le long du trajet d'avancement des tronçons 15 autour du rotor 17 et à travers la zone de scellement par la chaleur, tout en avançant entre le transporteur 19 et les sacs successifs 22 scellés à leur extrémité, et se prolongeant ensuite au-delà du rotor ; et une courroie finale 23 servant à livrer les sacs et coopérant avec le ruban 21 pour déposer successivement les sacs achevés
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22 dans un récipient 24.
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Le gabarit pour convertir initialement le ruban en matière thermoplastique mince et flexible en un sac enroulé de manière lâche 8 à mesure qu'il avance de manière continue vers l'instal- lation de scellement par la chaleur, est de construction ancienne et bien connue, mais l'appareil de formation du joint longitudinal ,constitue un assemblage perfectionné et important capable de produire d'une manière très efficace le joint longitudinal 12.
La matière thermoplastique employée dans la production de ces sacs est de préférence le "Pliofilm" transparent ou le "Poly- éthylène" ou analogue qui reçoit une charge d'électricité statique et est par conséquent apte à coller ou adhérer aux surfaces adjacentes de la même matière lorsqu'elles sont engagées par frottement par des guides métalliques fixes ou par des galets de guidage,
de sorte qu'on doit faire grandement attention pour empêcher les parois opposées de la matière tubulaire 8 de venir en contact l'une avec l'autre et de se sceller par la chaleur à la zone de formation du joint longitudinal Lé chauffage à cette zone doit également être appliqué pendant un laps de temps relativement long afin d'assurer un joint longitudinal parfait 12 et tous ces résultats désirables sont obtenus avec l'appareil perfectionné montré en détail dans les figures 4 et 5.
L'élément de chauffage ou roue 9 possède de préférence un poids relativement lourd et a un diamètre assez grand afin d'assurer un bon contact périphérique sur une longue distance entre sa périphérie chauffée et le bord externe libre 26 de la paroi supérieure 27 de la matière tubulaire repliée à plat 8, et cette roue 9 peut être chauffée de toute manière appropriée et est supportée à basculement par un bras 28 de sorte qu'elle peut basculer vers le haut et vers le bas afin de compenser un léger manque d'uniformité dans la matière première ou de permettre
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son enlèvement de la position active.
Le tampon interne à réaction 10 est formé en matière élastique, relativement molle, et possède une largeur considérable dans la direction d'avancement de la matière première 8 afin de fournir un support pour la matière
8 @ur toute la zone de scellement et pour assurer un placement maximum du tube qui avance entre la roue 9 et le bord externe 26, et le bord interne libre 29 de la matière tubulaire 8 est recou- vert par le bord externe libre 26 de la paroi supérieure 27 et avance sur la partie supérieure du tampon 10, tandis que la paroi inférieure 30 avance en-dessous de ce tampon et est ainsi séparée de la paroi supérieure 27 par un espace considérable à la zone de scellement par la chaleur (voir figure.., 4 et 5)
. La console 11 qui supporte le tampon fixe peut être fixée au châssis de la machine et arrive dans la matière plate tubulaire 8 qui est. enroulée de manière lâche et avance longitudinalement entre les bords libres à recouvrement 26-29 supérieur et inférieur, et l'extrémité libre de cette console 11 présente un bras 31 se prolongeant en direction latérale qui supporte une étagère 32 pour le tampon 10. Cette étagère tient supplémentairement la paroi inférieure 30 à un certain écartement de la paroi supérieure 27 du tube, en empêchant ainsi doublement la paroi inférieure du tube de venir en engagement avec la paroi supérieure 27 de la zone de scellement.
Les galets d'étirage 13 coagissent avec la matière tubu- laire scellée longitudinalement $ pour faire avancer cette dernière le long de la première zone de scellement par la chaleur et pour délivrer le tube plat aux couteaux 14 qui peuvent être opérés d'une manière pour découper' la matière 8 en tronçons 15 ayant la longueur désirée.
Afin d'empêcher le galet supérieur d'étirage 13 de venir en contact avec le joint longitudinal fraîchement formé 12, ce galet est de préférence formé avec un intervalle médian 34 de diamètre réduit comme montré
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dans la figure 2 et la courroie de transfert sans fin lô est, adaptée à enlever promptement les divers tronçons successifs 15 de la zone de découpage, et est actionnée à une vitesse telle qu'elle écartera à l'extrémité les tronçons 15 de manière à permettre une coopération appropriée avec les barres ou éléments successifs transversaux de scellement par la chaleur 18 du rotor 17 auxquels la courroie 16 délivre en succession rapide les sections de sacs.
Les barres 18 du rotor 17 peuvent être chauffées de toute manière appropriées et sont enfermées à glissement dans des encoches radiales 36 formées dans le rotor. Ainsi que montré schématiquement dans la figure 3, chaque barre 18 possède une ou plusieurs tiges 37 se prolongeant vers l'intérieur, chaque tige étant munie d'une plaque 38 venant en engagement avec le ressort 39 qui repousse de manière constante la barre corres- pondante vers l'intérieur dans les encoches 36 et vers l'axe du rotor, et l'extrémité interne de chaque tige 37 supporte un galet 40 coagissant avec une came fixe 41 constituée de manière à forcer les barres adjacentes 18 vers l'extérieur au-delà de la périphérie du rotor et en position de scellement,
mais seulement après que chaque section de tube 15 devant être scellée trans- versalement a été amenée en engagement d'avancement avec la périphérie du rotor par le transporteur de renfort 19. Ce transporteur sans fin 19 est formé d'une courroie relativement lourde et durable et présente une partie arquée 12 qui avance et engage de manière confortable la périphérie du rotor tournant 17 et se termine par une partie inférieure disposée horizontalement, recourbée de manière inverse, qui recouvre un tambour d'inversion 44 disposé considérablement au-delà de la périphérie la plus basse du rotor.
La partie arquée de courroie 42 est adaptée à presser les sections successives de sac 15 contre les barres
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successives de scellement 18 projetées vers l'extérieur et coopère avec la périphérie du rotor pour faire avancer par @ frottement les sections 15 pendant que les joints transversaux d'extrémité, ou de fond 20 sont formés, et cette propulsion par frottement tend à produire une charge d'électricité statique dans les sacs finaux 22.
On prévoit l'élément sans fin ou ruban libérateur de sacs 21 afin de libérer positivement les sacs sucessifs finaux
22 du tambour tournant ou rotor 17 et plus particulièrement du transporteur à courroie 19, de l'adhésion provoquée par la charge électrique statique et par collage dû au scellement par la chaleur, et ce ruban 21 peut avoir une largeur relativement faible en agissant de préférence avec les sacs le long des joints 12 où il ne gênera pas la production de joints efficaces d'extrémité 20. Le ruban 21 avance autour et au-delà du rotor 17 entre les parties de transporteur 42, 43 et les sacs successifs 22 ; et lorsqu'il quitte la périphérie du rotor, il coopère avec la courroie 23 pour engager chacune des parois latérales opposées 27, 30 de chaque sac final successif 22.
Le ruban 21 ainsi que la courroie 22 passent le long de la partie de transporteur 43, qui est inversement recourbée, et autour du tambour 44, et avancent considérablement au-delà de la partie inférieure de la portion 43 de manière à assurer la libération positive des sacs 22 du transporteur 19 et sa livraison au récipient 24.
Alors que les modes d'opération et de fonctionnement nor- maux de l'appareil.perfectionné formateur de sac doivent résulter de la description détaillée ci-dessus, un court résumé de l'opération sera donné ci-après. La roue 9 de scellement par la chaleur et les barres 18 peuvent être chauffées et recevoir du courant électrique de sorte qu'ils ne fonctionneront que pendant l'alimentation de la matière première
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8 et le courant, sera arrêté quand on n'alimente pas la matière première.
La roue tournante 9 coopère normalement avec le tampon interne fixe 10 pour former un joint continu fermé longitudinalement par la chaleur le long de ses bords à recouvrement 26, 29 de la paroi supérieure 27 de la matière première enroulée de manière lâche en forme de tube qui avance rapidement dans la zone initiale de scellement par la chaleur grâce aux galets d'étirage 13; et le tampon 10 et l'étagère 32 empêchent la paroi inférieure 30 de venir en engagement avec la paroi supérieure 27 à cette zone initiale. Les galets d'étirage 13 délivrent la matière 8 à joint longitudinal aux couteaux 14 qui coupent les tronçons successifs 15 et les déposent sur la courroie de transfert 16.
Cette courroie de transfert 16 écarte à l'extrémité les sections successives 15 et les délivre à l'écartement voulu à la zone finale transversale de scellement par la chaleur.
Les barres 18 n'agissent pas sur les sections 15 déchar- gées par la courroie 16, jusqu'à ce qu'une partie appréciable de chaque portion successive 15 ait été introduite entre la périphérie du rotor 17 et le -transporteur de renfort 19, et alors la came 41 agit pour forcer les barres 18 vers l'extérieur contre l'action des ressorts 39 et en contact de scellement par la chaleur avec-les extrémités adjacentes des sections 15 pour former les joints d'extrémité ôu de fond 20. Les sacs finaux sont ensuite transportés loin du rotor 17 et sont positivement enlevés du transporteur à courroie 19 par le ruban 21 qui avance au milieu entre ce transporteur et les sacs successifs 22, et le ruban 21 coopère ensuite avec le transpor- teur à courroie 23 pour enlever de l'installation les sacs finis 22 en succession rapide.
Il est à noter qu'aussi bien le joint longitudinal 12 que les joints transversaux 20 sont effectivement formés en soumettant
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le stock de sacs aux éléments de chauffe 9, 18 pendant des laps de temps assez longs ; et que le tampon interne 10 empêche positivement l'exposition de la paroi de sac 30 à de la chaleur nuisible dans la zone initiale de scellement, tandis que le ruban 21 assure la libération positive des sacs finis 22 du transporteur 19 après avoir quitté la zone finale de scellement par la chaleur.
La roue de chauffage 9, relativement lourde et grande, coagit avec le tampon mou et élastique 10 pour produire un contact considérable entre la périphérie de la roue et le stock de sacs 8, tandis que le grand diamètre du rotor 17 coopère avec la partie arquée allongée 42 du trans- porteur pour fournir de manière analogue une longue période de scellement entre chaque barre 18 et la section de sac adjacente 15.
De la description détaillée ci-dessus il est c@air que la présente invention prévoit un appareil perfectionné fonctionnant automatiquement pour effectuer rapidement et de manière efficace le scellement par la chaleur d'un ruban formé de plusieurs couches, ou d'un tube allongé enroulé de manière lâche, en matière thermoplastique, aussi bien longitu- dinalement que transversalement pour produire des récipients successifs en forme de sacs avec la plus grande précision et avec une perte minimum de matière. Les sacs successifs 22 sont formés sans interférence due à la charge d'électricité statique du stock mince et flexible, et sont positivement enlevés de l'installation par le ruban 21 coagissant avec les joints longitudinaux 12 pour empêcher l'interruption dans la. fermeture transversale d'extrémité ou joints 20.
Le mécanisme perfectionné peut être employé pour produire des récipients en forme de sac en partant de divers matériaux en forme de feuille, et ayant des dimensions et formes diverses, et s'est montré très satisfaisant et les résultats
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commerciaux ont été bons. Alors que l'appareil a été montré et décrit comme agissant sur des sections de tube successives 15, il peut évidemment être facilement modifié pour sceller longitudi- nalement et transversalement un ruban continu simplement en pla- çant les couteaux 14 en position au-aelà du rotor de scellement 17.
De même, quand le tube est découpé en sections successives avant l'introduction dans le r,,tor 17, il suffit de régler le moment de l'opération de telle sorte que les barres transversales de scellement 18 coagissent avec les bords arrière des sections successives 15 au lieu d'agir avec les bords antérieurs comme montré.
Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée aux détails de construction et fonctionnement exacts tels que décrits et qu'on pourra apporter diverses modifications endéans la portée des revendications qui suivent.