L'invention concerne un dispositif de soudure thermique de films thermosoudables.The invention relates to a thermal welding device for heat-shrinkable films.
On connaît deux principaux types de soudure thermique. Un premier type est constitué d'une électrode métallique massive et rigide, fonctionnant à température constante, chauffée intérieurement par des résistances électriques placées dans des logements creusés dans l'électrode; cette électrode pince généralement les films à souder entre elle-mEme et une contre-électrode. Un deuxième mode de soudure consiste à utiliser un fil rond ou un fil plat souple rectiligne gui sert directement de résistance chauffante, qui est tendu pour compenser la dilatation due à l'échauffement électrique, et qui s'appuie sur un support rigide isolant permettant de pincer le film entre l'électrode et une contre-électrode elle-mtme isolante; la soudures fait soit par impulsion électrique qui permet de laisser refroidir la soudure avant de relâcher la pression, lorsque la soudure est sous contrainte et qu'elle risque de se défaire Si on relâche la pression trop tft, ou soit à température sensiblement constante lorsque le soudure n'est pas sous contrainte. Ces deux types de soudure décrits conviennent parfaitement lorsque la forme de la soudure est rectiligne, le premier type étant particulièrement adapté aux soudures larges, telles que celles utilisées pour les sachets de bonbons, et le second type, aux soudures combinées avec une coupe, telles qu'elles sont utilisées pour faire notamment des sacs. Lorsque la forme de la soudure devient complexe, et au fur et à mesure que la complexité s'accroit, il devient de plus en plus difficile de les employer ; par exemple lorsqu'il s'agit d'une courbe fermée pouvant être un cercle la soudure à partir d'électrodes formées d'un fil rond ou d'un fil plat souple devient pratiuement impossible, tandis que la soudure thermique exige la mise en place d'électrode tellement massives qu'elles peuvent détériorer le film à souder, situé à l'intérieur de la boucle, par le rayonnement de cette masse chaude; c'est encore possible lorsqu'il s'agit de réaliser une poignée de sac de petite surface par ce que la matière située à l'intérieur de la poignée est éliminée, mais s'il s'agit de souder deux fils en suivant le pourtour d'un objet, cela devient impossible. Lorsqu'il s'agit de soudure de forme complexe on utilise généralement la soudure par haute fréquence, qui exige l'emploi de films spéciaux généralement plus chers à l'emploi, ou dans certains cas la soudure par ultrasons, qui sont des techniques sophistiquées et donc pas évidentes à mettre en oeuvre. L'objet de l'invention concerne la réalisation d'un dispositif de soudure thermique permettant de réaliser des soudures de formes complexes.There are two main types of thermal welding. A first type consists of a solid and rigid metal electrode, operating at constant temperature, heated internally by electrical resistors placed in housings dug in the electrode; this electrode generally clamps the films to be welded between itself and a counter-electrode. A second mode of welding consists in using a round wire or a straight flat flexible wire which serves directly as a heating resistor, which is tensioned to compensate for the expansion due to electrical heating, and which is supported on a rigid insulating support allowing pinching the film between the electrode and a counter-electrode itself insulating; the welds are made either by electrical impulse which allows to let cool the weld before releasing the pressure, when the weld is under stress and that it risks to be discarded If one releases the pressure too much tft, or is at temperature approximately constant when the welding is not under stress. These two types of weld described are perfectly suitable when the shape of the weld is rectilinear, the first type being particularly suitable for wide welds, such as those used for candy bags, and the second type, for welds combined with a cut, such as they are used to make bags. When the shape of the weld becomes complex, and as the complexity increases, it becomes more and more difficult to use them; for example when it is a closed curve that can be a circle welding from electrodes formed of a round wire or a flexible flat wire becomes practically impossible, while thermal welding requires the implementation electrode place so massive that they can deteriorate the film to be welded, located inside the loop, by the radiation of this hot mass; it is still possible when it is a question of making a handful of bag of small surface by that the material situated inside the handle is eliminated, but if it is to weld two son following the around an object, it becomes impossible. In the case of complex shaped welding, high frequency welding is generally used, which requires the use of special films which are generally more expensive to use, or in some cases ultrasonic welding, which are sophisticated techniques. and therefore not easy to implement. The object of the invention relates to the realization of a thermal welding device for performing welds of complex shapes.
La Fig. représente une vue perspective éclatée du dispositif selon l'invention équipé de deux rubans presseurs (19) latéraux en phase de soudure.Fig. represents an exploded perspective view of the device according to the invention equipped with two lateral pressure strips (19) in the welding phase.
La Fig.2 représente une vue perspective éclatée du dispositif selon l'invention, avec les deux rubans presseurs (19) en place sur le film à souder alors que l'électrode (1) continue de descendre pour effectuer la soudure.Fig.2 shows an exploded perspective view of the device according to the invention, with the two pressure ribbons (19) in place on the film to be welded while the electrode (1) continues to descend to perform the welding.
L'invention consiste à réaliser une électrode (1) Fig.1 en utilisant un ruban (8) de tOle métallique de faible épaisseur que l'on conforme en fonction de la forme de soudure souhaitée qui est chauffé par la traversée d'un courant électrique et qui soude suivant la tranche (2) du ruban de tôle qui pince les films (3) et (4) à souder entre elle-mEme et une contre-électrode (5) isolante et réalise une soudure linéaire (6) de faible largeur. Pour fixer les idées on peut choisir une épaisseur (7) de ruban (8) située entre quelques dixièmes de millimètres et quelques millimètres tandis que la largeur (9) du ruban (8) employé peut se situer généralement entre 5mm et 30mm. Ce ruban (8) qui travaille par sa tranche (2) présente une bonne rigidité dans le sens (10) d'exercice de la pression de soudure, qui est parallèle à la surface du ruban, mais peut se déformer légèrement dans le sens perpendiculaire (11) à la surface du ruban (8) pour compenser les effets de la dilatation.The invention consists in producing an electrode (1) FIG. 1 using a ribbon (8) of thin metal sheet which is conformed as a function of the desired weld shape which is heated by the passage of a current electrical and weld following the wafer (2) of the sheet metal strip which clamps the films (3) and (4) to be welded between itself and an insulating counter-electrode (5) and produces a linear weld (6) of low width. To fix the ideas one can choose a thickness (7) of ribbon (8) located between a few tenths of millimeters and a few millimeters while the width (9) of the ribbon (8) employed can be generally between 5mm and 30mm. This ribbon (8) which works by its edge (2) has a good rigidity in the direction (10) of exercise of the welding pressure, which is parallel to the surface of the ribbon, but can deform slightly in the perpendicular direction (11) on the surface of the ribbon (8) to compensate for the effects of expansion.
L'électrode (1) est manipulée grâce à au moins deux supports (12) qui sont aussi des points (13) d'alimentation électrique et qui peuvent servir à transmettre les efforts de pression dans la direction (10). Les points d'alimentation électrique (14) sont choisis généralement aux extrémités de l'électrode (i) si elle est constituée d'une courbe non fermée, et dans des points choisis en fonction des lois connues sur les courants électriques de manière a bien répartir la chaleur dissipée, suivant que la courbe est fermée en une ou plusieurs boucles jointives, afin d'avoir partout une bonne soudure; s'il s'agit, par exemple, d'une électrode circulaire on peut choisir le point d'arrivée (14) et le départ de courant diamétralement opposés; les courants électriques traversant les électrodes suivant l'invention, ont une tension qui va de moins de un volt à quelques volts et une intensité de plusieurs centaines d'ampères. Afin d'obtenir une pression de soudure bien répartie, il est préférable d'adjoindre a l'électrode (1) des plots de pression (15), fixes par rapport aux points d'alimentations électriques (14), sur lesquels s'appuie l'électrode (1) par la tranche (16) du ruban (8) opposée a la tranche de soudure (2) suivant une ligne d'appui dont la position, a l'extrémité du plot (15) peut varier en fonction de la température de l'électrode et de la dilatation du ruban (8)5 les supports (12) servant d'alimentation électrique et les plots de pression (15) sont solidaires d'un meme plateau support (17) pouvant être manipulé par un vérin. La tranche (2) qui réalise la soudure peut être profilée, en lui donnant par exemple une forme de section semi circulaire, pour obtenir par exemple simultanément une soudure et une coupe. On peut adjoindre à cette électrode (1 > un dispositif (18) de pressage des films (3) et (4); en effet lorsqu'il s'agit d'emballer par exemple un couvercle de casserolle circulaire entre deux films (3) et (4) de manière à ce que leur soudure suive le pourtour du couvercle, le film inférieur (4) peut reposer à plat sur la contre-électrode (5) sans problème particulier tandis que le film supérieur (3) ne vient s'appliquer sur le film inférieur (4) qu'a une certaine distance du bord du couvercle, en fonction de sa hauteur; si on soude directement, l'électrode chaude (1) peut toucher le film supérieur (3) bien avant d'arriver à sa position de soudure et le détériorer empochant de faire ensuite une bonne soudure; afin de résoudre ce problème, on adjoint au moins d'un ct > té de l'électrode (1) et si possible de part et d'autre de l'électrode (1), un ruban presseur (19) rigide placé parallèlement au ruban métallique (8) de l'électrode (1); ce ruban presseur (19) se déplace parallèlement à la direction (0) de l'électrode (1), mais indépendamment de celle-ci; lorsqu'on veut faire une soudure on applique le ruban presseur (19) Fig.2 qui est froid de manière à appliquer les films a souder (3) et (4) contre la contre-électrode (5) au moins dans la zone à souder; si on a mis des rubans presseurs (19) Fig.1 situés de part et d'autre de l'électrode (1), ils emprisonnent une bande de films (3) et (4) appliqués l'un contre l'autre qu'il est ensuite facile de souder en y appliquant l'électrode chaude (1); lorsque la soudure est réalisée on relève l'électrode (1) Fig.2 et ensuite les rubans presseurs (19) de manière à ce qu'ils ne se trouvent pas a hauteur de l'électrode (1) afin qu'ils ne s'échauffent pas à son voisinage; les rubans presseurs (19) peuvent entre constitués de matériaux réfractaires et comporter par exemple des perforations pour en limiter la surface de ruban presseur (19) susceptible d'entre chauffée pendant la soudure lorsque les deux surfaces de l'électrode (1) Fig.1 et du ruban presseur (19) sont l'une en regard de l'autre. Les rubans presseurs (19) peuvent être manoeuvrés soit indépendamment de la plaque porte électrode (17) soit par la plaque porte électrode (17) elle-meme; une façon d'opérer, sans que cet exemple soit limitatif, consiste à fixer les rubans presseurs (19) Fig.2 par l'intermédiaire de fourchettes (20) à des tiges (21) qui traversent la plaque porte électrode (17) et sont terminées par une butée (22) qui vient s'appuyer sur la plaque porte électrode (17) sous l'action d'un ressort à boudin (23) placé, de l'autre cOté, entre le ruban presseur (19) et la plaque porte électrode (17); ce dispositif support de ruban presseur (19) les maintient entre la contre-électrode (5) et l'électrode () en phase de repos; lorsque l'on descend la plaque porte électrode (17) pour effectuer une soudure, les rubans presseurs (19) Fig.2 arrivent les premiers au contact des films (3) et (4) à souder et commencent à les presser tandis que les ressorts à boudin (23) se compriment en augmentant la pression sur les films (3) et (4) jusqu'à ce que l'électrode (1) Fig.1 arrive au contact des films (3) et (4) pour réaliser la soudure. La contre-électrode (5) a sa surface, qui est en contact avec les films (3) et (4) à souder, constituée de matière isolante présentant une certaine élasticité ayant une bonne résistance aux température de soudure qui sont généralement de l'ordre de 2000C; ce peut entre, a titre d'exemple non limitatif, un tapis en caoutchouc ou a base de silicone. The electrode (1) is manipulated by at least two supports (12) which are also points (13) of power supply and which can be used to transmit the pressure forces in the direction (10). The power supply points (14) are generally selected at the ends of the electrode (i) if it consists of an unclosed curve, and in points selected according to the known laws on the electric currents so as to distribute the dissipated heat, according as the curve is closed in one or more contiguous loops, in order to have everywhere a good welding; if it is, for example, a circular electrode can be chosen the arrival point (14) and the departure of diametrically opposed current; the electrical currents passing through the electrodes according to the invention have a voltage that ranges from less than one volt to a few volts and an intensity of several hundred amperes. In order to obtain a well distributed weld pressure, it is preferable to add to the electrode (1) pressure studs (15), fixed with respect to the electrical supply points (14), on which relies the electrode (1) by the edge (16) of the ribbon (8) opposite to the weld edge (2) along a bearing line whose position at the end of the stud (15) can vary according to the temperature of the electrode and the expansion of the ribbon (8) 5 the supports (12) serving as power supply and the pressure pads (15) are integral with a same support plate (17) that can be handled by a cylinder. The wafer (2) which performs the welding can be profiled, for example by giving it a shape of semi-circular section, to obtain for example simultaneously a weld and a cut. It is possible to add to this electrode (1> a device (18) for pressing films (3) and (4): indeed when it comes to packaging, for example, a circular pan lid between two films (3) and (4) so that their solder follows the periphery of the cover, the lower film (4) can lie flat on the counter-electrode (5) without any particular problem while the upper film (3) does not come apply to the lower film (4) at a distance from the edge of the lid, depending on its height, if it is welded directly, the hot electrode (1) can touch the upper film (3) well before arriving at its soldering position and deteriorating it, then making a good weld, in order to solve this problem, at least one side of the electrode (1) is added and if possible on both sides of the electrode (1), a rigid pressure ribbon (19) placed parallel to the metal ribbon (8) of the electrode (1), this pressure ribbon (19) is instead parallel to the direction (0) of the electrode (1), but independently thereof; when it is desired to make a weld, the pressure ribbon (19) FIG. 2, which is cold, is applied so as to apply the films to be welded (3) and (4) against the counter-electrode (5) at least in the zone to be welded. welded; if pressure ribbons (19) Fig.1 are placed on either side of the electrode (1), they trap a strip of films (3) and (4) applied against each other. it is then easy to weld by applying the hot electrode (1); when the welding is performed, the electrode (1) Fig.2 and then the pressure ribbons (19) are raised so that they are not at the height of the electrode (1) so that they do not do not warm up in his neighborhood; the pressure ribbons (19) can be made of refractory materials and comprise, for example, perforations to limit the surface of pressure ribbon (19) capable of being heated during the welding when the two surfaces of the electrode (1) FIG. 1 and the pressure tape (19) are one facing each other. The pressure ribbons (19) can be operated either independently of the electrode plate (17) or by the electrode plate (17) itself; one way to operate, without this example being limiting, is to fix the pressure ribbons (19) Fig.2 by means of forks (20) to rods (21) which pass through the electrode plate (17) and are terminated by a stop (22) which is supported on the electrode plate (17) under the action of a coil spring (23) placed, on the other side, between the pressure ribbon (19) and the electrode plate (17); this pressure ribbon support device (19) holds them between the counter-electrode (5) and the electrode () in the rest phase; when the electrode plate (17) is lowered to perform a weld, the pressure ribbons (19) Fig.2 arrive first in contact with the films (3) and (4) to be welded and begin to press them while the coil springs (23) are compressed by increasing the pressure on the films (3) and (4) until the electrode (1) Fig.1 comes into contact with the films (3) and (4) to realize the welding. The counter-electrode (5) has its surface, which is in contact with the films (3) and (4) to be welded, made of insulating material having a certain elasticity having a good resistance to welding temperatures which are generally of order of 2000C; it can between, as a non-limiting example, a rubber or silicone-based carpet.