Procédé de fermeture d'un récipient en matière thermoplastique et machine
pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Pour obtenir une fermeture étanche de récipients en une matière thermoplastique, telle que celles produites sur la base de poly- styrènes, et pourvus d'un couvercle à man chette, on sait qu'on peut donner à la manehette du eouverele une dimension intérieure légèrement plus petite que la dimension exté- rieure de l'embouchure du récipient et bomber le couvercle vers le haut, de manière que ! a manchette s'élargisse légèrement lorsqu'on presse sur le fond bombé du couvercle, et qu'il soit alors possible de faire glisser celui-ci pardessus le bord du récipient.
Lorsqu'on relâche le couverele, celui-ei tend alors à reprendre sa forme initiale, ce qui fait que sa manchette est fortement pressée sur le corps du réei- pient. Bien qu'on puisse obtenir ainsi une fermeture relativement étanche et qui s'op- pose bien à toute entrée d'air subséquente dans le récipient, elle ne satisfait toutefois pas aux conditions exigées par l'industrie des conserves ou pour d'autres applications dans lesquelles il s'agit d'obtenir une fermeture qui soit non seulement étanche, mais aussi telle qu'elle ne puisse se desserrer et s'ouvrir acei- dentellement
Pour cette raison, on a déjà proposé de coller, en outre,
le couvercle sur le corps du récipient au moyen d'un liant approprié à la matière thermoplastique, ou de souder les deux pièces l'une à l'autre en les chauffant.
On obtient ainsi une fixation supplémentaire du couvercle sur le corps du récipient, mais cette mesure ne convient pas non plus lors de l'empaquetage de produits qui doivent encore tre soumis, une fois le récipient fermé, à un traitement thermique destiné à assurer leur conservation, car lorsqu'elle est réalisée sur tout le pourtour du récipient, cette liaison, par collage ou soudage, empche l'air ou le liquide en excès de sortir du récipient pendant son chauffage.
Une soudure ou un collage effectués en quelques points seulement de la manchette ne peuvent pas non plus donner satisfaction, car il est alors pratique- ment impossible d'empcher les rentrées d'air qui se produisent pendant le refroidissement au voisinage des endroits soudés, et cela mme avec la meilleure application de la manchette du couvercle sur le corps du récipient.
La présente invention vise à fournir un procédé de fermeture d'un récipient en matière thermoplastique présentant un couvercle à manchette qui assure une fermeture étanche et une fixation solide du couvercle, tout en permettant cependant l'égalisation vers l'exté- rieur d'une surpression éventuelle produite dans le récipient fermé, notamment lors d'un chauffage de celui-ci.
Le procédé objet de l'invention est caractérisé en ce qu'on dispose le couvercle sur le corps du récipient avec un joint élastique interposé, en ce qu'on applique sur ledit cou- verele une pression extérieure suffisante pour comprimer ce joint, et en ce qu'on soude ledit couvercle au récipient par sa manchette et sur une partie seulement de son pourtour, de manière que ledit joint reste comprimé et assure l'étanehéité du récipient, au moins tant qu'une surpression intérieure notable n'écarte pas le couvercle du corps du récipient à la suite d'une déformation élastique de la manchette du couvercle.
L'invention comprend, en outre, une machine pour la mise en oeuvre dudit procédé, qui est caractérisée ne ce qu'elle comprend un bâti, un dispositif de serrage supporté par ce bâti et présentant deux plateaux coaxiaux dont au moins un est mobile axialement par rapport à l'autre et destinés à maintenir le couvercle du récipient appliqué sur le corps de celui-ci, et un dispositif de soudage égale- ment supporté, par ce bâti et comprenant une couronne ehauffante, coaxiale auxdits pla teaux,
pourvue de patins destinés à venir enserrer la manchette du couvercle à la suite d'un déplacement axial relatif à ladite eou- ronne et desdits plateaux pour provoquer le soudage par points de cette manchette sur le corps du récipient, pendant qu'un joint interposé entre le corps et le couvercle du récipient est comprimé du fait de l'action du dispositif de serrage.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la machine pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention et illustre les différentes phases d'une mise en oeuvre de ce dernier.
La fig. 1 est une vue en coupe de la machine.
Les fig. 2 à 5 sont des vues partielles du récipient fermé au moyen de cette machine, à différents stades d'exécution du procédé objet de l'invention.
La machine représentée à la fig. 1, utilisée pour la fermeture de récipients en polystyrène présentant un couvercle à manchette, comprend un bâti creux composé d'une base 1 et d'une potence 2 assemblés l'un à l'autre par un manchon fileté 3, et présente un dispositif de serrage, destiné à serrer le couvercle sur le corps du récipient, qui comprend deux plateaux coaxiaux 4 et 5 supportés l'un, de façon fixe, par une tige 6 fixée par un écrou 7 à un bras de la potence 2 et l'autre, de façon mobile, par un poussoir S de longueur réglable susceptible de coulisser dans une douille de guidage 9 solidaire de la base 1.
La machine comprend, en outre, un dispositif de chauffage mobile comprenant une couronne chauffante 10 supportée, par l'in termédiaire de quatre bras 11.. par une douille 12 susceptible de coulisser axialement sur la tigre 6, mais qui est empchée de tourner sur celle-ci par un ergot 13 solidaire de la tige (; et engagé dans une fente 14 dans ] a, doville 7-2.
Cette couronne 10 présente une résistance de chauffage 15 dont les bornes sont reliées par l'intermédiaire d'un cordon 16, passant à l'intérieur de la tige 6 et de la potence 2, et d'un interrupteur 17 à une prise 18 disposée sur l'arrière de la machine.
La machine comprend, par ailleurs, un mécanisme de commande manuel qui sert à provoquer, d'une part. le soulèvement du pla teau de serrage inférieur 5 et. d'autre part. l'abaissement cle la eouronne ehauffante 10 en vue du soudage du eouvercle sur le eorps du récipient préalablement serré entre les pla taux 4 et 5.
Ce mécanisme est constitué par un levier de commande 19 solidaire d'un axe 20 monté relativement sur la potence 2. cet axe portant un pignon 21 engrenant avec une crémaillère 22 solidaire de la douille 12. et une came '3 eoopérant avee un levier de renvoi 24 pivoté en 25 sur le bâti et dont l'extrémité inférieure présente une surface de came 26 coopérant à son tour avec le poussoir 8 supportant le plateau inférieur 5.
La machine représentée est utilisée pour fermer des récipients tels que celui représenté à la fig'. 1 comprenant un corps 27 légère- ment évasé et un couvercle à manchette 28 s'emboîtant sur ce corps et présentant une rainure annulaire 29 dans laquelle est logé un joint de caoutchouc 30 de section circu- laire (voir fig. 2).
Son fonctionnement est le suivant :
Le récipient, préalablement rempli et pourvu de son couvercle avec joint interposé est amené, à l'aide d'un plateau revolver 31 pivotant sur le manchon 3, en regard des pla teaux 4 et 5 du dispositif de serrage. L'opé- rateur abaisse alors le levier de commande 1. 9 et provoque ainsi la rotation de la came 23 provoquant la. rotation dans le sens de la flèelle. 1 du levier de renvoi 24 dont l'extré- mité inférieure, par l'intermédiaire de la surface de came 26, vient soulever le poussoir 8 et le plateau inférieur 5 solidaire de ee dernier.
Ce plateau 5 vient à son tour soulever le récipient et le serre contre le plateau supé- rieur fixe 4, ce qui a pour effet d'enfoncer le couverele sur le eorps du récipient et de comprimer le joint de caoutchouc interposé entre ces deux parties. Il est à remarquer que la came 23 présente une forme telle qu'elle ne déplace le l'évier de renvoi 24 que dans la première partie de sa rotation et que, passé un certain point, sa levée étant alors nulle, elle ne fait, plus que maintenir ce levier dans la position atteinte sans soulever davantage le plateau 5.
Par un réglage approprié de la longueur du poussoir 8, il est ainsi possible de déterminer préalablement la distance minimum devant exister entre les deux plateaux le serrage et fixer ainsi le serrage maximum du couvercle sur le corps du récipient.
Dans l'exemple représenté, cette distance minimum est. déterminée préalablement de manière qu'il subsiste à fin de course juste un interval'l'e d'une largeur égale à l'épaisseur d'une lame de couteau entre deux bourrelets 32 et. 33 prévus sur la périphérie, l'un du corps du récipient, et l'autre de son couvercle, le. joint 30 étant alors légèrement comprimé, comme représenté, à la fig. 3.
L'actionnement du levier de commande provoque également la. rotation du pignon non 91 et la descente de la douille mobile 12 et de la couronne chauffante 10 qu'elle porte. Cette couronne 10 est dimensionnée de telle façon que des patins 34. montés sur sa face interne et qui viennent enserrer la manchette du eouverele, écrasent en fin de course les bourre lets 32 et 33 et assurent ainsi leur soudage en différents points 35 régulièrement répartis sur le pourtour du récipient, du fait du chauffage et de l'écrasement axial réalisés (voir fig. 4 et 5, cette dernière représentant le récipient développé).
Lors du déplacement en sens inverse du levier de commande 19 qui se produit sous l'action d'un ressort de rappel 36 disposé sur l'axe 20 et dont les extrémités sont amarrées, l'une, au pignon 21, et l'autre, à la potence 2, dès que l'opérateur relâche sa pression sur ledit levier, la couronne chauffante 10 est suffisamment retirée pour ne plus agir sur le récipient avant que commence la descente du plateau inférieur 5 ; la soudure des bourrelets 32 et 33, réalisée aux différents points 35 du pourtour du récipient, peut ainsi se durcir avant que la, compression du couvercle sur le corps du récipient soit relâchée, de sorte que le joint de caoutchouc 30 reste comprimé entre le bord du corps du récipient et le couvercle soudé à celui-ci par sa manchette.
L'étanchéité du récipient fermé est assurée par l'écrasement du joint de caoutchouc et par la dépression qui s'établit après un chauf- fage éventuel du réeipient, tout comme dans les bocaux de conserves usuels, tandis que la soudure assure la solidité de la fermeture.
Comme cette soudure est limitée à quelques points du bord, une surpression intérieure, produite, par exemple, lors d'un chauffage du récipient fermé, peut s'échapper à l'extérieur à la suite d'un soulèvement du couvercle résul- tant de la déformation élastique de la, man chette, la dépression qui se forme dans le récipient après le refroidissement contribuant t à assurer par la suite l'étanchéité. D'autre part, l'intervalle laissé libre entre les bourrelets aux endroits non soudés permet d'introduire aisément une lame de couteau entre ces bourrelets pour procéder à la rupture des parties soudées en vue de l'ouverture du réci- pient.
Il est à remarquer que, dans la machine représentée, le mécanisme de commande des dispositifs de serrage et de soudage est disposé à l'exception du levier de commande 19 entièrement à l'intérieur du bâti. Cette disposition est toute indiquée pour une machine utilisée pour la fermeture de récipients remplis de produits alimentaires, car elle facilite le nettoyage extérieur de la machine.
Dans une variante de la machine repré- sentée, l'axe 20 pourrait tre entraîné par un dispositif de commande automatique assurant, éventuellement, également l'entraînement du plateau revolver 31. Dans le eas d'un dispositif de eommande automatique, la succession des différentes phases devra bien entendu comprendre un temps d'attente suffisant entre le retrait de la couronne chauffante 10 et le desserrage des plateaux 4 et 5, pour per- mettre le durcissement, des points de soudure réalisés entre le corps et le eouverele du réei- pient.
Method of closing a thermoplastic container and machine
for the implementation of this method.
In order to obtain an airtight closure of containers made of a thermoplastic material, such as those produced on the basis of polystyrenes, and provided with a handle cover, it is known that the cover handle can be given a slightly internal dimension. smaller than the outside dimension of the mouth of the container and bulge the lid upwards, so that! the cuff widens slightly when pressing on the domed bottom of the lid, and it is then possible to slide the latter over the edge of the container.
When the cover is released, it then tends to resume its initial shape, so that its cuff is strongly pressed on the body of the recipient. Although a relatively tight seal can be obtained in this way and which is well opposed to any subsequent entry of air into the container, it nevertheless does not meet the conditions demanded by the canning industry or for other applications. in which it is a question of obtaining a closure which is not only watertight, but also such that it cannot loosen and open suddenly
For this reason, it has already been proposed to glue, in addition,
the cover on the body of the container by means of a binder suitable for the thermoplastic material, or to weld the two parts to each other by heating them.
An additional fixing of the lid to the body of the container is thus obtained, but this measure is not suitable either when packaging products which must still be subjected, once the container is closed, to a heat treatment intended to ensure their preservation. , because when it is made around the entire periphery of the container, this connection, by gluing or welding, prevents excess air or liquid from leaving the container during its heating.
Welding or gluing carried out at only a few points of the sleeve cannot be satisfactory either, because it is then practically impossible to prevent the inflows of air which occur during cooling in the vicinity of the welded places, and this even with the best application of the sleeve of the cover to the body of the container.
The present invention aims to provide a method of closing a thermoplastic container having a sleeve cover which ensures a tight closure and a solid fixing of the cover, while nevertheless allowing the outward equalization of a. possible excess pressure produced in the closed container, in particular during heating of the latter.
The method which is the subject of the invention is characterized in that the cover is placed on the body of the container with an interposed elastic seal, in that sufficient external pressure is applied to said cover to compress this seal, and in that said cover is welded to the container by its sleeve and over only part of its periphery, so that said gasket remains compressed and ensures the seal of the container, at least as long as a significant internal overpressure does not remove the cover of the container body as a result of elastic deformation of the cover sleeve.
The invention further comprises a machine for carrying out said method, which is characterized in that it comprises a frame, a clamping device supported by this frame and having two coaxial plates, at least one of which is axially movable. relative to the other and intended to keep the cover of the container applied to the body thereof, and a welding device also supported by this frame and comprising a heating ring, coaxial with said plates,
provided with pads intended to grip the sleeve of the cover following an axial movement relative to said eou- ron and said plates to cause spot welding of this sleeve on the body of the container, while a seal interposed between the body and the lid of the container are compressed due to the action of the clamping device.
The drawing represents, by way of example, an embodiment of the machine for implementing the method according to the invention and illustrates the different phases of an implementation of the latter.
Fig. 1 is a sectional view of the machine.
Figs. 2 to 5 are partial views of the container closed by means of this machine, at different stages of execution of the method which is the subject of the invention.
The machine shown in fig. 1, used for closing polystyrene containers having a sleeve cover, comprises a hollow frame made up of a base 1 and a bracket 2 assembled to each other by a threaded sleeve 3, and has a device clamp, intended to tighten the cover on the body of the container, which comprises two coaxial plates 4 and 5 supported one, in a fixed manner, by a rod 6 fixed by a nut 7 to an arm of the bracket 2 and the another, in a movable manner, by a pusher S of adjustable length capable of sliding in a guide sleeve 9 integral with the base 1.
The machine further comprises a mobile heating device comprising a heating ring 10 supported, by means of four arms 11 .. by a sleeve 12 capable of sliding axially on the tiger 6, but which is prevented from rotating on the latter by a lug 13 integral with the rod (; and engaged in a slot 14 in] a, doville 7-2.
This ring 10 has a heating resistor 15, the terminals of which are connected by means of a cord 16, passing inside the rod 6 and the bracket 2, and a switch 17 to a socket 18 arranged on the back of the machine.
The machine also comprises a manual control mechanism which serves to provoke, on the one hand. the lifting of the lower clamping plate 5 and. on the other hand. the lowering of the heating crown 10 with a view to welding the lid onto the body of the container previously clamped between the plates 4 and 5.
This mechanism is constituted by a control lever 19 integral with an axis 20 mounted relatively on the stem 2. this axis carrying a pinion 21 meshing with a rack 22 integral with the sleeve 12. and a cam 3 eoperating with a lever return 24 pivoted at 25 on the frame and the lower end of which has a cam surface 26 cooperating in turn with the pusher 8 supporting the lower plate 5.
The machine shown is used to close containers such as that shown in fig '. 1 comprising a slightly flared body 27 and a sleeve cover 28 which fits over this body and having an annular groove 29 in which a rubber seal 30 of circular section is housed (see FIG. 2).
It works as follows:
The container, previously filled and provided with its cover with interposed gasket, is brought, by means of a revolving plate 31 pivoting on the sleeve 3, opposite the plates 4 and 5 of the clamping device. The operator then lowers the control lever 1. 9 and thus causes the rotation of the cam 23 causing the. rotation in the direction of the flail. 1 of the return lever 24, the lower end of which, by means of the cam surface 26, raises the pusher 8 and the lower plate 5 integral with the latter.
This plate 5 in turn raises the container and clamps it against the fixed upper plate 4, which has the effect of pressing the cover on the body of the container and of compressing the rubber seal interposed between these two parts. It should be noted that the cam 23 has a shape such that it only moves the return sink 24 in the first part of its rotation and that, after a certain point, its lift then being zero, it does not, more than maintaining this lever in the position reached without further lifting the plate 5.
By an appropriate adjustment of the length of the pusher 8, it is thus possible to determine beforehand the minimum distance which must exist between the two clamping plates and thus fix the maximum clamping of the lid on the body of the container.
In the example shown, this minimum distance is. determined beforehand so that there remains at the end of the stroke just an interval'l'e of a width equal to the thickness of a knife blade between two beads 32 and. 33 provided on the periphery, one of the body of the container, and the other of its cover, the. seal 30 then being slightly compressed, as shown in FIG. 3.
The actuation of the control lever also causes the. rotation of the pinion not 91 and the descent of the movable sleeve 12 and of the heating ring 10 which it carries. This ring 10 is dimensioned in such a way that the pads 34. mounted on its internal face and which come to grip the sleeve of the cover, at the end of their travel, crush the beads 32 and 33 and thus ensure their welding at various points 35 regularly distributed over the periphery of the container, due to the heating and axial crushing carried out (see Figs. 4 and 5, the latter representing the developed container).
During the movement in the opposite direction of the control lever 19 which occurs under the action of a return spring 36 arranged on the axis 20 and the ends of which are anchored, one to the pinion 21, and the other , at the bracket 2, as soon as the operator releases his pressure on said lever, the heating ring 10 is sufficiently withdrawn to no longer act on the container before the lowering of the lower plate 5 begins; the welding of the beads 32 and 33, carried out at the various points 35 of the periphery of the container, can thus harden before the compression of the cover on the body of the container is released, so that the rubber seal 30 remains compressed between the edge of the body of the receptacle and the cover welded to the latter by its sleeve.
The tightness of the closed container is ensured by the crushing of the rubber seal and by the depression which is established after any heating of the container, just as in the usual jars of preserves, while the welding ensures the solidity of the container. the closure.
As this weld is limited to a few points on the edge, an internal overpressure, produced, for example, during the heating of the closed container, can escape to the outside as a result of lifting of the cover resulting from the elastic deformation of the, man chette, the depression which forms in the container after cooling helping to subsequently ensure the seal. On the other hand, the gap left free between the beads at the non-welded places makes it possible to easily introduce a knife blade between these beads in order to break the welded parts with a view to opening the container.
It should be noted that, in the machine shown, the control mechanism of the clamping and welding devices is arranged with the exception of the control lever 19 entirely inside the frame. This arrangement is very suitable for a machine used for closing containers filled with food products, since it facilitates the exterior cleaning of the machine.
In a variant of the machine shown, the axis 20 could be driven by an automatic control device ensuring, optionally, also the driving of the revolver plate 31. In the case of an automatic control device, the succession of different phases must of course include a sufficient waiting time between the removal of the heating crown 10 and the loosening of the plates 4 and 5, to allow the hardening of the welding points made between the body and the cover of the tire. pient.