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"Procédé et dispositif pour la division d'un récipient, rempli de fluide, en matière artificielle plastique."
Il existe de nombreux procédés et dispositifs connus pour emballer des fluides, des onguents liquéfiables ou des poudres fines dans un tuyau constitué par une matière artificielle plas- tique de telle façon que des récipients individuels peuvent être . et ' délimités/ultérieurement séparés à partir du tuyau fermé en dessous et contenant la matière de remplissage grâce à la formation de coutures ou joints transversaux.
Les soudures sont réalisées soit
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au moyen d'outils do souduro chauffés par fils résistants (par
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exemple brevets américains Nos. a.l: , 05 a3.3L37, F3lz ) soit à l'aide d'électrodes ù haute fréquence ( brevet britannique 570.451).
Il est connu à ce sujet que los outils de soudure chauffés par fils résistants peuvent être maintenus on permanence sous tension, tandis que la particularité du chauffage par haute tension exige que l'outil de soudure ne soit jamais soumis à une pointe de ten- sion que pour quelques secondes seulement ( suivant" kunststoffe" 1946, livre 36, pages 8/9.
Lors de la soudure transversale d'un tuyau en matière arti- ficielle rempli de fluide, le tuyau, qui prend,sous la pression hydrostatique de la matière de remplissage, 1 une forme cylindrique ou au moins elliptique en section, doit être comprimé ensuite dans la zone de soudure envisagée jus qu'à ce que les parois du tuyau se touchent et reposent dans cette zone à plat l'une sur l'autre.
De la sorte, la matière de remplissage est chassée de cette zone comprimée vers chaque côté et il est souhaitable que l'élimination soit autant que possible complète, afin que les parois du tuyau, dans la zone de soudure envisagée, viennent directement en contact l'une avec l'autre, sans que quelques parties de la matière de rem- plissage se trouvent encore entre elles.
Suivant le principe de travail appliqué dans ce but, les pro- cédés connus se divisent en deux groupes. Le premier utilise des outils séparés pour'la compression et la soudure (par exemple dans
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les brevets américains 3.14:3.505, 3.300.971), l'autre groupe fait usage d'un seul et même outil pour la pression l'un contre l'autre et la soudure (suivant les brevets américains 2.113.658, 2.166.643).
L'utilisation du même outil pour la pression l'un contre l'autre et pour la soudure est sujette à des objections car cet . outil est souvent utilisé simultanément également comme organe d'avancement à mouvement alternatif, afin de faire avancer la bande tubulaire après chaque opération de soudure d'une longueur d'embal- lage, et la compression aussi bien que l'avanoement ne doit être
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effectuée par un organe chauffe en permanenoe ou par intermittence, et donc porté à une certaine température.
Toutefois, même quand l'outil de compression et de soudure n'exerce pas encore simultané- ment une fonction d'avancement,cet agencement présente des désavan- tages, car dans ce cas la traction exercée sur les parois de l'em- ballage par la pression interne du remplissage de fluide se fait sentir jusque et y compris les emplacements de soudure.
Dans les dispositifs qui travaillent avec des outils de pres- sion et de soudure séparés, les zones de travail des deux outils se trouvent jusqu'à présent dans des parties différentes du tuyau (suivant le brevet américain 2,200.971¯ ou bien l'outil de soudure doit repousser latéralement l'outil de pression disposé sur le tuyau soit (suivant le brevet américain Z,14Z,505)9 ce qui/mène à des endomma- gements mécaniques du tuyau, soit entraîne une élimination incom- plète seulement du fluide.
L'objet de l'invention est un procédé de perfectionnement de la méthode de travail utilisant des outils séparés pour la com- pression et la soudure, ainsi que des dispositifs appropriés pour la mise en oeuvre de ce procédé. suivant l'invention, un récipient rempli de fluide, fabriqué en matière artificielle sous la forme d'un tuyau sans fin à section voulue ou d'un récipient en feuille de matière artificielle sans fin avec ou sans soudure, est divisé en pièces unitaires fermées sur deux ou sur tous les côtés, à l'aide d'outils de pression et de soudure séparés, d'une façon telle qu'un ensemble, constitué par un ou plusieurs outils de compression séparés, et l'outil de soudure peuvent travailler.l'un après l'autre dans la même zone du tuyau,
la surface de travail de l'outil de soudure ne tombant que dans la surface de travail du seul outil de pression et pouvant être égale. ou inférieure à cette dernière surface. En conséquence, les parois du récipient sont ensuite saisies, dans une zone déterminée, sur au moins deux côtés opposés, par l'ensemble de pression et pressées l'une contre l'autre, grâce à quoi une élimination complète de la
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matière de remplissage hors de la zone de pression est effectuée, de telle sorte que les deux parois du récipient viennent en contact direct dans cette zone, et pratiquement aucune petite particule de la matière de remplissage ne subsiste entre les parois venant en contact.
Avantageusement, on permet à deux outils de pression séparés, dans une première phase de déplacement , de presser à plat l'une contre l'autre deux zones se trouvant directement opposées du réci- pient et d'évacuer en la chassant la matière de remplissage, sur quoi, dans une seconde phase de déplacement, l'un des outils de pression, par un déplacement séparée libère une zone médiane de la partie vidée du récipient, pour le passage de l'outil de soudure amené alors, tandis que le tuyau reste toujours maintenu de part et d'autre de cette zone par des surfaces de travail de l'ensemble de pression.
L'outil de soudure disposé sur la partie ainsi libérée de la zone comprimée exécute alors, de la même façon que pour la réa- lisation de poches ou sacs en matière artificielle, à savoir par soudure de deux couches de matière artificielle se trouvant directe- ment l'une sur l'autre, la couture ou le joint transversal désiré.
L'avantage de cette méthode de travail est qu'il est possi- ble d'écarter le produit de remplissage sans avancement accessoire des électrodes et sans endommagement mécanique du tuyau, et qu'elle évite de soumettre les parties de paroi subissant une traction à un échauffement diminuant leur solidité.
Le principe du procédé décrit peut s'appliquer non seulement à des récipients,remplis de fluide, ayant une action de forme voulue, mais aussi à des récipients sans fin constitués par des feuilles de matière artifioielle, avec ou sans soudure, qui, lors de la soudure, doivent être divisés en récipients unitaires plus petits de forme et de contour désirés. Dans ce cas, chaque récipient unitaire est limité et fermé par un joint soudé unique se repliant sur lui-même.
On peut envisager, pour la mise en oeuvre du procédé, des
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appareils de diverses formes, dont quelques formes de réalisation seront décrites ci-après.
Etant donné que les zones de pression et de soudure se con- fondent sur le tuyau, l'appareil doit être réalisé de telle sorte que la surface de travail de l'outil de soudure sur le tuyau tombe dans la surface de travail un peu plus grande de l'outil de pres- sion. Ceci est obtenu grâce au fait que l'outil de soudure est dis- posé, mobile de façon autonome, dans une chambre de l'outil de pres- sion s'étendant sur toute la largeur de travail.
Un tel appareil est représenté schématiquement en coupe ver- ticale à la figure 1. Un outil de pression, réalisé en matière com- primée, en matière artificielle, en céramique, en caoutchouc dur ou analogue, sous la forme d'une barre rectangulaire 1, reposant sur un petit côté, et effilée vers le bas, présente sur toute sa lon- gueur une chambre 2, dans laquelle l'outil de soudure 3 est disposé, outil réalisé sous forme d'électrode à haute fréquence et qui est agencé à coulissement autonome dans le sens vertical.
Comme couche opposée, on peut se servir soit d'un ensemble analogue symétrique, soit d'un simple bloc ou table en matière conductrice de l'électri- cité, qui sert de masse ou de terre pour l'électrode haute-fréquen- ce -utilisée comme outil de soudure.5 et 5' désignent le tuyau rempli de fluide, avec 5 l'extrémité inférieure du tuyau, c'est-à-dire l'emballage unitaire séparé en dernier lieu, et 5' l'extrémité su- périeure du tuyau.
En utilisant le procédé de soudure à haute-fréquence, la chambre 2 de la barre 1 peut être fermée sur sa face inférieure,car les lignes de force de l'électrode se déplaçant jus que sur la paroi inférieure de la chambre exercent également leur effet à travers la matière de l'outil de pression sur la matière artificielle à amollir du tuyau, pour autant que l'électrode ne soit pas séparée de la sur- face en matière artificielle du tuyau par une trop forte épaisseur d'une autre matière.
Dans une autre forme de réalisation, l'opération de compres-
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sion et vidange du tuyau en matière artificielle à l'endroit de la pression est confiée conjointement à l'outil de pression principal, déjà décrit, et à un plus petit outil de pression auxiliaire. Dans ce cas, l'outil de pression auxiliaire a pour seule mission de ren- dre le tuyau en matière artificielle absolument libre de tout fluide dans la zone où le joint soudé sera ensuite exécuté. L'outil de pression auxiliaire reçoit utilement dans ce but un avancement dé- terminé par rapport à l'outil de pression principal, de telle sorte que,quand ils sont tous deux amenés vers le tuyau,l'outil de pres- sion auxiliaire vient d'abord en contact avec et comprime le tuyau en matière artificielle, et ensuite l'outil principal.
Ceci a pour résultat que le tuyau est d'abord vidé de tout fluide, en le chas- sant latéralement, dans la relativement petite zone de contact de l'outil de pression auxiliaire et qu'alors, lors que l'outil princi- pal est mis en place, cette zone libre de fluide du tuyau est encore élargie dans le sens longitudinal dudit tuyau. Les surfaces de travail de l'outil de pression principal et de l'outil auxiliaire peuvent toutefois également se trouver dans un même plan.
Une réalisation,' à titre d'exemple, d'un tel appareil est représentée à la figure 2. Dans cette forme de réalisation, dans la barre 1, servant d'outil principal de pression) est prévue une autre petite chambre 6 s'étendant sur toute la largeur de travail, en formant un angle avec la chambre 2, et se raccordant..'. à la partie inférieure de cette dernière de telle sorte que les deux chambres ont une ouverture inférieure commune. Dans cette chambre
6 est disposé un outil de pression auxiliaire 7 qui est fabriqué en une matière convenable, telle qu'une matière artificielle, du bois, du métal, de la céramique ou une gomme élastique.
Dans une forme de réalisation préférée ,cet outil de pres sion auxiliaire 7 est agencé élastiquement sur ressort dans le sens du plan médian de la chambre 6, Le montage élasituqe est con- stitué par le ressort 8 qui travaille sur l'axe 18. Le ressort est supprimé quand l'outil'7 est constitué en une matière élastique
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souple, telle que du caoutchouc. Le degré d'élasticité est calculé de telle sorte que l'outil de pression auxiliaire 7, aussi long- temps qu'aucune pression n'est exeroée sur sa face inférieure, s'élève, par son petit côté inférieur, un tout petit peu au-dessus du petit côté inférieur de la barre 1 servant d'outil principal de pression vers le bas.
On obtient de la sorte que, lors du dé- placement de l'ensemble contre le tuyau en matière plastique,le petit outil de pression auxiliaire pousse d'abord(seul sur le tuyau rempli et il rend celui-ci libre de tout fluide sur une largeur correspondant au petit côté de l'outil de pression 7. Lors de la suite du déplacement de l'ensemble contre le tuyau, la face infé- rieure de l'outil principal 1 vient aussi en contact avec le tuyau et élargit la zone comprimée et vidée vers la droite et la gauche, tandis que simultanément, par suite de la résistance de la matière du tuyau, l'outil de pression auxiliaire sur ressort est repoussé, par son côté inférieur, jusqu'à la hauteur du côté inférieur de l'outil de pression principal 1.
Ensuite, l'outil de pression auxiliaire 7 est tiré vers le haut suffisamment pour que l'ouverture inférieure commune des cham- bres 2 et 6 soit libérée, sur quoi l'outil de soudure 5 est ensuite conduit jusqu'au contact avec le tuyau comprime et libre de fluide dans cette zone, afin d'exécuter le joint soudé transversal. Quand l'outil de soudure est réalisé sous la forme d'uno électrode haute- fréquence, il est mis sous tension par un système de commutation correspondant au moment où il atteint sa position la plus basse, et il est à nouveau mis hors-circuit et relevé âpres le temps né- cessaire pour l'exécution du joint soudé.
Si l'outil de soudure est chauffé d'une autre façon, par exemple au moyen de fils résis- tants incorporés, cette détermination exacte de la mise sous ten- sion est superflue.
Etant donné que l'outil de soudure ne doit fournir aucun effort de pression, il ne doit, lors de son déplacement en avant, être posé sur le tuyau en matière artificielle aplati qu'avec la
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pression qui est nécessaire pour amener les deux couches de matière artificielle à s'interpénétrer sur la face intérieure à la ligne de soudure. La pression usuelle pour la soudure haute-fréquence des bourses ou poches, par exemple,est donc suffisante.
Avantageusement, le déplacement alterné vers l'avant et l'arrière de l'outil de pres- sion auxiliaire 7 et de l'outil de soudure 3 est effectué par un arbre de commande commun qui, par exemple, peut être disposé dans l'espace entre les deux outils et parallèle à leurs plans princi- 'paux. On peut également disposer, par exemple, sur un arbre prin- cipal 18 une ou plusieurs roues dentées 9 qui engrènent simultané- ment avec une ou plusieurs crémaillères 10 et 11 qui sont disposées sur les faces opposées de l'outil de pression auxiliaire 7 , d'une part, et de l'outil de soudure 3, d'autre part. Tout aussi simple- ment les déplacements peuvént être réalisés par l'intermédiaire d'un levier agencé sur l'arbre 18.
Dans une autre réalisation du dispositif, l'ensemble décrit est agencé dans un support vertical 12, par l'intermédiaire duquel, au moyen d'un dispositif d'entraînement approprié, il est déplacé alternativement vers le haut et le bas, et donc contre la couche opposée 4, suivant le rhytme de travail quelconque voulu.
Dans la réalisation représentée à la figure 2, le support
12 a la forme d'un rectangle qui se prolonge par les longs côtés 13,
14 vers le bas en un espace rectangulaire ouvert sur le dessous.
Dans cet espace ou chambre, l'ensemble constitué par l'outil de pression principal 1, l'outil de pression auxiliaire 7 et l'outil de soudure 3, ainsi que les dispositifs supplémentaires décrits ci- avant, est logé et supporté par les rebords internes 15,16 prévus sur les côtés inférieurs des parois 13,14. L'ensemble est poussé élastiquement contre le corps de pression du support 12, dans le sens vertical, par deux ou plusieurs ressorts 17.
Les figures 3 et 4 représentent deux autres formes de réa- lisation données à titre d'exemple.
A la figure 3, l'outil de pression principal est constitué par un corps linéaire 1; l'outil de pression auxiliaire 7 a la forme
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d'un rouleau en caoutchouc ou en métal, tandis que l'outil de sou- dure a pratiquement la môme forme que dans la réalisation de la figure 2. L'outil de pression principal 1 est relié au corps 27 qu'il entoure par sa partie supérieure. Sur la plaque de couver- ture 19 du corps 27 s'exeroe l'effet d'un organe d'entraînement, non représenté, qui pousse le corps 27 vers le bas. L'outil de soudure 3 est disposé à coulissement vertical sur un long côté de l'outil de pression principal de telle sorte que la plaque de cou- verture 19 du corps 27, lors de son déplacement vers le bas, fait également glisser l'outil de soudure 3 vers le bas.
L'outil de sou- dure peut être disposé dans une chambre s'étendant verticalement de l'outil de pression principal 1, de façon analogue à celle repré- sentée pour la forme de réalisation de la figure 2, ou bien il peut être fixé, au moyen de boulons ZOe2O, à la paroi verticale de l'outil de pression principal 1 et glisser par rapport à celui-ci dans des fentes de guidage à travers lesquelles passent les boulons.
L'outil de soudure 3 est utilement fixé solidement à la plaque de couverture 19. Un guidage précis de l'outil de soudure 3 est assu- ré . par des rails de guidage 21. Le corps 27 et l'outil de pres- sion principal 1 sont éloignés l'un de l'autre par des ressorts en spirale 22.
L'outil de pression auxiliaire 7, constitué par un cylindre en caoutchouc, est relié à pivotement suivant son axe longitudinal à l'extrémité inférieure d'un levier ou d'une paire de leviers 23, qui est supportée par la moitié Inférieure de l'outil de pression principal1, par l'intermédiaire d'une barre de torsion 24.
A la moitié inférieure de l'outil de soudure 3 est relié , sur la surface adjacente à l'outil de pression principal, une PIèCE de poussée 25 qui, dans la position supérieure de l'outil de sou- dure 3, repose sur le point le plus haut de la barre de torsion 24.
Le dispositif décrit fonctionne, tout comme les dispositifs des figures 1 et 2, contre la surface de travail d'une couche oppo- sée 4. Entre les deux est introduit, par exemple horizontalement,
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le tuyau rempli de fluide 5, 5'. 5' indique l'extrémité inférieure d'un tuyau en matière artificielle de toute longueur voulue, rempli de fluide, tandis que 5 indique un des emballages unitaires déjà sépa- ré par soudure transversale.
Grâce à l'avancement,, ayant lieu dans le sens de la flèche, de l'ensemble- décrit ci-avant, le côté infé- rieur se déplaçant linéairement de l'outil de pression principal 1 vient d'abord en contact avec le tuyau et comprime celui-ci à plat entre lui-même et la surface de travail de la couche opposée 4, grâce à quoi le fluide oontenu dans le tuyau à l'endroit comprimé est chasse, sur la largeur du bord inférieur de l'outil principal 1, dans la direction du tuyau rempli 5'.
A la figure 3, l'ensemble décrit ci-avant est représenté à la position où l'outil de pression principal 1 a comprimé exactement, par son bord inférieur le tuyau entre lui-même et la couche opposée 4, A présent, la poussée s'exerçant dans le sens de la flèche sur la plaque de couverture 19 est accentuée, ce qui,amène, par compres sion des ressorts en spirale 22, le porps 27 à glisser vers le bas dans l'espace creux supérieur de l'outil de pression principal.
Simultanément, la plaque de couverture 19 guide l'outil de soudure 3 verticalement vers le bas sur le tuyau. Par l'intermédiaire de la pièce de poussée 25, la barre de torsion 24 est ainsi poussée vers le bas dans son guide 26. Sous l'effet de cette, pression, le levier
23, portant à son extrémité inférieure le cylindre en caoutchouc 7, cède sous la torsion de la barre 24 de telle manière que son extré- mité inférieure glisse vers la droite, grâce à quoi le cylindre en caoutchouc 7, sous la compression d'une autre longueur de tuyau et l'élimination du fluide y contenu, s'appuie sur/la partie de tuyau
5' reposant sur la couche opposée 4.
Grâce à ce déplacement, une relativement plus large section du tuyau est vidée de fluide et en outre, le chemin de l'outil de soudure 3 se déplaçant vers le bas est dégagé tellement loin, que celui-ci peut tomber sur la zone vidée de fluide du tuyau comprimé et, après qu'il ait été mis sous tension, il peut exécuter dans cette zone le joint soudé transver.: sal. Aussitôt que le joint soudé est réalisé, la pression s'exer-
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çant dans le sens de la flèche est relâchée et,!'ensemble tout entier retourne, sous la dilatation du ressort en spirale 22, à sa position de départ supérieure.
La figure 4 représente une variante de l'appareil décrit en dernier lieu. Dans ce cas également, l'outil de pression principal 1 et l'outil de soudure 3 sont introduits l'un dans l'autre de façon mobile télescopiquement l'un par rapport à l'autre et éloignés mu- tuellement élastiquement par l'intermédiaire du ressort en spirale 22. L'outil de pression auxiliaire 7 est fixé à rotation sur un arbre 32 qui est disposé d'un côté, sur le bras inférieur d'un le- vier à deux bras 28 et, de l'autre côté, est fixé à rotation autour d'un axe'29 qui est porté par un palier 30 fixé à une des parois longitudinales de l'outil de soudure 3.
Un ressort de trayon 31, qui est attaché à l'extrémité supérieure du bras de levier 28 et à la partie supérieure de l'outil, de soudure 3,'ramène le levier 28 à la position de repos contre une paroi de l'outil de soudure 3.
A la figure 4a,l'appareil est représenté dans la position où le bord inférieur de l'outil de pression principal vient de pousser le tuyau rempli de fluide contre la couche opposée 4 et l'a comprimé, tandis que l'outil de pression auxiliaire arrive exactement en con- tact avec le début de la partie de tuyau 5'. Avec l'accentuation de la poussée verticale dans le sens de la flèche, les outils prin- cipal 1 et de soudure 3 pénètrent télescopiquement l'un dans l'autre., avec compression du ressort 22, le elvier à deux bras 28 se déplaçant simultanément également vers le bas. De ce 'fait, 1 le bras de levier 28 cède sous la tension du ressort de traction 31 vers la droite et l'outil de pression auxiliaire 7 roule vers la droite sur la partie de tuyau 5/.
Par ce déplacement, l'outil de pression auxiliaire 7 rend par pression une plus grande largeur de la partie de tuyau 5' libre de fluide et prépare de plus la voie pour le déplacement vers le bas du bord de soudure. de l'outil de soudure 3 jusqu'au tuyau comprimé.
A la position inférkieure représentéeà la fgiure 4c, le bord
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de soudure de l'outil de soudure 3 est en contact avec le tuyau vidé préalablement de fluide sous l'effet combiné de l'outil prin- cipal 1 et de l'outil auxiliaire 3 de pression, il est mis sous tension et il exécute, dans la zone vidée, le joint soudé.
La figure 4b représente l'appareil de la figure 4a en vue latérale de gauche.
Grâce à l'utilisation d'électrodes à haute-fréquence comme outil de soudure, la surface de travail de celui-ci reste relative- ment froide, Dans certains cas, on peut prévoir, par l'utilisation de dispositifs de refroidissement auxiliaires non représentés, un refroidissement supplémentaire par air comprimé ou par eau qui re- froidit encore plus la surface de travail de l'outil de soudure 3.
Le dispositif peut évidemment également être réalisé sous d'autres formes, sans s'écarter des principes de fonctionnement et de construction suivant l'invention.
Le principe de construction, dans sa forme générale, est caractérisé par un ensemble de pression en matière non conductrice se déplaçant verticalement par rapport à 5a surface de travail, comprenant deux outils de pression séparés, mobiles vers des côtés différents, avec leurs surfaces de travail s'étendant sur toute la largeur du tuyau se trouvant en contact direct, un outil de soudure séparé mobile, réalisé sous forme d'électrode haute-fréquence,dont la surface de travail, remplaçant celle de l'un des deux outils de pression, peut être amenée en contact avec le tuyau, et une couche ou surface opposée qui peut être symétrique ou avantageusement une table planiforme en matière conductrice de l'électricité, dont la surface supérieure correspond au moins à la surface de travail to- tale de l'ensemble décrit ci-dessus.
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