Machine pour constituer des joints d'étanchéité en matière plastique
Il est connu de placer des joints d'étanchéité en liège dans des capsules d'obturation de bouteilles, de pots et analogues, mais pour diverses raisons ces joints d'étanchéité en liège ne se sont pas révélés entièrement satisfaisants. A cause de cela, on a tenté de remplacer ces joints d'étanchéité en liège par un joint d'étanchéité en matière thermoplastique élastique et de concevoir des machines pour doubler les capsules au moyen de cette manière thermoplastique, sur la base d'une production continue en masse. Les machines mises au point jusqu'à présent à cet effet ne se sont pas, pour diverses raisons, révélées satisfaisantes.
La présente invention a pour objet une machine pour constituer des joints d'étanchéité en matière plastique pour capsules de fermeture comprenant un convoyeur à table tournante présentant dans sa périphérie des encoches réparties circonférentiellement et ouvertes de façon à recevoir des capsules et à les supporter sur le convoyeur.
La machine selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend un doseur disposé à la périphérie du convoyeur débitant des doses de matière plastique moulable à des intervalles correspondant à l'espacement entre les encoches, une tourelle tournant sur un axe espacé latéralement de l'axe de rotation du convoyeur et présentant plusieurs plongeurs de moulage à mouvement de va-et-vient espacés à des intervalles pratiquement égaux à l'espacement des encoches, une enclume coopérant avec les plongeurs et la tourelle et se trouvant sous les capsules avancées par le convoyeur, et des moyens pour faire tourner en synchronisme le convoyeur et la tourelle de façon que les plongeurs soient amenés successivement en correspondance avec les encoches,
les plongeurs coopérant avec l'enclume de façon à mouler la matière plastique dans les capsules successives et à évacuer successivement les capsules du convoyeur.
Plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention seront décrites, à titre d'exemple, en se référant au dessin annexé, sur lequel:
la figure 1 est une vue en plan de la première forme d'exécution, le bac d'évacuation du réfrigérant du plongeur de moulage étant omis pour la clarté de l'illustration;
la figure 2 est une coupe longitudinale suivant 2-2 de la figure 1;
la figure 3 est une coupe horizontale suivant 3-3 de la figure 2;
la figure 4 est une coupe partielle suivant 4-4 de la figure 2, et encore agrandie;
la figure 5 est une vue latérale agrandie d'un doseur faisant partie de la forme de réalisation et orienté dans la direction de la flèche X de la figure 1;
la figure 6 est une coupe verticale agrandie du doseur suivant 6-6 de la figure 1, et montrant le fonctionnement du doseur;
la figure 6A est une vue semblable à la figure 6, montrant une dose de matière plastique débitée dans une capsule;
la figure 7 est une coupe verticale suivant 7-7 de la figure 1 et passant par la tourelle à plongeurs de moulage, cette vue étant à échelle agrandie;
la figure 8 est une vue latérale partielle de la tourelle à plongeurs de moulage, montrant les moyens de circulation du réfrigérant alimentant ses plongeurs de moulage;
la figure 9 est une coupe verticale partielle agrandie de l'extrémité active d'un plongeur de moulage;
la figure 10 est une coupe horizontale partielle suivant 10-10 de la figure 7, montrant l'évacuation de la machine des capsules munies de leur joint;
la figure 11 est une vue en plan de l'intérieur d'une capsule à joint d'étanchéité obtenu au moyen de la machine;
la figure llA est une coupe suivant llA-llA de la figure 11;
la figure 12 est une coupe verticale d'une seconde forme d'exécution illustrant la relation entre le plongeurdoseur et le plongeur-débiteur;
La figure 13 est une vue semblable à la figure 12, mais montrant la relation entre le plongeur-doseur et le plongeur-débiteur quand ce dernier est en position basse, juste avant éjection ou dépôt d'une dose.
La figure 14 est une coupe verticale montrant la relation entre les éléments de l'ensemble piston-débiteur au moment où la dose est éjectée ou séparée du dispositif mesureur.
La figure 15 est une coupe horizontale approximativement suivant le plan 15-15 de la figure 14.
La figure 16 est une coupe verticale partielle à plus grande échelle montrant l'extrémité libre du plongeurdébiteur et sa relation avec l'extrémité de la tige de soupape avec laquelle le plongeur est associé au point du cycle illustré à la figure 14.
La figure 17 est une vue latérale, partiellement coupée, montrant l'ensemble piston-débiteur dans la direction de la ligne 17-17 de la figure 12.
La figure 18 est une vue semblable à la figure 17 dans la direction de la ligne 18-18 de la figure 13, et,
la figure 19 est une vue en plan de l'extrémité inférieure du plongeur-débiteur et de la tige de la soupape à aiguille associée représentée à la figure 16.
Si l'on se réfère au dessin et comme on le voit sur la figure 7, une platine 12 de la machine est supportée sur le sol par des pieds 13. Sur la platine 12 est monté un convoyeur en forme de table rotative 14, fixée au moyeu 15 d'un engrenage 16; ce convoyeur rotatif et sa roue dentée sont supportés rotatifs par un arbre 17 monté dans une butée à billes 18 fixée à la platine 12. L'arbre 17 peut tre soit monté rotatif dans la butée à billes 18, soit fixé à cette dernière de sorte que, dans ce dernier cas le convoyeur à table tournante et sa roue dentée tournent sur cet arbre.
Comme on le voit sur la figure 1, le convoyeur à table tournante 14 présente sur sa zone marginale une série d'encoches 19, espacées circonférentiellement, ouvertes vers l'extérieur, et destinées à recevoir les capsules. Ces encoches comportent des rebords ou lèvres internes fraisés en cône 20, sur lesquels prennent appui les évasements ondulés R des corps de capsules C, en suspendant ainsi les capsules sur le convoyeur rotatif, de sorte que les capsules sont amenées au doseur M par lequel une dose de matière thermoplastique formant joint d'étanchéité est déposée dans l'intérieur de chaque capsule au moment où il passe par ce doseur. Les capsules sont ensuite amenées par le convoyeur aux moyens de moulage ou mise en forme de joint d'étanchéité S.
Des moyens convenables (non représentés) sont prévus pour fournir automatiquement des capsules vides C aux encoches réceptrices 19 du convoyeur à table tournante 14 et comportent un couloir de chargement 21 par lequel les capsules sont débitées et successivement mises en position dans les encoches réceptrices 19. Un anneau de maintien 22 entoure la portion du convoyeur à table tournante 14 emmenant les capsules C du couloir de chargement 21
du dispositif d'alimentation en capsules jusqu'aux moyens
de moulage ou mise en forme de joints d'étanchéité S.
L'anneau de maintien empche le déplacement vers l'extérieur des capsules depuis leurs encoches de support
19 jusqu'au point où les capsules rencontrent les moyens
de moulage de joint d'étanchéité et sont prélevées par eux
du convoyeur à table tournante.
Le doseur M par lequel des doses de matière plastique
sont débitées dans les capsules C est associé avec un transporteur P de la matière plastique à l'état fondu moulable au doseur. La matière plastique est fournie à l'état initial granulaire ou pulvérulent, non fondu, de préférence sous forme de pilules dures qui peuvent s'écouler par gravité de la trémie d'alimentation 23 au transporteur P.
La matière plastique est de préférence un composé thermoplastique tel que le polyéthylène ou une résine vinylique telle que le polychlorure de vinyle ou un copolymère de chlorure de vinyle et d'acétate de vinyle. Si on le désire, on peut utiliser une résine thermodurcissable, telle qu'une résine époxy.
Comme on le voit plus particulièrement sur les figures 2, 3 et 4, le transporteur P comprend un conduit tubulaire 24 se prolongeant vers l'avant à partir d'une tte 25 jusqu'au doseur M. La tte 25 est supportée par un prolongement 12' de la platine 12. Dans la tte et le conduit 24 est montée rotative une vis d'extrusion hélicoïdale 26. Sur la tte 25 est montée la trémie 23 depuis laquelle la poudre ou les morceaux initiaux de matière plastique s'écoulent jusqu'à l'extrémité réceptrice de la vis d'extrusion 26. L'extrémité d'évacuation du conduit 24 et de la vis d'extrusion 26 est mise en communication avec le doseur M par un accouplement 27.
Autour du conduit 24, entre la tte 25 et l'accouplement 27, est monté, concentriquement au conduit 24, un carter ou chemise 28, dont l'intérieur constitue une chemise d'air 29 qui environne ou enveloppe le conduit 24 et sa vis extrudeuse 26. Conjointement à la chemise 28 est monté un appareil de chauffage d'air 30 qui constitue une tte de réception d'air 31. Un collecteur de débit d'air 32 est en communication avec la tte de réception d'air 31. Des conduits de débit d'air 33 sont réunis au collecteur 32 de sorte que de l'air peut tre alimenté par un ventilateur (non représenté) à l'appareil de chauffage d'air 30.
L'appareil de chauffage d'air 30 comporte plusieurs dispositifs électriques de chauffage d'air 34 disposés entre la tte de réception d'air 31 et la chambre de chemisage d'air 29. Comme on le voit sur la figure 4, chaque dispositif de chauffage 34 présente au moins un, et de préférence plusieurs, passages d'air 35, contenant chacun une résistance électrique de chauffage 36. Les résistances de chauffage 36 sont montées électriquement en série et les dispo
sitifs de chauffage électrique sont eux-mmes montés en
série sur et entre des plots 37 auxquels est fournie de l'énergie électrique provenant d'une source convenable.
En fonctionnement du transporteur de la matière P, la matière, sous sa forme initiale divisée ou particulaire,
est débitée depuis la trémie 23 à l'extrémité réceptrice de la vis extrudeuse 26 et cette dernière la fait avancer vers le
doseur M. A mesure que la matière plastique se déplace vers le doseur, elle est soumise à la chaleur et à l'effet de
pétrissage de la vis extrudeuse, la chaleur étant fournie
par l'air chauffé qui, en traversant les dispositifs de
chauffage 34 est délivré dans la chambre 28 et autour du
conduit 24 et de la vis extrudeuse qu'il contient. La tempé
rature à laquelle la matière plastique est portée dépend de la composition particulière de la matière thermoplastique
traitée. Pour les résines vinyliques et le polyéthylène, un
intervalle de température d'environ 177 à 1 880C est
convenable.
A mesure qu'elle est ainsi soumise à la chaleur et au pétrissage, la matière thermoplastique initiale
ment particulaire se transforme en une masse unique
fondue, ramollie et plastique, état moulable dans lequel
il est aisé de la traiter par le doseur M qui dépose des
quantités mesurées de la matière plastique chauffée fondue
dans les capsules C à mesure que les capsules sont amenées
au doseur M par le convoyeur 14.
Si l'on se réfère maintenant au mode de réalisation du doseur M représenté aux figures 1, 5, 6 et 6A, ce doseur prend un châssis vertical 38 supporté par la platine 12 et consistant en un corps ou bloc 39 surplombant la portion marginale encochée du convoyeur à table tournante 14.
Le bloc 39 présente un passage d'admission 40 en communication avec un passage 41 formé dans l'accouplement 27 conduisant la matière plastique depuis le transporteur P.
Sur l'extrémité supérieure du châssis 38 sont montés séparément l'un de l'autre des paliers 42 pour permettre le passage d'un arbre oscillant 43, sur lequel est fixé un balancier 44. Le balancier présente des bras opposés, le bras de balancier arrière 45 et le bras de balancier avant 46.
Le balancier 44 est disposé entre les paliers 42 et au-dessus du bloc 38. Une plaque de guidage 47 est montée dans le châssis 38 à une certaine distance verticale du bloc 39.
Un plongeur-doseur 48 à mouvement alternatif vertical traverse la plaque de guidage et un orifice traversant le bloc 39. Dans son mouvement vers le bas le plongeurdoseur rencontre et traverse l'extrémité de sortie du passage d'admission 40. L'extrémité supérieure du plongeur-doseur 48 est réunie par une bielle 49 au bras de balancier 45.
Comme on le voit sur les figures 6 et 6A, un passage d'évacuation pratiquement horizontal 50 est pratiqué dans le corps ou bloc 39 et situé dans un plan différent, ou à un niveau situé juste au-dessous du passage d'admission 40, en communication avec l'orifice dans lequel s'étend le plongeur-doseur 48. L'extrémité d'entrée du passage d'évacuation et l'extrémité de sortie du passage d'admission sont sur les côtés opposés de l'orifice que traverse le plongeur-doseur. Le passage d'évacuation 50 est dirigé vers l'avant et incliné vers le bas, son extrémité de sortie se terminant sur la face interne ou la surface verticale du bloc 39.
Comme on le voit sur les figures 6 et 6A, une soupape de contrôle pouvant s'enfoncer vers le bas 51 est montée coulissante dans le bloc 39, en alignement avec le plongeur-doseur 48 et au-dessous du passage d'admission 40.
La soupape de contrôle normalement est repoussée vers le haut par un ressort de compression 52 de façon à rencontrer et à fermer l'entrée du passage d'évacuation 50, cette action de fermeture se produisant quand le plongeur-doseur 48 est en position haute comme représenté à la figure 6A. De cette manière, l'écoulement de la matière plastique dans le passage d'évacuation 50 est assuré et le reflux de la matière plastique contenue dans le passage d'évacuation est empché.
Comme on le voit également aux figures 6 et 6A, un plongeur-débiteur 53 est prévu, étant monté de façon à avoir un mouvement alternatif vertical le long de la face verticale voisine du bloc 39. Le mme plongeur-débiteur traverse la plaque de guidage 47 qui le supporte ainsi qu'un bloc formant pont 54, ce dernier étant fixé à la face du bloc 39 au-dessus de la sortie du passage d'évacuation 50. Par déplacement vers le bas du plongeurdébiteur, ce dernier rencontre et traverse l'extrémité de sortie du passage d'évacuation. L'extrémité supérieure du plongeur-débiteur est réunie par une bielle 55 au bras avant de balancier 46. Les portions marginales encochées du convoyeur à table rotative 14 passent au-dessous du bloc 39 en amenant successivement des capsules C audessous et en face du plongeur-débiteur 53.
Un passage d'air 56 traverse le bloc 54 et de l'air comprimé y est admis depuis une source convenable par une conduite d'alimentation 57. L'extrémité d'évacuation du passage d'air est opposée au côté extérieur du plongeur-débiteur 53 et ce dernier présente un passage d'air 58 dont l'extrémité de sortie s'ouvre vers le bas à travers l'extrémité inférieure du plongeur-débiteur. Comme on le voit sur la figure 6A, l'extrémité d'entrée du passage d'air 58 est mise en communication avec le passage d'air 56 quand le plongeurdébiteur approche et atteint la limite de son déplacement vers le bas.
Comme on le voit sur la figure 5, un bras de levier 59 est fixé à l'extrémité de l'arbre oscillant 43. Ce bras de levier est réuni par une bielle 60 à une roue manivelle 61 qui, quand elle tourne, détermine le mouvement du balancier 44 et le mouvement alternatif alterné du plongeurdoseur 48 et du plongeur-débiteur 53. Dans le mode de réalisation considéré, la roue manivelle 61 tourne en synchronisme avec le mouvement de rotation du convoyeur à table tournante 14, de sorte que le fonctionnement des plongeurs doseur et débiteur intervient aux moments voulus pour que les charges mesurées individuelles de matière plastique chauffée soient déposées dans les capsules successives.
En fonctionnement, le doseur M fonctionne de la façon suivante: la vis d'extrusion 26 amène de la matière thermoplastique fondue, moulable par ramollissement thermique dans le passage d'admission 40 à une vitesse maintenant le passage rempli de matière. Comme représenté à la figure 6, le plongeur-doseur 48 dans sa course descendante croise l'extrémité de sortie du passage d'admission et repousse donc vers le bas une quantité prédéterminée de la matière plastique dans le passage d'évacuation 50, la soupape de contrôle 51 reculant et ce déplacement vers le bas autorise le passage de la matière.
La soupape de contrôle aide également au transfert de la matière au passage d'évacuation. Ce refoulement de la matière dans le passage d'évacuation détermine le refoulement d'une dose semblable de la matière L hors de l'extrémité de sortie du passage d'évacuation et audessous du plongeur-débiteur 53, alors en position haute.
La dose L a la forme d'un globule de matière plastique chauffée. I1 est bien entendu naturellement que le diamètre du passage d'admission, le diamètre de l'orifice du bloc 39 que traverse le plongeur-doseur (et le diamètre du plongeur correspondant) et le diamètre du passage d'évacuation sont sélectionnés de façon à fournir une dose L de la quantité prédéterminée désirée.
Quand, comme représenté à la figure 6A, le plongeurdoseur 48 est rétracté ou déplacé vers le haut, le ressort 52 repousse la soupape de contrôle 51 qui vient fermer l'extrémité d'entrée du passage 50, en empchant ainsi toute réaction ou mouvement de reflux de la matière dans le passage d'évacuation ou la perturbation ou la réduction de la dose de la matière extrudée L. Quand la rétraction vers le haut du plongeur-doseur 48 se produit, la course alternée vers le bas du plongeur-débiteur 53 intervient.
Le mouvement vers le bas du plongeur-débiteur découpe la dose extrudée L de la matière plastique chauffée située sur le côté où la surface du bloc 39 et amène cette dernière vers une capsule C que le convoyeur 14 a amenée en alignement au-dessous du plongeur-débiteur. Quand ce dernier atteint la limite inférieure de sa course, le passage d'air 58 est mis en communication avec le passage d'air 56 du bloc 54, de sorte qu'un jet d'air comprimé est envoyé par le passage d'air et agit pour séparer la dose L du plongeur-débiteur pour la faire tomber dans la capsule située au-dessous (voir figure 6A). Ces opérations de mesure et de débit de matière plastique sont répétées aux moments voulus de façon à coïncider avec l'arrivée des capsules successives C, à mesure qu'elles sont amenées par le convoyeur 14 au dispositif-doseur M.
En vue d'éviter le refroidissement ou la prise prématurée des doses L de matière plastique chauffée débitées dans les capsules C, avant de les soumettre aux opérations de moulage et de mise en forme dans le dispositif S, auquel les capsules chargées sont amenées depuis le doseur M, des moyens sont prévus en association avec le convoyeur 14 pour préchauffer les capsules C portées par ce dernier à une température élevée, de préférence d'environ 1600C. Ces moyens de préchauffage de capsules (voir figure 1) sont situés depuis un point voisin du couloir de chargement de capsules 21 jusqu'à un point voisin du doseur M et ils sont disposés au-dessus des portions marginales encochées du convoyeur et des capsules portées par ce dernier.
Ces moyens de préchauffage de capsules sont pratiquement les mmes que ceux décrits ci-dessus à propos du transporteur P de la matière plastique, et comprennent une chambre d'air 28' à travers laquelle passent les capsules convoyées C. Cette chambre 28'reçoit de l'ais chauffé par des résistances électriques 34' disposées en liaison avec des ttes de réception d'air 31' réunies à un collecteur de débit d'air 32'. De l'air est amené au collecteur 32' par un conduit 33' équipé de moyens convenables, tels qu'un ventilateur (non représenté). Ces moyens de préchauffage de capsules sont fixes et montés sur la platine 12 par des équerres ou des colonnes 62.
Si l'on se réfère maintenant aux moyens de moulage et de mise en forme du joint d'étanchéité (voir plus particulièrement figures 7, 8, 9 et 10), ces derniers comprennent une tourelle rotative 70 montée sur la platine de la machine, en bordure de la portion marginale encochée du convoyeur rotatif 14. La tourelle 70 porte plusieurs plongeurs de moulage à mouvement alternatif 71 répartis circonférentiellement autour de la tourelle à des intervalles correspondant à ceux des encoches de transport de capsules 19 du convoyeur 14. Un arbre vertical pivotant 72 maintenu stationnaire supporte rotativement la tourelle 70 qui est elle-mme supportée par la platine 12 par un piédestal 73 monté sur cette dernière.
La tourelle 70 comporte une enclume annulaire faisant une saillie latérale 74 située au-dessous des capsules C amenées au dispositif de moulage et de mise en forme S par le convoyeur 14, de façon à former un appui et un support aux capsules C soumises à l'action de moulage et de mise en forme des joints d'étanchéité par les plongeurs de moulage 71.
A l'extrémité inférieure de la tourelle 70 est fixé, par exemple par des goupilles ou des clefs 75, un engrenage d'entraînement 76, qui non seulement fait tourner la tourelle, mais encore engrène et entraîne l'engrenage d'entraînement 16 grâce auquel le convoyeur 14 est mis en rotation synchronisée avec la tourelle. A l'engrenage d'entraînement 76 est également claveté un engrenage à vis sans fin 77, faisant partie d'un système de transmission d'énergie qui sera décrit plus loin et grâce auquel la tourelle et le convoyeur sont actionnés conjointement.
Les plongeurs de moulage 71 sont supportés coulissants par et autour de la tourelle 70 de façon à prendre un mouvement alternatif par rapport à celle-ci. Les plongeurs de moulage 71 présentent à leur extrémité inférieure des ttes de moulage 78, la tourelle 70 présentant un renfoncement annulaire 79 au-dessus du rebord en enclume 74 de façon à laisser la place à ces ttes de moulage et à leur déplacement quand les plongeurs de moulage sont en action. Les moyens pour déterminer le fonctionnement synchronisé c'est-à-dire la course vers le bas des plongeurs de moulage 71 comprennent une came circulaire fixe montée sur l'arbre de pivotement 72 et agissant par pression.
La came de pression 80 présente une jupe 81 constituant la partie élevée de la came sur une distance notable de sa circonférence, de façon à provoquer, à l'instant voulu, les courses vers le bas des plongeurs de moulage et le séjour des plongeurs de moulage déplacés vers le bas en contact avec la matière thermoplastique située dans les capsules chargées C pendant un temps suffisant pour assurer le durcissement du joint d'étanchéité moulé. La partie élevée de la jupe de came 81 se termine en une partie basse 82. En liaison avec l'extrémité supérieure de chaque plongeur de moulage 71 est monté un galet 83 au contact des jupes de came de la came de pression 81.
Sur l'arbre de pivotement 72 est également fixée une came de rétraction 84 présentant une partie verticale élevée 85 opposée à la partie basse 82 de la came de pression 80 à une certaine distance de celle-ci, et une partie basse de jupe de came 86 opposée à la partie haute de jupe de came 81 de la came de pression 80 et à une certaine distance de celle-ci. Egalement, en liaison avec l'extrémité supérieure de chaque plongeur de moulage 71, est monté un galet décalé 87 au contact des jupes de came de la came de rétraction 84 de façon à déterminer à l'instant voulu les courses de retour vers le haut des plongeurs de moulage 71.
Les ttes de moulage 78 des plongeurs de moulage 71 comprennent chacune un poinçon axial 88 de section circulaire à la portion inférieure extrme du plongeur.
A la partie supérieure extrme du poinçon 88 est fixé un collier annulaire 89. Concentriquement au poinçon 88 est monté un manchon mobile axialement 90, dont la surface extérieure est évasée vers l'intérieur de façon à donner naissance à une portion en lame de couteau 91 à son fond.
Cette portion en lame de couteau 91 est prévue pour pénétrer dans -une capsule, destinée à recevoir un joint d'étanchéité à l'intérieur et autour de ses parois latérales, et dans cette capsule elle sert à empcher la matière plastique subissant une opération de moulage et de joint de venir au contact des parois latérales de la capsule en obstruant les épaulements ou les saillies ondulées grâce auxquelles la capsule est pincée sur l'embouchure d'une bouteille ou d'un pot. L'extrémité supérieure du manchon 90 présente un rebord ou épaulement annulaire externe 92 et bien que mobile axialement il est supporté et empché de s'échapper vers l'extérieur depuis sa position assemblée normale dans la tte de moulage 78 par des étriers 93 fixés au collier 89 et présentant des saillies angulaires d'arrt 94 situées au-dessous du rebord ou épaulement 92.
Le manchon 90 dépasse normalement vers le bas de l'extrémité libre du poinçon 88 sous l'action d'un ressort de compression 95 disposé entre son extrémité supérieure à rebord et le collier 89, pouvant tre renfoncé vers le haut en opposition à la poussée de ce ressort quand il vient au contact d'une capsule C subissant une opération de mise en place de joint. Une matrice 96 de formation de coussinet d'étanchéité, de forme tubulaire, est montée coulissant axialement sur le poinçon 88 entre ce dernier et le manchon 90 et elle est munie à son extrémité supérieure d'un rebord annulaire externe 97 rencontrant le manchon 90 de façon à tre maintenue vis-à-vis d'un déplacement vers l'extérieur depuis son état normal par rapport et à l'intérieur de la tte de moulage 78.
Entre le collier 89 et la matrice 96, est disposé un second ressort de compression 98, cette matrice pouvant tre enfoncée vers le haut en opposition à la poussée de ce ressort.
Les plongeurs de moulage 71 et leurs poinçons 88 sont
équipés de moyens pour la circulation d'un réfrigérant,
par exemple de l'eau froide, de façon à faciliter le refroi
dissement et le durcissement des joints d'étanchéité de
capsules moulés et mis en forme quand la matière plas
tique est une résine thermoplastique. A cet effet les plongeurs 71 comportent des chambres internes 99 dans
chacune desquelles s'étend jusqu'au voisinage du fond du plongeur, un tube d'admission de fluide réfrigérant 100 provenant d'une embouchure d'entrée 101 traversant la paroi du plongeur. Le fluide réfrigérant est évacué de la
chambre 99 par une embouchure de sortie 102 montée de mme à travers la paroi du plongeur.
Comme on le voit plus particulièrement sur la figure 8,
I'embouchure de sortie 102 d'un plongeur 71 est reliée par un tube souple 103 à l'embouchure d'entrée du plongeur adjacent, de sorte que le fluide réfrigérant peut circuler à travers tous les plongeurs, de l'un à l'autre. Supporté par un bâti 104, qui par exemple peut tre monté conjointement avec la came de pression fixe 80, ou qui peut tre monté de toute autre manière, est prévu un bassin de reprise annulaire 105 pour recevoir le fluide réfrigérant évacué des plongeurs. Un tube d'écoulement
106 évacue le fluide réfrigérant de ce bassin de reprise.
Comme la tourelle fait tourner les plongeurs, le fluide réfrigérant est débité par un tube d'alimentation 107 réuni à l'embouchure d'entrée 101 d'un premier plongeur.
Ce tube d'alimentation 107 a une forme telle qu'il tourne autour du bassin de reprise et est réuni par une articulation à rotule ou un raccord-union 108 à un tube d'alimentation 109, l'articulation à rotule ou le raccord-union étant monté au centre du châssis 104. De l'embouchure de sortie 102 du dernier plongeur part un tube d'évacuation 110 qui communique avec le bassin de reprise 105.
Le fonctionnement du dispositif de moulage et de mise en forme de joints d'étanchéité S fonctionne de la façon suivante:
Une encoche 19 transportant une capsule du convoyeur rotatif 14 vient correspondre avec un plongeur 71 de la tourelle 70 quand les diamètres du convoyeur et de la tourelle viennent en alignement entre leurs axes. Dans ces conditions, une capsule C dans l'encoche de transport 19 est disposée sur et supportée par le rebord en enclume 74 de la tourelle 70 et la partie élevée de la jupe de came 81 de la came de pression 80 rencontre le plongeur 71 et détermine sa course opératoire vers le bas.
Cette course vers le bas du plongeur 71, comme on le voit mieux sur la figure 9, amène d'abord le manchon à bord en lame de couteau 90 de la tte de moulage 78 dans la capsule au voisinage des parois latérales de celle-ci, le manchon s'enfonçant en opposition à la poussée de son ressort de compression 95 au contact de la capsule. Le manchon est ainsi disposé de façon à couvrir les parois latérales et les épaulements d'accrochage des ondulations de la capsule, en empchant le contact de la matière plastique moulée avec ces dernières.
Après cela, le poinçon 88 rencontre la quantité mesurée de matière plastique molle L contenue dans la capsule C et étale cette matière sur la surface interne du dessus de la capsule, en formant ainsi un corps de joint d'étanchéité C' adhérant à cette surface (voir figures 1 1 et lIA). Cette application avec étalement de la matière plastique par le poinçon 88 a pour effet de localiser une portion de la matière vers les parois latérales protégées par le manchon.
Il en résulte que la matière ainsi refoulée vient au contact de la matrice 96 formant un coussinet et qui s'enfonce vers le haut, de sorte que la matière pénètre sous celle-ci et la repousse vers le haut en opposition au ressort 98, ce qui a pour effe' de donner la traversée du plongeur-doseur avec un ajustage soigné, et il est fixé sur le bloc par des vis 132.
Comme on le voit aux figures 12 et 13, le bloc 122 possède un passage d'évacuation 50 en liaison avec le passage d'admission 40 et l'orifice intermédiaire 120 dans lequel se déplace le plongeur-doseur réunit ces éléments de la mme façon que dans le doseur précédemment décrit aux figures 6 et 6A. Une soupape de contrôle 51 soumise à l'action élastique d'un ressort de compression 52 est également logée dans l'orifice 120 et en relation avec le plongeur-doseur et le passage d'évacuation de la mme manière que précédemment décrit. Le plongeurdoseur est animé d'un mouvement alternatif vertical par le balancier 44 comme précédemment décrit, le balancier étant actionné par la chaîne cinématique précédemment décrite, ou bien réuni à tout autre moyen d'entraînement lui conférant un mouvement de balancier.
La différence essentielle entre le doseur M' et le doseur précédemment décrit réside dans le plongeur-débiteur et les éléments associés désignés par ensemble plongeurdébiteur, et par la référence D. L'ensemble plongeurdébiteur convient particulièrement pour la délivrance et le dosage de charges mesurées de polyéthylène, qui est très collant à la température désirée, c'est-à-dire d'environ 188 C.
L'ensemble plongeur-débiteur D comprend un élément coulissant extérieur 134 ayant la forme d'un manchon creux de configuration carrée ou à faces plates sur sa périphérie extérieure (fig. 15). L'élément coulissant 134 présente un alésage circulaire 136 sur toute sa hauteur.
I1 est monté de façon à avoir un mouvement alternatif vertical dans un guide 138 dont l'intérieur présente un orifice vertical 140 s'adaptant exactement avec la périphérie extérieure carrée de l'élément coulissant. Comme représenté aux figures 12, 13, 17 et 18, le guide 138 est fixé sur le côté du bloc 122 vers son extrémité supérieure.
Comme représenté aux figures 12, 13 et 14, la paroi latérale de l'élément coulissant t extérieur 134 présente un orifice 142 la traversant et le guide 138 présente une ouverture 144 à travers une paroi, dans cette ouverture se trouvant placé un conduit 146 lié à une source d'air comprimé (non représenté) fourni à l'état chauffé.
Comme représenté également aux figures 12 et 13, un élément coulissant intérieur 148 est disposé dans l'alésage 136 de l'élément coulissant extérieur 134, de façon à pouvoir aussi bien se déplacer par rapport à ce dernier qu'en mme temps, comme il sera décrit plus loin.
La longueur de l'élément coulissant intérieur est telle qu'il dépasse aux extrémités supérieure et inférieure de l'élément coulissant extérieur. L'extrémité supérieure de l'élément coulissant intérieur est réunie à la bielle 55,
elle-mme reliée au balancier 44. L'élément coulissant intérieur comporte une portion 150 de plus grand diamètre permettant un ajustage coulissant étroit dans l'alésage 136 de l'élément coulissant extérieur 134. La portion 150 est située dans l'élément coulissant extérieur,
de façon à coopérer avec l'orifice 142 et à agir comme une
soupape à air comme il sera décrit plus loin.
La zone
située entre l'élément coulissant extérieur et la portion de l'élément coulissant intérieur au-dessus du diamètre plus large 150 est fermée par un écrou à filetage extérieur 152 vissé dans une portion à filetage correspondant sur le
diamètre intérieur à l'extrémité supérieure de l'élément
coulissant extérieur 134. L'écrou 152 présente un orifice
central permettant le passage de l'élément coulissant
intérieur 148. L'épaisseur de paroi de l'écrou donne
naissance à un épaulement 154 situé sur le trajet de la portion 150, en constituant ainsi une butée limitant le déplacement relatif entre les éléments coulissants intérieur et extérieur à cette extrémité supérieure de l'ensemble.
Comme représenté aux figures 12, 13 et 15, l'élément coulissant intérieur présente des faces opposées plates 156 et 156' sur une portion de sa longueur 158. Un évidement annulaire 159 est ménagé entre les sections 150 et 158 en réduisant le diamètre de l'élément coulissant intérieur à cette zone intermédiaire. L'évidement 159 a une hauteur pratiquement égale au diamètre de l'orifice 142. Le reste de la longueur de l'élément coulissant intérieur présente un diamètre réduit sur une section 160, qui se termine en une section 162, de diamètre encore plus réduit.
L'extrémité terminale 164 de la section 162 (fig. 16) est conique. La section 160 présente des plats sur les faces opposées, comme les plats de la section 154. Si on le désire, la section 160 peut tre cylindrique sur toute sa longueur, mais d'un diamètre réduit pour permettre un jeu suffisant pour le passage d'air entre ses côtés, et un plongeur-débiteur ou organe éjecteur 166 qui l'entoure.
Comme il sera décrit plus loin la section 162 et son extrémité terminale 164 jouent le rôle de soupape à aiguille.
L'extrémité inférieure de l'élément coulissant extérieur 134 porte le plongeur-débiteur ou organe éjecteur 166 comportant un alésage central 168 dans lequel l'élément coulissant intérieur, où les sections de ce dernier à diamètre réduit 160 et 162 sont reçues de façon à coulisser.
Comme représenté aux figures 12, 13, 14, 17 et 18, 1'éjec- teur 166 présente à son extrémité supérieure une portion filetée extérieurement 170, située immédiatement audessus d'un rebord 172. L'éjecteur est vissé de façon correspondante dans l'extrémité inférieure de l'élément coulissant extérieur 134, le filetage étant limité quand le rebord 172 bute contre l'extrémité de l'élément coulissant.
Ainsi, l'éjecteur 166 est un prolongement de l'élément coulissant extérieur 134. En raison des diamètres intérieurs différents désirés, l'élément coulissant extérieur et son prolongement sont faits en deux parties séparées et fixées l'une à l'autre.
Comme on le voit mieux sur la figure 16, l'extrémité inférieure de l'éjecteur 166 présente une paroi amincie et s effilant en 174 pour se terminer en une paroi annulaire
176 à diamètre interne plus petit que l'alésage 168. La paroi annulaire 176 a un diamètre interne destiné à recevoir l'extrémité terminale 164 de la soupape à aiguille coulissante intérieurement avec un ajustage étroit, étanche à l'air.
Comme représenté aux figures 12, 13, 17 et 18, l'éjecteur 166 est monté mobile verticalement dans un guide inférieur 178 fixé à la face du bloc 122 vers son extrémité inférieure. Bien que les guides supérieur et inférieur 138 et 178 puissent tre fabriqués sous forme d'un élément unique, pour la facilité de la fabrication, il est préférable d'en faire des éléments séparés comme illustré, de façon à s'adapter aux différents diamètres de l'élément coulissant extérieur et de son prolongement 166. Le guide 178 possède une ouverture horizontale 180 à travers sa paroi interne en alignement avec le passage d'évacuation 50.
Le trou interne 182 du guide 178, dans lequel est reçu l'éjecteur 166 de façon coulissante, présente à son extrémité inférieure un orifice 184 de diamètre réduit. Le
diamètre interne de cet orifice est tel qu'il reçoit l'extrémité
annulaire 176 de l'éjecteur 166 avec un bon ajustage
quand la coulisse extérieure et son éjecteur sont dans la position la plus basse d'éjection comme représenté à la figure 14.
Comme représenté aux figures 17 et 18, le guide inférieur 178 est supporté sur le bloc 122 entre une paire de plaques de support 186 et 186' espacées latéralement. Ces plaques présentent des ouvertures prévues pour la mise en place dans des ouvertures alignées dans le bloc 122 d'une paire d'éléments chauffants 188 et 188'destinés à maintenir une température élevée dans la zone environnant le passage pour la matière plastique quand celle-ci est transférée d'un dispositif-doseur au point de dépôt pour l'évacuation.
Comme indiqué précédemment, l'élément coulissant intérieur 148 est monté de façon à se déplacer aussi bien avec l'élément coulissant extérieur 134 que par rapport à ce dernier. Comme on le voit sur les figures 17 et 18 le guide 138 dans lequel l'élément coulissant extérieur est monté de façon à se déplacer alternativement en direction verticale présente une paire de mâchoires disposées face à face pour maintenir momentanément l'élément coulissant extérieur tout en permettant le déplacement de l'élément coulissant intérieur par rapport à l'élément coulissant extérieur. Les mâchoires disposées face à face sont situées pratiquement au mme niveau que le conduit 146 dans le bloc 138 mais à approximativement 90" par rapport à la position du conduit d'air comprimé.
Les mâchoires comprennent chacune un manchon guide annulaire 190 disposé dans une ouverture horizontale du guide.
Dans chaque manchon, une bille 192 est logée à l'extrémité interne de façon à rencontrer la paroi de l'élément coulissant extérieur 134. La bille est pressée élastiquement contre la paroi de l'élément coulissant extérieur par un ressort 194. On peut ajuster la charge du ressort par une vis de réglage 196. La paroi de l'élément coulissant extérieur 134 présente des rainures opposées 198 destinées à coopérer avec les billes 194 soumises à l'action de ressorts.
En vue de réduire l'usure sur la zone de l'élément guide inférieur 178 au voisinage de l'orifice 184 où la paroi environnante est au contact de l'extrémité de l'éjecteur 166, une butée limite 200 est prévue éloignée de cette zone, cette butée étant constituée par l'extrémité supérieure de l'écrou 172 quand elle rencontre l'extrémité inférieure de la section 158.
On va maintenant décrire le fonctionnement de l'ensemble plongeur-débiteur D. Comme on le voit sur la figure 12, quand le plongeur-doseur 48 est descendu et a refoulé de la matière plastique hors de l'extrémité de sortie du passage d'évacuation 50, la charge de matière plastique est située dans le trou 182 du guide 178, juste en face de l'éjecteur 166. A ce moment, et l'ensembleplongeur-débiteur étant en position haute, l'extrémité 164 de l'élément coulissant intérieur est située dans l'orifice à l'extrémité inférieure de l'éjecteur 166, constituant ainsi une extrémité fermée pour ce dernier.
Quand le balancier 44 déplace l'élément coulissant intérieur 148 vers le bas, l'extrémité inférieure de sa section 158 rencontre l'écrou 172 qui réunit la coulisse extérieure 134 à son prolongement 166, de sorte que l'élément coulissant extérieur et l'élément éjecteur descendent avec l'élément coulissant intérieur. I1 en résulte que la charge de matière plastique L est expulsée hors de l'orifice 184 à l'extrémité inférieure du guide 178. Quand cela se produit et que l'élément coulissant extérieur 134 s'est déplacé depuis la position représentée à la figure 17 jusqu'à celle de la figure 18, les billes 192 des mâchoires pénètrent dans les rainures 198 et maintiennent momentanément en position basse l'élément coulissant extérieur et l'élément éjecteur
166 qui lui est fixé.
En ce point du cycle et comme représenté à la figure 13, la section 150 de l'élément coulissant intérieur couvre l'orifice 142 en coupant l'alimentation en air comprimé chaud.
Quand l'élément coulissant intérieur 148 est rétracté vers la position haute par le balancier 44, les mâchoires maintiennent l'éjecteur 166 dans la position basse des figures 13 et 18 avec le guide 178 pendant une courte période avant que l'élément coulissant extérieur et l'éjecteur qui lui est fixé ne soient également rétractés en position haute. Comme représenté à la figure 14, quand l'élément coulissant intérieur 148 se relève, l'orifice 142 est découvert et aligné avec l'évidement 159 de sorte que de l'air comprimé chaud descend le long des côtés des sections 158, 160 et 162 de l'élément coulissant intérieur jusqu'à l'orifice, alors ouvert, de l'extrémité inférieure de l'éjecteur 166, alors ouvert, et agit en éjectant le globule ou dose L de matière plastique de l'extrémité ouverte du guide 178.
Les plats 156 et 156' de la section 158 et les plats des côtés de la section 160 fournissent les passages de communication de l'orifice 142 à l'orifice 184 à l'extrémité du guide 178, la section 162 et son extrémité 164 coopérant avec l'ouverture à l'extrémité de l'éjecteur pour jouer le rôle d'une soupape à aiguille. Par la suite du mouvement vers le haut de l'élément coulissant intérieur 148, l'épaulement 154 constitué par l'écrou 152 vient au contact de sorte que l'élément coulissant intérieur emmène avec lui l'élément coulissant extérieur 134 et l'éjecteur qui lui est fixé. Le cycle est répété avec le mouvement alternatif alterné du plongeur-doseur 48 et de 1 'ensemble-plongeur-débiteur-D.
De la description précédente, il apparaît que la portion soupape à aiguille de l'élément coulissant intérieur coopère avec l'éjecteur pour constituer un poinçon fermé pour un plongeur-débiteur et pour découper la charge présentée à l'extrémité de sortie du passage d'évacuation 50. La portion soupape à aiguille et l'élément éjecteur coopérant ensemble expulsent la charge hors de l'orifice 184 de l'élément guide inférieur 178. L'extrémité conique semblable à une aiguille, 164, en mme temps que la configuration représentée de l'extrémité de l'élément éjecteur (174, 176) coopère avec la configuration représentée du guide entourant l'orifice 184 de façon à constituer un bord mince angulaire ou en biseau, à l'emplacement du découpage, rendant ce dernier beaucoup plus aisé et facilitant la séparation de la charge d'avec le guide au moyen du courant d'air chauffé.
La zone laissée au courant d'air pour séparer la charge de la paroi entourant l'orifice 184 est très mince et relativement petite. I1 en résulte que bien que la matière plastique soit très collante, cette disposition permet le débit rapide de doses et son découpage ou sa séparation rapide du doseur ou distributeur.
Machine for forming plastic gaskets
It is known to place cork gaskets in sealing caps of bottles, jars and the like, but for various reasons these cork gaskets have not been found to be entirely satisfactory. Because of this, attempts have been made to replace these cork gaskets with an elastic thermoplastic gasket and to design machines for lining the capsules by means of this thermoplastic way, on the basis of production. continues en masse. The machines developed so far for this purpose have not, for various reasons, proved to be satisfactory.
The present invention relates to a machine for forming plastic seals for closure caps comprising a turntable conveyor having in its periphery notches distributed circumferentially and open so as to receive the caps and to support them on the conveyor.
The machine according to the invention is characterized in that it comprises a metering device arranged at the periphery of the conveyor delivering doses of moldable plastic material at intervals corresponding to the spacing between the notches, a turret rotating on an axis spaced laterally from the axis of rotation of the conveyor and having a plurality of reciprocating mold plungers spaced at substantially equal intervals to the spacing of the notches, an anvil cooperating with the plungers and the turret and lying under the advanced capsules by the conveyor, and means for rotating the conveyor and the turret in synchronism so that the plungers are brought successively into correspondence with the notches,
the plungers cooperating with the anvil so as to mold the plastic material in the successive capsules and to successively remove the capsules from the conveyor.
Several embodiments of the object of the invention will be described, by way of example, with reference to the appended drawing, in which:
Figure 1 is a plan view of the first embodiment with the coolant drain pan of the mold plunger omitted for clarity of illustration;
Figure 2 is a longitudinal section on 2-2 of Figure 1;
Figure 3 is a horizontal section on 3-3 of Figure 2;
Figure 4 is a partial section on 4-4 of Figure 2, and further enlarged;
FIG. 5 is an enlarged side view of a metering device forming part of the embodiment and oriented in the direction of the arrow X of FIG. 1;
FIG. 6 is an enlarged vertical section of the metering device taken on 6-6 of FIG. 1, and showing the operation of the metering device;
FIG. 6A is a view similar to FIG. 6, showing a dose of plastic material delivered into a capsule;
FIG. 7 is a vertical section taken on 7-7 of FIG. 1 and passing through the turret with molding plungers, this view being on an enlarged scale;
FIG. 8 is a partial side view of the mold plunger turret, showing the means for circulating the coolant supplying its mold plungers;
Fig. 9 is an enlarged partial vertical section of the active end of a mold plunger;
FIG. 10 is a partial horizontal section on 10-10 of FIG. 7, showing the discharge from the machine of the capsules provided with their seal;
Fig. 11 is a plan view of the interior of a sealable capsule obtained by means of the machine;
Figure 11A is a section taken on 11A-11A of Figure 11;
FIG. 12 is a vertical section of a second embodiment illustrating the relationship between the plunger-doser and the plunger-debtor;
FIG. 13 is a view similar to FIG. 12, but showing the relationship between the plunger-doser and the plunger-debtor when the latter is in the low position, just before ejection or deposit of a dose.
Fig. 14 is a vertical section showing the relationship between the elements of the piston-dispenser assembly as the dose is ejected or separated from the measuring device.
Figure 15 is a horizontal section approximately taken along the plane 15-15 of Figure 14.
Figure 16 is a partial vertical section on a larger scale showing the free end of the debtor plunger and its relation to the end of the valve stem with which the plunger is associated at the point of the cycle shown in Figure 14.
Fig. 17 is a side view, partially cut away, showing the piston-inducer assembly in the direction of line 17-17 of Fig. 12.
Fig. 18 is a view similar to Fig. 17 in the direction of line 18-18 of Fig. 13, and,
Figure 19 is a plan view of the lower end of the plunger-inducer and associated needle valve stem shown in Figure 16.
Referring to the drawing and as seen in Figure 7, a plate 12 of the machine is supported on the ground by feet 13. On the plate 12 is mounted a conveyor in the form of a rotary table 14, fixed. at the hub 15 of a gear 16; this rotary conveyor and its toothed wheel are rotatably supported by a shaft 17 mounted in a ball stop 18 fixed to the plate 12. The shaft 17 can either be mounted to rotate in the ball stop 18, or fixed to the latter so that, in the latter case, the rotating table conveyor and its toothed wheel rotate on this shaft.
As can be seen in FIG. 1, the turntable conveyor 14 has on its marginal zone a series of notches 19, circumferentially spaced apart, open towards the outside, and intended to receive the capsules. These notches have internal rims or lips milled into a cone 20, on which the corrugated flares R of the capsule bodies C bear, thereby suspending the capsules on the rotary conveyor, so that the capsules are fed to the metering device M by which a dose of thermoplastic material forming a seal is deposited in the interior of each capsule as it passes through this metering device. The capsules are then brought by the conveyor to the means of molding or forming a seal S.
Suitable means (not shown) are provided for automatically supplying empty capsules C to the receiving notches 19 of the turntable conveyor 14 and comprise a loading corridor 21 through which the capsules are debited and successively placed in position in the receiving notches 19. A retaining ring 22 surrounds the portion of the turntable conveyor 14 leading the capsules C from the loading corridor 21
from the capsule supply device to the means
molding or shaping seals S.
The retaining ring prevents the capsules from moving outwards from their support slots
19 until the point where the capsules meet the means
seal molding and are taken by them
from conveyor to turntable.
The doser M by which doses of plastic
are debited in the capsules C is associated with a conveyor P of the plastic material in the moldable state of the metering device. The plastic is supplied in an initial granular or powdery, unmelted state, preferably as hard pills which can flow by gravity from the feed hopper 23 to the conveyor P.
The plastic material is preferably a thermoplastic compound such as polyethylene or a vinyl resin such as polyvinyl chloride or a copolymer of vinyl chloride and vinyl acetate. If desired, a thermosetting resin, such as an epoxy resin, can be used.
As can be seen more particularly in FIGS. 2, 3 and 4, the conveyor P comprises a tubular duct 24 extending forwardly from a head 25 to the metering device M. The head 25 is supported by an extension 12 'of the plate 12. In the head and the duct 24 is rotatably mounted a helical extrusion screw 26. On the head 25 is mounted the hopper 23 from which the powder or the initial pieces of plastic material flow up to at the receiving end of the extrusion screw 26. The discharge end of the conduit 24 and of the extrusion screw 26 is placed in communication with the metering device M by a coupling 27.
Around the duct 24, between the head 25 and the coupling 27, is mounted, concentrically with the duct 24, a casing or jacket 28, the interior of which constitutes an air jacket 29 which surrounds or envelops the duct 24 and its screw. extruder 26. Attached to the jacket 28 is mounted an air heater 30 which constitutes an air receiving head 31. An air flow manifold 32 is in communication with the air receiving head 31. Air flow conduits 33 are joined to the manifold 32 so that air can be supplied by a fan (not shown) to the air heater 30.
The air heater 30 comprises several electrical air heating devices 34 arranged between the air receiving head 31 and the air lining chamber 29. As seen in Figure 4, each device heater 34 has at least one, and preferably several, air passages 35, each containing an electrical heater 36. The heater 36 are electrically connected in series and available.
electric heating devices are themselves mounted in
series on and between pads 37 to which is supplied electrical energy from a suitable source.
In operation of the material transporter P, the material, in its initial divided or particulate form,
is fed from the hopper 23 at the receiving end of the extruder screw 26 and the latter advances it towards the
metering unit M. As the plastic moves towards the metering unit, it is subjected to heat and the effect of
kneading of the extruder screw, heat being supplied
by the heated air which, passing through the
heating 34 is delivered in chamber 28 and around the
conduit 24 and the extruder screw it contains. Tempé
rature to which the plastic is worn depends on the particular composition of the thermoplastic material
processed. For vinyl resins and polyethylene, a
temperature range of about 177 to 1880C is
suitable.
As it is thus subjected to heat and kneading, the initial thermoplastic material
particle turns into a single mass
melted, softened and plastic, moldable state in which
it is easy to process by the metering device M which deposits
measured quantities of molten heated plastic
in capsules C as the capsules are fed
to the metering unit M by the conveyor 14.
If we now refer to the embodiment of the metering device M shown in Figures 1, 5, 6 and 6A, this metering takes a vertical frame 38 supported by the plate 12 and consisting of a body or block 39 overhanging the notched marginal portion turntable conveyor 14.
The block 39 has an inlet passage 40 in communication with a passage 41 formed in the coupling 27 leading the plastic material from the conveyor P.
On the upper end of the frame 38 are mounted separately from each other bearings 42 to allow the passage of an oscillating shaft 43, on which is fixed a balance 44. The balance has opposite arms, the arm. rear balance 45 and front balance arm 46.
The rocker 44 is disposed between the bearings 42 and above the block 38. A guide plate 47 is mounted in the frame 38 at a certain vertical distance from the block 39.
A vertical reciprocating plunger 48 passes through the guide plate and an orifice passing through block 39. In its downward movement the plunger meets and passes through the outlet end of the inlet passage 40. The upper end of the plunger plunger-doser 48 is joined by a connecting rod 49 to the balance arm 45.
As seen in Figures 6 and 6A, a substantially horizontal discharge passage 50 is formed in the body or block 39 and located in a different plane, or at a level just below the intake passage 40, in communication with the orifice into which the dosing plunger 48 extends. The inlet end of the discharge passage and the outlet end of the inlet passage are on opposite sides of the orifice through which it passes. the plunger-doser. The discharge passage 50 is directed forward and inclined downward, its outlet end terminating on the internal face or the vertical surface of the block 39.
As seen in Figures 6 and 6A, a downward depressable control valve 51 is slidably mounted in block 39, in alignment with metering plunger 48 and below inlet passage 40.
The control valve is normally pushed upward by a compression spring 52 so as to meet and close the inlet of the discharge passage 50, this closing action occurring when the dosing plunger 48 is in the up position as. shown in Figure 6A. In this way, the flow of the plastic material in the discharge passage 50 is ensured and the backflow of the plastic material contained in the discharge passage is prevented.
As can also be seen in FIGS. 6 and 6A, a plunger-debtor 53 is provided, being mounted so as to have a vertical reciprocating movement along the vertical face adjacent to the block 39. The same plunger-debtor passes through the guide plate. 47 which supports it as well as a block forming a bridge 54, the latter being fixed to the face of the block 39 above the outlet of the discharge passage 50. By movement downwards of the debtor plunger, the latter meets and crosses the outlet end of the discharge passage. The upper end of the plunger-debtor is joined by a connecting rod 55 to the front arm of the balance 46. The notched marginal portions of the rotary table conveyor 14 pass below the block 39 by successively bringing capsules C below and in front of the plunger. -debtor 53.
An air passage 56 passes through the block 54 and compressed air is admitted thereto from a suitable source through a supply line 57. The discharge end of the air passage is opposite the outer side of the plunger. debtor 53 and the latter has an air passage 58 whose outlet end opens downwards through the lower end of the plunger-debtor. As seen in Figure 6A, the inlet end of the air passage 58 is brought into communication with the air passage 56 as the debtor plunger approaches and reaches the limit of its downward movement.
As seen in Figure 5, a lever arm 59 is fixed to the end of the oscillating shaft 43. This lever arm is joined by a connecting rod 60 to a crank wheel 61 which, when it turns, determines the movement of the pendulum 44 and the alternating reciprocating movement of the plunger-doser 48 and the plunger-debtor 53. In the considered embodiment, the crank wheel 61 rotates in synchronism with the rotational movement of the turntable conveyor 14, so that the operation metering and inducing plungers intervene at the desired times so that the individual measured loads of heated plastic material are deposited in successive capsules.
In operation, the metering device M operates as follows: the extrusion screw 26 feeds molten thermoplastic material, moldable by thermal softening into the inlet passage 40 at a speed which maintains the passage filled with material. As shown in Figure 6, the dosing plunger 48 in its downward stroke crosses the outlet end of the inlet passage and therefore pushes down a predetermined amount of the plastic material into the outlet passage 50, the valve control 51 retreating and this downward movement allows the passage of material.
The control valve also assists in the transfer of material to the discharge passage. This discharge of the material into the discharge passage determines the discharge of a similar dose of the material L out of the outlet end of the discharge passage and below the plunger-debtor 53, then in the high position.
Dose L has the shape of a heated plastic globule. It is naturally understood that the diameter of the inlet passage, the diameter of the orifice of the block 39 through which the dosing plunger passes (and the diameter of the corresponding plunger) and the diameter of the discharge passage are selected so as to provide a dose L of the desired predetermined amount.
When, as shown in Figure 6A, the plunger-doser 48 is retracted or moved upward, the spring 52 pushes the control valve 51 which closes the inlet end of the passage 50, thus preventing any reaction or movement of reflux of material into the discharge passage or disturbance or reduction of the dose of the extruded material L. When the upward retraction of the dosing plunger 48 occurs, the alternating downward stroke of the inducing plunger 53 intervenes.
The downward movement of the plunger-inducer cuts the extruded dose L from the heated plastic material located on the side where the surface of the block 39 and brings the latter towards a capsule C which the conveyor 14 has brought into alignment below the plunger. -debtor. When the latter reaches the lower limit of its stroke, the air passage 58 is placed in communication with the air passage 56 of the block 54, so that a jet of compressed air is sent through the air passage. and acts to separate the dose L from the plunger-dispenser to drop it into the capsule below (see Figure 6A). These plastic measurement and flow operations are repeated at the desired times so as to coincide with the arrival of the successive capsules C, as they are brought by the conveyor 14 to the metering device M.
In order to avoid the cooling or premature setting of the doses L of heated plastic material dispensed into the capsules C, before subjecting them to the molding and shaping operations in the device S, to which the loaded capsules are brought from the metering device M, means are provided in association with the conveyor 14 for preheating the capsules C brought by the latter to a high temperature, preferably around 1600C. These capsule preheating means (see FIG. 1) are located from a point adjacent to the capsule loading corridor 21 to a point close to the metering device M and they are arranged above the notched marginal portions of the conveyor and the capsules carried by the latter.
These capsule preheating means are practically the same as those described above with regard to the conveyor P of the plastic material, and comprise an air chamber 28 'through which the conveyed capsules C. pass. This chamber 28 is received from the ais heated by electrical resistors 34 'arranged in connection with air receiving heads 31' joined to an air flow manifold 32 '. Air is supplied to the manifold 32 'through a duct 33' equipped with suitable means, such as a fan (not shown). These capsule preheating means are fixed and mounted on the plate 12 by brackets or columns 62.
If we now refer to the means for molding and shaping the seal (see more particularly Figures 7, 8, 9 and 10), the latter comprise a rotary turret 70 mounted on the plate of the machine, at the edge of the notched marginal portion of the rotary conveyor 14. The turret 70 carries several reciprocating molding plungers 71 distributed circumferentially around the turret at intervals corresponding to those of the capsule transport slots 19 of the conveyor 14. A vertical shaft pivot 72 kept stationary rotatably supports the turret 70 which is itself supported by the plate 12 by a pedestal 73 mounted on the latter.
The turret 70 comprises an annular anvil making a lateral projection 74 located below the capsules C brought to the molding and shaping device S by the conveyor 14, so as to form a support and a support for the capsules C subjected to the The molding and shaping action of the seals by the molding plungers 71.
At the lower end of the turret 70 is fixed, for example by pins or wrenches 75, a drive gear 76, which not only turns the turret, but also engages and drives the drive gear 16 through in which the conveyor 14 is rotated synchronously with the turret. Also keyed to the drive gear 76 is a worm gear 77, forming part of a power transmission system which will be described later and by which the turret and the conveyor are operated together.
The mold plungers 71 are slidably supported by and around the turret 70 so as to take a reciprocating movement with respect to the latter. The mold plungers 71 have at their lower end mold heads 78, the turret 70 having an annular recess 79 above the anvil rim 74 so as to leave room for these mold heads and their movement when the plungers molds are in action. The means for determining the synchronized operation ie the downward stroke of the mold plungers 71 comprise a fixed circular cam mounted on the pivot shaft 72 and acting by pressure.
The pressure cam 80 has a skirt 81 constituting the raised part of the cam over a significant distance from its circumference, so as to cause, at the desired moment, the downward strokes of the molding plungers and the stay of the plungers of the mold. molding moved downward in contact with the thermoplastic material located in the loaded capsules C for a sufficient time to ensure the curing of the molded seal. The raised part of the cam skirt 81 ends in a lower part 82. In connection with the upper end of each mold plunger 71 is mounted a roller 83 in contact with the cam skirts of the pressure cam 81.
On the pivot shaft 72 is also fixed a retraction cam 84 having an elevated vertical part 85 opposite to the lower part 82 of the pressure cam 80 at a certain distance therefrom, and a lower part of the cam skirt. 86 opposite to the upper part of the cam skirt 81 of the pressure cam 80 and at a certain distance therefrom. Also, in connection with the upper end of each mold plunger 71, is mounted an offset roller 87 in contact with the cam skirts of the retraction cam 84 so as to determine at the desired time the upward return strokes. casting plungers 71.
The molding heads 78 of the molding plungers 71 each comprise an axial punch 88 of circular section at the end lower portion of the plunger.
Attached to the extreme upper part of the punch 88 is an annular collar 89. Concentrically to the punch 88 is mounted an axially movable sleeve 90, the outer surface of which is flared inwardly so as to give rise to a knife-blade portion 91 at its bottom.
This knife-blade portion 91 is intended to penetrate into a capsule, intended to receive a seal inside and around its side walls, and in this capsule it serves to prevent the plastic material undergoing a sealing operation. molding and seal to come into contact with the side walls of the cap by obstructing the shoulders or corrugated protrusions by which the cap is clamped onto the mouth of a bottle or jar. The upper end of sleeve 90 has an outer annular rim or shoulder 92 and although axially movable it is supported and prevented from escaping outward from its normal assembled position in mold head 78 by stirrups 93 attached to the collar 89 and having angular stop projections 94 located below the rim or shoulder 92.
The sleeve 90 normally protrudes downwards from the free end of the punch 88 under the action of a compression spring 95 disposed between its upper end with a flange and the collar 89, which can be pushed back upwards in opposition to the thrust. of this spring when it comes into contact with a capsule C undergoing a seal installation operation. A tubular-shaped sealing pad forming die 96 is axially slidably mounted on the punch 88 between the latter and the sleeve 90 and is provided at its upper end with an outer annular flange 97 meeting the sleeve 90 of so as to be maintained vis-à-vis an outward displacement from its normal state with respect to and inside the molding head 78.
Between the collar 89 and the die 96, a second compression spring 98 is placed, this die being able to be pushed upwards in opposition to the thrust of this spring.
The mold plungers 71 and their punches 88 are
equipped with means for circulating a refrigerant,
for example cold water, so as to facilitate cooling
hardening and hardening of the gaskets
capsules molded and shaped when the material plas
tick is a thermoplastic resin. For this purpose the plungers 71 have internal chambers 99 in
each of which extends to the vicinity of the bottom of the plunger, a refrigerant fluid inlet tube 100 coming from an inlet mouth 101 passing through the wall of the plunger. The refrigerant is drained from the
chamber 99 by an outlet mouth 102 mounted in the same way through the wall of the plunger.
As can be seen more particularly in FIG. 8,
The outlet mouth 102 of a plunger 71 is connected by a flexible tube 103 to the inlet mouth of the adjacent plunger, so that the refrigerant can flow through all the plungers, from one to the other. other. Supported by a frame 104, which for example can be mounted jointly with the fixed pressure cam 80, or which can be mounted in any other way, an annular recovery basin 105 is provided to receive the refrigerant fluid discharged from the plungers. A flow tube
106 evacuates the coolant from this recovery basin.
As the turret rotates the plungers, the coolant is delivered through a supply tube 107 joined to the inlet mouth 101 of a first plunger.
This supply tube 107 has a shape such that it rotates around the return basin and is joined by a ball joint or a union 108 to a supply tube 109, the ball joint or the connector. union being mounted in the center of the frame 104. From the outlet mouth 102 of the last plunger leaves a discharge tube 110 which communicates with the recovery basin 105.
The operation of the seal molding and shaping device S works as follows:
A notch 19 carrying a capsule of the rotary conveyor 14 comes into correspondence with a plunger 71 of the turret 70 when the diameters of the conveyor and of the turret come into alignment between their axes. Under these conditions, a capsule C in the transport slot 19 is disposed on and supported by the anvil rim 74 of the turret 70 and the elevated part of the cam skirt 81 of the pressure cam 80 meets the plunger 71 and determines its operative course downwards.
This downward stroke of the plunger 71, as best seen in Figure 9, first brings the knife edge sleeve 90 of the molding head 78 into the capsule in the vicinity of the side walls thereof. , the sleeve sinking in opposition to the thrust of its compression spring 95 in contact with the capsule. The sleeve is thus arranged so as to cover the side walls and the hooking shoulders of the corrugations of the capsule, preventing contact of the molded plastic material with the latter.
After that, the punch 88 meets the measured amount of soft plastic material L contained in the capsule C and spreads this material on the inner surface of the top of the capsule, thereby forming a seal body C 'adhering to this surface. (see Figures 11 and IIA). This application with spreading of the plastic material by the punch 88 has the effect of locating a portion of the material towards the side walls protected by the sleeve.
The result of this is that the material thus pushed back comes into contact with the die 96 forming a cushion and which sinks upwards, so that the material penetrates under it and pushes it upwards in opposition to the spring 98, this which has the effect of giving the passage of the plunger-doser with a careful adjustment, and it is fixed to the block by screws 132.
As can be seen in FIGS. 12 and 13, the block 122 has an evacuation passage 50 in connection with the admission passage 40 and the intermediate orifice 120 in which the plunger-metering unit moves together these elements in the same way. as in the metering unit previously described in Figures 6 and 6A. A control valve 51 subjected to the elastic action of a compression spring 52 is also housed in the orifice 120 and in relation with the plunger-metering device and the discharge passage in the same manner as previously described. The plunger-doser is driven by a vertical reciprocating movement by the balance 44 as previously described, the balance being actuated by the kinematic chain described above, or else joined to any other drive means giving it a balance movement.
The essential difference between the metering device M 'and the metering device described above lies in the plunger-debtor and the associated elements designated by the plunger-debtor assembly, and by the reference D. The plunger-debtor assembly is particularly suitable for the delivery and metering of measured charges of polyethylene, which is very sticky at the desired temperature, i.e. around 188 C.
The plunger-debtor assembly D comprises an outer sliding element 134 having the form of a hollow sleeve of square configuration or with flat faces on its outer periphery (Fig. 15). The sliding element 134 has a circular bore 136 over its entire height.
I1 is mounted so as to have a vertical reciprocating movement in a guide 138, the interior of which has a vertical orifice 140 which fits exactly with the square outer periphery of the sliding element. As shown in Figures 12, 13, 17 and 18, guide 138 is attached to the side of block 122 toward its upper end.
As shown in Figures 12, 13 and 14, the side wall of the outer sliding element 134 has an orifice 142 passing therethrough and the guide 138 has an opening 144 through a wall, in this opening being placed a connected duct 146. to a source of compressed air (not shown) supplied in the heated state.
As also shown in FIGS. 12 and 13, an internal sliding element 148 is arranged in the bore 136 of the external sliding element 134, so as to be able to move as well relative to the latter as at the same time, as it does. will be described later.
The length of the inner sliding member is such that it protrudes at the upper and lower ends of the outer sliding member. The upper end of the inner sliding element is joined to the connecting rod 55,
itself connected to the balance 44. The inner sliding element comprises a portion 150 of larger diameter allowing a narrow sliding fit in the bore 136 of the outer sliding element 134. The portion 150 is located in the outer sliding element ,
so as to cooperate with the orifice 142 and to act as a
air valve as will be described later.
The area
located between the outer sliding member and the portion of the inner sliding member above the larger diameter 150 is closed by an externally threaded nut 152 threaded into a corresponding threaded portion on the
inside diameter at the top end of the element
sliding exterior 134. The nut 152 has an orifice
central allowing the passage of the sliding element
inside 148. The wall thickness of the nut gives
birth to a shoulder 154 located on the path of the portion 150, thus constituting a stop limiting the relative displacement between the inner and outer sliding elements at this upper end of the assembly.
As shown in Figures 12, 13 and 15, the inner sliding member has opposing flat faces 156 and 156 'along a portion of its length 158. An annular recess 159 is formed between sections 150 and 158 by reducing the diameter of the liner. 'sliding element inside this intermediate zone. The recess 159 has a height substantially equal to the diameter of the orifice 142. The remainder of the length of the inner sliding member has a reduced diameter over a section 160, which ends in a section 162, of even smaller diameter. .
The terminal end 164 of section 162 (Fig. 16) is tapered. Section 160 has flats on opposite sides, like the flats of section 154. If desired, section 160 can be cylindrical over its entire length, but of a reduced diameter to allow sufficient clearance for the passage of air between its sides, and a plunger-debtor or ejector member 166 which surrounds it.
As will be described later section 162 and its terminal end 164 act as a needle valve.
The lower end of the outer sliding member 134 carries the plunger-debtor or ejector member 166 having a central bore 168 in which the inner sliding member, where the reduced diameter sections 160 and 162 are received so as to slide.
As shown in Figures 12, 13, 14, 17 and 18, the ejector 166 has at its upper end an externally threaded portion 170, located immediately above a flange 172. The ejector is correspondingly screwed into the nozzle. The lower end of the outer sliding member 134, the thread being limited when the flange 172 abuts against the end of the sliding member.
Thus, the ejector 166 is an extension of the outer sliding member 134. Due to the different inner diameters desired, the outer sliding member and its extension are made in two separate parts and fixed to each other.
As best seen in Figure 16, the lower end of the ejector 166 has a thinned and tapering wall at 174 to terminate in an annular wall.
176 smaller internal diameter than bore 168. Annular wall 176 has an internal diameter for receiving terminal end 164 of the internally sliding needle valve with a close, airtight fit.
As shown in Figures 12, 13, 17 and 18, the ejector 166 is mounted movably vertically in a lower guide 178 fixed to the face of the block 122 towards its lower end. Although the upper and lower guides 138 and 178 can be manufactured in the form of a single element, for ease of manufacture, it is preferable to make them separate elements as illustrated, so as to adapt to the different diameters. of the outer sliding member and its extension 166. The guide 178 has a horizontal opening 180 through its inner wall in alignment with the discharge passage 50.
The internal hole 182 of the guide 178, in which the ejector 166 is slidably received, has at its lower end an orifice 184 of reduced diameter. The
internal diameter of this orifice is such that it receives the end
annular 176 of the ejector 166 with a good fit
when the outer slide and its ejector are in the lowest ejection position as shown in figure 14.
As shown in Figures 17 and 18, lower guide 178 is supported on block 122 between a pair of laterally spaced support plates 186 and 186 '. These plates have apertures intended for placement in aligned apertures in block 122 of a pair of heaters 188 and 188 intended to maintain a high temperature in the area surrounding the plastic passage when this is achieved. ci is transferred from a metering device to the deposit point for evacuation.
As indicated above, the inner sliding element 148 is mounted so as to move both with the outer sliding element 134 and relative to the latter. As seen in Figures 17 and 18 the guide 138 in which the outer sliding member is mounted to move alternately in the vertical direction has a pair of jaws disposed face to face to momentarily hold the outer sliding member while at the same time. allowing movement of the inner sliding element relative to the outer sliding element. The jaws placed face to face are located practically at the same level as the duct 146 in the block 138 but at approximately 90 "with respect to the position of the compressed air duct.
The jaws each include an annular guide sleeve 190 disposed in a horizontal opening of the guide.
In each sleeve, a ball 192 is housed at the inner end so as to meet the wall of the outer sliding member 134. The ball is resiliently pressed against the wall of the outer sliding member by a spring 194. One can adjust the spring load by an adjusting screw 196. The wall of the outer sliding element 134 has opposed grooves 198 intended to cooperate with the balls 194 subjected to the action of springs.
In order to reduce wear on the area of the lower guide element 178 in the vicinity of the orifice 184 where the surrounding wall is in contact with the end of the ejector 166, a limit stop 200 is provided remote from this. zone, this stop being formed by the upper end of the nut 172 when it meets the lower end of the section 158.
We will now describe the operation of the plunger-debtor assembly D. As seen in Figure 12, when the plunger-metering 48 is lowered and forced plastic material out of the outlet end of the passage. discharge 50, the charge of plastic material is located in the hole 182 of the guide 178, just in front of the ejector 166. At this moment, and the plunger-debtor assembly being in the high position, the end 164 of the element sliding interior is located in the orifice at the lower end of the ejector 166, thus constituting a closed end for the latter.
As the rocker 44 moves the inner slide member 148 down, the lower end of its section 158 meets the nut 172 which joins the outer slide 134 to its extension 166, so that the outer slide member and the ejector element descend with the interior sliding element. As a result, the plastic load L is forced out of the orifice 184 at the lower end of the guide 178. When this occurs and the outer sliding member 134 has moved from the position shown in the figure 17 up to that of FIG. 18, the balls 192 of the jaws enter the grooves 198 and momentarily hold the outer sliding element and the ejector element in the low position.
166 which is attached to it.
At this point in the cycle and as shown in Figure 13, the section 150 of the inner sliding member covers the port 142 cutting off the supply of hot compressed air.
When the inner slide member 148 is retracted to the up position by the rocker 44, the jaws hold the ejector 166 in the down position of Figures 13 and 18 with the guide 178 for a short time before the outer slide member and the ejector attached to it are also retracted in the upper position. As shown in Figure 14, when the inner sliding member 148 rises, the port 142 is uncovered and aligned with the recess 159 so that hot compressed air descends along the sides of the sections 158, 160 and 162 of the inner sliding member to the orifice, then open, of the lower end of the ejector 166, then open, and acts by ejecting the globule or dose L of plastic material from the open end of the guide 178.
The flats 156 and 156 'of section 158 and the flats of the sides of section 160 provide the communication passages from port 142 to port 184 at the end of guide 178, with section 162 and its end 164 cooperating. with the opening at the end of the ejector to act as a needle valve. Following the upward movement of the inner sliding member 148, the shoulder 154 formed by the nut 152 comes into contact so that the inner sliding member takes with it the outer sliding member 134 and the ejector. fixed to it. The cycle is repeated with the alternating reciprocating motion of the plunger-doser 48 and the plunger-debtor-D assembly.
From the foregoing description, it appears that the needle valve portion of the inner sliding member cooperates with the ejector to form a closed punch for a plunger-debtor and to cut the load presented at the outlet end of the passageway. discharge 50. The needle valve portion and the ejector element cooperating together expel the load from the orifice 184 of the lower guide element 178. The conical needle-like end 164, together with the configuration shown of the end of the ejector element (174, 176) cooperates with the illustrated configuration of the guide surrounding the orifice 184 so as to constitute a thin angular or bevelled edge, at the location of the cutout, making the latter much more easy and facilitating the separation of the load from the guide by means of the heated air stream.
The area left for the air stream to separate the charge from the wall surrounding orifice 184 is very thin and relatively small. It follows that although the plastic material is very sticky, this arrangement allows the rapid flow of doses and its cutting or rapid separation from the metering or dispenser.