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.