<B>Procédé et machine pour la fabrication d'emballages multiples en matière plastique.</B> Dans son brevet suisse N ?56983, le titu laire, en considération des avantages que pré sentait pour l'emballage de produits divers, l'emploi de feuilles très minces de chlorure de vinyle ou de matières plastiques équiva lentes (élasticité, imperméabilité, facilité d'adhérence), a décrit un procédé et un ap pareil qui permettent, par la réunion de deux feuilles desdites matières, de former des emballages multiples alvéolés.
Toutefois le dispositif décrit pour réaliser ces sortes d'emballages ne s'applique bien qu'avec des produits solides relativement durs et résis tants (comprimés, pilules, pastilles, etc.), puisque, dans ce dispositif, les objets à em baller servent eux-mêmes de poinçons pour former les logements dans lesquels lesdits objets sont enfermés.
Mais lorsque les objets ou produits à emballer sont au contraire délicats ou de na ture friable ou s'il s'agit. des produits mous ou en poudre, le procédé et la machine dé crits dans le brevet suisse précité peuvent devenir difficilement applicables.
La présente invention vise à résoudre cette difficulté et à réaliser dans tous les cas, d'une façon simple, commode et rapide, des emballages en matière plastique dans les quels les produits ou objets à emballer sont enfermés dans des alvéoles préfabriqués. L'invention trouve principalement son inté rêt dans le cas d'emballages formés au moyen de deux feuilles de chlorure de vinyle ou de matière plastique équivalente, mais elle peut tout aussi bien, dans ses caractéristiques essentielles, s'appliquer aux emballages en acétate de cellulose ou autre matière plas tique équivalente.
Ladite invention porte tout d'abord sur un procédé qui consiste à former, au moyen de matrices, des alvéoles dans une feuille au moins, de matière plastique, en chassant de l'air qui se trouve sur la face à protubé rances de la feuille de façon à conserver, par l'effet de dépression ainsi créé, et au moins pendant un certain temps, la forme donnée aux alvéoles, à remplir les alvéoles et à fer mer l'emballage au moyen des matrices qui ont servi à la formation des alvéoles.
L'invention a également pour objet une machine pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus indiqué, cette machine étant carac térisée par le fait qu'elle comporte deux ma trices en opposition dont une au moins pré sente des ajourages pour les alvéoles à pro duire, et qui sont fermés, d'un côté, par un fond mobile formant soupape, ces deux ma trices en opposition étant combinées avec un système de poinçons susceptible de venir se placer entre elles lorsqu'elles sont écartées, puis de s'escamoter sur le côté pour per mettre ensuite aux deux matrices de venir au contact l'une (le l'autre avec une certaine pression.
Sur le dessin annexé, on a représenté, schématiquement et à titre d'exemples seule- ment, les diverses phases d'une forme d'exé cution du procédé objet de l'invention et un appareil propre à la mise en oeuvre dudit procédé, avec quelques variantes: La fig. 1 est une coupe verticale d'une machine établie suivant l'invention.
La fig. 2 est une coupe analogue à celle de la fig. 1, mais partielle seulement et re présentée pour une autre position de fonc tionnement.
La fig. 3 est une coupe analogue à celle de la fig. 2, mais pour une troisième posi tion de fonctionnement.
Les fig. 4 et 5 montrent, en coupe, le dé tail du dispositif de pincement des bords des feuilles de matière plastique, pour deux posi tions de fonctionnement.
La fig. 6 est une vue en élévation du dis positif de chargement des alvéoles qui peut être utilisé en conjonction avec une machine de confection de l'emballage du type repré senté sur la fig. 1.
La fig. 7 en est une vue en plan.
La fig. 8 est une coupe faite suivant VIII-VIII de la fig. 6, avec parties en élé vation.
La fig. 9 est une coupe faite suivant IX IX de la fig. 7.
Les fig. 10 et 11 sont des vues partielles analogues à la fig. 9, mais pour d'autres posi tions de fonctionnement.
Ainsi qu'on le voit sur le dessin, la ma chine d'assujettissement des .deux feuilles de matière plastique f et<B>f</B>, entre lesquelles doivent être emballés les produits, est montée dans une presse formée par exemple d'une table 1 et d'une tête 2 fixes réunies par des colonnes 3 et d'un plateau mobile 4 solidaire d'un piston ou coulisseau 5,
lequel est ac tionné de dessous la table par tout moyen convenable non représenté (levier à main, presse hydraulique ou à air comprimé, etc.); le plateau 4 est guidé, dans son mouvement de montée et<B>de</B> descente, par les colonnes 3 qui peuvent être d'un nombre quelconque, pourvu qu'elles ne gênent pas les mouve ments d'escamotage des organes qui, comme on le verra plus loin, doivent venir se placer, à certains moments entre le plateau mobile 4 et la tête fixe 2 de la presse.
Sur le plateau mobile 4 est fixée une ma trice 6 et sous la tête fixe 2 est également fixée une autre matrice 6'. Ces deux matrices comportent des ajours 7 et 7' dont la forme correspond, de préférence, au profil des ob jets ou produits à emballer. Il y a autant d'ajours dans chaque matrice que l'on dé sire emballer d'objets ou de produits en une saule opération.
Comme on le voit, dans les deux matrices le fond de chaque orifice 7 ou 7' est formé par un élément mobile 8 ou 8' qui repose sur -un épaulement intérieur de la matrice et qui est maintenu en position contre cet épaule ment par un ressort 9 ou 9'.
Les matrices 6 ou 6' sont chauffées à la température convenable au moyen de résis tances intérieures 10 et 10'.
Entre ces matrices, lorsqu'elles sont éloignées l'une de l'autre (voir fig. 1), peut venir se placer un dispositif d'emboutissage ou de poinçonnage 11 qui peut pivoter autour de la colonne 3 de droite (fig. 1) de la presse sur laquelle il est retenu, en hau teur, par un épaulement 12 de ladite colonne, tout en pouvant coulisser vers le haut à par tir de cette position. Ce dispositif peut occu per deux positions extrêmes: une position entre les matrices 6 et 6' (fig. 1) et une po sition d'escamotage complètement en dehors des plateaiLY de la presse (position en partie visible sur la fig. 3).
Ce dispositif d'emboutissage est une com binaison poinçon-presse-flan à double effet, c'est-à-dire qu'il agit à la fois sur deux feuilles f et f', de matière plastique que l'on place entre ales faces de ce dispositif et les faces des matrices 6 et 6' (voir fig. 1).
Ce dispositif est essentiellement constitué par une plaque 13 qui porte un double jeu de poinçons 14-14' s'opposant les uns aux autres, lesquels par le moyen d'épaulement 15 sont fixés à la plaque 13; un goujon à vis 16 permet d'assurer le blocage de ces poinçons. Sur ces poinçons peuvent coulisser deux plaques presse-flans 17 et 17'. La surface de base on d'attaque 18 et 18' des poinçons est. normalement mais pas né cessairement dans le même plan que la face externe 19 ou 19' des presse-flans 17 et 17'.
Pendant que le dispositif est. au repos, la po sition dite normale des plaques 17, 17' est déterminée par des butées 20 et. 20' prévues à l'extrémité de tiges de guidage 21 et 21' sur lesquelles peuvent glisser les plaques presse-flans 17 et 17', car des ressorts 22 et 22' poussent ces plaques contre les butées en question.
Le dispositif d'emboutissage et. de poin çonnage Il peut être, eomme les matrices 6 et 6', si cela est nécessaire, chauffé par des résistances noyées dans la masse (non repré sentées).
Sur l'autre colonne 3 de la presse peut également pivoter une plaque distributrice 23 à tiroir ajouré destinée à amener les objets ou produits à emballer au-dessus des alvéoles formés dans la feuille inférieure f par le dis positif d'emboutissage 11 dans le but de gar nir ou de remplir lesdits alvéoles. Le charge ment de cette plaque de distribution peut se faire de toute manière voulue, par exemple à la main, mais de préférence d'une façon auto matique ou semi-automatique, comme on le décrira plus loin à propos d'un autre mode de réalisation dans lequel d'ailleurs la plaque distributrice 23, au lieu d'être pivotante est coulissante. A noter que la plaque distribu trice 23 peut être avantageusement d'un type analogue à celui qui a été décrit dans le bre vet suisse N 212308, déposé le 17 avril 1939.
On va indiquer maintenant, en se réfé rant aux fig. 1 à 3, de quelle manière fonc tionne la partie de machine qui vient d'être décrite.
lia machine étant. dans la position repré sentée sur la.<B>fi-.</B> 1 avec les feuilles<I>f</I> et<B>f</B> en place, on fait monter le eoulisseau 5, ce qui a pour effet de soulever le plateau 4 et. la matrice 6 fixée sur ce plateau, entraînant. la feuille f qui vient s'appliquer contre la face inférieure du presse-flan 17. La montée con tinuant,, l'ensemble du dispositif de poinçon nage ou d'emboutissage se soulève, puisque comme on l'a vu il. est libre de coulisser vers le haut sur la colonne 3. La feuille f' est sou levée à son tour et vient alors s'appliquer sur la face inférieure de la matrice supérieure 6'.
La pression continuant. à s'exercer de bas en haut, les presse-flans 17-17' compriment les ressorts 22-22'; les poinçons 14-14', re poussant la matière plastique, pénètrent alors dans les ajours 7 et 7' des matrices, conformant progressivement et simultané ment des alvéoles dans les deux feuilles de matière plastique. A la fin de cette opéra tion les organes de la machine se trouvent alors dans la position représentée sur la fig. 2.
La presse est à ce moment bloquée et ne peut plus monter, car les faces internes 24 et 24' des presse-flans, sont. aloi- en contact avec les faces de la. plaque porte-poingons 13 ou avec des butées réglables interposées limi tant la course des poinçons.
Les poinçons se sont donc enfoncés dans les matrices d'une profondeur égale à la dis tance qui séparait, au départ, les presse-flans 17-17' de la plaque porte-poinçons<B>13</B> (ou des butées). Si cette distance était par exem ple de 5 mm, les poinçons ont descendu de 5 mm dans les matrices et formé des alvéoles de 5 mm de profondeur.
On sait que les feuilles en matière plas tique telle que le chlorure de vinyle se laissent aisément déformer, mais que, par contre, dès qu'elles sont libres, elles re viennent d'elles-mêmes à leur forme primitive, en l'occurence la forme ,plane.
En d'autres termes, dès que l'on ouvre la presse et que de la position de la fig. 2 on re vient à la position de la fig. 1, les alvéoles formés ont tendance à disparaître, la feuille revenant à sa forme de départ, comme le fe rait une feuille de caoutchouc, bien que son élasticité soit. beaucoup moins grande que celle de ce dernier produit, et d'une nature différente.
Cette tendance à un retrait rapide est d'autant plus accentuée que la mise en forme par l'outil a été elle-même de plus courte durée; autrement dit, plus on reste longtemps dans la position fig. 2, mieux les alvéoles sont marqués et plus la persistance de la forme -est accentuée.
Il s'ensuit que si l'on veut former des al véoles rapidement, sans temps de mise en forme appréciable, on se heurte à une quasi- impossibilité, le retrait des alvéoles formés étant presque instantané. C'est pour remédier à cet inconvénient, c'est-à-dire pour retarder ce retrait d'un certain nombre de secondes indispensables aux opérations subséquentes, que l'on a disposé, sous les ajours des ma trices, les éléments mobiles 8 et 8' qui se com portent à la façon de soupape. Leurs bords sont rodés sur l'épaulement où ils reposent et lesdits éléments sont soutenus par les res sorts 22 ou 22' dont la force a été convena blement calculée.
La profondeur de l'ajoiu d'emboutissage dans chaque matrice a. été en outre calculée de façon que l'alvéole formé vienne occuper tout le volume disponible.
De ce fait l'air est < complètement chassé du logement qu'il occupait, de sorte que l'alvéole est maintenu provisoirement en forme par la pression atmosphérique s'exerçant sur la face découverte de l'alvéole. Dans les poinçons des trous d'air 14c (représentés seulement dans les premiers poinçons à gauche) sont ména gés pour que, lors du démoulage, il 'n'y ait pas de rappel de matière, celle-ci étant extrê mement mince (quelques centièmes de mm).
Par conséquent, lorsque l'on revient à la position de la fig. 1, on a en haut et en bas deux plaques de matière plastique embouties dont les alvéoles sont maintenues à la forme des matrices.
A ce moment, le dispositif d'emboutissage 11 est revenu dans la position représentée sur la fig. 1. Il est alors possible de le dégager d'entre les matrices en le faisant par exemple tourner de 180 autour de la colonne 3 pour l'amener complètement à droite de la ma chine (fig..3).
C'est alors qu'on fait pivoter de 180 la plaque distributrice 23 montée sur la colonne 3 et préalablement chargée des objets ou pro duits à emballer. En fin de course de pivote ment, grâce à -un dispositif de butée conve- nablement disposé, on fait jouer le tiroir de cette plaque pour ouvrir les ajours de la plaque distributrice au=dessus des alvéoles; les produits tombent alors à la place voulue. On retire la plaque distributrice 23, main tenant vide, en la faisant pivoter de 180 au tour de la colonne 3 pour libérer l'espace compris entre les matrices et pour ramener cette plaque à la position de chargement.
On met à nouveau la presse en mouve ment, l'espace compris entre les deux ma trices étant libre, comme on vient de le voir. La matrice inférieure monte, chargée des produits qu'elle vient de recevoir.
Elle ren contre la matrice supérieure (voir fig. 3) qui retient toujours sa plaque alvéolée pour les raisons qui ont été indiquées précédemment (action de la pression atmosphérique s'exer çant sur la face interne des alvéoles derrière lesquels tout l'air a été chassé par le moyen des éléments 8' formant soupapes lors de l'enfoncement des poinçons 14' dans la feuille de matière plastique f') et en outre de la fa çon qui sera exposée plus loin. Comme elles sont à température convenable, les deux feuilles se soudent immédiatement par leurs parties planes et l'emballage est réalisé.
On fait alors redescendre le plateau inférieur 4 et il n'y a plus qu'à recueillir l'emballage. Son extraction des matrices se fait aisément, la force qui retenait les feuilles alvéolées dans les matrices étant évidemment très fa cile à vaincre.
Bien que le dispositif d'emboutissage ci- dessiu décrit présente de gros avantages il est à noter toutefois qu'il n'a été donné qu'à titre d'exemple et que la formation des alvé oles pourrait, sans sortir du cadre de l'in vention, être aussi bien obtenue par des moyens différents.
Par exemple, on pourrait, selon une méthode connue, exercer une aspiration en dessous des matrices. Les organes 8 et 8' pouvant jouer le rôle de soupapes si l'on exerce une aspiration en dessous de ces élé ments au moyen d'une machine à vide, les feuilles de matière plastique viendront s'ap- pliquer contre les parois des ajours 7 et 7' des matrices et contre les éléments 8 et 8' dont les mouvements doivent être limités par en dessous, au moyen de butées, ou par des ressorts de force suffisante. Bien entendu, le système à soupape pourrait être d'un autre type.
Il conviendrait par contre, de disposer entre les deux matrices, avant et pendant l'aspiration, une simple plaque, plane sur ses deux faces, destinée à maintenir les deux feuilles de matière plastique bien appliquées sur les matrices pendant l'opération de suc cion, cette plaque étant de préférence plus ou moins chauffée.
On pourrait aussi, au lieu de faire le vide, former les alvéoles par soufflage, au moyen de canaux judicieusement disposés dans la plaque pivotante intermédiaire, la pression jouant le rôle de poinçon et la plaque le rôle de presse-flans.
Tous ces procédés étant d'une manière générale .connus, on pourra, bien entendu, selon les moyens dont. on dispose, selon les qualités des feuilles de matière plastique que l'on emploie ou selon les caractéristiques des produits à emballer, employer l'un ou l'autre desdits procédés. Les matrices ont. de préfé rence des températures telles qu'au simple contact des deux feuilles alvéolées, leurs par ties planes réservées entre les alvéoles se soudent. de façon définitive pour produire un emballage hermétique.
La. machine selon l'invention est plus spécialement conçue pour conformer clés alvéoles dans des feuilles de chlorure de vinyle ou de matières plastiques équivalentes, et. pour retenir ces alvéoles en forme et en position pendant. un temps suffi sant pour permettre la. réalisation sur place des opérations subséquentes d'emballage, alors qu'on a toujours jusqu'à. ce jour réalisé les emballages alvéolés en fabriquant d'abord les plaques alvéolées dans une machine spé ciale et en transportant ensuite ces plaques alvéolées dans une autre machine capable d'assurer le remplissage des alvéoles et la fermeture définitive de l'emballage.
On peut donc, grâce à l'invention, sous une même ma chine et sans transporter les plaques de ma- Hère plastique, former les alvéoles, les rem plir et fermer l'emballage, en une suite inin terrompue d'opérations, ce qui permet d'em baller à cadence extrêmement rapide, et avec le minimum de manipulations, à la fois un très grand nombre d'objets identiques ou des doses égales de produits donnés. Ce pro cédé et cette machine trouvent donc leur in térêt non seulement dans l'emballage de produits ou objets au moyen de feuilles de chlorure de vinyle pour lesquelles ils ont été plus spécialement conçus, mais encore dans l'emballage au moyen de tous autres types de matière plastique en feuilles minces.
Le procédé est intéressant en outre, car en calculant de façon judicieuse les volume des alvéoles formés et les temps de réalisa tion, on approche de la solution idéale re cherchée dans les emballages alvéolés. La matière, lorsque l'on utilise du chlorure de vinyle ou autre matière équivalente effec tuant un retrait, si l'on évite de laisser, dans les logements formés, une quantité d'air ap préciable, on obtient un véritable moulage de l'emballage sur l'objet c'est-à-dire un embal lage exactement à la forme du produit.
Dans ce qui précède, on a décrit une presse à deux colonnes avec dispositifs pivo tants à droite et à gauche. On pourrait bien entendu avoir une presse à quatre colonnes avec. dispositifs coulissants à droite et à gauche entre les colonnes ou une presse à trois colonnes, combinant un organe coulis sant et un organe pivotant. On pourrait, bien entendu, avec plus de facilité encore, obtenir des emballages comportant une seule feuille alvéolée (celle de dessous en principe) re couverte et fermée avec une feuille plane. Il suffit dans ce cas de supprimer la partie su périeure du dispositif 11 de formation des alvéoles.
Comme on le voit sur les fig. 1 à 3, les presse-flans 17, 17' et les matrices 6, 6' com portent respectivement une saillie et une rai nure coopérant ensemble pour fixer les feuilles f et f' à la manière d'un dispositif d'immobilisation desdites feuilles. <B>Il</B> peut se faire cependant, en particulier lorsque l'on ferme des alvéoles très peu pro fonds, que les bords des feuilles embouties tendent à se relever trop tôt ou que la plaque supérieure ait tendance à se détacher par un ou plusieurs de ses coins avant que l'on ait eu le temps de passer aux opérations suivantes.
Il est bien évident que ceci serait un inconvénient grave, puisque les alvéoles auraient tendance à se déformer, l'air ren trant trop vite entre la face extérieure de la matrice et la face adjacente de la feuille al véolée portée par cette matrice.
Pour éviter cet inconvénient, on peut uti liser le dispositif qui a été représenté sur les fig. 4 et 5. Le presse-flan 17 .(l'organisation est bien entendu la même pour le presse-flan 17') comporte une baguette 25 qui forme un pli dans la feuille f et l'introduit entre des mâchoires 26-26a disposées autour et sur les bords de la matrice 6 (ou sur deux côtés opposés au moins).
L'une de ces mâchoires est fixe et est formée sur la matrice elle- même, l'autre est mobile et est formée sur une pièce 27 comportant, à sa partie infé rieure, un léger chanfrein 28 et réunie libre ment à la matrice 6 au moyen d'une vis 29 et par l'intermédiaire d'un ressort 30 lais sant une certaine liberté de mouvement à la pièce 27.
La matrice 6 étant chaude (et en outre éventuellement le presse-flan 17 et par con séquent sa baguette 25), le pli dans la feuille f se fait facilement. Lorsque ,le presse- flan 17 s'éloigne ensuite de la matrice 6, la baguette 25 se retire d'entre les mâchoires 26-26a et laisse le pli de la feuille<I>f</I> pris entre ces mâchoires.
La fig. 5 montre les deux matrices 6 et 6' dans la position qu'elles occupent au mo ment du collage. Comme on le voit, en outre, les pièces 27 et 27' comportent des bossages 31 et 31' qui écartent les mâchoires 26-26a et suppriment l'effet de retenue de ces mâ choires dès que cela n'est plus nécessaire, c'est-à-dire dès que les matrices arrivent au.
contact l'une de l'autre, ce qui permet, lors que le collage est terminé, de libérer l'embal- lage terminé desdites mâchoires dans les quelles étaient pincés les bords des feuille,. Comme on le voit également, le chanfrein de la pièce 27' est un peu plis prononcé que celui de la pièce 27, ce qui permet aux mâ- choires supérieures de s'ouvrir davantage, sous l'effet de la rencontre des deux bossages 31 et 31'.
Il s'ensuit que lorsque, l'emballage ter miné, la presse redescend, l'emballage süiz la matrice inférieure sur laquelle il repose, puisque le pli supérieur est libéré et que l'air rentre sous la feuille alvéolée supérieure <B>f</B>, supprimant instantanément l'effet de ven touse que l'on avait produit à l'arrière des alvéoles.
Il ne reste qu'à extraire l'emballage de la matrice inférieure. En fait, cela s'opère sans effort ni difficulté, sans même qu'il soit nécessaire en général d'exercer une pres sion sur le bossage 31.
Tout dispositif de pincement et de retenue des bords des feuilles équivalent à celui qui a été décrit ci-dessus, à titre d'exemple, pourrait d'ailleurs être utilisé.
Pour la clarté du dessin, on a représenté un dispositif réduit pour des emballages comportant cinq empreintes dans une direc tion et trois dans l'autre. Lorsqu'il s'agit de produits tels que des comprimés par exemple, on opère, en pratique, avec des dispositifs comportant plusieurs centaines d'empreintes.
S'il s'agit de comprimés de grandeur moyenne (en@riron 15 mm de diamètre), on peut utiliser des dispositifs produisant l'em ballage de deux à trois cents iuiités à la fois, et si la cadence de production est de l'ordre de deux cycles par minute, on atteint aisé ment une production de 30 000 comprimés à l'heure.
Etant donné cette production importante, il y a évidemment intérêt à adjoindre à la machine qui vient d'être décrite un dispositif de remplissage des alvéoles permettant d'at teindre des cadences de chargement de cet ordre.
Or, avec la plupart des machines, on a à redouter l'encrassement; l'empoussiérage ou le bris occasionnel est à peu près inévitable de quelques comprimés lorsqu'il s'agit de pro duits de cette nature; l'acheminement de telles quantités dans les emballages décrits, sans défaillances, présente de ce fait des diffi cultés et est incertain. L'emploi de machines imparfaites ou insuffisantes rendrait donc les perfectionnements techniques apportés par la présente invention en grande partie sans objet. Aussi, pour utiliser au maximum les possibilités de la présente invention, il est préférable d'utiliser un dispositif de remplis sage rapide et simple tel que celui qui a été représenté sur les fi-. 6 à 11. Il est toutefois à noter qu'on peut, si le produit le permet, utiliser d'autres dispositifs.
Dans le dispositif de chargement repré senté sur les fig. 6 à 11, au lieu de partir d'une machine dont, la cadence risquerait de ne pas suivre le débit. possible, on part. de tubes 32 remplis, en dehors du dispositif de chargement actuel, au moyen des machines bien connues et couramment en usage dans les laboratoires qui fabriquent et condi tionnent des comprimés. Les tubes 32, au sortir du remplissage, sont placés dans une boîte 33 qui en contient autant qu'il y a d'alvéoles à remplir d'un coup. Ils sont maintenus dans les deux sens, à un écartement qui correspond à. celui des alvéoles, grâce à des entretoises 3.1 et 34' en forme de grille (fig. 8).
De plus, pour les immobiliser, des tiges 35 à section légèrement ovale et cou vertes de caoutchouc par exemple, agissant à la façon de cames de blocage, tournent sur elles-mêmes sous l'action par exemple d'une manivelle 36 (fig. 9) qui bloque toutes les rangées d'un coup et immobilisent par une légère pression tous les tubes 32 en position correcte.
Cette boîte 33, que l'on voit renversée sur les différentes fig. 6 à 11, est munie d'un couvercle coulissant 37 qui peut être main tenu en place au moyen de glissières 38 rap portées par exemple comme on l'a repré senté sur la fig. 8. Grâce à ce couvercle, on peut renverser la boîte 33 contenant les tubes 32 et c'est dans cette position qu'elle est misé en service.
Le couvercle de cette boîte a deux carac téristiques particulières: son épaisseur est égale à l'épaisseur des comprimés et il est. percé d'autant. de trous qu'il y a. de tubes, ces trous laissent exactement passer les com primés. On voit qu'il y<B>-P.</B> deux positions pour ce couvercle coulissant 37: une où les com primés peuvent s'échapper tous ensemble par les trous (fig. 10), l'autre où, au contraire, les parties pleines les arrêtent (fig. 9, 11). C'est, bien entendu, dans cette position que l'on place le couvercle pour retourner la boîte.
Comme on le voit sur les fi-. 6 à 8, le dis positif de garnissage des alvéoles décrit ici, à titre d'exemple, fonctionne par coulissement au moyen d'une plaque distributrice coulis sante 39, au lieu de fonctionner par pivote ment comme la plaque distributrice 23 de la fig. 1.
Au lieu d'avoir, sur le côté de gauche de la machine, une seule colonne 3 (fig. 1), on utilise deux colonnes 3a et 3b (voir fig. 7) fixées à la table 1 et soutenant le plateau su périeur de la machine. C'est entre ces deux colonnes que la plaque distributrice 39 cou lissera, de gauche à droite lorsqu'elle est pleine, de droite à gauche lorsqu'elle vient d'être vidée. Des colonnettes 40 supportent des glissières 41 (voir fig. 6 et 8) dans les quelles coulisse la plaque de distribution 39 qui porte, au-dessous d'elle, un tiroir 4\? de soutien des comprimés. Cette plaque de dis tribution 39 a, elle aussi, de préférence, une épaisseur égale à celle des comprimés.
Sur les glissières 41 sont montés des supports 43 sur lesquels viennent reposer et s'emboîter deux barres 44 solidaires de la boîte 33 qui con tient les tubes; ces barres servent à mainte nir la. boîte suspendue sur lesdits supports 43; deux butées 45 assurent la mise en place cor recte (voir fig. 6).
Sur la fig. 9, le couvercle 37 est à la, posi tion d'arrêt des comprimés. Au moyen d'un levier 46<B>(fi-.</B> 7) pivotant sur la colonne 3a, on fait reculer le couvercle 37: il vient dans la position représentée sur la fig. 10. 'Un comprimé @de chaque tube tombe dans chaque trou correspondant du couvercle.
Des ressorts 47 (fig. 7) repoussent le couvercle 37 dès qu'on lâche le levier 46 arrêtant ainsi à nou veau les comprimés qui sont dans les tubes 32 et on se trouve dans une position ana logue à celle de la fig. 9, mais avec cette dif férence (voir fig. 11) que les comprimés pris dans le mouvement de tiroir du couvercle sont venus tomber dans les trous de la plaque distributrice coulissante 39 qui se trouve im médiatement chargée en mie seule fois d'au tant de comprimés qu'il y a de tubes (plu sieurs centaines en pratique).
I1 n'y a plus qu'à faire coulisser cette plaque distribu trice 39 au-dessus des alvéoles qui viennent d'être formés, ce qui peut être fait facile ment, la plaque 39 étant prolongée à l'arrière par une partie 39a de longueur voulue, grâce <B>e</B> à quoi, la partie chargée peut exécuter son mouvement d'aller et retour entre les delix matrices 5 et 6'. Lorsqu'elle arrive en posi tion convenable de déchargement, une butée vient faire jouer le tiroir 42 qui laisse échap per les comprimés, lesquels tombent dans les alvéoles.
On ramène ensuite le dispositif vers la gauche pour une nouvelle opération.
On voit qu'il suffit de remplacer les boîtes vides par des boîtes pleines pour suivre avec facilité, sans enrayages possibles ou dé faillances mécaniques, les possibilités optima du système d'emballage proposé.
On pourrait, bien entendu, employer des boîtes faites de blocs solides, en matière plas tique moulée par exemple avec des trous remplaçant les tubes amovibles.
<B> Process and machine for the manufacture of multiple plastic packaging. </B> In its Swiss patent N? 56983, the holder, in consideration of the advantages presented for the packaging of various products, the use of very thin sheets of vinyl chloride or of equivalent plastics (elasticity, impermeability, ease of adhesion), has described a process and a similar apparatus which allow, by joining two sheets of said materials, to form packaging multiple dimples.
However, the device described for producing these kinds of packaging is only applicable to relatively hard and resistant solid products (tablets, pills, lozenges, etc.), since, in this device, the objects to be packed are used. themselves punches to form the housings in which said objects are enclosed.
But when the objects or products to be packaged are, on the contrary, delicate or of a friable nature or if they are. soft or powder products, the process and the machine described in the aforementioned Swiss patent may become difficult to apply.
The present invention aims to resolve this difficulty and to produce in all cases, in a simple, convenient and rapid manner, plastic packaging in which the products or objects to be packaged are enclosed in prefabricated cells. The invention is mainly of interest in the case of packaging formed by means of two sheets of vinyl chloride or of equivalent plastic material, but it can just as easily, in its essential characteristics, be applied to packaging made of acetate of cellulose or other equivalent plastic material.
Said invention relates firstly to a method which consists in forming, by means of dies, cells in at least one sheet of plastic material, by expelling air which is on the protruding face of the sheet. so as to preserve, by the vacuum effect thus created, and at least for a certain time, the shape given to the cells, to fill the cells and to close the packaging by means of the dies which were used to form the cells. alveoli.
The subject of the invention is also a machine for implementing the method indicated above, this machine being charac terized in that it comprises two opposing masters, at least one of which has openings for the cells to. produced, and which are closed, on one side, by a movable bottom forming a valve, these two opposing ma trices being combined with a system of punches capable of being placed between them when they are separated, then of s' retract to the side to then allow the two dies to come into contact with one another (the other with a certain pressure.
In the appended drawing, there is shown, schematically and by way of example only, the various phases of a form of execution of the method which is the subject of the invention and an apparatus suitable for carrying out said method, with a few variants: Fig. 1 is a vertical section of a machine established according to the invention.
Fig. 2 is a section similar to that of FIG. 1, but only partial and shown for another operating position.
Fig. 3 is a section similar to that of FIG. 2, but for a third operating position.
Figs. 4 and 5 show, in section, the detail of the device for gripping the edges of plastic sheets, for two operating positions.
Fig. 6 is an elevational view of the cell loading device which can be used in conjunction with a packaging machine of the type shown in FIG. 1.
Fig. 7 is a plan view.
Fig. 8 is a section taken along VIII-VIII of FIG. 6, with parts in elevation.
Fig. 9 is a section taken along IX IX of FIG. 7.
Figs. 10 and 11 are partial views similar to FIG. 9, but for other operating positions.
As can be seen in the drawing, the machine for securing the two plastic sheets f and <B> f </B>, between which the products must be packed, is mounted in a press formed for example a table 1 and a fixed head 2 joined by columns 3 and a movable plate 4 integral with a piston or slide 5,
which is actuated from under the table by any suitable means not shown (hand lever, hydraulic or compressed air press, etc.); the plate 4 is guided, in its upward and <B> </B> downward movement, by the columns 3 which can be of any number, provided that they do not interfere with the retracting movements of the components which, as will be seen below, must come to be placed at certain times between the movable plate 4 and the fixed head 2 of the press.
On the movable plate 4 is fixed a matrix 6 and under the fixed head 2 is also fixed another matrix 6 '. These two dies have openings 7 and 7 ', the shape of which preferably corresponds to the profile of the objects or products to be packaged. There are as many openings in each matrix as one wishes to wrap objects or products in a willow operation.
As can be seen, in the two dies the bottom of each orifice 7 or 7 'is formed by a movable element 8 or 8' which rests on an internal shoulder of the die and which is held in position against this shoulder by a spring 9 or 9 '.
The dies 6 or 6 'are heated to the suitable temperature by means of internal resistances 10 and 10'.
Between these dies, when they are far from each other (see fig. 1), can be placed a stamping or punching device 11 which can pivot around the column 3 on the right (fig. 1). ) of the press on which it is retained, in height, by a shoulder 12 of said column, while being able to slide upwards from this position. This device can occupy two extreme positions: a position between the dies 6 and 6 '(fig. 1) and a retracting position completely outside the press plateaiLY (position partially visible in fig. 3).
This stamping device is a double-acting punch-press-blank combination, that is to say that it acts on two sheets f and f ', of plastic material which are placed between ales. faces of this device and the faces of the dies 6 and 6 '(see fig. 1).
This device is essentially constituted by a plate 13 which carries a double set of punches 14-14 'opposing each other, which by the shoulder means 15 are fixed to the plate 13; a screw stud 16 ensures the locking of these punches. On these punches can slide two press blank plates 17 and 17 '. The base surface 18 and 18 'of the punches is. normally but not necessarily in the same plane as the external face 19 or 19 'of the blank presses 17 and 17'.
While the device is. at rest, the so-called normal position of the plates 17, 17 'is determined by stops 20 and. 20 'provided at the end of guide rods 21 and 21' on which the blank press plates 17 and 17 'can slide, because springs 22 and 22' push these plates against the stops in question.
The stamping device and. punching It can be, like the dies 6 and 6 ', if necessary, heated by resistors embedded in the mass (not shown).
On the other column 3 of the press can also pivot a distribution plate 23 with a perforated drawer intended to bring the objects or products to be packaged above the cells formed in the lower sheet f by the stamping device 11 with the aim of to fill or fill said cells. The loading of this distribution plate can be done in any desired manner, for example by hand, but preferably in an automatic or semi-automatic manner, as will be described later with regard to another mode of loading. embodiment in which, moreover, the distributor plate 23, instead of being pivoting, is sliding. It should be noted that the distributor plate 23 can advantageously be of a type similar to that which was described in Swiss patent N 212308, filed on April 17, 1939.
We will now indicate, with reference to FIGS. 1 to 3, how the part of the machine which has just been described functions.
the machine being. in the position shown on the. <B> fi-. </B> 1 with the sheets <I> f </I> and <B> f </B> in place, we raise the slider 5, this which has the effect of lifting the plate 4 and. the die 6 fixed on this plate, causing. the sheet f which comes to rest against the underside of the blank press 17. The continuous rise ,, the whole of the punching or stamping device rises, since as we have seen it. is free to slide upwards on the column 3. The sheet f 'is lifted in turn and then comes to rest on the lower face of the upper die 6'.
The pressure continuing. to be exerted from the bottom up, the presses 17-17 'compress the springs 22-22'; the punches 14-14 ', pushing the plastic again, then enter the openings 7 and 7' of the dies, gradually and simultaneously forming the cells in the two sheets of plastic material. At the end of this operation, the parts of the machine are then in the position shown in FIG. 2.
The press is at this moment blocked and can no longer rise, because the internal faces 24 and 24 'of the blank presses are. aloi- in contact with the faces of the. punch-holder plate 13 or with interposed adjustable stops limiting the stroke of the punches.
The punches are therefore inserted into the dies with a depth equal to the distance which initially separated the blank presses 17-17 'from the punch-holder plate <B> 13 </B> (or from the stops ). If this distance was for example 5 mm, the punches have descended 5 mm in the dies and formed cells 5 mm deep.
We know that plastic sheets such as vinyl chloride can easily be deformed, but that, on the other hand, as soon as they are free, they return by themselves to their original form, in this case the shape, plane.
In other words, as soon as the press is opened and from the position of FIG. 2 we come back to the position of FIG. 1, the formed cells tend to disappear, the sheet reverting to its original shape, like a rubber sheet, although its elasticity is. much smaller than that of the latter product, and of a different nature.
This tendency towards rapid withdrawal is all the more accentuated as the shaping by the tool was itself of shorter duration; in other words, the longer one stays in the position fig. 2, the better the alveoli are marked and the more the persistence of the form is accentuated.
It follows that if one wants to form alveoli rapidly, without appreciable shaping time, one comes up against a virtual impossibility, the withdrawal of the formed alveoli being almost instantaneous. It is to remedy this drawback, that is to say to delay this withdrawal by a certain number of seconds essential for subsequent operations, that the movable elements 8 have been placed under the openings of the masters. and 8 'which behave like a valve. Their edges are lapped on the shoulder where they rest and said elements are supported by the spells 22 or 22 ', the force of which has been suitably calculated.
The depth of the embossing addition in each die a. was also calculated so that the formed cell comes to occupy all the available volume.
As a result, the air is completely expelled from the housing which it occupied, so that the cell is temporarily maintained in shape by the atmospheric pressure exerted on the exposed face of the cell. In the punches, air holes 14c (shown only in the first punches on the left) are spared so that, during demolding, there is no recall of material, the latter being extremely thin (a few hundredths of a mm).
Therefore, when returning to the position of FIG. 1, at the top and at the bottom there are two stamped plastic plates, the cells of which are kept in the shape of the dies.
At this moment, the stamping device 11 has returned to the position shown in FIG. 1. It is then possible to release it from between the dies by for example turning it 180 around column 3 to bring it completely to the right of the machine (fig..3).
It is then that the distributor plate 23 mounted on the column 3 and previously loaded with the objects or products to be packaged is rotated by 180. At the end of the pivoting stroke, thanks to a suitably arranged stop device, the drawer of this plate is made to play in order to open the openings of the distributor plate above the cells; the products then fall to the desired place. The distributor plate 23 is removed, holding it empty, by rotating it 180 around the column 3 to free the space between the dies and to return this plate to the loading position.
The press is set in motion again, the space between the two masters being free, as we have just seen. The lower die rises, loaded with the products it has just received.
It meets the upper die (see fig. 3) which still retains its alveolate plate for the reasons which have been indicated previously (action of atmospheric pressure exerted on the internal face of the alveoli behind which all the air has been. driven by means of the valve-forming elements 8 'when the punches 14' are driven into the plastic sheet f ') and also in the manner which will be explained later. As they are at a suitable temperature, the two sheets are immediately welded by their flat parts and the packaging is carried out.
The lower plate 4 is then brought down and all that is left is to collect the packaging. It is easily extracted from the dies, the force which held the honeycomb sheets in the dies obviously being very easy to overcome.
Although the stamping device described above has great advantages, it should be noted, however, that it has been given only by way of example and that the formation of the cells could, without departing from the scope of the 'in vention, to be obtained by different means as well.
For example, one could, according to a known method, exert a suction below the dies. As the members 8 and 8 'can play the role of valves if a suction is exerted below these elements by means of a vacuum machine, the plastic sheets will come to be applied against the walls of the openings. 7 and 7 'of the dies and against the elements 8 and 8' whose movements must be limited from below, by means of stops, or by springs of sufficient force. Of course, the valve system could be of another type.
On the other hand, it would be advisable to have between the two dies, before and during the suction, a simple plate, flat on both sides, intended to keep the two sheets of plastic material firmly applied to the dies during the suction operation. , this plate being preferably more or less heated.
It would also be possible, instead of creating a vacuum, to form the cells by blowing, by means of channels judiciously arranged in the intermediate pivoting plate, the pressure playing the role of a punch and the plate acting as a blank press.
All these processes being in a general way known, one will be able, of course, according to the means of which. one has, depending on the qualities of the plastic sheets that are used or depending on the characteristics of the products to be packaged, one or the other of said processes. The matrices have. preferably at temperatures such that, upon simple contact of the two cellular sheets, their flat parts reserved between the cells are welded. definitively to produce an airtight package.
The machine according to the invention is more specially designed for shaping cells in sheets of vinyl chloride or equivalent plastics, and. to hold these alveoli in shape and hanging position. sufficient time to allow the. carrying out on-site subsequent packaging operations, while we still have up to. To date, honeycomb packaging has been produced by first manufacturing the honeycomb plates in a special machine and then transporting these honeycomb plates to another machine capable of ensuring the filling of the cells and the final closure of the packaging.
It is therefore possible, thanks to the invention, under the same machine and without transporting the plates of plastic material, form the cells, fill them and close the packaging, in an uninterrupted series of operations, which allows to pack at an extremely fast pace, and with the minimum of handling, both a very large number of identical objects or equal doses of given products. This process and this machine therefore find their interest not only in the packaging of products or objects by means of vinyl chloride sheets for which they have been more specially designed, but also in the packaging by means of all other types. of plastic in thin sheets.
The method is also interesting, because by judiciously calculating the volumes of the cells formed and the production times, we approach the ideal solution sought in the blister packs. The material, when vinyl chloride or other equivalent material effecting a shrinkage is used, if one avoids leaving, in the housings formed, an appreciable quantity of air, one obtains a true molding of the packaging on the object, that is to say packaging exactly in the shape of the product.
In the foregoing, a two-column press has been described with pivoting devices to the right and to the left. We could of course have a four column press with it. devices sliding to the right and to the left between the columns or a three-column press, combining a sliding member and a pivoting member. One could, of course, with still more ease, obtain packaging comprising a single blistered sheet (the one below in principle) re covered and closed with a flat sheet. In this case, it suffices to remove the upper part of the device 11 for forming the cells.
As seen in Figs. 1 to 3, the blank presses 17, 17 'and the dies 6, 6' respectively carry a projection and a groove cooperating together to fix the sheets f and f 'in the manner of a device for immobilizing said sheets . <B> It </B> can be done, however, in particular when very shallow cells are closed, the edges of the stamped sheets tend to rise too soon or the top plate tends to come off by one or more of its corners before we have had time to move on to the following operations.
It is obvious that this would be a serious drawback, since the cells would tend to deform, the air entering too quickly between the outer face of the die and the adjacent face of the blistered sheet carried by this die.
To avoid this drawback, one can use the device which has been shown in FIGS. 4 and 5. The blank press 17 (the organization is of course the same for the blank press 17 ') comprises a rod 25 which forms a fold in the sheet f and introduces it between jaws 26-26a arranged around and on the edges of die 6 (or on two opposite sides at least).
One of these jaws is fixed and is formed on the die itself, the other is mobile and is formed on a part 27 having, at its lower part, a slight chamfer 28 and freely joined to the die 6 by means of a screw 29 and by means of a spring 30 allowing a certain freedom of movement to the part 27.
The die 6 being hot (and possibly also the blank press 17 and consequently its rod 25), the fold in the sheet f is easily done. As the blank presser 17 then moves away from the die 6, the rod 25 withdraws between the jaws 26-26a and leaves the fold of the sheet <I> f </I> caught between these jaws.
Fig. 5 shows the two dies 6 and 6 'in the position they occupy at the time of bonding. As can be seen, in addition, the parts 27 and 27 'comprise bosses 31 and 31' which separate the jaws 26-26a and remove the retaining effect of these jaws as soon as this is no longer necessary, that is, that is, as soon as the dies arrive at.
contact with each other, which makes it possible, when the gluing is finished, to release the finished packaging from said jaws in which the edges of the sheets were pinched ,. As can also be seen, the chamfer of part 27 'is a little more pronounced than that of part 27, which allows the upper jaws to open more, under the effect of the meeting of the two bosses 31. and 31 '.
It follows that when, the wrapping finished, the press goes down again, the wrapping follows the lower die on which it rests, since the upper fold is released and the air enters under the upper blister sheet <B> f </B>, instantly suppressing the ven touse effect that had been produced behind the alveoli.
It only remains to extract the packaging from the lower die. In fact, this takes place without effort or difficulty, even without it being necessary in general to exert pressure on the boss 31.
Any device for pinching and retaining the edges of the sheets equivalent to that which has been described above, by way of example, could moreover be used.
For clarity of the drawing, a reduced device has been shown for packaging comprising five imprints in one direction and three in the other. When it comes to products such as tablets for example, one operates, in practice, with devices comprising several hundred imprints.
In the case of medium-sized tablets (about 15 mm in diameter), devices which produce the package of two to three hundred units at a time can be used, and if the production rate is l On the order of two cycles per minute, a production of 30,000 tablets per hour is easily achieved.
Given this high production, it is obviously advantageous to add to the machine which has just been described a device for filling the cells making it possible to achieve loading rates of this order.
However, with most machines, one has to fear fouling; dusting or occasional breakage is almost inevitable of some tablets when it comes to products of this nature; the transport of such quantities in the described packaging without failures therefore presents difficulties and is uncertain. The use of imperfect or insufficient machines would therefore render the technical improvements provided by the present invention largely pointless. Also, to make maximum use of the possibilities of the present invention, it is preferable to use a rapid and simple filling device such as that which has been shown in the fi-. 6 to 11. However, it should be noted that, if the product allows it, other devices can be used.
In the loading device shown in Figs. 6 to 11, instead of starting from a machine whose speed might not follow the flow. possible, we go. of tubes 32 filled, apart from the current loading device, by means of well-known machines and commonly in use in laboratories which manufacture and package tablets. The tubes 32, on leaving the filling, are placed in a box 33 which contains as many as there are cells to be filled at once. They are held in both directions, at a spacing that corresponds to. that of the cells, thanks to spacers 3.1 and 34 'in the form of a grid (fig. 8).
In addition, to immobilize them, rods 35 with a slightly oval section and green rubber neck for example, acting as locking cams, turn on themselves under the action for example of a crank 36 (fig. 9) which blocks all the rows at once and immobilizes by light pressure all the tubes 32 in the correct position.
This box 33, which can be seen reversed in the various FIGS. 6 to 11, is provided with a sliding cover 37 which can be hand held in place by means of slide rails 38 carried for example as shown in FIG. 8. Thanks to this cover, the box 33 containing the tubes 32 can be overturned and it is in this position that it is put into service.
The lid of this box has two special features: its thickness is equal to the thickness of the tablets and it is. pierced by as much. of holes that there are. of tubes, these holes allow the tablets to pass exactly. We see that there are <B> -P. </B> two positions for this sliding cover 37: one where the tablets can escape all together through the holes (fig. 10), the other where, at the on the contrary, the solid parts stop them (fig. 9, 11). It is, of course, in this position that the lid is placed to turn the box over.
As seen in the fi-. 6 to 8, the cell lining device described here, by way of example, operates by sliding by means of a sliding distributor plate 39, instead of operating by pivoting like the distributor plate 23 of FIG. 1.
Instead of having, on the left side of the machine, a single column 3 (fig. 1), we use two columns 3a and 3b (see fig. 7) fixed to table 1 and supporting the upper plate of the machine. the machine. It is between these two columns that the distributor plate 39 neck will smooth, from left to right when it is full, from right to left when it has just been emptied. Columns 40 support slides 41 (see fig. 6 and 8) in which slides the distribution plate 39 which carries, below it, a drawer 4 \? support tablets. This distribution plate 39 also preferably has a thickness equal to that of the tablets.
On the slides 41 are mounted supports 43 on which come to rest and fit two bars 44 integral with the box 33 which contains the tubes; these bars are used to maintain it. box suspended on said supports 43; two stops 45 ensure correct positioning (see fig. 6).
In fig. 9, the cover 37 is at the tablet stop position. By means of a lever 46 <B> (fi-. </B> 7) pivoting on the column 3a, the cover 37 is moved back: it comes into the position shown in FIG. 10. One tablet from each tube falls into each corresponding hole in the lid.
Springs 47 (FIG. 7) push back the cover 37 as soon as the lever 46 is released, thus stopping again the tablets which are in the tubes 32 and one is in a position similar to that of FIG. 9, but with this dif ference (see fig. 11) that the tablets caught in the drawer movement of the cover have fallen into the holes of the sliding distributor plate 39 which is immediately loaded as a single crumb at so much. of tablets than there are tubes (several hundred in practice).
I1 just have to slide this distributor plate 39 above the cells which have just been formed, which can be done easily, the plate 39 being extended at the rear by a part 39a of desired length, thanks <B> e </B> to which, the loaded part can execute its movement back and forth between the delix matrices 5 and 6 '. When it arrives in a suitable unloading position, a stopper activates the drawer 42 which lets the tablets escape, which fall into the cells.
The device is then brought back to the left for a new operation.
It can be seen that it suffices to replace the empty boxes with full boxes to follow with ease, without possible stoppages or mechanical failures, the optimum possibilities of the proposed packaging system.
It would of course be possible to use boxes made of solid blocks, of molded plastic, for example, with holes replacing the removable tubes.