Procédé pour la formation et le remplissage de récipients contenant une poudre et machine
pour la mise en oeuvre de ce procédé.
La présente invention a pour objet un procédé pour la formation et le remplissage de récipients contenant une poudre et une machine pour la mise en oeuvre de ce procédé; les récipients sont obtenus dans cette ma- chine et suivant ce procédé en utilisant une ou plusieurs feuilles continues d'une matière telle que le papier, la cellulose régénérée, nne tôle mince telle que la tôle d'aluminium, des pellicules minces en une matière souple telle que le papier cristal, par exemple, ou le ehlorhydrate de caoutchouc et, plus particu lièrement, on peut utiliser à cet effet une bande recouverte de résine thermoplastique.
D'une manière générale, on peut utiliser des bandes d'une matière susceptible d'adhérer à elle-même sous l'action de la pression. I1 est avantageux d'avoir recours à une feuille re vêture de résine thermoplastique, par exemple une tôle d'aluminium revêtue de chlorhydrate de caoutchouc, de polyéthylène ou d'une autre résine adhérant à elle-même sous inaction de la chaleur, qui peut être du type thermodurcissable ou thermoplastique, de telles feuilles adhérant l'une à l'autre ou à elles-mêmes sous l'action de la pression et de la chaleur lorsque ces fenilles passent entre des galets de compression et en particulier entre des galets à surface dentée.
La présente invention a pour objet un procédé économique particulièrement intéres- sant dans le cas des produits pharmaceutiques tout en assurant une grande constance dans la quantité de matière contenue dans chaque récipient. Le procédé objet de l'invention consiste en ce que l'on fait avancer de haut en bas au moins une feuille continue en une matière susceptible de former l'enveloppe du récipient, cette matière étant susceptible de se coller à elle-même sous l'action de la chaleur et de la pression, que l'on forme avec cette feuille une succession de récipients ouverts à leur partie supérieure par application de cha- leur et de pression à ladite feuille, que l'on tasse une charge de poudre dans une chambre de jaugeage,
que l'on refoule au moins une de ces charges dans chaque récipient par son ouverture supérieure et que l'on ferme hermétiquement par application de chaleur et de pression l'ouverture supérieure de chaque récipient pour enfermer la poudre dans ce dernier.
L'invention a également pour objet une machine pour la mise en oeuvre de ce procédé, cette machine comprenant une trémie destinée à recevoir la poudre à empaqueter, une tourelle tournant autour d'un axe horizontal audessous de la trémie et présentant à sa périphérie une série de chambres de jaugeage situées dans des plans radiaux différents, une matière poreuse formant au moins une partie de la paroi limitant chacune de ces chambres de jaugeage, des moyens pour aspi rer le gaz contenu dans les chambres de jan geage au travers de cette matière poreuse,
un organe racleur devant lequel les bords extérieurs des chambres de jaugeage passent successivement pendant la rotation de la tourelle entre le point dans lequel lesdites chambres sont au-dessous de l'ouverture inférieure de la trémie et un point d'évacuation de la poudre contenue dans ces chambres, un dispositif pour modifier la pression des gaz dans ces chambres de jaugeage, de manière à décharger cette poudre, des moyens pour faire avancer au moins une feuille continue d'une matière susceptible de former l'enveloppe du récipient au-dessous de la tourelle en regard du jet de poudre sortant des chambres de jaugeage, des moyens pour former à partir de cette feuille des récipients ouverts à la partie supérieure pour recevoir ledit jet de poudre et pour fermer hermétiquement la partie supérieure de ces récipients au-dessus de la charge de poudre, lorsqu'ils ont reçu celle-ci,
et des moyens pour synchroniser le fonctionnement de ces derniers moyens avec la rotation de la tourelle.
Le dessin annexé illustre le procédé et représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la machine pour la mise en oeuvre du procédé.
La fig. 1 est une vue en élévation de face de la machine objet de l'invention.
La fig. 2 est une vue latérale de la ma- chine en coupe partielle suivant la ligne 9 9 de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue en bout de la partie fixe d'un distributeur de poudre faisant partie de la machine.
La fig. 4 est une vue du côté gauche de cette même partie fixe.
La fig. 5 est une vue en perspective d'un détail.
La fig. 6 est une vue en élévation d > un autre détail.
Deux feuilles continues 11 et 12 d'une ma- tière susceptible de constituer les récipients arrivent, à partir de sources appropriées (non représentées), en passant sur des galets de guidage droit et gauche 13 et 14 qui peuvent être des galets fous. A partir de ces galets, les feuilles se déplacent vers le bas, en formant un V, puis vers les s dents périphéri- ques de rouleaux de collage droit et gauche 15 et 16. Les rouleaux de collage sont montés respectivement sur des arbres 17 et 18 qui peuvent tourillonner dans des bâtis avant et arrière 19 et 20 (fig. 2); ces bâtis sont fixés à un socle approprié 21 ou font partie intégrante de ce socle.
Les arbres 17 et 18 tournent en synchronisme l'un avec l'autre par l'intermédiaire de roues dentées 22et 23 dont le profil, vu en fig. 1, se confond avec celui des rouleaux de collage. La roue dentée 23 qui entraîne le rouleau de collage de droite est représentée à la fig. 2; la roue dentée 22 qui entraîne le rouleau de collage de gauche est , dans cette figure, cachée derrière la roue dentée 23.
L'un des arbres des rouleaux de collage, celui ; de gauche dans le cas de la fig. 1, est représenté comme étant entraîné par un moteur approprié 24 par l'intermédiaire d'un engrenage à vis sans fin 25 qui fait tourner une roue d'entraînement principal 26. On peau évidemment utiliser d'autres dispositifs d'entraînement. Les rouleaux de collage 15 et 16 comportent une surface dentée 27 (fig. 2), les dents des deux rouleaux s'imbriquant les unes dans les autres, de manière que les deux feuilles soient pressées fortement l'une contre l'autre et puissent se souder.
Il est possible de faire adhérer les feuilles l'une à l'autre en utilisant simplement la pression entre des rouleaux lisses, mais les dents mentionnées cidessus fournissent des pressions unitaires supérieures, assirent un meilleur transfert de la chaleur et enfin procurent une étanchéité à la vapeur plus parfaite et plus sûre que des rouleaux lisses.
Les rouleaux peuvent être munis de collerettes de garde 28 qui sont des collerettes lisses formées à l'avant et à l'arrière des parties dentées entre lesquelles passent les feuilles; grâce à ces collerettes, qui roulent l'une sur l'autre à l'extérieur de la feuille, les surfaces dentées 27 des rouleaux 15, 16 sont toujours écartées l'une de l'autre, même en l'absence d'une feuille de matière plastique entre elles. Ces collerettes de garde ne sont pas indispensables et il est préférable de s'en passer si l'on doit utiliser des feuilles d'épaisseur variable dans la même machine, c'està-dire si l'écartement entre les rouleaux de collage est destiné à varier avec l'épaisseur de ces feuilles.
Les surfaces dentées comportent une série d'évidements complémentaires 29 destinés à recevoir entre eux la poudre qui doit remplir les récipients. Des ressorts ou du caoutchouc mousse peuvent être utilisés dans ces évidements pour faciliter l'expulsion de l'air contenu entre les feuilles pendant la formation des récipients, mais la tension de la feuille est généralement suffisante pour chasser l'air des récipients pendant le remplissage de ces derniers. Les surfaces dentées peuvent être chauffées par un moyen approprié quelconque, par exemple par des fils électriques 30 représentés schématiquement à la fig. 2 et reliés à des résistances intérieures disposées dans les rouleaux de collage.
Les surfaces dentées constituent des surfaces entre lesquelles les éléments de feuille qui se trouvent à leur contact sont amenés à adhérer l'un à l'autre.
Lorsque les feuilles : 11 et 12 descendent vers l'intervalle entre les rouleaux, les surfaces dentées des rouleaux constituent sur toute leur largeur des deux feuilles une zone de collage; ensuite, lorsque les évidements complémentaires 29 arrivent au droit de l'in: tervalle où les feuilles sont pincées entre les rouleaux, les feuilles ne sont collées l'une à l'autre que sur leurs bords en laissant dans leur partie médiane une zone non collée qui forme l'intérieur d'un récipient destiné à re cevoir la matière en poudre.
Quand la matière en pondre a rempli ce récipient ménagé entre les feuilles, les évidements complémentaires tournent en s'écartant des feuilles pincées entre les rouleaux, et les parties pleines de eeux-ei viennent à nouveau au contact et font adhérer les deuxfeuilles l'une sur l'autre sur toute leur largeur le long du plan tangent aux deux rouleaux, ce qui termine ainsi le récipient dans lequel la poudre est renfermée d'une manière étanche. Les récipients 31 ainsi formés sont représentés à la fig. 1.
Les rouleaux de collage peuvent comprendre un dispositif de coupe pour séparer les différents récipients si on le désire.
Pour être plus sûr que toutes les charges de poudre tombent dans les récipients formés par les rouleaux, on prévoit des déflecteurs 32 et 33, guidant la poudre entre les feuilles et au-dessus de celles-ci à l'endroit où elles arrivent au-dessus des rouleaux. L'un des arbres des rouleaux peut être monté d'une manière élastique pour donner de la souplesse au fonetionnement.
Un arbre porte-tourelle 34 est. disposé au-dessus des arbres des rouleaux et tourillonne dans les bâtis avant et arrière. Une bague de centrage 35 est fixée sur l'arlsre portetourelle. Le tambour d'une tête de jaugeage 36 est monté d'une manière amovible sur l'extrémité de cet arbre et s'appuie contre la bague de centrage 35. Une clavette 37 permet au tambour de la tête de jaugeage de tourner avec l'arbre porte-tourelle. Le tambour de la tête de jaugeage comporte une série de rainures longitudinales 38 constituant les chambres de jaugeage qui ont une section transversale uniforme sur la majeure partie de leur longueur. A la base des rainures de jaugeage est placée une matière poreuse 39 qui forme le fond de ces rainures. Un bloc de centrage 40 est disposé en avant de la matière poreuse.
La matière porense est constituée, de préférenee, par un métal aggloméré qui, bien que poreux, est compact et résistant. De tels métaux agglomérés peuvent être obtenus en chauffant une poudre métallique presque jusqu'à son point de fusion dans une atmosphère inerte ; ils sont bien connus des techni ciens. On peut utiliser également du verre aggloméré ou encore du feutre ou de la toile imprégnée partiellement d'une matière plastique, mais le métal aggloméré est généralement plus résistant et dure plus longtemps.
Quand on exécute le tambour de la tête de jaugeage, il est commode d'utiliser une fraise en bout pour former une rainure en forme de T dans laquelle on place un bloc de forme appropriée en une matière poreuse qui est de préférence un métal aggloméré. La matière poreuse doit avoir une longueur telle qu'on puisse placer derrière elle le bloc de centrage 40 destiné à empêcher les fuites qui supprimeraient la dépression régnant dans la chambre ou rainure de jaugeage, comme on l'expliquera plus loin. Si toutes ces pièces sont usinées avec précision, elles peuvent être mal n- tenues en place par un ajustage à friction.
Dans le cas contraire, on peut utiliser une soudure à l'argent ou tout autre moyen de fixation pour maintenir la matière poreuse dans le bloc de centrage 40 et dans la position voulue à l'intérieur du tambour de la tête de jaugeage.
Quand le bloc de centrage et la matière poreuse ont été placés soes chaque rainure constituant une chambre de jaugeage (huit de ces rainures sont représentées au dessin), on tourne l'intérieur du tambour de la tête de jaugeage, on le rectifie ou on le rend lisse par un procédé quelconque, de manière qu'il puisse servir de surface de distributeur.
Dans chaque rainure de jaugeage est placé un doigt 41. Ce e doigt a une section droite telle qu'il remplit là rainure et présente une surface cylindrique placée à fleur de la surface périphérique extérieure du tambour de la tête de jaugeage. Les doigts sont fixés à un plateau 42 de la tête de jaugeage et en sont solidaires. Le plateau 42 comporte un doigt pour chaque rainure de jaugeage et coulisse sur l'arbre porte-tourelle 34. Un ressort de centrage 43 tend à écarter le tambour du plateau 42 de la tête de jaugeage. Le plateau est maintenu en place à l'encontre de l'action du ressort par un écrou de centrage 44 bloqué par un contre-écrou 45.
Le tambour de Ia tête de jaugeage forme avec le plateau, la matière poreuse, le bloc de centrage 40, les écrous 44.
45 et le ressort 43, lme tourelle rotative.
Un stator 46 forme la partie fixe intérieure portant la tourelle rotative. Le stator peut être déplacé longitudinalement sur un noyau 47 du tambour. Il est monté à l'intérieur du tambour et comporte deux garnitures annulaires d'étanchéité 48 et 49 respectivement à l'extérieur et à l'intérieur.
Ces deux garnitures d'étanehéité sont reliées entre elles par trois garnitures radiales étanches, représentées à la fig. 3 ct qui forment, en partant Idu haut et en tour- nant dans le sens opposé à celui des aiguilles d'une montre, un joint radial 50 à l'arrière d'une chambre de succion, un joint radial 51 séparant cette chambre d'une chambre sous pression et un joint radial 52 à l'avant de cette chambre sous pression.
Le stator est monté à l'intérieur de la tou- relle, les deux garnitures d'étanchéité 48 et 49, le joint radial 50 de la chambre de suc- cion et le joint radial 51 définissant, à l'intérieur du volume compris entre le tambour de la tête de jaugeage et le stator, la chambre de succion 53 dans laquelle débouche une conduite de vide 54. A côté de la chambre 53 est placée une chambre sous pression 55 délimitée par la garniture d'étanchéité extérieure 48, la garniture d'étanchéité intérieure 49, le joint radial 51 et le joint radial 52 qui définissent, à l'intérieur du volume compris entre le stator 46 et le tambour 36 de la tête de jaugeage, cette chambre sous pression dans laquelle débouche une conduite de pression 56.
L'intérieur du tambour de la tête de jaugeage doit être soigneusement rectifié, comme il a été dit, de manière que les joints radiaux et les garnitures d'étanchéité puissent glisser sans frottement appréciable sur sa surface et avec un minimum de fuites quand la tourelle tourne. Le stator est maintenu au contact de l'intérieur du tambour par un ressort 57, et une patte de mise en place 84 l'empê che de tourner comme il sera décrit ci-après.
Au-dessus de la tourelle formant un distributeur avec le stator est montée une trémie 58 d'alimentation en poudre; cette trémie peut être constituée par une matière transparente, telle qu'une matière plastique, de façon que l'on puisse observer son contenu. On prévoit à l'intérieur de la trémie des agitateurs 59 entraînés en rotation par un dispositif 69.
On prévoit également un orifice d'aéra- tion 61 (fig. 1) qui permet à l'air extérieur de pénétrer au fond de la trémie et contribue ainsi à maintenir la poudre au contact de 'air dans la trémie. Autour de la base de la trémie est disposée une bande d'étanchéite 62, en cuir ou en feutre, qui est fixée à l'extérieur de la trémie et qui descend au contact de Ia surface extérieure de la tourelle en eri- pêchant ainsi la poudre de s'échapper par les interstices pouvant. exister entre la trémie et la tourelle.
Le bord inférieur de la face avant de la trémie peut agir comme lame de raclage au contact de la tourelle; cependant, une lame de raclage séparée est généralement préférable si la trémie est en une matière relativement molle, telle qu'une matière plastique transparente.
Une grande roue à chaîne 63 peut tourner librement sur l'arbre porte-tourelle 34. Une autre roue analogue, mais plus petite, 64, est également montée sur l'arbre porte-tourelle.
Ces deux roues ont une denture de chaîne et sont reliées respectivement par des chaînes 65 et 66 à des roues d'entraînement 67 et 68 qui sont calées sur l'arbre 18 du rouleau de collage de droite L'ensemble de cet entraînement par chaîne est représenté à la fig. 6.
La chaîne d'entraînement 65 n'est pas tendue sur les roues dentées et son mou est rattrapé par une roue folle 69 montée à l'extrémité d'un bras de tension 70 qui tourne sur un pivot 71 monté dans le bâti 19. Un ressort 72 est fixé à l'extrémité inférieure du bras 70 et agit sur la roue folle 69 qui maintient la tension de la chaîne d'entraînement.
Sur le brin d'entraînement de la chaîne est placée une roue dentée de réglage 73 montée dans une fourchette à l'extrémité d'un levier de réglage 74 qui tourne autour d'un pivot 75.
L'extrémité inférieure du bras de réglage 74 comporte une vis de réglage 76 traversant le bras et portant un écrou de réglage 77. Un dispositif tendeur analogue est prévu pour l'autre ehaîne d'entraînement 66 passant sur la petite roue dentée 64, mais on n'a pas représenté ce deuxième dispositif tendeur pour ne pas compliquer le dessin.
Sur l'arbre porte-tourelle est monté un manchon 78. Une clavette 79 oblige Ie manchon et l'arbre à tourner solidairement. Une fourchette 80 permet de déplacer le manchon dans un sens ou dans l'autre. A l'extrémité du manchon sont ménagées des encoches d'entraînement 81 susceptibles de s'engager sur des tenons 82 ménagés respectivement sur le moyeu des roues entraînées 63 et 64.
En fonctionnement, la fourchette 80 du manchon 78 peut déplacer celui-ci jusqu'à sa position neutre permettant aux rouleaux de tourner et à la tourelle de rester immobile.
Ceci permet de régler l'alimentation en feuilles, ainsi que les conditions de température et de fonctionnement, jusqu'à ce que l'on ait obtenu un collage satisfaisant et des récipients solides. On peut alors déplacer la fourchette soit vers l'avant, soit vers l'arrière, de manière que les encoches d'entraînement de la partie avant ou de la partie arrière du manchon s'engagent respectivement avec la grande roue dentée 63 ou avec la petite roue dentée 64. La petite roue 64 et la roue d'entraînement 68 ont le même diamètre, de telle sorte qu'en prévoyant quatre groupes de cavités complémentaires dans le rouleau de scellement et huit ehambres de jaugeage 83, la transmission effectuée par ces roues 6-68 fait coopérer deux de ces chambres avec cha -que groupe de cavités.
Si le manchon est en prise avec la grande roue entraînée 63, la tourelle tourne deux fois moins vite que les rouleaux de collage, puisque la grande roue dentée a un diamètre égal à deux fois celui de la roue d ? entraînement correspondante 67, et par conséquent une seule chambre de jaugeage coopère avec chaque paire de cavités complémentaires 29 lorsque la transmission s'effectue par les roues 63-67.
Les chambres de jaugeage 83 de la tourelle sont constituées par les rainures de jaugeage dans lesquelles les doigts 41 sont partiellement engagés. En réglant la position du plateau 42, on peut introduire plus ou moins profondément les doigts dans les rainures de jaugeage. Le volume exact des chambres est déterminé par la position des doigts et peut être réglé facilement comme on le désire.
Les rainures et les doigts doivent avoir des di mensions niiiformes. Le plateau 42 est monté avee précision sur l'arbre de la tourelle de manière à ne pas pouvoir jouer sur celuici et de façon que les chambres de jaugeage aient toutes les mêmes dimensions et reçoivent une charge de poudre uniforme
Puisque les chambres de jaugeage tournent sous la trémie remplie de poudre, les gaz contenus dans la poudre sont éliminés par la conduite de vide 54 faisant sentir son action dans la chambre de succion 53, et la poudre tombant de la trémie dans la chambre de jaugeage présente donc une compacité uniforme dans celle-ci. Le bord avant de la trémie, ou un organe de raclage indépendant,
exerce une action uniforme de raclage sur la matière en poudre disposée dans les ehambres de jaugeage. La poudre est retenue dans les chambres de jaugeage par la succion jusqu'à ce que la matière poreuse formant la partie arrière de la chambre passe devant le joint radial 51 séparant les chambres de succion et de pression du dispositif distributeur de pression constitué par le stator autour duquel tourne la tourelle. Pour les poudres à écoulement facile, on n'a pas besoin normalement d'utiliser une pression supérieure à-la pression atmosphérique ; la pression peut être au con- traire nécessaire pour des poudres ayant tendanee à s'agglomérer.
La charge de poudre de la chambre de jaugeage est éjectée en dehors de celle-ci au moment où elle passe devant le joint radial 51, et elle peut tomber alors entre les rou leaiix au moment où un récipient est préparé par les feuilles fournies aux rouleaux de collage. Les défleeteurs de poudre 32 et 33 facilitent la chute de la charge de poudre dans le récipient au moment où celui-ci est constitué.
On peut régler le point où la charge de poudre tombe de la chambre de jaugeage, en faisant tourner d'lux angle donné le stator autour de son axe. Le stator peut tourner en effet librement sur le moyeu 47 du tambour de la tête de jaugeage; sa position angulaire dans l'espace est déterminée par une oreille de centrage 84 se déplaçant devant une graduation 85 et maintenue par un écrou de verrouillage 86 pouvant coulisser dans une fente 87 du bâti 19. En réglant la position du sta tor et par là-même la position du joint radial 51, on peut régler la position angulaire du point de chute de la eharge de poudre de ma- nière à faire tomber celle-ci à l'endroit désiré.
La position exacte du point de chute de la poudre varie avec différents facteurs, vitesse de fonctionnement de la machine, caractéristiques de la poudre, etc. Il est essentiel que les charges de poudre destinées à remplir les récipients arrivent avec un synchronisme approprié sur les rouleaux de collage, de ma- nière à tomber entre les parties de feuille qui se trouvent au droit des évidements complémentaires 29. Le débit de la poudre tombant dans les récipients varie suivant la vitesse de la machine et la nature de la poudre.
L'écrou de réglage 77 permet de modifier la position de la roue de réglage 73, de changer ainsi la longueur du trajet de la chaîne entre la roue entraînée et la roue motrice et de décaler par conséquent le mouvement de la tourelle de jaugeage par rapport aux rouleaux.
Le décalage exact du fonetionnement est effectué facilement pendant le fonctionnement de la machine. De plus, on peut faire varier ]a vitesse de la machine et il est possible d'obtenir des récipients parfaitement formés soit à faible vitesse, soit à grande vitesse, comme on le désire, en réglant le point de chute de la poudre par rapport au mouvement des rouleaux.
Les hommes de l'art pourront imaginer facilement des modifications susceptibles d'être apportées à la machine décrite. Par
exemple, on pourrait modifier les températures et les pressions des rouleaux en fonction de la vitesse de la machine et de la nature de la matière constituant les feuilles.
On peut, d'autre part, modifier les dimen- sions des charges de poudre en réglant la profondeur de pénétration des doigts dans les rainures de jaugeage. On peut également changer les dimensions et la forme des extrémités des rainures de jaugeage et des doigts; au lieu d'adopter la forme ronde pour ces extrémités, comme il est indiqué au dessin, on peut leur donner une forme carrée ou toute autre forme désirée. Le fond des rainures de jaugeage peut être plat ou cylindrique suivant les commodités particulières de ]a fabrication. Normalement, un fond plat est plus facile à usiner qu'un fond cylindrique.
On peut utiliser au choix une seule eharge de poudre ou deux charges de poudre pour ehaque récipient; cette possibilité donne une plus grande souplesse dans l'utilisation de la machine. La machine peut être adaptée à l'emploi de plusieurs matières pour le remplissage des récipients. Si l'on utilise deux charges par récipient, le synchronisme doit être réalisé avec précision dans le fonctionnement de la machine, de manière à éviter qu'une partie de l'une des charges n'arrive avant ou après l'arrivée des cavités complémentaires dans la zone de serrage des feuilles entre les rouleaux.
Comme on l'a vu précédemment, on utilise des rouleaux pour la formation des récipients; cependant, il est évident qu'on pourrait utiliser également, si on le désire, des organes de collage à mouvement alternatif.
REVENDICATIONS:
I. Procédé pour la formation et le remplissage de récipients contenant une poudre, caractérisé par le fait que l'on fait avancer de haut en bas au moins une feuille continue en une matière susceptible de former l'enveloppe du récipient, cette matière étant susceptible de se coller à elle-même sous l'action de la chaleur et de la pression, que l'on forme avec cette feuille une succession de récipients ouverts à leur partie slipérieure par application de chaleur et de pression à ladite feuille, que l'on tasse une charge de poudre dans une chambre de jaugeage,
que l'on refoule au moins une de ces charges dans chaque-récipient par son ouverture supérieure et que l'on ferme hermétiquement par application de chaleur et de pression l'ouverture supérieure de chaque récipient pour enfermer la poudre dans ce dernier.
Process for forming and filling containers with powder and machine
for the implementation of this method.
The present invention relates to a method for forming and filling containers containing a powder and a machine for implementing this method; the containers are obtained in this machine and according to this process using one or more continuous sheets of a material such as paper, regenerated cellulose, a thin sheet such as aluminum sheet, thin films of a material flexible such as crystal paper, for example, or rubber hydrochloride and, more particularly, a strip covered with thermoplastic resin can be used for this purpose.
In general, one can use strips of a material capable of adhering to itself under the action of pressure. It is advantageous to use a sheet coated with thermoplastic resin, for example an aluminum sheet coated with rubber hydrochloride, polyethylene or other resin adhering to itself under inaction of heat, which can be of the thermosetting or thermoplastic type, such sheets adhering to one another or to themselves under the action of pressure and heat when these slots pass between compression rollers and in particular between rollers with toothed surface.
The subject of the present invention is an economical process which is particularly advantageous in the case of pharmaceutical products while ensuring great consistency in the quantity of material contained in each container. The method of the invention consists in advancing from top to bottom at least one continuous sheet of a material capable of forming the envelope of the container, this material being capable of sticking to itself under the action of heat and pressure, which is formed with this sheet a succession of containers open at their upper part by application of heat and pressure to said sheet, which is packed a charge of powder in a gauging chamber,
that at least one of these charges is forced into each container through its upper opening and that the upper opening of each container is hermetically closed by application of heat and pressure to enclose the powder therein.
The subject of the invention is also a machine for implementing this method, this machine comprising a hopper intended to receive the powder to be packaged, a turret rotating about a horizontal axis below the hopper and having at its periphery a series of gauging chambers located in different radial planes, a porous material forming at least part of the wall limiting each of these gauging chambers, means for sucking the gas contained in the gauging chambers through this material porous,
a scraper member in front of which the outer edges of the gauging chambers pass successively during the rotation of the turret between the point in which said chambers are below the lower opening of the hopper and a point of discharge of the powder contained in these chambers, a device for modifying the pressure of the gases in these gauging chambers, so as to discharge this powder, means for advancing at least one continuous sheet of a material capable of forming the envelope of the container below the turret facing the jet of powder coming out of the gauging chambers, means for forming from this sheet receptacles open at the top to receive said jet of powder and for hermetically closing the upper part of these receptacles above the powder charge, when they have received it,
and means for synchronizing the operation of the latter means with the rotation of the turret.
The appended drawing illustrates the method and represents, by way of example, an embodiment of the machine for carrying out the method.
Fig. 1 is a front elevational view of the machine object of the invention.
Fig. 2 is a side view of the machine in partial section taken along line 9 of FIG. 1.
Fig. 3 is an end view of the fixed part of a powder dispenser forming part of the machine.
Fig. 4 is a view of the left side of this same fixed part.
Fig. 5 is a perspective view of a detail.
Fig. 6 is an elevational view of another detail.
Two continuous sheets 11 and 12 of a material capable of constituting the containers arrive, from appropriate sources (not shown), passing over right and left guide rollers 13 and 14 which may be idle rollers. From these rollers the sheets move downward, forming a V, and then towards the peripheral teeth of the right and left glue rollers 15 and 16. The glue rollers are mounted on shafts 17 and 16, respectively. 18 which can journal in the front and rear frames 19 and 20 (fig. 2); these frames are fixed to a suitable base 21 or form an integral part of this base.
The shafts 17 and 18 rotate in synchronism with one another by means of toothed wheels 22 and 23, the profile of which, seen in FIG. 1, merges with that of the glue rollers. The toothed wheel 23 which drives the right glue roller is shown in FIG. 2; the toothed wheel 22 which drives the left adhesive roller is, in this figure, hidden behind the toothed wheel 23.
One of the shafts of the glue rollers, that; left in the case of fig. 1, is shown as being driven by a suitable motor 24 through a worm gear 25 which rotates a main drive wheel 26. Obviously, other drives can be used. The glue rollers 15 and 16 have a toothed surface 27 (fig. 2), the teeth of the two rollers interlocking with each other, so that the two sheets are pressed strongly against each other and can to weld.
It is possible to adhere the sheets to each other by simply using the pressure between smooth rollers, but the teeth mentioned above provide higher unit pressures, provide better heat transfer and finally provide a seal to the sheet. more perfect and safer vapor than smooth rollers.
The rollers may be provided with guard flanges 28 which are smooth flanges formed at the front and rear of the toothed portions between which the sheets pass; thanks to these collars, which roll on top of each other on the outside of the sheet, the toothed surfaces 27 of the rollers 15, 16 are always spaced apart from each other, even in the absence of a plastic sheet between them. These guard flanges are not essential and it is preferable to do without them if one must use sheets of variable thickness in the same machine, that is to say if the spacing between the glue rollers is intended to vary with the thickness of these sheets.
The toothed surfaces comprise a series of complementary recesses 29 intended to receive between them the powder which is to fill the containers. Springs or foam rubber can be used in these recesses to facilitate the expulsion of the air contained between the sheets during the formation of the containers, but the tension of the sheet is generally sufficient to force the air out of the containers during filling. of these. The toothed surfaces can be heated by any suitable means, for example by electric wires 30 shown schematically in FIG. 2 and connected to internal resistors arranged in the glue rollers.
The toothed surfaces constitute surfaces between which the sheet elements which are in contact with them are made to adhere to one another.
When the sheets: 11 and 12 descend towards the gap between the rollers, the toothed surfaces of the rollers constitute, over their entire width of the two sheets, a bonding zone; then, when the complementary recesses 29 arrive at the right of the in: tervalle where the sheets are pinched between the rollers, the sheets are glued to each other only at their edges, leaving in their middle part an area not glued which forms the interior of a container intended to receive the powdered material.
When the laying material has filled this container formed between the sheets, the complementary recesses rotate away from the sheets pinched between the rollers, and the solid parts of them again come into contact and cause the two sheets to adhere to one another. on the other over their entire width along the plane tangent to the two rollers, which thus completes the container in which the powder is sealed. The containers 31 thus formed are shown in FIG. 1.
The glue rolls can include a cutter to separate the different containers if desired.
To be sure that all the powder charges fall into the containers formed by the rollers, deflectors 32 and 33 are provided, guiding the powder between the sheets and above them where they arrive at the- above the rollers. One of the roller shafts can be resiliently mounted to provide flexibility in operation.
A turret carrier shaft 34 is. arranged above the roller shafts and journals in the front and rear frames. A centering ring 35 is fixed on the arlsre portetourelle. The drum of a gauging head 36 is removably mounted on the end of this shaft and rests against the centering ring 35. A key 37 allows the drum of the gauging head to rotate with the turret carrier shaft. The drum of the gauging head has a series of longitudinal grooves 38 constituting the gauging chambers which have a uniform cross-section over most of their length. At the base of the gauging grooves is placed a porous material 39 which forms the bottom of these grooves. A centering block 40 is disposed in front of the porous material.
The porense material is preferably constituted by an agglomerated metal which, although porous, is compact and resistant. Such agglomerated metals can be obtained by heating a metal powder almost to its melting point in an inert atmosphere; they are well known to technicians. It is also possible to use agglomerated glass or alternatively felt or canvas partially impregnated with a plastic material, but the agglomerated metal is generally more resistant and lasts longer.
When running the drum of the gauging head, it is convenient to use an end mill to form a T-shaped groove into which a block of suitable shape of a porous material which is preferably an agglomerated metal is placed. The porous material must have a length such that the centering block 40 intended to prevent leaks which would eliminate the negative pressure in the gauging chamber or groove, as will be explained later, can be placed behind it. If all of these parts are precision machined, they can be loosely held in place by a friction fit.
Otherwise, silver solder or any other fastening means can be used to maintain the porous material in the centering block 40 and in the desired position inside the drum of the gauging head.
When the centering block and the porous material have been placed soes each groove constituting a gauging chamber (eight of these grooves are shown in the drawing), the inside of the drum of the gauging head is rotated, rectified or makes it smooth by any method so that it can serve as a dispenser surface.
In each gauging groove is placed a finger 41. This finger has a cross section such that it fills the groove and has a cylindrical surface placed flush with the outer peripheral surface of the drum of the gauging head. The fingers are fixed to a plate 42 of the gauging head and are integral with it. The plate 42 has a finger for each gauging groove and slides on the turret carrier shaft 34. A centering spring 43 tends to move the drum away from the plate 42 from the gauging head. The plate is held in place against the action of the spring by a centering nut 44 blocked by a lock nut 45.
The drum of the gauging head forms with the plate, the porous material, the centering block 40, the nuts 44.
45 and the spring 43, the rotating turret.
A stator 46 forms the interior fixed part carrying the rotating turret. The stator can be moved longitudinally on a core 47 of the drum. It is mounted inside the drum and comprises two annular seals 48 and 49 respectively on the outside and inside.
These two etaneheity packings are interconnected by three sealed radial packings, shown in FIG. 3 sides which form, starting at Idu at the top and turning in the opposite direction to that of clockwise, a radial seal 50 at the rear of a suction chamber, a radial seal 51 separating this chamber d 'a pressure chamber and a radial seal 52 in front of this pressure chamber.
The stator is mounted inside the turret, the two seals 48 and 49, the radial seal 50 of the suction chamber and the radial seal 51 defining, inside the volume between the drum of the gauging head and the stator, the suction chamber 53 into which a vacuum pipe 54 opens. Next to the chamber 53 is placed a pressure chamber 55 delimited by the outer seal 48, the seal internal seal 49, the radial seal 51 and the radial seal 52 which define, inside the volume between the stator 46 and the drum 36 of the gauging head, this pressure chamber into which a pressure pipe opens 56.
The inside of the gauge head drum should be carefully ground, as has been said, so that the radial seals and gaskets can slide without appreciable friction on its surface and with minimum leakage when the turret turned. The stator is held in contact with the interior of the drum by a spring 57, and a positioning tab 84 prevents it from rotating as will be described below.
Above the turret forming a distributor with the stator is mounted a powder feed hopper 58; this hopper can be formed by a transparent material, such as a plastic material, so that its contents can be observed. Stirrers 59 driven in rotation by a device 69 are provided inside the hopper.
Also provided is a vent 61 (Fig. 1) which allows outside air to enter the bottom of the hopper and thus helps keep the powder in contact with the air in the hopper. Around the base of the hopper is disposed a sealing strip 62, made of leather or felt, which is fixed to the outside of the hopper and which descends in contact with the outer surface of the turret, thus securing the seal. powder to escape through the interstices that can. exist between the hopper and the turret.
The lower edge of the front face of the hopper can act as a scraper blade in contact with the turret; however, a separate scraper blade is generally preferable if the hopper is of a relatively soft material, such as transparent plastic.
A large chain wheel 63 can rotate freely on the turret shaft 34. Another similar, but smaller wheel, 64, is also mounted on the turret shaft.
These two wheels have chain teeth and are respectively connected by chains 65 and 66 to drive wheels 67 and 68 which are wedged on the shaft 18 of the right-hand glue roller The whole of this chain drive is shown in fig. 6.
The drive chain 65 is not tensioned on the toothed wheels and its slack is taken up by an idler wheel 69 mounted at the end of a tension arm 70 which rotates on a pivot 71 mounted in the frame 19. A spring 72 is fixed to the lower end of the arm 70 and acts on the idler wheel 69 which maintains the tension of the drive chain.
On the chain drive end is placed an adjusting toothed wheel 73 mounted in a fork at the end of an adjusting lever 74 which rotates around a pivot 75.
The lower end of the adjustment arm 74 has an adjustment screw 76 passing through the arm and carrying an adjustment nut 77. A similar tensioning device is provided for the other drive chain 66 passing over the small toothed wheel 64, but this second tensioning device has not been shown so as not to complicate the drawing.
A sleeve 78 is mounted on the turret-holder shaft. A key 79 forces the sleeve and the shaft to rotate together. A fork 80 allows the sleeve to be moved in one direction or the other. At the end of the sleeve are provided drive notches 81 capable of engaging on tenons 82 provided respectively on the hub of driven wheels 63 and 64.
In operation, the fork 80 of the sleeve 78 can move the latter to its neutral position allowing the rollers to rotate and the turret to remain stationary.
This allows the sheet feed, as well as the temperature and operating conditions, to be adjusted until satisfactory sizing and strong containers have been achieved. The fork can then be moved either forwards or backwards, so that the drive notches of the front part or of the rear part of the sleeve engage respectively with the large toothed wheel 63 or with the small toothed wheel 64. The small wheel 64 and the drive wheel 68 have the same diameter, so that by providing four groups of complementary cavities in the sealing roller and eight gauging chambers 83, the transmission effected by these wheels 6-68 makes two of these chambers cooperate with each group of cavities.
If the sleeve is engaged with the driven large wheel 63, the turret rotates half as fast as the glue rollers, since the large toothed wheel has a diameter equal to twice that of the wheel d? corresponding drive 67, and consequently a single gauging chamber cooperates with each pair of complementary cavities 29 when the transmission is effected by the wheels 63-67.
The gauging chambers 83 of the turret are formed by the gauging grooves in which the fingers 41 are partially engaged. By adjusting the position of the plate 42, the fingers can be introduced more or less deeply into the gauging grooves. The exact volume of the chambers is determined by the position of the fingers and can be easily adjusted as desired.
The grooves and the fingers must have niiiform dimensions. The plate 42 is mounted with precision on the shaft of the turret so as not to be able to play on it and so that the gauging chambers have all the same dimensions and receive a uniform powder charge.
Since the gauging chambers rotate under the hopper filled with powder, the gases contained in the powder are removed by the vacuum line 54 making its action felt in the suction chamber 53, and the powder falling from the hopper into the gauging chamber therefore has a uniform compactness therein. The front edge of the hopper, or an independent scraping member,
exerts a uniform scraping action on the powder material placed in the gauging chambers. The powder is retained in the gauging chambers by the suction until the porous material forming the rear part of the chamber passes in front of the radial seal 51 separating the suction and pressure chambers from the pressure distributor device formed by the stator. around which the turret rotates. For easily flowing powders, one does not normally need to use a pressure greater than atmospheric pressure; the pressure may, on the other hand, be necessary for powders which tend to clump.
The powder charge from the gauging chamber is ejected out of it as it passes the radial seal 51, and it can then fall between the rolls as a container is prepared by the sheets supplied to the rollers. lift-off. The powder defleeters 32 and 33 facilitate the drop of the powder charge into the container when the latter is constituted.
The point at which the powder charge falls from the gauging chamber can be adjusted by rotating the stator at a given angle around its axis. The stator can in fact rotate freely on the hub 47 of the drum of the gauging head; its angular position in space is determined by a centering lug 84 moving in front of a graduation 85 and held by a locking nut 86 which can slide in a slot 87 of the frame 19. By adjusting the position of the stator and thereby Even the position of the radial seal 51, the angular position of the drop point of the powder charge can be adjusted so as to drop the latter at the desired location.
The exact position of the powder drop point varies with different factors, machine operating speed, powder characteristics, etc. It is essential that the powder charges intended to fill the receptacles arrive with an appropriate synchronism on the gluing rolls, so as to fall between the parts of the sheet which are located in line with the complementary recesses 29. The powder flow rate falling into the containers varies according to the speed of the machine and the nature of the powder.
The adjusting nut 77 makes it possible to modify the position of the adjusting wheel 73, thus changing the length of the path of the chain between the driven wheel and the driving wheel and consequently shifting the movement of the gauging turret with respect to to the rollers.
The exact shift of the operation is easily carried out during the operation of the machine. In addition, the speed of the machine can be varied and it is possible to obtain perfectly formed containers either at low speed or at high speed, as desired, by adjusting the drop point of the powder in relation to it. to the movement of the rollers.
Those skilled in the art will easily be able to imagine modifications which may be made to the machine described. By
For example, the temperatures and pressures of the rollers could be modified as a function of the speed of the machine and of the nature of the material constituting the sheets.
It is also possible to modify the dimensions of the powder charges by adjusting the depth of penetration of the fingers in the gauging grooves. It is also possible to change the dimensions and the shape of the ends of the gauging grooves and of the fingers; instead of adopting the round shape for these ends, as indicated in the drawing, they can be given a square shape or any other desired shape. The bottom of the gauging grooves may be flat or cylindrical depending on the particular convenience of] a manufacture. Normally, a flat bottom is easier to machine than a cylindrical bottom.
A single powder charge or two powder charges can be used for each container; this possibility gives greater flexibility in the use of the machine. The machine can be adapted to the use of several materials for filling containers. If two loads are used per container, synchronism must be achieved with precision in the operation of the machine, so as to prevent part of one of the loads from arriving before or after the arrival of the additional cavities. in the area where the sheets are clamped between the rollers.
As we have seen previously, rollers are used for forming the containers; however, it is obvious that reciprocating gluing members could also be used, if desired.
CLAIMS:
I. Process for forming and filling containers containing a powder, characterized by the fact that at least one continuous sheet of a material capable of forming the envelope of the container is advanced from top to bottom, this material being capable of being to stick to itself under the action of heat and pressure, which is formed with this sheet a succession of receptacles open at their lower part by application of heat and pressure to said sheet, which the a charge of powder is packed into a gauging chamber,
that at least one of these charges is forced into each container through its upper opening and that the upper opening of each container is hermetically closed by application of heat and pressure to enclose the powder therein.