FR2956093A3 - Mecanisme de thermosoudure et de predecoupage. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un mécanisme de thermosoudure et de prédécoupage. Selon l'invention, le mécanisme est caractérisé en ce qu'il est monté sur un socle (1) sur lequel, dans le sens du déplacement de la bande en matière plastique, il dispose d'un rouleau de tirage (2) situé dans la partie inférieure du socle (1) et qui reçoit une bande en matière plastique (3) doublée dans sa moitié, provenant d'une station précédente et qui la fait avancer à une vitesse contrôlée. L'invention trouve application dans le domaine de la fabrication des sacs poubelle.

Description

"Mécanisme de thermosoudure et de prédécoupage".

CHAMP TECHNIQUE L'objet de la présente invention, conformément à l'énoncé de cet mémoire descriptif, fait référence à un mécanisme de thermosoudure et de prédécoupage d'une bande en matière plastique, du même type que celui utilisé dans les machines pour la fabrication des sacs poubelles en rouleaux: il se présente comme une station indépendante intégrale à la ligne de production de sacs plastiques.

ART ANTERIEUR A L'INVENTION La fabrication de sacs plastiques, destinés aux déchets ou à tout autre usage, est basée sur la réalisation d'une série d'opérations continues sur une une bande en matière plastique, grâce auxquelles elle est transformée en sacs. Ces opérations consistent essentiellement à doubler, souder et prédécouper cette bande en plastique de manière à former des sacs. Ces opérations peuvent être réalisées sur une bande en plastique simple ou tubulaire. La fabrication en rouleau est peut-être la plus commune pour les sacs poubelles en plastiques ou les autres sacs plastiques. Lors de cette opération, la bande en plastique est déroulée, puis doublée à la moitié pour ensuite recevoir deux lignes de soudure transversales et parallèles qui referment le sac sur ses cotés, en réalisant une découpe discontinue entre les deux lignes de soudure, qui constitue la ligne de prédécoupage ou de déchirement grâce à laquelle chaque sac peut être séparé du rouleau proposé à l'utilisateur.

Ce processus de base est renforcé par d'autres opérations complémentaires de pli, de découpe, de soudure et même d'intégration de rubans en plastiques et de sérigraphies, des améliorations de la configuration du sac comme des poignées de fermeture, des anses, etc.

Dans tous les cas, la qualité du plastique utilisé est déterminante pour la bonne utilisation du sac; cependant, d'autres facteurs interviennent, dont la réalisation de la ligne de prédécoupage. Dans les machines actuelles, la ligne de prédécoupage est réalisée en même temps que les lignes de soudure, via une tête de soudage thermique et de prédécoupage constituée d'une paire de résistances électriques parallèles entre lesquelles on place une lame à dents triangulaires qui descendent sur la bande en plastique pour réaliser les deux soudures parallèles avec la ligne de prédécoupage au milieu. Ce mécanisme nécessite que la bande en plastique soit statique pendant le processus de soudage et de prédécoupage, pour lequel il est nécessaire d'incorporer un mécanisme qui compense l'avancée de la bande et qui la maintient immobile pendant la durée de son contact avec elle.

Le fait d'effectuer les deux lignes de soudure et le prédécoupage avec la même tête implique l'utilisation d'un système de presseurs situés le plus près possible de la lame afin de maintenir fermement immobile la bande en plastique pendant sa perforation par la lame, en évitant que la pression exercée par la lame en découpant n'étire les soudures qui sont réalisées simultanément à quelques millimètres de la lame. Cette configuration est efficace et très répandue, cependant elle souffre de deux problèmes concernant l'opération de coupage. Le premier problème est que le prédécoupage réalisé par la lame dentée a des conséquences négatives sur l'usure que subissent les tranchants de la lame due à l'abrasion de la matière plastique. Ceci implique que la profondeur de pénétration de la lame dans la bande en plastique doit être rectifiée périodiquement selon l'état d'usure de celle-ci. Ce problème a pour conséquence que la longueur des coupes alignées qui constituent la ligne de prédécoupage ne peut pas être réalisée avec exactitude, car au fur et à mesure du dérèglement du système, les coupes sont plus petites et cette ligne de prédécoupage est moins efficace à tel point qu'avec les sacs réalisés avec ce type de machine, il est fréquent qu'en séparant un sac du rouleau, celui-ci se déchire par la ligne de soudure avant la ligne de prédécoupage. Le second problème est lié à la topologie de la soudure; pour que la soudure ne soit pas affectée par la tension créée par la perforation, les presseurs doivent être robustes et situés entre la lame et les lignes de soudure dans un espace très restreint à haute température. Comme réaliser cette construction mécanique est impossible, ceci contraint à ne pas utiliser les têtes de soudage thermique à chaleur constante à base de résistances qui produisent beaucoup de chaleur, mais on doit utiliser des têtes à électrodes en Nikrothal à faible inertie thermique qui produisent peu de chaleur mais qui, d'un autre coté, sont difficiles à contrôler et se limitent au soudage des bandes plastiques épaisses.

Une autre façon de réaliser un prédécoupage est par impact entre deux lames, mais un mécanisme de prédécoupage par impact ne peut pas être intégré entre les résistances de la tête de thermosoudure à cause du manque d'espace.

DESCRIPTION DE L'INVENTION. Afin de surmonter ces inconvénients, un nouveau mécanisme de thermosoudure et de prédécoupage à été développé, dans lequel le prédécoupage de la bande en plastique est réalisé par impact entre les deux lames montées sur deux supports, dont au moins l'un des deux est rotatif, entre lesquels se déplace la bande en plastique et qui sont situés en dehors de la tête de thermosoudure, à une distance significative de celle-ci. Cette tête de thermosoudure, qui n'a pas besoin de presseurs car elle n'a pas de lame de prédécoupage intégrée, est montée statiquement sur le socle et elle agit en combinaison avec un mécanisme compensateur de l'avancée de la bande. Afin que la ligne de prédécoupage soit réalisée entre les deux lignes de soudure, en dépit d'une matérialisation dans un autre emplacement de la machine, il est nécessaire que la tête de soudage travaille en coordination avec les éléments rotatifs de la lame et que la tension de la bande soit contrôlée avec précision. Le mécanisme de thermosoudure et de prédécoupage est monté sur un socle, sur lequel, dans le sens du déplacement du matériau, il dispose en premier lieu d'un rouleau de tirage situé dans la zone inférieure du socle et qui reçoit une bande de plastique doublée dans sa moitié, en provenance la station précédente, qui la fait avancer à une vitesse contrôlée. Ensuite, il dispose d'un dispositif régulateur de tension de la bande, composé d'un mât de compensation de tension d'entrée placé dans la partie supérieure du rouleau de tirage, qui a pour but de maintenir la tension de la bande à une valeur proche de zéro. Ensuite se trouve un cylindre introducteur de bande dans le mécanisme compensateur du déplacement de celle-ci.

Ce cylindre introducteur et le rouleau de tirage sont actionnés par des servomoteurs et la vitesse est maîtrisée via le mât de compensation de tension d'entrée; lorsque le mât de compensation détecte un déséquilibre au niveau de la tension souhaitée, les vitesses du rouleau de tirage et du cylindre introducteur s'ajustent pour compenser le déséquilibre de tension. Le mécanisme compensateur du déplacement de la bande plastique est de type conventionnel et il est constitué de deux rouleaux amovibles, qui avancent et reculent ensemble sur des guides horizontaux, de façon que lorsqu'ils bougent dans le sens opposé à bande, ils vont moitié moins vite. Ainsi, lorsque les rouleaux vont en sens inverse, la bande en plastique est maintenue immobile. Sur le tronçon statique du compensateur du déplacement de la bande, se trouve une tête de thermosoudure à haute inertie thermique, avec deux résistances en parallèle, et un capteur laser qui mesure en permanence la distance de celle-ci par rapport à la bande en plastique. La tête de thermosoudure descend sur la bande en plastique lorsqu'elle est en position statique et réalise deux lignes de soudure parallèles qui déterminent la fermeture du sac sur leurs cotés. Le capteur laser garantit la bonne tension de la bande en plastique dans le mécanisme de compensation de progression, en détectant la moindre apparition de plis. Après le mécanisme compensateur de progression de la bande, se trouve un rouleau de sortie qui, en combinaison avec le rouleau d'entrée et le capteur laser, intervient dans la régulation de la tension à l'intérieur de ce mécanisme. Enfin, se trouve le mécanisme de prédécoupage de la bande de plastique, lequel est situé dans la partie supérieure du socle, au dessus de la tête de thermosoudure. Ce mécanisme est constitué de deux supports, parmi lesquels au moins un est rotatif et chacun possède une lame qui, grâce au basculement du support rotatif, incise la bande de façon contrôlée. L'impact des lames produit des coupes extrêmement précises sur la bande en plastique qu'elles transpercent. Le mécanisme de prédécoupage se synchronise avec la tête de thermosoudure, afin que le prédécoupage soit réalisé entre les deux lignes de soudure. Faisant partie de ce mécanisme de prédécoupage, l'ensemble dispose d'un compensateur de tension de sortie et en option, d'une caméra à vision artificielle. La caméra à vision artificielle, lorsque celle-ci est incluse dans l'ensemble, se trouve derrière le mécanisme de prédécoupage et réalise une lecture de la position de la ligne de prédécoupage par rapport aux lignes de soudure, à partir de laquelle s'ajuste le basculement du mécanisme de prédécoupage pour garantir le centrage de la ligne de prédécoupage entre les deux lignes de soudure. Le compensateur de la tension de sortie est composé d'un second mât de compensation qui régule la tension dans le tronçon final de la bande en plastique.

Le rouleau d'entrée, de sortie, le mécanisme de compensation de la progression de la bande, le mouvement de la tête de thermosoudure ainsi que le support rotatif de la lame de prédécoupage sont actionnés par des moteurs indépendants servo-contrôlés depuis une unité de traitement, ce qui facilite le réglage automatique de l'ensemble via l'information provenant du capteur laser, de la caméra à vision artificielle (lorsque celle-ci est incluse) et des deux mâts de compensation. De même, les modifications des mesures du sac deviennent très simples et rapides.

DESCRIPTION DES DESSINS.

La figure 1 correspond à un schéma du mécanisme de thermosoudure et de découpe. DESCRIPTION D'UN EXEMPLE PRATIQUE. Selon l'exemple, le mécanisme de thermosoudure et de découpe est monté sur un socle (1), sur lequel se trouve un rouleau de tirage (2) qui reçoit la bande en plastique doublée à sa moitié (3). Ensuite, se trouve un dispositif régulateur de la tensiôn d'entrée de la bande, constitué d'un mât de compensation (4). Ensuite, on trouve un cylindre introducteur de bande (5) dans le mécanisme compensateur de progression de celle-ci (6). Le mécanisme compensateur de progression de la bande en plastique est de type conventionnel et il est constitué de deux rouleaux amovibles (6a) et (6b) qui avancent et reculent ensemble sur des guides horizontaux (7).

La tête de thermosoudure à haute inertie thermique (8) est montée fixement sur un socle (1) et intercalée entre les rouleaux amovibles (6a) et (6b). Un capteur laser (9) est situé sur le compensateur de progression de la bande (6) et il mesure en permanence la distance par rapport à la bande en plastique (3). Après le mécanisme compensateur de progression de la bande (6), se trouve un rouleau de sortie (10) qui, en combinaison avec le rouleau d'entrée (5) et le capteur laser (9), intervient dans la régulation de la tension à l'intérieur de ce mécanisme. Enfin, on trouve le mécanisme de prédécoupage de la bande en plastique, constitué de deux supports, un rotatif (11) et un autre statique (12), chacun d'eux possède une lame (13) et (14) qui, grâce au basculement du support rotatif (11), incisent de façon contrôlée en générant une ligne de découpe discontinue sur la bande en plastique (3), transpercée par celles-ci. Au sein de ce mécanisme de prédécoupage, on dispose d'une caméra à vision artificielle (15), située derrière les supports (11) et (12) et d'un compensateur de tension de sortie constitué d'un second mât de compensation (16), qui régule la tension sur le tronçon final de la bande en plastique.

Les matériaux utilisés dans la fabrication des différents éléments qui composent l'invention, ainsi que les formes, les dimensions et les accessoires qu'elle peut contenir, pouvant être remplacés par d'autres, semblables d'un point de vue technique, seront indépendants de l'objet de la présente invention, à condition qu'ils n'affectent pas l'essence même de celle-ci et qu'ils ne s'éloignent pas du cadre défini par les revendications. Le concept établi, s'ensuit la liste des revendications, en résumant ainsi les concepts novateurs revendiqués.15

Claims (7)

1. REVENDICATIONS1. Mécanisme de thermosoudure et de prédécoupage du type destiné à effectuer deux lignes de soudure parallèles et une ligne de prédécoupage entre celles-ci sur une bande en matière plastique dans des machines permettant de fabriquer des sacs présentés en rouleaux, caractérisé en ce qu'il est monté sur un socle (1) sur lequel, dans le sens du déplacement de la bande en matière plastique, il dispose d'un rouleau de tirage (2) situé dans la partie inférieure du socle (1) et qui reçoit une bande en matière plastique (3) doublée dans sa moitié, provenant d'une station précédente et qui la fait avancer à une vitesse contrôlée.
2. 2. Mécanisme de thermosoudure et de prédécoupage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de régulation de la tension de la bande (3), comprenant un mât de compensation de la tension d'entrée (4) situé dans la partie supérieure du rouleau de tirage (2).
3. 3. Mécanisme de thermosoudure et de prédécoupage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend un rouleau introducteur (5) de la bande (3) dans un mécanisme de compensation de la progression de la bande en matière plastique de type conventionnel (6), composé de deux rouleaux amovibles (6a) et (6b) entre lesquels est intercalée une tête de thermosoudure à haute inertie thermique, avec deux résistances en parallèle (8a) et (8b) et un capteur laser (9) pour la mesure permanente de la distance par rapport à la bande en matière plastique (3).
4. 4. Mécanisme de thermosoudure et de prédécoupage selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend un rouleau de sortie (10) situé après le mécanisme de compensation de la progression de la bande (6).
5. 5. Mécanisme de thermosoudure et de prédécoupage selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le mécanisme de prédécoupage de la bande en matière plastique (3) est situé dans la partie supérieure du socle (1), au dessus de la tête de thermosoudure à haute inertie thermique (8), composé de deux supports (11) et (12) dont au moins l'un d'eux est rotatif, chacun disposant d'une lame (13), (14) qui, grâce au mouvement relatif des deux supports (11) et (12) frappent de façon contrôlée un compensateur de tension de sortie (16) et, le cas échéant, une caméra à vision artificielle (15).
6. 6. Mécanisme de thermosoudure et de prédécoupage selon la revendication 5, caractérisé en ce que le mécanisme de prédécoupage est synchronisé avec la tête de thermosoudure à haute inertie thermique (8) de façon que le prédécoupage de la bande en matière plastique (3) soit toujours effectué entre les deux lignes de soudure réalisées précédemment.
7. 7. Mécanisme de thermosoudure et de prédécoupage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les rouleaux (2), (5), (10) ainsi que la tête de thermosoudure (8) et le support rotatif (11) et (12), lorsque ce dernier bascule, sont actionnés par des moteurs indépendants servo-contrôlés depuis une unité de traitement qui ajuste et synchronise l'ensemble via l' information provenant du capteur laser (9), des deux mâts de compensation (4) et (16) et la caméra à vision artificielle (15) lorsqu'elle est inclue dans la machine.