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"Appareil de production de rouleaux de sacs".
Cette invention se rapporte aux appareils de production de sacs et concerne plus particulièrement (in appareil pour la production de rouleaux de sacs reliés par des jonctions s'étendant axialement à chaque rouleau, de telle sorte que les sacs puissent être débités les uns à la suite des autres.
Cet appareil comprend un élément de thermoscellage con- stitué par un ruban métallique ayant une épaisseur de quelques centièmes de millimètre et équipé d'une nervure disposée centrale. ment et s'étendant longitudinalement, ce ruban étant relié à une
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source de courant électrique capable d'envoyer par intermittence le courant dans ce ruban.
Un but général de l'invention est deournir à l'industrie un procédé et un appareil pour la fabrication de rouleaux de sacs à l'aide d'une bande de matière thermoplastique continue, les sacs étant reliés à la hauteur de lignes de sectionnement espacées lon- gitudinalement, afin de permettre la distribution ou l'usage par simple déroulement du rouleau, de façon analogue à la pratique utilisée à l'heure actuelle pour les tissus éponge, les papiers de toilette, etc..
Un autre but de l'invention est de créer un appareil de ther- moscellage de construction nouvelle dans lequel se produit un dé- placement relatif entre un élément thermoscelleur de conception originale et les bandes en matière thermoplastique en vue de réunir par voie thermique les diverses bandes.
D'autres buts et avantages de l'invention découlent de la suite de cette description qui se lit en regard des dessins sché- j matiques annexés qui en représentent à titre d'exemple une réali- sation possible et dans lesquels
La figure 1 et une vue en élévation fragmentaire de l'appa- reil pour la mise en oeuvre de l'invention.
La figure 2 est une vue en coupe fragmentaire dessinée à une plus grande échelle d'une partie de cet appareil.
La figure 3 est une vue fragmentaire en élévation de la partie thermoscelleuse de l'appareil.
La figure 4 est une vue en élévation fragmentaire avec coupe ' partielle de l'appareil que montre la figure 1,
La figure 5 est une vue en coupe fragmentaire du fil de scel- lage qui est associé avec le mécanisme pour assurer le thermoscel- lage transversal des bandes de matière qui le traversent,
La figure 6 est une vue en plan du dessus fragmentaire de ce fil d'étanchéité associé au mécanisme.
La figure 7 est une vue en coupe par la ligne 7-7 en figure 6.
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La figure 8 est une vue en élévation latérale fragmentaire du. fil que montre la figure 6..
La figure 9 est une vue en perspective fragmentaire d'une partie de la bande au moment où elle sort du mécanisme de produc- tion des sacs.
Suivant l'illustration indiquée par les dessins et si l'on examine en particulier la figure 1, on voit que 10 désigne dans son ensemble un dérouleur comportant un support arrière 11 suppor- tant,pour lui permettre de tourner, un rouleau 12 constitué par une bande de matière plastique comme le polyéthylène, le polypro- pylène, etc..Ce rouleau 12 débite une bande W qui peut âtre repliée sur elle-même pour constituer un ruban pourvu de deux cotés 13 et 14 (voir la figure 9). Le repliage peut être assuré par un soc 15a faisant partie d'un organe fentaur 15. Au-delà de cet organe 15, la bande W gagne un élément thermosoelleur désigné dans son ensemble par 16, puis un enrouleur (non représenté).
Si l'on examine plus particulièrement la partie de la fi- gure 1 qui montre l'élément thermoscelleur 16, on voit qu'il oom.. prend un bâti 17 supporté par le sol 18. On oonçoit que l'ensemble de l'appareil est de façon générale symétrique par rapport à un bâti central longitudinal, de telle sorte que l'invention se com- prend au simple examen d'une vue en élévation latérale. 0'est ainsi, par exemple, que le bâti 17 est formé de deux membrures latérales convenablement reliées l'une à l'autre au moyen de poutrelles ou entretoises 19.
La membrure latérale du bâti 17 bien visible dans la figure 1 est équipée d'un sommier 20 dans lequel est maintenu le touril- lon 21 d'un tambour 22. Celui-ci est muni à ses extrémités de croisillons formés de bras 23 qui supportent la paroi cylindrique externe. Le tambour 22 est équipé d'une couronne dentée 24 consti- tuant son organe d'entraînement en rotation sur le sommier 20.
Le système faisant tourner le tambour 22 oomprend un mo- teur 24a convenablement amarré sur le sol 18 et une poulie
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d'entraînement 25. Cette poulie 25 est accouplée à une première courroie d'entraînement 26 qui transmet l'énergie à une poulie entraînée 27 tourillonnée dans le bâti 16. Cette poulie 27 est clavetée à un arbre 28 auquel est fixé un pignon 29. Celui-ci fait partie d'un engrenage qui comprend un autre pignon30 fixé à un arbre 31 ainsi qu'un second pignon 32 également fixé à cet arbre 31. Le pignon 32 est en prise avec la denture de la oouronne 24 pour entraîner en rotation le tambour 22. Sur la poulie 25 passe une seconde courroie 33 qui fournit l'énergie à l'enrouleur.
ELEMENT THERMOSCELLEUR
L'élément thermoscelleur 16 comprend deux barbotins 34 (voir la figure 4) dont chacun est fixé rigidement au tambour 22.
Sur chaque barbotin 34 passe une chaîne à rouleaux 35 (voir la figure 3) qui,est entraînée par lui et qui, à la partie la plus inférieure de sa course, est maintenue sous une tension convenable ' au moyen d'un barbotin réglable monté fou désigné dans sonensemble par 36 (voir la figure 1). Comme le met clairement en évidence la figure 3' chaque chaîne 35 est munie d'un certain nombre d'agrafes 37 et de supports38 boulonnés à ces agrafes 37 qui sont alignés axialement. Chaque support 38 est établi en une matière isolante (par exemple à l'aide de la matière connue sous le nom de "Delrin") et porte un ressort 39 (voir la figure 4). Entre les ressorts ) alignés 39 s'étend un fil d'étanchéité 40 (voir les figures 5 à 8).
Les supports 38 portent également des barres 41 en contact aveo la périphérie du tambour 22 et maintiennent les fils 40 à quelque distance de la paroi de ce tambour. On voit donc que la bande de matière W, dans la partie de son trajet pour laquelle elle chemine avec le tambour 22, prend une configuration semblable à celle de la corde d'un cercle puisqu'elle est supportée par les barres voi- sines 41 comme le montre la figure 1.
Chaque support 38 est équipé d'un balai 42 (voir la figure 3) qui porte contre un anneau collecteur segmentaire 43. Les di- ; vers anneaux collecteurs 43 sont reliés à une source de courant
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électrique (non représentée) de sorte que les fils 40 sont chauffés électriquement et agissent pour ménager par impulsions un joint du type linéaire en travers de la largeur de la bande de matière W comme représenté en 44 par la figure 9,
Au cours du fonctionnement, la bande de matière W peut être thermoscellée transversalement sur des centres ayant environ 375 mm., après quoi l'enrouleur peut être employé pour produire des rouleaux ayant les dimensions convenant dans le commerce.
En un point prédéterminé de l'enroulement, la bande W est sectionnée et l'enroulement est poursuivi sur le mandrin suivant. 0'est ainsi, par exemple, qu'il est possible de produire un rouleau com- prenant 25, 50, 100 ou un plus grand nombre de sacs disposée en vue de leur détachage à tour de rôle.
La construction que prévoit l'invention donne la possibi- lité de fournir des sacs cajoles d'être détachés immédiatement à coté du joint linéaire thermoscelleé, de sorte qu'il ne se produit pas de saillie inférieure inesthétique dans le sao.
A cet égard, la barre 41 en forme de cornière comporte une partie 41a formant une sorte de bouole (voir la figure 5) pour supporter la bande de matière W selon la corde du cercle dont il a été parlé et à l'en- droit où le fil 40 est placé à la crête de la boucle 41a ainsi formée et isolé de celle-ci par un ruban de "Teflon", (plastique à base de polyfluoréthylène possédant d'excellentes propriétés diélectriqueµ une inertie élevée, une bonne résistance à la oha- leur, une ténacité satisfaisante et un coefficient de frottement faible et qui est fabriqué par la Société américaine : E.I.
Dupont de Nemours & Co.) à l'endroit indiqué par 45 dans la figure 5. Ce ruban de "Teflon" figuré en 45a peut également être utilisé pout fixer en position le fil 40. A titre de variante, une autre matière thermoplastique fluorocarbonée se présentant sous la forme du "Kel-F" de M. W. Kelloggou de "Bakelite-Fluorothène" fabriquée par la Société américaine :Bakélite Company peut trouver sa place ici. e
Les barres 41 sont fixés par-des vis 46 pénétrant dans une
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partie 47 formant le bran du support 38 (voir la figure 4).
Avant son engagement aveo les fils 40 chauffée électrique- ment, la bande de matière W passe autour d'un rouleau entraîné 48 (voir la figure 2) convenablement tourillonné dans le bâti 17.
Après cela, la bande de matière W est maintenue en place par une courroie d'étanchéité formant joint 49.
On remarquera à l'examen de la figure 2 que la bande de matière W qui pénètre dans la commissure séparant les rouleaux 48 et 50 est assez lâche, cet état de choses étant assuré par une barre statique 51. Dans la représentation indiquée, cette barre statique est excitée par un courant continu ayant une tension de 40.000 volts, le tambour 22 étant mis à la terre. Grâce à ce mon- tage, la bande de polyéthylène W prend la configuration drapée que montre la figure 2,
La bande de matière W est lâche parce que les rouleaux 48 et 50 sont montés de manière à assurer une fourniture légèrement excédentaire au tambour 22. Il y a avantage à cet égard à ce que t la bande W soit exempte de tension pendant le cycle de scellage.
En effet, la force statique ménagée par la barre 51 contribue à draper la bande W par-dessus les barres 41 de la façon convenable en l'obligeant à adhérer à la surface du tambour 22, ce qui rat- trape la matière excédentaire et la bourre autour des barres 41.
Par ailleurs, l'action de la pesanteur tend la bande W à la mani- ère de la corde géométrique d'un cercle de barre à barre, de sorte que la bande est le siège d'une certaine tension. Un rétrécisse- ment de la bande par suite du scellage ajoute à cette tension et fait que le joint est plutôt médiocre.
Il y a également avantage à prévoir un dispositif pour l'é- chappement de l'air entraîné par la chaîne et les traverses comme le montre la figure 2. En vue de ce résultat, une têtière 52 de fourniture d'air est prévue; elle s'étend en travers de la face du tambour 22 et est équipée d'une buse d'aspiration 53 destinée à l'évacuation de l'air provenant de l'espace situé immédiatement
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au-dessous de la commissure entre les rouleaux 50 et 48. Il ne se produit donc pas d'écoulement ascendant de l'air accompagnant la chaîne et les barres transversales qui tendrait à déranger la con- figuration drapée désirable de la bande W.
Dans certains cas, no- tamment quand une opération de fendage n'est pas prévue, la dépres- sion ou le drapage de la bande W comme représenté en W' dans la figure 2 peut être obtenue grâce à l'intervention d'un souffle d'air, auquel cas il est également possible de supprimer la té- tière à air sous pression 52.
On conçoit que si la mise en place des fils 40 convient pour une installation permanente, les barres 41 peuvent être fixée* directement au tambour 22, ce qui supprime la nécessité de prévoir les chaînes 37.
Les fils transversaux 40 sort représentés à plus grande échelle dans les figures 6 et 8; ils peuvent être constitués avan- tageusement par du nichrome V comme celui que fabrique la Société américaine : Driver Harris Company de Chicago (Etats-Unis). Le fil employé à propos de la réalisation représentée est un fil généra- lement plat c'est-à-dire se présentant sous la forme d'un ruban ayant une épaisseur de l'ordre de 0,075 mm, et une largeur égale à 2,5 mm environ et équipé de bords arrondis. Centralement et dans le sens longitudinal,du fil comme le montrent les figures 6 à 8 se trouve une nervure ou moulure allongée 54 s'étendant longitudinale- ment qui se développe sur un rayon approximativement égal à 0,125 mm. à 0,175 mm. et dont la largeur de la nervure transversale est de l'ordre de 0,25 mm.
La hauteur de cette nervure ou moulure 54 est déterminée par l'épaisseur des bandes à former et par la souplesse de la cour- roie 49 ou plus généralement du dispositif employé pour comprimer les bandes W contre le fil 40 en forme de ruban. La largeur des zones plates prévues sur le ruban 40 de part et d'autre de la ner- vure 54 est déterminée par la largeur du joint qu'on veut obtenir.
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Le ruban d'étanchéité 40 est monté sur une bande ayant une épaisseur égale à 0,15 mm. de ruban de "Teflon" comme figuré en 45. La barre 41 sert à la fois de dispositif de support et de dis- persion thermique. Cette barre 41 comporte un léger couronnement usiné sur son bord 41a et sur lequel la fil est monté afin de con-, centrer la pression de serrage sur ce fil. Ce couronnement est perpendiculaire au fil et aux tronçons des barres, La particula- rité résidant dans la dispersion thermique est avantageuse en ce sens qu'elle assure un refroidissement immédiat du fil après la pulsation de scellage, de sorte que la matière constitutive de la bande ne se trouve pas à l'état plastique quand la pression de ser- rage cesse de s'exercer.
La nervure peut être interrompue en 55 (voir la figure 8) pour assurer des jonctions plus solides de distance en distance, afin de faciliter la jonction entre les sacs voisins avant leur usage.
Dans la réalisation particulière qui est représentée, et qui consiste à employer des fils du caractère indiqué, la longueur de chaque fil étant d'un mètre environ, on utilise un courant al- ternatif ayant une tension de l'ordre de 60 à 70 volts pendant une' demi-seconde et on le fait agir sur des feuilles de polyéthylène ayant une épaisseur de l'ordre de 0,0125 mm.à 0,0375 mm.
Au cours du fonctionnement, une quantité de chaleur suffi- , santé est engendrée par une pulsation de courant traversant le fil 40 pour faire fondre les couches (au nombre de deux ou davan- tage) de la matière thermoplastique formant la bande W c'est-à- dire les cotés 13 et 14 ou pour les plastifier à un degré tel que les deux bandes soient réunies par coalescence dans la région en contact avec le fil.
Ce soudage est facilité par la pression exer- ) cée par la courroie ou le dispositif analogue notamment par des tampons de pression en caoutchouc qui.serrent la bande contre le fil de soellage O.Du fait de la présence de la nervure ou moulure
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p 54 le long de la partie centrale du ruban, la bande est légère- ment poussée de coté dans le sens de la partie scellée en laissant subsister deux jointe plats et une jonction plus faible entre les joints. La résistance mécanique du joint est déterminée par la hauteur de la moulure dans le ruban, la dureté ou. le taux mesuré au duromètre de la courroie ou du taquet de pression en caoutchouc contre lequel le ruban est pressé et aussi la quantité de chaleur qui est appliquée pendant l'opération de thermoscellage.
Si le joint est effectué rapidement et qu'il faille faire intervenir de hautes températures ainsi qu'un dégagement rapide, le ruban est recouvert d'un ruban de "Teflon" mesurant 0,075 mm. comme indiqué en 45a dans la figure 5, afin de faciliter le déga- gement. Si l'on veut un fonctionnement très lent pour lequel la température du ruban peut être soigneusement réglée au-dessous du point auquel la bande flue effectivement, le ruban 40 peut fonc- tionner sans ruban de recouvrement.
Le dispositif qui sert à presser les cotés 13 et 14 de la bande contre le ruban 40 peut être la courroie 49b recouverte de caoutchouc, un rouleau enduit de caoutchouc, une bande ou un bloc de caoutchouc monté sur une barre ou une embase ou n'importe quelle matière dans laquelle la moulure dans le ruban peut faire une identation, de telle sorte que la pression soit amenée à por- ter sur les zones plates restantes du ruban à proximité de la ner- vure 54. Le caoutchouc de silicones est excellent grâce à ses propriétés de détachement. Mais d'autres types de matières recou- vertes d'une mince bande de "Teflon" peuvent également convenir ici.
Il suffit que la surface s'adapte à la forme du ruban sans exercer de pression exagérée sur la nervure ou moulure, cette pression devant être cependant suffisamment forte pour laisser subsister une impression de cette nervure dans la matière consti- tutive de la bande, afin de l'affaiblir suffisamment pour per- mettre sa lacération facile.
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Il est également avantageux d'utiliser les éléments ohauf- fants comme organes fixes, les bandes passant par-dessus eux et étant réunies par l'application intermittente d'un courant éleo- trique. L'utilisation d'un ruban, par opposition à celle d'un fil , ou d'une barre ronde, permet de réaliser un fonctionnement parti- entièrement avantageux. L'avantage réside en effet dans la nature du joint produit qui est plus résistant en raison des qualités du polyéthylène ou. autre matière plastique équivalente qui est chauffée uniformément jusqu'à une température plus élevée.
Ceci provient du type de chauffage par impulsions, rendu possible par
1'utilisation du ruban, les bandes n'étant pas soumises à un chauffage pendant une partie du temps, ce qui permet le refroidis- sement du ruban et des jonctions linéaires. Cela serait impossible aveo une barre massive qui aurait une oapaoité thermique suffi- sante pour s'opposer à un refroidissement rapide. )ion outre, du fait que les bandes sont confinées entre le ruban et l'organe de sollicitation flexible, c'est-à-dire la courroie 49, les bandes peuvent se refroidir en l'absence d'une excitation électrique du ruban sans perdre la configuration désirée.
Un autre avantage de l'invention, c'est que la disposition angulaire des cotés du ruban permet l'obtention de joints latéraux plus épais et plus satisfaisants tout en donnant la possibilité de séparer par lacé- ration les sacs ou récipients voisins.
Les détails de réalisation peuvent être modifiés, sans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques.