Machine automatique pour le conditionnement d'un produit
La présente invention a pour objet une machine automatique pour le conditionnement d'un produit, liquide, pâteux ou mme pulvérulent (produits d'hy giène, produits comestibles, etc.), sous forme de doses constituées, chacune, par une certaine quantité d'un produit ou mélange de produits, hermétiquement scellée dans un sachet, formé de deux parois en matière plastique, réunies entre elles par soudure.
Cette machine, de construction simple et d'un rendement très élevé, est caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif d'alimentation pour alimenter en continu les deux bandes de part et d'autre d'un tube longitudinal axial d'arrivée du produit à conditionner, une première presse de soudage pour réunir ces deux bandes de part et d'autre dudit tube et y former ainsi au moins un alvéole, les alvéoles successifs formés communiquant entre eux dans l'axe des bandes, une deuxième presse pour sceller les alvéoles remplis par des lignes transversales de soudure, une pince de traction animée de mouvements d'ouverture et de fermeture et d'un mouvement alternatif longitudinal parallèle aux bandes pour faire avancer celles-ci par saccades d'une longueur correspondant à celle soudée par la première presse au cours d'une de ses fermetures,
et des dispositifs pour commander en synchronisme ces presses et cette pince de manière que ladite pince tire sur les bandes lorsque les deux presses sont ouvertes.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la machine objet de l'in- vention.
La fig. 1 est une vue schématique, en perspective et en cours de formation, de l'ouvrage réalisé avec ladite forme d'exécution de la machine.
La fig. 2 est une vue en perspective et avec arrachements partiels de cette machine.
La fig. 3 est une vue de détail de l'une des bobines d'alimentation de l'une des bandes plastiques et de son support.
La fig. 4 est une vue en perspective de la portion inférieure d'un tube d'alimentation en produit à conditionner et de ses dispositifs accessoires.
La fig. 5 est une vue en perspective d'une premitre presse.
La fig. 6 est une vue en perspective de son électrode fixe.
La fig. 7 est une vue en plan de cette électrode.
La fig. 8 est une vue en perspective d'une deuxième presse.
La fig. 9 est une vue en perspective d'un dispositif assurant les déplacements alternatifs longitudinaux d'une pince de traction.
La fig. 10 est un schéma des canalisations pneumatiques et hydrauliques d'alimentation des différents vérins de la machine et des circuits électriques de commande des électro-vannes de contrôle de cette alimentation.
La fig. 11 est un diagramme des temps correspondant à un cycle de fonctionnement de la machine.
On se référera d'abord à la fig. 1 qui montre, à différents stades de sa réalisation, l'ouvrage fabriqué dans la machine représentée. Il s'agit, comme on l'a précisé plus haut, de la fabrication de doses, sous forme de petits sachets méplats Pl, P2... obtenus à l'aide de deux bandes Q et R en matière plastique telle que chlorure de vinyle ou de polyvinyle, polythène, superpolyamide, etc. Eventuellement, ces bandes peuvent tre de nature composite. Elles peuvent tre indépendantes ou former les deux moitiés d'une bande plus large.
On réunit d'abord les bandes Q et R par deux soudures longitudinales S et T et on coule le produit liquide pateux ou pulvérulent de remplissage entre les portions réunies de ces bandes, l'espace annulaire formé par ces soudures S, T se trouvant fermé à sa base par le dernier sachet formé.
Chaque sachet est, en effet, obturé transversalement par deux soudures transversales U, chaque soudure, effectuée après remplissage, étant commune à deux sachets. Ceux-ci sont finalement séparés les uns des autres par sectionnement suivant des lignes
V-V situées, chacune, dans l'axe d'une soudure transversale U.
La machine qui va tre décrite permet d'effectuer les diverses opérations ci-dessus, l'ouvrage progressant verticalement de haut en bas, dans le sens de la flèche fi (fig. 1 et 2).
Pour simplifier, on a supposé ci-dessus que les soudures longitudinales S et T étaient rectilignes et ménagées sur les bords des bandes Q et R, mais, éventuellement, elles pourront avoir, chacune, vues de face, toute autre forme, fonction de celle désirée pour les sachets, ces soudures en tout état de cause ménageant un canal central que fermeront les soudures transversales U.
I
Description de la macline représentée (fig. 2)
Considérée dans ses grandes lignes, cette machine comporte un bâti A, à la partie supérieure duquel est fixé un dispositif d'alimentation B, destiné à délivrer les deux bandes Q et R vers le bas et de part et d'autre d'un tube C d'alimentation en produit à conditionner.
Sous le dispositif d'alimentation B se trouve une première presse D à deux électrodes alimentées en courant à haute fréquence et destinée à réunir longitudinalement les deux bandes Q et R en formant les deux soudures longitudinales S et T.
Une seconde presse E, également à deux électrodes, est disposée à la partie inférieure du bati A pour réaliser les soudures transversales U.
Entre les deux presses, une pince F est supportée par un dispositif oléo-pneumatique G qui assure ses déplacements alternatifs verticaux ; cette pince est destinée à faire avancer vers le bas l'ouvrage, d'une longueur égale à celle de l'un des articles à réaliser.
L'ensemble est complété par des dispositifs électromagnétiques de commande et d'alimentation H.
Le fonctionnement d'ensemble est le suivant :
Les bandes Q et R, fournies par le dispositif d'alimentation B, sont soudées longitudinalement en
S et T (fig. 1) par la presse D qui ménage un canal central dans lequel le tube C laisse écouler (ou injecte sous pression) le produit à conditionner.
La pince F est déplacée de haut en bas pendant le temps d'ouverture des deux presses D et-E d'une longueur égale à la longueur d'un récipient ou sachet.
Elle remonte, ouverte, pendant le temps de soudage.
La presse inférieure E, synchronisée de la presse D, assure l'obturation par soudage (soudures transversales U) et prépare la séparation des sachets en créant des lignes transversales de moindre résistance suivant les lignes V-V (fig. 1).
Ceci posé, on va reprendre ci-après en détail les diverses parties de cette machine.
a) Bâti A (fig. 2).-Il comporte un socle 1, quatre montants verticaux parallèles 2, réunis par des traverses 3 assurant la rigidité de l'ensemble.
b) Dispositif B d'alimentation (fig. 2, 3). ¯
A la partie supérieure du bâti A est fixé un support 4 portant des paliers 5 dans lesquels reposent les arbres 6 de deux bobines d'alimentation 7 et 8.
Ces paliers sont ouverts pour permettre un déplacement rapide des bobines vers le haut, en vue de leur chargement.
Chaque bobine 7 ou 8 est centrée sur son arbre amovible 6 (fig. 3) par un jeu de deux cônes 9. Le déplacement latéral des cônes sur l'arbre et de l'arbre dans les paliers 5 est limité par des bagues 10, bloquées par des vis 11.
Le déroulement des bandes Q et R est freiné par deux freins constitués, chacun, par une tige 12 recourbée, articulée sur un pivot 13 solidaire du support 4. Un manchon 14 est serré sur chacune des tiges de freinage et appuie, par gravité, sur la bobine correspondante.
c) Tube C d'alimentation.-Ce tube en matière plastique rigide est bloqué en hauteur par un mandrin 15, rapporté par une ferrure 15a sur le bâti A.
Une électro-vanne 16, commandée par un électro 16a, est placée sur le tube C. En outre, ce tube porte deux conducteurs 17 (fig. 4 et 10), terminés par deux fils de platine 17a. Une gaine en matière plastique 18 recouvre le tube C et les deux conducteurs 17, ne laissant découvertes que les extrémités du tube et des fils de platine 17a (fig. 4) qui sont légèrement en retrait vers le haut par à l'extrémité inférieure du tube C.
d) Presse supérieure D (fig. 2 et 5 à 7).
Elle comporte deux supports avant et arrière 19 et 20, fixés au bâti A et réunis par quatre. guides cylindriques 21 sur lesquels coulisse une plaque mobile 22, commandée par un vérin pneumatique à double effet 23.
Sur la plaque mobile 22 est fixée une électrode dite de préformage 24 par l'intermédiaire de quatre isolateurs 25.
Sur le support arrière 20 est disposée la contreélectrode. Celle-ci est formée (fig. 5,6) d'un corps 26 pourvu, en son milieu, d'une rainure longitudinale 27 dans laquelle est logée une portion du tube C et de deux guides 28 et 29 fixés, chacun, sur le corps 26 au moyen de deux pattes 30 et de vis moletées 31, ces guides assurant le guidage latéral des bandes plastiques Q et R.
L'alimentation en courant haute fréquence des électrodes 24 et 26 est assurée, à partir d'un générateur classique I (fig. 2), connecté par un câble coaxial J aboutissant à un boîtier de couplage usuel
K, relié par un conducteur 32 à un plot 33 (fig. 5) supporté par un isolateur 34 et au contact duquel vient, en fin de fermeture de la presse D, une lan- guette de cuivre 35, fixée sur l'électrode mobile 24, la fermeture du circuit haute fréquence se refermant alors par l'autre électrode 26 qui est à la masse.
La presse D est complétée par deux rupteurs 36 et 37 portés, respectivement, par les supports 19 et 20 et coopérant avec des vis 38 et 39, portées par la partie mobile 22 de la presse, de manière telle que le rupteur 36 est fermé lorsque la presse est ouverte, tandis que le rupteur 37 est à son tour fermé lorsque la presse est fermée.
e) Presse inférieure E (fig. 2 et 8).-Cette presse comporte deux supports 40 et 41, fixés au bâti A dans une position réglable en hauteur grâce à des vis 42 passant dans les boutonnières 43 des montants du bâti. Ces deux supports sont réunis par deux guides cylindriques 44.
Chacun de ces guides est fileté dans sa portion située juste en avant du support 41, en vue du réglage, sur ce guide, d'un manchon 45 de butée, à l'aide d'un écrou 46 et d'un contre-écrou 47, vissés sur ce guide.
Sur les deux guides est mobile une plaque 48 sous l'action d'un vérin 49 dont le cylindre est porté par le support 40. La course de la plaque mobile 48 vers le support arrière 41 est limitée par deux manchons 50, solidaires de cette plaque et venant buter contre les manchons réglables 45.
Cette plaque 48 porte, par l'intermédiaire d'isolateurs 51, l'électrode mobile désignée dans son ensemble par 52.
Cette électrode comporte deux plaques 53,54, réunies de manière réglable par des entretoises 55.
Sur sa face arrière, la plaque 54 porte, entre deux bandes de caoutchouc 56, deux plaques de cuivre 57 par rapport auxquelles fait légèrement saillie une petite lame 58.
En face de cette électrode mobile 52 est disposée une contre-électrode fixe, désignée dans son ensemble par 59. Cette contre-électrode, fixée au support 41, comporte deux blocs de caoutchouc 60, séparés par une lame 61 de cuivre.
On rappelle que les électrodes 52 et 59 sont destinées à effectuer les soudures transversales U (fig. 1) dans l'ouvrage. Ces soudures sont obtenues par le serrage des deux bandes Q et R entre les parties métalliques 57 de l'électrode 52 et 61 de la contre-électrode 59, cependant que la lame 58 contribue à la soudure mais doit, en outre, donner la ligne de moindre résistance, suivant laquelle les doses obtenues seront séparées sur les lignes V-V.
Dans ce but, cette lame 58 doit se rapprocher davantage de la lame 61 de la contre-électrode que ne le font les pièces 57 et c'est la raison pour laquelle elle est en saillie par rapport auxdites pièces. Le réglage de l'avance extrme de la lame 58 est assuré par le réglage des manchons 45.
L'alimentation en courant haute fréquence de la presse inférieure E est analogue à celle de la presse supérieure. Il est prévu un générateur L (fig. 2) relié par un câble M à une boîte (fig. 8) à un plot 63 porté par le support 41 par l'intermédiaire d'un isolateur 64. Avec ce plot vient en contact, en position de fermeture de la pince, une languette 65 solidaire de l'électrode mobile 52.
Pince F (fig. 2).-Elle est constituée par une carcasse métallique 66 sur laquelle sont articulées, autour de deux axes 67 et 68, deux mâchoires 69 et 70, solidaires de ces axes. Ces mâchoires sont munies de garnitures de caoutchouc 71,72.
Un vérin pneumatique 73 commande la mâchoire 69 par l'intermédiaire d'une chape 74, d'une biellette 75 et d'un bras 76 claveté sur l'axe 67.
Le mouvement de la mâchoire 69 est transmis à la mâchoire 70 par deux secteurs dentés 77 et 78.
Une vis réglable 79, fixée sur la mâchoire 69, actionne un contacteur-inverseur 80 à deux interrupteurs 80a, 80b (fig. 10), l'interrupteur 80a 6tant fermé quand la pince est fermée et l'interrupteur 80b quand, au contraire, cette pince est ouverte.
g) Dispositif oleo-pneumatique G (fig. 2 et 9).
-Ce dispositif, destiné à déplacer longitudinalement et d'un mouvement alternatif la pince F, comporte un vérin pneumatique 81 à simple effet dont le cylindre est fixé par des embases 82,83 à l'extrémité d'un tube 84 dont l'autre extrémité est fixée au cylindre d'un vérin hydraulique 85 par d'autres embases 86 et 87.
A l'intérieur du tube 84 coulisse une pièce libre 88 de forme cylindrique et portant un méplat 89 en regard d'une lumière 90 ménagée dans le tube, sur une longueur égale à la course maximum de la pince F, augmentée de la longueur de la pièce mobile 88.
Les tiges 91 et 92 des vérins pneumatique 81 et hydraulique 85 viennent porter dans deux évi- dements semi-sphériques, ménagés sur les faces supérieure et inférieure de ladite pièce mobile 88.
Quatre brides 93, serrées par des vis 94, fixent l'ensemble ci-dessus sur deux tiges 95 de guidage elles-mmes fixées au bâti A par deux pièces bou- lonnées sur ce bâti.
La pince F est fixée par son support 66 et par des vis 97 (fig. 2) sur une pièce intermédiaire 98, elle-mme fixée sur le méplat 89 par deux vis 99 (fig. 9). Cette pièce intermédiaire 98, dont la largeur est égale à la largeur de la lumière 90, assure éga- lement le guidage latéral de la pince F.
A la partie inférieure du vérin hydraulique 85 est fixée une électro-vanne 100 par laquelle l'huile du vérin est en communication avec un réservoir d'huile 101. Une poche d'air est maintenue sous pression à la partie supérieure du réservoir d'huile 101 par une valve de retenue 102, reliée à une source d'air comprimé par un mano-détendeur 103.
Sur l'une des tiges 95 supportant 1'ensemble, un contacteur double 104 (à deux interrupteurs 104a et 104b) est fixé à une hauteur réglable par une bride 105 enserrant la tige. Un ergot 106, disposé sur la pince F, commande le contacteur 104 dans le sens de la fermeture des deux interrupteurs 104a et 104b lorsque cette pince atteint son point mort bas.
h) Dispositif H d'alimentation des verins et de contrôle automatique de cette alimentation (fig. 2 et 10).-A l'arrière de la machine est fixé sur le bâti A un caisson 107 contenant la majeure partie de ce dispositif, une petite partie étant logée dans un boîtier 108.
On se référera maintenant au schéma de la fig. 10 sur lequel son représentés en :
23 le vérin pneumatique de fermeture de la
presse supérieure D ;
49 le vérin pneumatique de fermeture de la
presse inférieure E ;
73 le vérin pneumatique d'ouverture et de fer
meture des mâchoires de la pince F ;
81 le vérin pneumatique faisant partie du dis
positif G de commande de la pince F, ce
vérin étant plus particulièrement destiné à
assurer la descente de cette pince ;
85 le vérin hydraulique de montée de la pince
et de maintien de celle-ci en position de
point mort bas.
Ceci posé, on va préciser successivement les circuits d'alimentation de chacun de ces vérins, puis leur contrôle électromécanique.
Les divers vérins pneumatiques 23,49,73 et 81 sont alimentés à partir d'une source d'air comprimé 109, à travers un mano-détendeur 110, respectivement :
les vérins 23 et 49 à double effet des presses D et E, à travers une électro-vanne commune 111 qui permet de mettre alternativement sous pression l'une ou l'autre des extrémités du vérin, l'autre étant à la décharge, des robinets de réglage du débit d'air, 112, 113,114,115 étant disposés entre l'électro-vanne et ces vérins ;
le vérin à simple effet de fermeture des mâchoires à travers une électro-vanne 116 qui permet de relier ce vérin à la source 109 ou de la mettre à la décharge ;
et, enfin, le vérin à simple effet 81 de descente de la pince F à travers une électro-vanne 117 qui permet de le relier à la source 109 ou de le mettre à la décharge.
Quant au vérin hydraulique 85 à simple effet, il est, comme déjà précisé, alimenté à travers l'électrovanne 100 qui reçoit l'huile sous pression d'un réservoir 101 à poche d'air alimenté à partir de la source 109 à travers le mano-détendeur 103 et la valve 102 de retenue qui ne s'ouvre que dans le sens source 109-poche du réservoir 101.
On va décrire maintenant successivement les commandes électromécaniques desdites vannes, après avoir précisé que sur le schéma de la fig. 10 on a désigné, en différents points de ce schéma, par les points X, Y les deux bornes du secteur d'alimentation.
a) Electro-vanne 111 des vérins 23 et 49.
La bobine 118 est reliée aux bornes X, Y par l'inter- médiaire d'un circuit 119 branché sur les bornes de sortie 120 d'un relais temporisé 121, d'un type connu dit à impulsion , agencé de telle sorte que la fermeture momentanée d'un circuit de commande 122 décrit ci-après et branché sur deux bornes d'entrée 123 se traduit par une impulsion interne provoquant la fermeture à l'intérieur de l'appareil du circuit 119, branché en 120 et ce pendant un temps (tl)
réglable et compté à partir de la cessation de l'im- pulsion. Le circuit 122 de commande doit, pour donner l'impulsion, tre fermé sur lui-mme à l'exté- rieur du relais 121. La fermeture est assurée par deux interrupteurs en série 37a et 104a.
L'interrupteur 37a est ouvert par la fermeture du rupteur 37, actionné par la fermeture de la presse D (voir plus haut) ; ce rupteur 37 contrôle l'alimentation d'un relais auxiliaire 124 qui commande, notamment, l'interrrupteur 37a.
L'interrupteur 104a constitue l'une des deux parties du contacteur 104 et est fermé par la pince F à la fin de la course vers le bas.
En bref, on voit que l'électro-vanne 111 est mise sous tension par l'arrivée au point mort bas de la pince F car, à ce moment, comme on le verra plus loin, la presse D est ouverte et, par conséquent, l'in- terrupteur 37a fermé. Cette mise sous tension assure la mise sous pression de l'extrémité de gauche des vérins 23 et 49 et leur mise à l'échappement des extrémités de droite, assurant ainsi la fermeture des presses D et E.
b) Electro-vanne 116 de contrôle de la fermeture de la pince F par l'alimentation du vérin 73.-
La bobine 125 est reliée à la source XY par un circuit 126 à travers un interrupteur 37b, commandé par le relais précité 124, de manière qu'il soit fermé lorsque le relais est excité, et un relais temporisé 127.
Ce relais est également d'un type connu dit de maintien , tel que l'ouverture maintenue d'un circuit de contrôle 128, grâce à un interrupteur 37c, détermine la coupure à l'intérieur de l'appareil du circuit 126 après un temps (t2) réglable et compté à partir du moment d'ouverture du circuit de commande 128.
L'interrupteur 37c est commandé par le relais 124, de manière à tre ouvert lorsque ce relais est excité.
L'électro-vanne 116 est adaptée pour mettre le vérin 73 à la décharge lorsque la bobine 125 est excitée, comme précisé ci-dessus.
c) Electro-vanne 117 du vérin pneumatique 81 de descente de la pince.-La bobine 129 est reliée à la source XY par un circuit 130 comportant en série un interrupteur 131 et le rupteur 36.
L'interrupteur 131 est le seul interrupteur manuel de la machine. C'est lui qui, par sa fermeture, est chargé de déclencher la mise en marche de celle-ci.
Quant au rupteur 36, on rappelle qu'il est fermé par le vérin 23 lorsque la presse supérieure D est ouverte ; il en résulte que ce rupteur 36 ne permet la descente de la pince F qu'autant que la presse D est ouverte, car l'électro-vanne est adaptée de telle sorte que le vérin 81 est mis sous pression quand la bobine 129 est excitée.
d) Electro-vanne 100 du vérin hydraulique 85.
-Sa bobine 132 est reliée à la source XY par un circuit 133 qui comprend en série l'interrupteur 104b du contacteur double 104 et l'interrupteur 80a du contacteur double 80.
On rappelle que l'interrupteur 104b est fermé, au mme titre que l'interrupteur 104d, lorsque la pince F atteint son point mort bas.
Quant à l'interrupteur 80a du contacteur 80, on rappelle qu'il est fermé lorsque la pince F est fer mée.
En conséquence, la bobine 132 est sous tension lorsque la pince F est à son point mort bas et est fermée et la vanne 100 est adaptée de telle sorte qu'elle est alors fermée, cette vanne s'ouvrant automatiquement lorsque la bobine 132 cesse d'tre excitée.
e) Electro-vanne 16 contrôlant le tube d'alimentation C.-Sa bobine 16 est reliée à la source
XY par un circuit 134 comportant un interrupteur 135 commandé, dans le sens de son ouverture, par l'excitation d'un relais dont la bobine 136 est reliée aux pôles d'une source électrique 137 par un poten tiomètre 138 et les fils de platine 17a, le circuit étant fermé quand le produit à conditionner forme pont entre ces deux fils.
L'électro-vanne 16 est adaptée de telle sorte qu'elle est ouverte lorsque sa bobine est sous tension, c'est-à-dire lorsque le relais n'est pas excité, le produit à distribuer n'atteignant pas les tiges 17a.
f) L'ensemble électromécanique est complété par un relais 139 destiné à appliquer la haute tension sur les générateurs I et L (fig. 2). Le circuit 140 de cette bobine étant fermé sur la source XY par l'intermédiaire de l'interrupteur 80b du contacteur 80 et ce de manière telle que les générateurs soient sous tension lorsque l'interrupteur 80b est fermé, ce qui correspond à la pince F ouverte.
II
Fonctionnement d'ensemble de la machine
On se référera notamment à la charte des temps de la fig. 11 dans laquelle sur l'axe OT sont portés les temps a, b, c... h des différents instants où se produit un changement dans un cycle complet de fonctionnement de la machine.
Les différentes lignes I à VIII correspondent respectivement :
la ligne I à la position d'ouverture (parties hautes de la ligne) des presses D et E et à leur fermeture (parties basses) ;
la ligne II représente la position longitudinale de la pince F ;
la ligne III représente l'ouverture (parties hautes) et la fermeture (parties basses) de cette pince F ;
la ligne IV représente, par les portions pleines, les temps pendant lesquels les générateurs I et L sont alimentés (temps de soudage) ;
la ligne V représente, par ses portions pleines, les temps pendant lesquels les vérins de fermeture des presses sont alimentés dans le sens de la fermeture des presses ;
la ligne VI représente, dans ses portions pleines, les temps pendant lesquels le vérin pneumatique 81 est alimenté ;
la ligne VII représente, dans ses portions pleines, les temps pendant lesquels le vérin 73 cesse d'tre alimenté (ouverture des mâchoires de la pince F) ;
la ligne VIII représente, dans ses portions pleines, les temps pendant lesquels la circulation d'huile est interrompue entre le vérin hydraulique 85 et le réservoir 101.
Ceci posé, juste avant le début d'un cycle (au temps 0, fig. 11), l'interrupteur manuel 131 est ouvert. La bobine 129 de la vanne 117 n'est pas sous tension. Le vérin 81 est à la décharge et ne tend pas à repousser vers le bas la pince F qui est maintenue en position haute (ligne II) par le vérin 85, car la vanne 100 est ouverte et 1'huile du vérin 85 est soumise à la pression de la poche d'air du réser- voir 101.
En outre, cette pince F est fermée (ligne III), car la bobine 125 de l'électro-vanne 116 n'est pas excitée, son circuit d'alimentation étant coupé en 3. 711.
Les presses D et E sont ouvertes (ligne I), car la bobine 118 est désexcitée par coupure de son circuit à l'intérieur du relais temporisé 121.
Le niveau du produit à conditionner est au plus haut dans l'ouvrage, c'est-à-dire qu'il établit le contact entre les deux fils de platine 17a, ce qui ferme le circuit d'alimentation du relais 136. L'élec- tro-vanne (16-16d) n'étant pas sous tension, l'écou- lement du produit est arrté.
Pour démarrer la machine, on ferme l'interrupteur manuel 131. La fermeture de cet interrupteur provoque la mise sous tension de l'électro-vanne (117-129) à travers le rupteur 36 qui est fermé (ligne VI). L'air est admis à la partie supérieure du vérin 81 qui pousse la pièce F vers le bas.
L'huile du vérin hydraulique 85 est refoulée dans le réservoir 101 à travers la vanne 100. La pression de la poche d'air du réservoir 101 croît grâce à la présence de la valve 102 qui évite le refoulement de l'air dans la canalisation d'alimentation. Cette pression croissante a pour effet de limiter l'accélération communiquée à la pince F dans son mouvement de descente.
La pince F-descend (ligne III) en entraînant avec elle l'ouvrage et ce jusqu'au moment où au temps a elle agit sur le contacteur 104 pour fermer ses deux interrupteurs 104a et 104b.
On notera que par le choix de la position du contacteur 104 sur la tige 95, on peut régler l'ins- tant a qui correspond à l'arrivée de la pince F au point mort bas, c'est-à-dire le déplacement de l'ouvrage en fonction de la longueur des sachets P à fabriquer. En effet, la fermeture de l'interrupteur 104b assure l'excitation de la bobine 132 de la vanne 100 puisque l'interrupteur 80d est ferme (pince fermée). La circulation d'huile du vérin 85 vers le réservoir 101 est arrtée et le mouvement vers le bas de la pince F cesse.
Simultanément, la fermeture de l'interrupteur 104a provoque la fermeture du circuit 122 du relais temporisé 121 à travers le contact 37a qui est fermé.
Le circuit 119 se trouve fermé (à l'intérieur de l'ap- pareil) et la bobine 118 de la vanne 111 est mise sous tension sans retard (début de la ligne V au temps a).
La vanne 111 inverse l'admission d'air aux vérins 23 et 49 et commence la fermeture des presses D et E qui sera terminée au temps b.
Cependant, dès que la presse D commence à se fermer au temps a, l'alimentation de la bobine 129 de la vanne 117 est coupée par le rupteur 36 et l'air cesse d'tre admis sur le vérin 81 qui se trouve mis en position d'échappement (fin de la première portion de la ligne IV). La pince F reste, cependant, au point mort bas car la vanne 100 est toujours fermée. L'arrivée des presses D et E en position fermée (au temps b) établit la fermeture du circuit d'alimentation de la bobine du relais 124, provoquant la fermeture de l'interrupteur 37b et l'ouverture des interrupteurs 37a et 37c.
L'ouverture de l'interrupteur 37a met fin à la durée de l'impulsion de commande du relais temporisé 121. Le circuit de sortie 119 reste fermé, à l'intérieur de l'appareil, pendant une durée tel (allant de b à g). Pendant cette durée tu :
les presses D et E restent fermées ;
la fermeture de 37b met la bobine 125 de la vanne 116 sous tension à travers le circuit de sortie 126 du relais temporisé 127 ; simultanément, le circuit de commande 128 de ce relais est ouvert, extérieurement, par l'ouverture de l'interrupteur 37c ;
le circuit 126 va rester fermé, à l'intérieur de l'appa- reil, pendant une durée t., comptée à partir de l'ouverture de l'interrupteur 37c, c'est-à-dire de l'instant b, et s'étendant jusqu'au temps e ; la mise sous tension de la bobine 125 supprime l'admission d'air au vérin 73 qui maintenait fermées les mâchoires de la pince F ;
celles-ci s'ouvrent du temps b au temps c (ligne III) et actionnent l'inverseur 80 ;
l'interrupteur 80a s'ouvre, coupant l'alimentation de la bobine 132 de la vanne 100 qui laisse à nouveau circuler l'huile du réservoir 101 vers le vérin 85 qui pousse la pince F ouverte vers le haut où elle reprend sa position initiale, du temps c au temps d (ligne II) ;
cependant, l'interrupteur 80b se ferme, provoquant la mise sous tension de la bobine 139 qui enclenche la haute tension des générateurs I et L (temps c, ligne IV) ;
la durée ts de soudage (de d à e) est donc commandée par l'ouverture des mâchoires de la pince puisque cette ouverture conditionne la fermeture de l'interrupteur 80b ;
la durée tJ écoulée, au temps e, les mâchoires de la pince F se ferment (ligne III), entre les temps e et f ; le soudage cesse (ligne IV), la matière soudée restant pressée pendant la durée e-g lui permettant de se solidifier.
A la fin de la durée tl, au temps g, le circuit 119 s'ouvre, à l'intérieur du relais 121, et l'électro-vanne 111 inverse à nouveau l'admission de l'air sur les vérins 23 et 49, provoquant l'ouverture des presses D et E entre les temps g et h. En h, le cycle est terminé.
Un nouveau cycle recommence par l'arrivée de la presse D, en position ouverte, qui ferme le courant 36, mettant à nouveau la bobine 129 de la vanne 117 sous tension.
On reviendra maintenant sur le niveau du produit à conditionner. Ce niveau varie suivant le rapport de la vitesse de descente de la pince F à l'importance du débit du tube C.
Pour l'obtention de doses gonflées , c'est-à- dire telles que les parois du sachet soient tendues par le produit, il est nécessaire que les mâchoires de la pince F se ferment sur ce produit, donc que son niveau soit supérieur au niveau des mâchoires au point mort haut de la pince. En effet, le seul poids du produit n'est pas suffisant pour provoquer cette tension.
Si, au contraire, les mâchoires de la pince sont situées au-dessous du niveau du liquide, ces mâchoires, lorsqu'elles sont serrées, obturent momentanément l'ouvrage au-dessus des électrodes de la presse inférieure E et le volume du produit chassé par les électrodes de la presse E au moment de la fermeture de cette presse crée la pression nécessaire à la mise sous tension de la pellicule puisque tout l'espace situé au-dessous de la pince est plein et que le produit ne peut refluer vers le haut, la pince étant fermée. Le volume excédentaire refoulé par les électrodes peut d'ailleurs tre réglé par le choix de l'épaisseur des garnitures 56 et 60 (fig. 2) qui protègent, en outre, la partie en cours de soudage contre tout effort mécanique pouvant provoquer une rupture des bandes.
Le maintien du niveau du liquide au-dessus du point mort de la pince F est assuré par la combinaison d'un débit surabondant par le tube C et par une limitation du niveau par des arrts de l'alimen- tation.
Ces arrts sont assurés par la fermeture de la vanne 16, lorsque le niveau atteint les fils de platine 17a. Il suffit donc que ces fils soient situés à un niveau supérieur au point mort haut de la pince F, et leur position est réglable par coulissement du tube C dans le mandrin 15.
Le potentiomètre 138 permet de régler le seuil de sensibilité du dispositif de coupure de l'alimentation suivant la résistivité du produit, afin d'éviter la fermeture de la vanne 16 prématurément, sous l'ac- tion d'un contact dû à de la mousse ou à une mince pellicule de produit restant sur le tube C.
Pour l'obtention de doses molles sans pression interne, il est facile de régler le débit du tube C de telle sorte que le niveau du produit demeure inférieur au niveau des électrodes de la presse inférieure d'obturation E.
On notera qu'il est également possible de confectionner des doses sans pression interne et en laissant fonctionner le dispositif de réglage automatique de niveau, en pratiquant, dans les garnitures 71,72 des mâchoires de la pince F, des évidements permettant au volume du produit chassé par les électrodes de la presse de fermeture E de remonter dans l'ouvrage.
De préférence, l'ouvrage obtenu sous forme d'un chapelet de charges sort horizontalement de la machine en Z (fig. 2) en passant sur une poulie de renvoi 141.
Naturellement, la machine pourrait tre prévue pour former simultanément plusieurs alvéoles, cette machine pouvant :
comporter côte à côte plusieurs ensembles analogues à celui décrit et permettant de traiter simul tanément, soit plusieurs paires de bandes autonomes, soit une seule paire de bandes plus larges capables o de tous les ensembles ; dans ce dernier cas, ces ensembles devront tre suffisamment écartés pour que les aplatissements dus aux presses inférieures de fermeture ne se gnent pas mutuellement du fait de l'allongement transversal de l'ouvrage qui résulte de la soudure ;
et/ou comporter dans le ou chaque ensemble une presse supérieure capable dans le sens de la hauteur de plusieurs alvéoles et une presse inférieure à plusieurs jeux d'électrodes ou autres pièces de soudage ;
dans ce cas, il pourra tre avantageux que ces paires de pièces ne viennent prendre appui sur les bandes que successivement, par exemple à partir du jeu médian pour assurer une égalisation des pressions ; ce résultat pourra tre obtenu en montant les diverses paires de pièces avec une possibilité de course morte sur leurs supports analogues aux supports 54 et 59 de la presse E (fig. 5).
Naturellement, le soudage au lieu d'tre effectué par le moyen de courant électrique à haute fréquence pourra tre assuré par tout autre moyen de chauffage local des bandes, par exemple par un chauffage des pièces d'appui à l'aide de résistances électriques lo gées dans ces pièces, ou encore par un chauffage à impulsion utilisant un élément chauffant à faible inertie thermique, interposé entre les bandes et les pièces d'appui.
Eventuellement, l'une des bandes pourra comporter des inscriptions qui se trouveront sur les divers sachets et le déroulement de cette bande pourra tre contrôlé, comme connu en soi, par une cellule photoélectrique qui assurera le centrage de l'impression.
Automatic machine for packaging a product
The present invention relates to an automatic machine for packaging a product, liquid, pasty or even pulverulent (hygiene products, edible products, etc.), in the form of doses each consisting of a certain quantity of 'a product or mixture of products, hermetically sealed in a bag, formed of two plastic walls, joined together by welding.
This machine, of simple construction and very high efficiency, is characterized in that it comprises a feed device for continuously feeding the two strips on either side of an axial longitudinal tube for the arrival of the machine. product to be packaged, a first welding press to unite these two bands on either side of said tube and thus form at least one cell therein, the successive cells formed communicating with each other in the axis of the bands, a second press for sealing the cells filled by transverse weld lines, a traction clamp animated with opening and closing movements and with a longitudinal reciprocating movement parallel to the strips to advance them in jerks of a length corresponding to that welded by the first press during one of its closings,
and devices for synchronously controlling these presses and this clamp so that said clamp pulls on the bands when both presses are open.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the machine which is the subject of the invention.
Fig. 1 is a schematic view, in perspective and in the course of formation, of the work produced with said embodiment of the machine.
Fig. 2 is a perspective view with partial cutouts of this machine.
Fig. 3 is a detail view of one of the supply reels of one of the plastic bands and of its support.
Fig. 4 is a perspective view of the lower portion of a product feed tube to be packaged and of its accessory devices.
Fig. 5 is a perspective view of a first press.
Fig. 6 is a perspective view of its fixed electrode.
Fig. 7 is a plan view of this electrode.
Fig. 8 is a perspective view of a second press.
Fig. 9 is a perspective view of a device ensuring the longitudinal reciprocating movements of a traction clamp.
Fig. 10 is a diagram of the pneumatic and hydraulic supply lines for the various cylinders of the machine and of the electric control circuits of the control solenoid valves for this supply.
Fig. 11 is a timing diagram corresponding to an operating cycle of the machine.
We will first refer to FIG. 1 which shows, at different stages of its production, the work produced in the machine shown. It is, as was specified above, the manufacture of doses, in the form of small flat sachets Pl, P2 ... obtained using two bands Q and R of plastic material such as chloride. vinyl or polyvinyl, polythene, superpolyamide, etc. Optionally, these bands can be of a composite nature. They can be independent or form two halves of a larger strip.
The strips Q and R are first joined by two longitudinal welds S and T and the pasty or pulverulent liquid filling product is poured between the joined portions of these strips, the annular space formed by these welds S, T being closed at its base by the last bag formed.
Each bag is, in fact, closed transversely by two transverse U welds, each weld, carried out after filling, being common to two bags. These are finally separated from each other by sectioning along lines
V-V each located in the axis of a transverse weld U.
The machine which will be described makes it possible to carry out the various operations above, the work progressing vertically from top to bottom, in the direction of arrow fi (fig. 1 and 2).
For simplicity, it was assumed above that the longitudinal welds S and T were rectilinear and formed on the edges of the bands Q and R, but, possibly, they could each have, seen from the front, any other shape, depending on that desired for the bags, these welds in any case leaving a central channel which will close the transverse welds U.
I
Description of the macline shown (fig. 2)
Considered in broad outline, this machine comprises a frame A, to the upper part of which is fixed a feed device B, intended to deliver the two bands Q and R downwards and on either side of a tube C supply of product to be packaged.
Under the supply device B is a first press D with two electrodes supplied with high-frequency current and intended to join the two bands Q and R longitudinally, forming the two longitudinal welds S and T.
A second press E, also with two electrodes, is placed in the lower part of the frame A to produce the transverse welds U.
Between the two presses, a clamp F is supported by an oleo-pneumatic device G which ensures its vertical reciprocating movements; this clamp is intended to advance the item downwards, of a length equal to that of one of the items to be produced.
The assembly is completed by electromagnetic control and power devices H.
The overall operation is as follows:
The Q and R strips, supplied by the feeder B, are welded longitudinally in
S and T (fig. 1) by the press D which provides a central channel in which the tube C lets flow (or injects under pressure) the product to be packaged.
The clamp F is moved up and down during the opening time of the two presses D and-E by a length equal to the length of a container or bag.
It rises, open, during the welding time.
The lower press E, synchronized with the press D, ensures the sealing by welding (transverse welds U) and prepares the separation of the bags by creating transverse lines of least resistance along lines V-V (fig. 1).
This being said, the various parts of this machine will be taken up in detail below.
a) Frame A (fig. 2) .- It comprises a base 1, four parallel vertical uprights 2, joined by crossbars 3 ensuring the rigidity of the assembly.
b) Supply device B (fig. 2, 3). ¯
To the upper part of the frame A is fixed a support 4 carrying bearings 5 in which the shafts 6 of two supply coils 7 and 8 rest.
These bearings are open to allow rapid upward movement of the coils for loading.
Each coil 7 or 8 is centered on its removable shaft 6 (fig. 3) by a set of two cones 9. The lateral movement of the cones on the shaft and of the shaft in the bearings 5 is limited by rings 10, locked by screws 11.
The unwinding of the bands Q and R is slowed down by two brakes each constituted by a curved rod 12, articulated on a pivot 13 integral with the support 4. A sleeve 14 is clamped on each of the brake rods and presses, by gravity, on the corresponding coil.
c) Supply tube C.-This rigid plastic tube is blocked in height by a mandrel 15, attached by a fitting 15a to the frame A.
A solenoid valve 16, controlled by an electro 16a, is placed on the tube C. In addition, this tube carries two conductors 17 (FIGS. 4 and 10), terminated by two platinum wires 17a. A plastic sheath 18 covers the tube C and the two conductors 17, leaving only the ends of the tube and the platinum wires 17a (FIG. 4) exposed, which are slightly set back upwards by the lower end of the tube. tube C.
d) Upper press D (fig. 2 and 5 to 7).
It has two front and rear supports 19 and 20, fixed to the frame A and joined by four. cylindrical guides 21 on which a movable plate 22 slides, controlled by a double-acting pneumatic cylinder 23.
A so-called preforming electrode 24 is fixed on the movable plate 22 by means of four insulators 25.
The counterelectrode is placed on the rear support 20. This is formed (fig. 5,6) of a body 26 provided, in its middle, with a longitudinal groove 27 in which is housed a portion of the tube C and two guides 28 and 29, each fixed on the body 26 by means of two tabs 30 and knurled screws 31, these guides ensuring the lateral guidance of the plastic bands Q and R.
The high frequency current supply to the electrodes 24 and 26 is ensured from a conventional generator I (fig. 2), connected by a coaxial cable J leading to a usual coupling box.
K, connected by a conductor 32 to a pad 33 (fig. 5) supported by an insulator 34 and in contact with which comes, at the end of closing of the press D, a copper tab 35, fixed to the mobile electrode 24, the closing of the high frequency circuit then closing by the other electrode 26 which is grounded.
The press D is completed by two breakers 36 and 37 carried, respectively, by the supports 19 and 20 and cooperating with screws 38 and 39, carried by the movable part 22 of the press, such that the breaker 36 is closed when the press is open, while the breaker 37 is in turn closed when the press is closed.
e) Lower press E (fig. 2 and 8) .- This press comprises two supports 40 and 41, fixed to the frame A in a height adjustable position by means of screws 42 passing through the buttonholes 43 of the uprights of the frame. These two supports are joined by two cylindrical guides 44.
Each of these guides is threaded in its portion located just in front of the support 41, with a view to adjusting, on this guide, a stop sleeve 45, using a nut 46 and a locknut 47, screwed onto this guide.
A plate 48 is movable on the two guides under the action of a jack 49, the cylinder of which is carried by the support 40. The travel of the movable plate 48 towards the rear support 41 is limited by two sleeves 50, integral with this plate and abutting against the adjustable sleeves 45.
This plate 48 carries, by means of insulators 51, the movable electrode designated as a whole by 52.
This electrode comprises two plates 53, 54, joined in an adjustable manner by spacers 55.
On its rear face, the plate 54 carries, between two rubber bands 56, two copper plates 57 with respect to which a small blade 58 projects slightly.
Opposite this movable electrode 52 is arranged a fixed counter-electrode, designated as a whole by 59. This counter-electrode, fixed to the support 41, comprises two rubber blocks 60, separated by a copper strip 61.
It is recalled that the electrodes 52 and 59 are intended to perform the transverse welds U (fig. 1) in the structure. These welds are obtained by clamping the two bands Q and R between the metal parts 57 of the electrode 52 and 61 of the counter-electrode 59, while the blade 58 contributes to the welding but must, in addition, give the line of lower resistance, according to which the doses obtained will be separated on the VV lines.
For this purpose, this blade 58 must come closer to the blade 61 of the counter-electrode than the parts 57 do and this is the reason why it protrudes from said parts. The adjustment of the extreme advance of the blade 58 is ensured by the adjustment of the sleeves 45.
The high-frequency power supply of the lower press E is similar to that of the upper press. There is provided a generator L (fig. 2) connected by a cable M to a box (fig. 8) to a pad 63 carried by the support 41 via an insulator 64. With this pad comes into contact, in the closed position of the clamp, a tab 65 integral with the movable electrode 52.
Clamp F (fig. 2) .- It consists of a metal frame 66 on which are articulated, around two axes 67 and 68, two jaws 69 and 70, integral with these axes. These jaws are provided with rubber gaskets 71,72.
A pneumatic cylinder 73 controls the jaw 69 by means of a yoke 74, a rod 75 and an arm 76 keyed on the axis 67.
The movement of the jaw 69 is transmitted to the jaw 70 by two toothed sectors 77 and 78.
An adjustable screw 79, fixed to the jaw 69, actuates a reversing contactor 80 with two switches 80a, 80b (fig. 10), the switch 80a being closed when the clamp is closed and the switch 80b when, on the contrary, this clamp is open.
g) Oleo-pneumatic device G (fig. 2 and 9).
-This device, intended to move the clamp F longitudinally and in a reciprocating movement, comprises a single-acting pneumatic cylinder 81 whose cylinder is fixed by bases 82, 83 at the end of a tube 84, the other of which is end is fixed to the cylinder of a hydraulic cylinder 85 by other bases 86 and 87.
Inside the tube 84 slides a free part 88 of cylindrical shape and carrying a flat 89 facing a slot 90 formed in the tube, over a length equal to the maximum stroke of the clamp F, increased by the length of the moving part 88.
The rods 91 and 92 of the pneumatic 81 and hydraulic cylinders 85 come to bear in two semi-spherical recesses, made on the upper and lower faces of said movable part 88.
Four flanges 93, tightened by screws 94, fix the above assembly on two guide rods 95 which are themselves fixed to the frame A by two bolted parts on this frame.
The clamp F is fixed by its support 66 and by screws 97 (FIG. 2) on an intermediate part 98, itself fixed on the flat 89 by two screws 99 (FIG. 9). This intermediate part 98, the width of which is equal to the width of the slot 90, also ensures the lateral guidance of the clamp F.
To the lower part of the hydraulic cylinder 85 is fixed a solenoid valve 100 by which the oil of the cylinder is in communication with an oil tank 101. An air pocket is kept under pressure at the upper part of the oil tank. oil 101 by a check valve 102, connected to a source of compressed air by a pressure regulator 103.
On one of the rods 95 supporting the assembly, a double contactor 104 (with two switches 104a and 104b) is fixed at an adjustable height by a flange 105 enclosing the rod. A lug 106, arranged on the clamp F, controls the contactor 104 in the direction of closing of the two switches 104a and 104b when this clamp reaches its bottom dead center.
h) Device H for supplying the cylinders and for automatic control of this supply (fig. 2 and 10) .- At the rear of the machine is fixed to the frame A a box 107 containing the major part of this device, a small part being housed in a housing 108.
Reference will now be made to the diagram of FIG. 10 on which its represented in:
23 the pneumatic cylinder for closing the
upper press D;
49 the pneumatic cylinder for closing the
lower press E;
73 pneumatic cylinder opening and iron
meture of the jaws of the clamp F;
81 the pneumatic cylinder forming part of the dis
G positive control of the clamp F, this
cylinder being more particularly intended for
ensure the descent of this clamp;
85 the hydraulic cylinder for raising the clamp
and keeping it in position
bottom dead center.
This being said, we will successively specify the supply circuits of each of these jacks, then their electromechanical control.
The various pneumatic cylinders 23, 49, 73 and 81 are supplied from a source of compressed air 109, through a pressure regulator 110, respectively:
the double-acting cylinders 23 and 49 of the presses D and E, through a common solenoid valve 111 which enables one or the other of the ends of the cylinder to be put under pressure alternately, the other being at the discharge, of the air flow control valves, 112, 113,114,115 being arranged between the solenoid valve and these cylinders;
the single-acting cylinder for closing the jaws through a solenoid valve 116 which makes it possible to connect this cylinder to the source 109 or to discharge it;
and, finally, the single-acting jack 81 for lowering the clamp F through a solenoid valve 117 which allows it to be connected to the source 109 or to discharge it.
As for the single-acting hydraulic jack 85, it is, as already specified, supplied through the solenoid valve 100 which receives the pressurized oil from an air pocket tank 101 supplied from the source 109 through the pressure regulator 103 and the check valve 102 which only opens in the source 109-reservoir 101 pocket direction.
The electromechanical controls of said valves will now be described successively, after having specified that in the diagram of FIG. 10 at various points in this diagram, the two terminals of the supply sector have been designated by points X, Y.
a) Solenoid valve 111 of jacks 23 and 49.
The coil 118 is connected to the terminals X, Y by the intermediary of a circuit 119 connected to the output terminals 120 of a time delay relay 121, of a known type called pulse type, arranged so that the momentary closure of a control circuit 122 described below and connected to two input terminals 123 results in an internal pulse causing the closure inside the device of circuit 119, connected at 120 and this for a period of time. time (tl)
adjustable and counted from the moment the pulse ceases. The control circuit 122 must, in order to give the pulse, be closed on itself outside the relay 121. Closing is ensured by two series switches 37a and 104a.
Switch 37a is opened by closing breaker 37, actuated by closing press D (see above); this breaker 37 controls the power supply to an auxiliary relay 124 which controls, in particular, the switch 37a.
Switch 104a constitutes one of the two parts of contactor 104 and is closed by clamp F at the end of the downward stroke.
In short, we see that the solenoid valve 111 is energized by the arrival at bottom dead center of the clamp F because, at this moment, as will be seen later, the press D is open and, consequently , the switch 37a closed. This energization ensures the pressurization of the left end of the jacks 23 and 49 and their release from the right ends, thus ensuring the closing of the presses D and E.
b) Solenoid valve 116 to control the closing of clamp F by supplying the cylinder 73.-
The coil 125 is connected to the source XY by a circuit 126 through a switch 37b, controlled by the aforementioned relay 124, so that it is closed when the relay is energized, and a time delay relay 127.
This relay is also of a known type known as maintenance, such that the maintained opening of a control circuit 128, by means of a switch 37c, determines the breaking inside the device of the circuit 126 after a time (t2) adjustable and counted from the moment of opening of the control circuit 128.
Switch 37c is controlled by relay 124, so as to be open when this relay is energized.
The solenoid valve 116 is adapted to put the jack 73 to the discharge when the coil 125 is energized, as specified above.
c) Solenoid valve 117 of the pneumatic cylinder 81 for lowering the gripper. The coil 129 is connected to the source XY by a circuit 130 comprising in series a switch 131 and the breaker 36.
Switch 131 is the machine's only manual switch. It is he who, by closing it, is responsible for triggering the operation of the latter.
As for the breaker 36, it will be recalled that it is closed by the jack 23 when the upper press D is open; it follows that this breaker 36 only allows the descent of the clamp F as long as the press D is open, because the solenoid valve is adapted so that the cylinder 81 is pressurized when the coil 129 is energized .
d) Solenoid valve 100 of the hydraulic cylinder 85.
Its coil 132 is connected to the source XY by a circuit 133 which comprises in series the switch 104b of the double contactor 104 and the switch 80a of the double contactor 80.
It will be recalled that the switch 104b is closed, in the same way as the switch 104d, when the clamp F reaches its bottom dead center.
As for the switch 80a of the contactor 80, it is recalled that it is closed when the clamp F is closed.
Consequently, the coil 132 is energized when the clamp F is at its bottom dead center and is closed and the valve 100 is adapted such that it is then closed, this valve automatically opening when the coil 132 ceases to be. 'be excited.
e) Solenoid valve 16 controlling the supply tube C. - Its coil 16 is connected to the source
XY by a circuit 134 comprising a switch 135 controlled, in the direction of its opening, by the excitation of a relay whose coil 136 is connected to the poles of an electric source 137 by a potentiometer 138 and the platinum wires 17a, the circuit being closed when the product to be packaged forms a bridge between these two wires.
The solenoid valve 16 is adapted so that it is open when its coil is energized, that is to say when the relay is not energized, the product to be dispensed not reaching the rods 17a .
f) The electromechanical assembly is completed by a relay 139 intended to apply the high voltage to the generators I and L (fig. 2). The circuit 140 of this coil being closed on the XY source by means of the switch 80b of the contactor 80 and this in such a way that the generators are under voltage when the switch 80b is closed, which corresponds to the clamp F opened.
II
Overall machine operation
Reference will be made in particular to the charter of times of FIG. 11 in which on the OT axis are plotted the times a, b, c ... h of the various instants at which a change occurs in a complete operating cycle of the machine.
The different lines I to VIII correspond respectively:
line I at the open position (upper parts of the line) of presses D and E and at their closing (lower parts);
line II represents the longitudinal position of the clamp F;
line III represents the opening (upper parts) and the closing (lower parts) of this clamp F;
line IV represents, by the solid portions, the times during which the generators I and L are supplied (welding time);
the line V represents, by its solid portions, the times during which the closing cylinders of the presses are supplied in the direction of the closing of the presses;
the line VI represents, in its solid portions, the times during which the pneumatic cylinder 81 is supplied;
line VII represents, in its solid portions, the times during which the jack 73 ceases to be supplied (opening of the jaws of the clamp F);
line VIII represents, in its solid portions, the times during which the circulation of oil is interrupted between the hydraulic cylinder 85 and the reservoir 101.
This done, just before the start of a cycle (at time 0, fig. 11), the manual switch 131 is open. The coil 129 of the valve 117 is not energized. The jack 81 is unloaded and does not tend to push down the clamp F which is held in the high position (line II) by the jack 85, because the valve 100 is open and the oil of the jack 85 is subjected to pressure. the pressure of the air pocket in tank 101.
In addition, this clamp F is closed (line III), because the coil 125 of the solenoid valve 116 is not energized, its supply circuit being cut off at 3. 711.
The presses D and E are open (line I), because the coil 118 is de-energized by cutting its circuit inside the time relay 121.
The level of the product to be packaged is at the highest in the work, that is to say that it establishes contact between the two platinum wires 17a, which closes the supply circuit of relay 136. The as the solenoid valve (16-16d) is not energized, the flow of product is stopped.
To start the machine, the manual switch 131 is closed. Closing this switch causes the solenoid valve (117-129) to be energized through the breaker 36 which is closed (line VI). The air is admitted to the upper part of the jack 81 which pushes the part F down.
The oil from the hydraulic cylinder 85 is delivered into the reservoir 101 through the valve 100. The pressure of the air pocket in the reservoir 101 increases thanks to the presence of the valve 102 which prevents the backflow of air into the pipe. power supply. This increasing pressure has the effect of limiting the acceleration communicated to the clamp F in its downward movement.
The clamp F-descends (line III), taking the work with it, until the moment when at time a it acts on the contactor 104 to close its two switches 104a and 104b.
It will be noted that by choosing the position of the contactor 104 on the rod 95, it is possible to adjust the instant a which corresponds to the arrival of the clamp F at the bottom dead center, that is to say the displacement of the work depending on the length of the P bags to be produced. Indeed, the closing of the switch 104b ensures the excitation of the coil 132 of the valve 100 since the switch 80d is closed (clamp closed). The circulation of oil from the cylinder 85 to the reservoir 101 is stopped and the downward movement of the clamp F ceases.
Simultaneously, the closing of the switch 104a causes the closing of the circuit 122 of the time delay relay 121 through the contact 37a which is closed.
Circuit 119 is closed (inside the apparatus) and coil 118 of valve 111 is energized without delay (start of line V at time a).
The valve 111 reverses the air admission to the cylinders 23 and 49 and begins the closing of the presses D and E which will be completed at time b.
However, as soon as the press D begins to close at time a, the supply to the coil 129 of the valve 117 is cut off by the breaker 36 and the air ceases to be admitted to the jack 81 which is put on. exhaust position (end of the first portion of line IV). The clamp F remains, however, at bottom dead center because the valve 100 is still closed. The arrival of presses D and E in the closed position (at time b) establishes the closing of the supply circuit of the coil of relay 124, causing the closing of the switch 37b and the opening of the switches 37a and 37c.
The opening of the switch 37a ends the duration of the control pulse of the time delay relay 121. The output circuit 119 remains closed, inside the device, for a period such (ranging from b to g). During this time you:
presses D and E remain closed;
closing 37b energizes coil 125 of valve 116 through output circuit 126 of timing relay 127; simultaneously, the control circuit 128 of this relay is opened, externally, by the opening of the switch 37c;
circuit 126 will remain closed, inside the device, for a period t., counted from the opening of switch 37c, that is to say from instant b, and extending to time e; the energization of the coil 125 eliminates the admission of air to the jack 73 which kept the jaws of the clamp F closed;
these open from time b to time c (line III) and actuate the inverter 80;
the switch 80a opens, cutting off the power supply to the coil 132 of the valve 100 which again allows the oil to circulate from the reservoir 101 to the cylinder 85 which pushes the open clamp F upwards where it returns to its initial position , from time c to time d (line II);
however, the switch 80b closes, causing the energization of the coil 139 which engages the high voltage of the generators I and L (time c, line IV);
the welding duration ts (from d to e) is therefore controlled by the opening of the jaws of the clamp since this opening conditions the closing of the switch 80b;
the elapsed time tJ, at time e, the jaws of the gripper F close (line III), between times e and f; welding ceases (line IV), the welded material remaining pressed during the period e-g allowing it to solidify.
At the end of the duration tl, at time g, the circuit 119 opens, inside the relay 121, and the solenoid valve 111 again reverses the air intake on the cylinders 23 and 49 , causing the opening of presses D and E between times g and h. In h, the cycle is finished.
A new cycle begins again with the arrival of the press D, in the open position, which closes the current 36, again putting the coil 129 of the valve 117 under tension.
We will now come back to the level of the product to be packaged. This level varies according to the ratio of the speed of descent of the clamp F to the size of the flow rate of the tube C.
In order to obtain inflated doses, that is to say such that the walls of the sachet are stretched by the product, it is necessary that the jaws of the clamp F close on this product, so that its level is greater than level of the jaws at the top dead center of the clamp. Indeed, the sole weight of the product is not sufficient to cause this tension.
If, on the contrary, the jaws of the clamp are located below the level of the liquid, these jaws, when they are tightened, temporarily block the work above the electrodes of the lower press E and the volume of the product expelled. by the electrodes of the press E when closing this press creates the pressure necessary to energize the film since all the space below the clamp is full and the product cannot flow back to the up, the clamp being closed. The excess volume discharged by the electrodes can moreover be adjusted by the choice of the thickness of the linings 56 and 60 (fig. 2) which also protect the part being welded against any mechanical force that could cause breakage. tapes.
Maintaining the level of the liquid above the neutral point of the clamp F is ensured by the combination of an excess flow through tube C and by a limitation of the level by stopping the supply.
These stops are provided by the closing of the valve 16, when the level reaches the platinum wires 17a. It is therefore sufficient for these wires to be located at a level above the top dead center of the clamp F, and their position is adjustable by sliding the tube C in the mandrel 15.
The potentiometer 138 is used to adjust the sensitivity threshold of the power supply cut-off device according to the resistivity of the product, in order to prevent the valve 16 from closing prematurely, under the action of a contact due to foam or a thin film of product remaining on tube C.
To obtain soft doses without internal pressure, it is easy to adjust the flow rate of tube C so that the level of the product remains below the level of the electrodes of the lower sealing press E.
It will be noted that it is also possible to make doses without internal pressure and by allowing the automatic level adjustment device to operate, by making, in the linings 71, 72 of the jaws of the clamp F, recesses allowing the volume of the product. driven by the electrodes of the closing press E to go back into the work.
Preferably, the work obtained in the form of a string of loads exits horizontally from the Z-shaped machine (FIG. 2) passing over a return pulley 141.
Naturally, the machine could be designed to simultaneously form several cells, this machine being able to:
include side by side several sets similar to that described and making it possible to simultaneously process either several pairs of independent bands or a single pair of wider bands capable of all the sets; in the latter case, these assemblies must be sufficiently apart so that the flattening due to the lower closing presses does not interfere with each other due to the transverse elongation of the structure which results from the welding;
and / or having in the or each assembly an upper press capable in the height direction of several cells and a lower press with several sets of electrodes or other welding parts;
in this case, it may be advantageous that these pairs of parts only come to rest on the bands successively, for example from the median clearance to ensure equalization of the pressures; this result can be obtained by mounting the various pairs of parts with a possibility of dead travel on their supports similar to supports 54 and 59 of the press E (FIG. 5).
Naturally, the welding instead of being carried out by means of high-frequency electric current could be carried out by any other means of local heating of the strips, for example by heating the bearing parts using electrical resistors lo managed in these parts, or by pulse heating using a heating element with low thermal inertia, interposed between the bands and the bearing parts.
Optionally, one of the bands may include inscriptions which will be found on the various bags and the unwinding of this band may be controlled, as known per se, by a photoelectric cell which will ensure the centering of the printing.