Appareil pour former une ligature autour oeun objet
La présente invention a pour objet un appareil pour former une ligature autour d'un objet. Elle concerne notamment la formation d'une ligature au moyen d'une bande thermoplastique.
Les bandes de plastique sont apparues comme liens et leur importance a crû progressivement. Il existe un grand nombre d'applications dans lesquelles la bande de plastique est plus indiquée que l'acier, particulièrement quand la résistance de l'acier n'est pas nécessaire.
Par exemple, la bande plastique est plus élastique que la bande d'acier et peut être plus facilement étirée que cette dernière, de sorte qu'elle constitue le lien idéal pour des paquets sujets à une dilatation et à une contraction et pour les emballages soumis à des conditions de manutention qui imposent des charges notables sur la bande. Un grand nombre d'anciennes applications et un nombre toujours croissant de nouvelles applications ne nécessitent pas des bandes ayant la résistance de l'acier. En outre, les bandes plastiques présentent une résistance constamment améliorée. C'est ainsi que des bandes de nylon ou de polypropylène linéairement orientées et couramment fabriquées actuellement offrent une résistance à la traction sensiblement plus élevée que les bandes plastiques initialement introduites il y a quelques années.
On a proposé de former un joint entre deux extrémités d'une bande thermoplastique par le chauffage produit par un mouvement de glissement l'une contre l'autre des deux extrémités de la bande à réunir.
Le mouvement nécessaire de la bande a retardé la mise en oeuvre de ce procédé.
La présente invention a en conséquence pour objet un appareil pour former une ligature autour d'un objet avec une bande thermoplastique, comprenant des organes de tension agencés pour tendre la bande autour de l'objet et des organes de scellage comprenant des mâchoires de pression opposées pour comprimer les parties de la bande se chevauchant. Cet appareil est caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'entraînement pouvant être actionné pendant la compression des mâchoires pour déplacer l'une des parties chevauchantes de la bande relativement à l'autre partie pour produire un mouvement de glissement à frottement entre les surfaces en contact de ces parties, afin de fondre la bande superficiellement.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, quatre formes d'exécution de l'objet de l'invention et une variante:
la fig. 1 est une vue en perspective d'un article lié par une ligature jointe par l'une de ces formes d'exécution,
la fig. 2 est une vue en perspective à plus grande échelle du joint représenté à la fig. 1,
la fig. 3 est une vue schématique en élévation montrant une bande utilisée dans cette forme d'exécution et encerclant un article,
la fig. 4 est une vue latérale de la première forme d'exécution,
la fig.
Sa est une vue latérale partielle de la seconde forme d'exécution,
les fig. 5b à 5d montrent divers stades du fonctionnement de cette seconde forme d'exécution,
la fig. 5e est une vue latérale partielle de la variante correspondant à la fig. 5a,
la fig. 6 est une vue latérale de la troisième forme d'exécution,
la fig. 6a est une coupe selon 6A-6A de la fig. 6,
les fig. 7, 8 et 9 montrent diverses positions de cette forme d'exécution,
la fig. 10 est une vue en plan d'une quatrième forme d'exécution,
la fig. 1 1 est une vue latérale correspondant à la fig.
10,
la fig. 12 est une coupe à plus grande échelle de l'appareil représenté aux fig. 10 et 11,
la fig. 13 est une coupe prise dans un plan perpendiculaire à celui de la fig. 12,
la fig. 14 est une coupe correspondant à celle de la fig. 13 et montrant une autre position de certains organes,
la fig. 15 est une vue démontée d'organes représentés aux fig. 13 et 14,
la fig. 16 est une vue en plan d'un organe représenté aux fig. 13 et 14,
la fig. 17 est une vue en élévation d'un cadre représenté aux fig. 13 et 14,
la fig. 18 est une vue en plan correspondant à la fig. 17.
La fig. 1 montre un paquet complet comportant une ligature d'une matière en bande thermoplastique encerclant un article A de façon serrée. La ligature est constituée par une boucle d'une bande S thermoplastique comportant des parties U et L se chevauchant et définissant une région de fermeture de la boucle caractérisée par un unique joint J fondu par un frottement. Le joint fondu est caractérisé par une grande surface de contact entre les régions correspondantes des parties U et L. Il est représenté plus en détail à la fig. 2 où les limites extrêmes de la surface réelle de fusion sont indiquées en traits mixtes.
Le joint J qui est obtenu à l'aide d'un appareil qui va être décrit est compris entre les surfaces des parties U et L de la bande S et localisé à la surface pour éviter une détérioration des propriétés d'orientation des régions plus profondes et intérieures de la bande. Les joints produits par fusion par frottement sont faciles à contrôler de manière qu'ils montrent une résistance à la traction d'environ 60 à 90 de la résistance de la bande. Pour une bande de nylon ou de polypropylène d'une largeur de 1,27 cm et d'une épaisseur de 0,38 à 1,65 mm, la longueur de la surface du joint est généralement comprise entre 2,5 et 5 cm, bien qu'on puisse former des joints d'autres longueurs.
En pratique, une ligature est serrée autour de l'article en formant une boucle à partir d'une certaine longueur de bande thermoplastique, la boucle encerclant l'article de façon à présenter des sections qui se chevauchent et définissent une région de fermeture de la boucle. Celle-ci est maintenue autour de l'article pendant qu'on effectue une fusion mutuelle des faces en contact, suivie d'une solidification des sections chevauchantes U et L de la bande. Une fusion sur une grande surface est effectuée concuremment dans chacune des régions opposées en effectuant un mouvement de glissement à frottement contrôlé sous une pression notable, tout en maintenant simultanément la boucle engagée avec l'article.
Les régions superficielles fondues des parties se chevauchant de la bande sont maintenues l'une contre l'autre par une pression afin qu'elles soient en contact de fusion fixe pour achever la solidification de l'interface et l'union de ces parties de la bande.
On va décrire maintenant certaines formes d'exécution de l'appareil utilisé pour former de tels joints.
La fig. 3 montre une boucle d'une bande S encerclant lâchement un article A qui doit être lié. Les parties
U et L de la bande sont disposées aux extrémités opposées de la boucle et en contact l'une avec l'autre, ces parties se chevauchant sur la partie supérieure de l'article A. Les sections U et L sont enfilées dans des blocs 10 et 11. La partie inférieure L de la bande est une extrémité libre de cette bande tandis que la partie supérieure U est reliée initialement à une bobine portant la bande et non représentée, puis coupée normalement seulement après tension et fermeture de la boucle.
Les divers appareils qui seront décrits plus loin peuvent être classés en relation avec les diagrammes de la fig. 3. Ainsi dans l'appareil représenté à la fig. 4 les organes de tension sont disposés par rapport à la boucle comme l'est le bloc 10 de la fig. 3 et les éléments de fermeture sont disposés par rapport à la boucle comme l'est le bloc 11, tandis que dans l'appareil représenté à la fig. 5a les éléments de tension sont disposés par rapport à la boucle comme l'est le bloc 1 1 de la fig. 3 et les éléments de fermeture comme l'est le bloc 10. Les appareils représentés à partir de la fig. 6 sont disposés comme celui de la fig. 4.
L'appareil représenté à la fig. 4 comprend un outil 20 qui est appuyé sur l'article A à ligaturer, une boucle de la bande S encerclant librement l'objet et comportant des parties chevauchantes supérieure U et inférieure
L qui sont enfilées dans l'outil. La partie supérieure U est libre. L'outil 20 comprend une base rigide 21 présentant un pied allongé 21 F en contact avec l'objet à ligaturer. Une boîte à engrenage 22 est incorporée à la base et un organe de tension 23 de type connu est disposé le long d'un côté de la base. L'organe de tension comprend un arbre de pivotement 24 qui se projette depuis la boîte à engrenages et porte une bielle externe 25.
Un arbre 26 se projette depuis la boîte et son extrémité externe est montée dans la bielle 25, un levier de libération 27 étant monté sur le côté opposé de la boîte 22 pour commander la libération d'une roue d'avance
W par rapport à une enclume de tension 28 qui est logée dans le pied 21 F.
Un moteur pneumatique 29 est monté de bout sur la boîte à engrenages et peut comporter une poignée permettant de manipuler l'outil. Le moteur 29 porte une conduite d'air souple 29 L envoyant de l'air comprimé
à une pression comprise entre 5,6 et 7 kg/cm2. Un cylindre 30 est disposé longitudinalement dans la di
rection opposée à partir de la boîte 22 et comprend,
d'une pièce, une paroi creuse 30 W supportant une mâchoire de pression principale 31 capable de glisser
verticalement, surmontant une mâchoire de pression fixe
32 en contact avec le pied 21 F.
Dans la boucle formée par la bande représentée à la fig. 4, la partie inférieure L s'appuie sur l'enclume de tension 28 pour être serrée par celle-ci et amenée le long du pied 21 F afin de chevaucher la mâchoire inférieure fixe 32, tandis que la partie supérieure U est enfilée dans l'outil de façon à chevaucher la partie inférieure L et à être initialement en contact avec la roue
d'avance W et plus tard avec la mâchoire mobile 31. La
partie supérieure U de la bande qui vient d'une bobine
d'alimentation est maintenue fermement par un méca
nisme de serrage 33 porté sur l'extrémité externe libre
d'un piston 34 qui fonctionne dans le cylindre 30.
En fonctionnement, la boucle de la bande est lâche
autour de l'objet (fig. 4) et l'outil est appliqué latéralement sur les parties chevauchantes U et L de la bande. A ce moment, le levier 27 est actionné pour pousser la roue W vers l'enclume 28 afin d'engager et de serrer les parties chevauchantes de la bande. Le moteur pneumatique 29 est alors actionné pour entraîner la roue W dans le sens voulu pour produire la tension de la boucle à une valeur déterminée par le réglage du moteur. La longueur libre de la partie supérieure U de LB bande est ainsi tendue et fermement engagée ensuite par le mécanisme de serrage 33.
Un bouton de commande 35 associé à la bâche du moteur est actionné pour appliquer l'air sous pression à la mâchoire principale mobile 31 et la déplacer vers le bas, de sorte que les régions correspondantes des parties U et L sont comprimées l'une contre l'autre, chaque surface de contact étant en contact de frottement avec la surface opposée. La pression peut être de 350 kg/cm2, mais des variations de plus ou moins 50 /o sont possibles à partir de cette valeur. La forme de la mâchoire mobile 31 étudiée pour proportionner la surface de la face de la mâchoire mobile en contact avec la bande à la surface de l'extrémité supérieure de la mâchoire mobile permet l'établissement de la pression désirée.
La bande est maintenant fermement maintenue entre les mâchoires 31 et 32 et le levier 27 de libération de la roue W est déplacé pour élever cette roue W afin que les régions U et L de la bande, adjacentes à la roue W et à l'enclume d tension 28, ne soient pas empêchées de se déplacer.
Un autre bouton de commande 36 monté sur la bâche du moteur 29 est alors actionné pour appliquer une force contre le piston 34. Des soupapes de libération sont également disponibles pour permettre l'entrée rapide de l'air comprimé dans le cylindre 30 afin de pousser le piston 34 et le mécanisme de serrage 33 de la position représentée en lignes continues à la position représentée en lignes mixtes (fig. 4). Dans cette technique, une force est appliquée à la partie supérieure U de la bande par le mouvement rapide du mécanisme de serrage 33.
Cette force peut être appliquée à la bande en des positions espacées de plusieurs centimètres depuis les mâchoires 31, 32, dans quel cas, par suite du frottement statique agissant sur la partie supérieure de la bande, le mouvement ne peut se produire instantanément aux surfaces de contact, mais la bande s'allonge légèrement jusqu'au moment où une tension suffisante s'établit pour surmonter le frottement statique et permettre le déplacement rapide de la partie supérieure U de la bande entre la mâchoire 31 et la partie inférieure fixe
L de la bande. Le mouvement de la bande au niveau des mâchoires peut être de 1,27 à 2,22 cm. On produit ainsi un mouvement de frottement glissant relatif des surfaces en contact des parties U et L de la bande tandis qu'elles sont comprimées entre les mâchoires.
Ce mouvement engendre de la chaleur qui se répartit en fonction de la pression dans les surfaces en contact pour produire une fusion superficielle instantanée sur une profondeur limitée. Il faut noter que le mouvement glissant de la bande tire la boucle quelque peu plus étroitement autour de l'objet. Cela peut se faire en limitant la tension initiale établie par le moteur 29 agissant par l'intermédiaire de la roue W et aussi par la capacité de la bande plastique d'absorber l'effet de choc du mouvement rapide. Après la fin de ce mouvement de la bande, les surfaces fondent et se solidifient tandis que les mâchoires 31, 32 continuent leur action pour comprimer les surfaces en contact lune contre l'autre. Après la solidification, les mâchoires peuvent être écartées de la bande et l'outil peut être retiré.
Il est plus avantageux d'utiliser l'outil en réglant le moteur pneumatique à une valeur quelque peu inférieure à la tension de ligature finale, en utilisant un mouvement de frottement subséquent de la partie supérieure
U de la bande dans une direction qui assure une nouvelle tension de la bande. Le procédé inverse est aussi possible dans lequel le trajet d'impact est imparti à l'extrémité de la bande dans une direction qui réduit la tension.
La fig. 5a montre un outil manuel 40 reposant sur l'objet A à ligaturer et une boucle d'une bande S entourant librement l'objet, la bande comportant des parties supérieure U et inférieure L se chevauchant enfilées dans l'outil. La partie supérieure U est à nouveau libre. L'outil 40 comprend une base rigide 41 comportant un pied allongé 41 F en contact avec l'objet A à ligaturer. A une extrémité, la base porte une roue d'avance W qui surmonte une enclume 42 montée sur la base et qui peut être actionnée dans le sens de tension de la boucle par une manoeuvre répétée d'une poignée de tension 43.
A l'extrémité opposée, la base porte une mâchoire inférieure fixe 44 à surface rugueuse et une mâchoire supérieure mobile 45 également à la sur- face rugueuse en face de la mâchoire 44 et actionnée par la commande d'un levier de pression 46 pour amener les mâchoires en engagement de pression avec les parties chevauchantes de la bande après que la boucle formée par cette bande a été tendue par la roue W.
Finalement, la base porte une mâchoire de jonction fixe 47 qui peut aussi, mais non nécessairement, comporter une surface rugueuse faisant face à une mâchoire de jonction mobile 48 qui peut être pressée vers la mâchoire fixe sous la commande d'un mécanisme à levier non représenté qui peut être semblable au mécanisme à levier 46 et au mécanisme commandant les mâchoires 44, 45. La mâchoire mobile 48 comporte une face de contact unie et peut être poussée vers la mâchoire correspondante pour comprimer les parties de la bande sous une pression notable.
L'outil de la fig. 5a produit un mouvement de glissement à un seul sens de la partie supérieure U de la bande, similaire à celui produit par l'outil de la fig. 4.
En fonctionnement, une boucle de la bande S encercle librement l'objet A, les parties chevauchantes U et L de la bande étant prêtes à être enfilées latéralement dans l'outil. Dans ce but, les mâchoires 44, 45 et 47, 48 sont ouvertes et la roue W est soulevée au-dessus de l'enclume de tension 42 quand l'outil est appliqué initialement. Ensuite, la poignée de tension 43 est déplacée pour abaisser la roue W et elle est basculée de façon répétée pour faire tourner cette roue W et exercer une tension sur la boucle alors que les deux séries de mâchoires restent ouvertes pour permettre le trajet de tension désirée de la bande.
Quand la tension désirée de la bande est atteinte, le levier 46 est actionné pour engager les mâchoires de serrage 44, 45 fermement avec les parties chevauchantes de la bande, la tension de la boucle étant maintenue ensuite par les mâchoires 44, 45 jusqu'à ce que le joint soit complètement formé. La roue W est maintenant soulevée pour libérer l'extrémité de la bande afin qu'une région lâche R de la bande (fig. 5b) puisse être manuellement tirée entre les mâchoires 44, 45 et 47, 48.
Ensuite, les mâchoires 47, 48 sont engagées (fig. 5c) et la roue W est abaissée pour établir l'engagement d'entrainement avec la partie supérieure libre de la bande.
Une nouvelle manoeuvre de la poignée 43 assure la tension de la section de la bande entre les mâchoires 47, 48 et la roue de tension, avec un frottement statique entre la mâchoire 48 et la partie supérieure U de la bande qui maintient initialement la partie supérieure lâche de la bande dans la région comprise entre les séries de mâchoire (fig. 5c). La tension s'établit rapidement par suite du mouvement de la roue W, jusqu'à ce que ce frottement statique soit surmonté, et à ce moment, la bande lâche est rapidement tirée à travers les mâchoires 47, 48 pour assurer la fusion des faces en contact (fig. 5d). Les mâchoires 47, 48 continuent à agir après l'achèvement de ce mouvement de glissement commandé pour produire la solidification des régions fondues disposées alors entre ces mâchoires 47 et 48.
Un outil impliquant un déplacement semblable de la bande est représenté à la fig. 5e et comprend un organe de tension primaire 50 et un organe de tension secondaire 51 disposés de part et d'autre de deux mâchoires de jointures 47, 48. La boucle formée par la bande est enfilée dans l'outil et une tension est effectuée en faisant tourner les roues W des deux organes de tension 50 et 51 en synchronisme. L'organe de tension primaire 50 comporte une roue qui se déplace légèrement plus rapidement que celle de l'organe de tension secondaire pour établir graduellement une région R d'un mou donné entre ces roues. Les mâchoires 47 et 48 sont ouvertes pendant la période de tension et de formation de la région R.
Les mâchoires 47, 48 sont ensuite fermées et l'organe de tension secondaire 51 est actionné alors que la tension est maintenue sur la boucle par l'organe de tension primaire 50.
A nouveau la tension s'établit tandis que le frottement statique au niveau des mâchoires 47, 48 maintient la partie supérieure de la bande stationnaire. Finalement, le frottement statique est surmonté et la partie supérieure de la bande est rapidement tirée à travers les mâchoires 47, 48 jusqu'à ce que le mou soit rattrapé.
L'action et l'effet sont donc similaires à ceux décrits pour l'outil de la fig. 13 A.
Les fig. 6 à 9 montrent un outil automatique ou semi-automatique. Cet outil est utile avec une bande de matière thermoplastique organique orientée telle que le nylon et le polypropylène, par exemple. 11 comprend un bâti principal 120 comportant des pieds 121 et 122 qui reposent sur un objet A à ligaturer par la boucle d'une bande S encerclant l'objet et comportant des parties extrêmes chevauchantes supérieure U et inférieure L qui sont enfilées dans l'outil. La partie supérieure U provient d'une bobine de réserve non représentée. On se réfère parfois par la suite aux parties supérieure U et inférieure L en les désignant comme étant les parties extérieure et inférieure, respectivement.
Le bâti 120 de l'outil constitue un support pour les divers éléments qui agissent en commun lors du fonctionnement de l'outil. Le bâti principal 120 porte deux rouleaux d'alimentation 123 qui peuvent être actionnés dans les sens indiqués à la fig. 6 pour tirer la bande depuis la réserve non représentée et l'amener autour de l'objet à ligaturer afin de former une boucle lâche. On peut utiliser une glissière non représentée encerclant l'objet pour aider le rouleau 123 à guider la bande dans sa formation en boucle. Les rouleaux 123 peuvent être
actionnés alors dans des sens inverses comme indiqué
à la fig. 7 pour établir la tension désirée sur la boucle.
L'extrémité d'alimentation de la bande est coupée alors
qu'elle est tendue par les rouleaux 123 (fig. 8) et l'extrémité libre est alors maintenue prête pour amener une nouvelle longueur de bande autour de l'objet suivant.
Le cadre principal 120 porte un mécanisme 124 qui sert à maintenir la boucle sous la tension établie par les rouleaux 123. Ce mécanisme 124 comprend un cylindre de commande 125 pivotant sur une cheville de support 126 et contenant un piston 125 P à double action. Le piston 125 P comprend une tige de piston articulée à un extrémité d'une bielle 127 dont l'autre extrémité porte un axe de support 128 A pour une roue de maintien 128. La bielle 127 et un cliquet de maintien 129 pivotent sur le bâti principal 120 sur une cheville 130 fixe, le cliquet 129 engageant normalement la roue pour permettre la rotation de celle-ci dans un sens seulement indiqué par la flèche de la fig. 7.
La roue 128 est maintenue soulevée pendant que la boucle est mise en place, de l'air étant envoyé du côté gauche du piston 125 P pendant l'amenée de la bande représentée à la fig. 6. L'air est admis ensuite à droite du piston 125 P pour entraîner la bielle 127 dans le sens voulu pour amener la roue 128 vers le pied 121 tandis que les rouleaux 123 exercent une tension sur la boucle. La partie inférieure L de la bande est maintenue fixe contre le pied 121, mais la partie supérieure
U peut se déplacer de façon que la bande lâche soit tirée depuis la boucle. Quand la partie supérieure de la bande se déplace, la roue 128 exécute une rotation dans le sens permis tout en maintenant une pression contre la bande.
Une fois la tension désirée atteinte, la roue 128 agit pour empêcher le mouvement inverse de la partie supérieure de la bande et maintenir ainsi la tension de la boucle.
Des organes de jointure 120 comprennent un sabot de serrage flottant 131 qui constitue une mâchoire mobile espacée au-dessus d'une mâchoire fixe constituée par le pied 122 pendant l'enfilage et la tension de la boucle illustrée par les fig. 6 et 7. La mâchoire mobile 131 comprend une tige verticale 132 fendue pour recevoir une extrémité d'une bielle pivotante 133 portée par le bâti principal. La bielle 133 est représentée dans la position de soulèvement du sabot 131 aux fig. 6 et 7, laissant un jeu suffisant au-dessous de la mâchoire 131 pour le libre mouvement de la bande. Un cylindre 134 pivote sur une cheville 135 portée par le bâti principal.
Un piston 134 P à double action est logé dans le cylindre
134 et porte une tige de commande externe 136. La tige
136, quand elle est dans sa position d'extension complète (fig. 6 et 7), maintient la bielle 133 dans sa position d'élévation de la mâchoire.
Un mouvement de glissement contrôlé, sous une pression donnée, est imparti à la mâchoire mobile au moyen d'une came d'entraînement 137 qui pivote sur une cheville 138 portée par le bâti principal. La came 137 comporte une tête en fourche définissant des parois qui
présentent des fentes 137 S recevant des extrémités 132E d'une cheville portée par la tige 132. Des ressorts hélicoïdaux 139 agissent entre la came 137 et la mâchoire
131 pour déterminer la pression de la mâchoire contre
la bande. La charge élastique contre la bande varie quelque peu selon la position angulaire de la came 137.
Quand la boucle formée par la bande doit être enfilée et tendue, la came 137 est dans la position repré
sentée aux fig. 6 et 7 dans laquelle elle est maintenue
par un ressort d'entraînement principal 140 monté entre
un siège fixe 141 solidaire du bâti 120 et un bras de
levier 137 A prolongeant la came 137. Une lame de coupe 142 chevauche la mâchoire 131 à son extrémité frontale et peut être actionnée pour un épaulement 143 de la came 137 pour séparer l'extrémité d'alimentation de la bande immédiatement avant la formation du joint.
L'action de coupe de la bande est représentée à la fig.
16 qui montre les rouleaux 123 agissant dans des sens tels qu'ils tendent l'extrémité d'alimentation de la bande pour faciliter une coupe nette de la partie supérieure externe U de la bande.
L'extrémité de la tige de piston 136 comporte un crochet 136 H qui s'engage au-dessous du bras de levier 137 A de la came et permet l'élévation du piston 134 P pour armer le ressort 140 par rotation de la came dans la position représentée à la fig. 8. Le mouvement initial vers le haut de la tige de piston 136 libère la bielle 133 et permet aux ressorts 139 d'appuyer la mâchoire mobile 131 flottante sur la partie extérieure libre de la bande. La came 137, en tournant dans la position de la fig. 8, retire la mâchoire 131 afin de tirer suffisamment le mou dans la partie extérieure de la bande pour permettre la course subséquente. La tige de piston 136 comporte un épaulement incliné 136 S dans sa région intermédiaire qui peut s'engager avec un épaulement correspondant 141 S sur une butée fixe 141 vers l'extrémité de la course vers le haut du piston 134 P.
L'action réciproque entre les épaulements 136 S et 141 S fait basculer la tige de piston comme le montre la fig. 9 pour libérer la came 137 et permettre au ressort principal 140 de faire tourner cette came rapidement. La rotation de la came de la position de la fig. 8 à celle de la fig. 9 communique à la mâchoire mobile 131 une course rapide vers l'avant sous une pression notable.
Une pression suffisante continue à agir sur la mâchoire à la fin de sa course pour permettre la solidification et la fusion désirées des régions adjacentes des parties chevauchantes de la bande.
Après une période de refroidissement d'une à deux secondes, la tige de piston 136 est abaissée pour engager la bielle 133 et soulever la mâchoire 131 afin de permettre à la tension complète de la boucle d'agir sur le joint fondu par frottement. Avec des matières telles que le nylon, la résistance limite du joint est considérablement améliorée quand on soumet ainsi le joint à un effort alors qu'il est encore chaud.
Un appareil manuel est représenté aux fig. 10 et 11.
Certaines parties sont représentées à plus grande échelle aux fig. 13 et 14 qui montrent l'appareil appuyé sur un article A et une boucle d'une bande S encerclant l'article et comportant des parties supérieure U et inférieure
L enfilée à travers l'appareil. La partie supérieure U provient à nouveau d'une bobine non représentée.
Le bâti principal de l'appareil comprend une base 150 sur toute sa longueur comportant une partie principale de contact 151 qui est fixe et élargie et présentant une ouverture 151 A à l'extrémité de scellage de l'appareil, une poignée 152 à l'extrémité opposée et berceau intermédiaire 153 joignant la poignée et la partie principale et comprenant des parois latérales 153 S délimitant entre elles une chambre centrale. On voit aux fig.
10 et 1 1 que la base 150 porte un guide de bande frontal 150 G destiné à empêcher la partie inférieure de la bande de se déplacer latéralement sur la base quand la boucle est lâche.
Les organes de tension comprennent un support de roue 154 (fig. 14) en forme générale de U qui se loge dans la chambre centrale entre les parois latérales 153 S de la base. Une cheville 155 relie les parois et porte à pivotement le support en U 154, un ressort de torsion puissant 156 encerclant la cheville 155 et réagissant entre la base et le support 154 pour pousser normalement ce dernier en sens inverse du mouvement des aiguilles d'une montre (fig. 14). Une unité 157 à rochet et à roue d'avancement est montée sur un arbre 158 monté dans le support 154. Un levier de verrouillage manuel 159 est agencé pour commander le support 154 de manière à maintenir la roue d'avance adjacente à une enclume 160 montée sur la base et qui peut être constituée par un tampon de serrage rapporté.
Le levier 159 comprend un prolongement 159 E qui sert de guide arrière pour la bande.
Pour exercer une tension sur la boucle de la bande
S, un cliquet de traction 161 est monté sur une cheville 161 P portée par un cadre de fermeture 162 qui peut basculer sur les extrémités opposées de l'arbre 158 portant la roue d'avance. Le cliquet de traction 161 est normalement engagé avec l'unité 157 par un ressort hélicoïdal 163 porté par le cadre 162.
Quand un mouvement de bascule est imparti au cadre 172 pour le déplacer de façon répétée entre la position représentée à la fig. 13 et celle représentée à la fig. 11, le cliquet de traction 161 fait tourner la roue d'avance afin de faire avancer la partie externe U de la bande tandis que l'enclume 160 maintient la partie inférieure L de cet sion 171 mobile et flottante, portée dans le cadre de scellage de façon à faire face au fond ouvert de la tête 165 et à coopérer avec une mâchoire fixe 172 formant enclume qui est logée dans l'ouverture 151 A de la base. Des chevilles 172 P de support d'enclume brasées dans l'enclume 172, sont fixées par des anneaux de verrouillage 172 R pour maintenir l'enclume sur la base 151 (fig. 14).
La face de contact 172F de l'enclume de scellage est unie à l'extrémité où opère le couteau et elle est rugueuse dans ses autres parties engagées par la partie interne L de la bande qui supporte la tension complète de la boucle et ne doit pas se déplacer. La face rugueuse 172 F sur l'enclume est plus longue que la face de contact 171 F de la mâchoire mobile 171 d'une quantité suffisante pour tenir compte de la course active de cette mâchoire 171. Ainsi, la face de contact 171 F se termine à proximité de ligne d'action du couteau 170.
La mâchoire 171 comporte une traverse 171 B d'une seule pièce espacée en avant de la face principale 171 F de la mâchoire, cette traverse présentant une face en contact avec la bande pour produire de la chaleur par frottement lors de l'avance de la face 171 F et obtenir ainsi la fusion de la région du joint jusqu'à lextrémité avant de la face principale.
Le couteau 170 présente un contour en U inversé et il est monté sur la cheville 171 P pour enjamber la traverse 171 B qui s'étend dans une région centrale ouverte (fig. 16) à une extrémité de la mâchoire mobile 171. Le couteau 170 comporte une face de repère 170 E qui définit un plan de contact avec la bande et un tranchant 170E se projetant au-delà de ce plan d'une distance correspondant à l'épaisseur de la partie U de la bande. Le couteau est ainsi réglé avec précision par rapport à l'épaisseur de la bande de manière à couper correctement la partie supérieure U sans affaiblir la région correspondante de la partie inférieure L.
L'arbre de scellage 168 comporte une partie excentrique 168 E tournant dans la tête de scellage 165 pour actionner les organes de scellage selon une séquence donnée sous la commande de la poignée 167. Une série de trois paliers 173, 174 et 175 chevauche cette partie excentrique 168 E, le palier central 174 portant un levier coudé 176 et les paliers latéraux portant deux supports de mâchoire 177, 178 disposés le long des parois latérales 165 S de la tête de scellage et présentant un bord supérieur 177 C qui se termine par une dent d'angle 177 T (fig. 13 et 15) pour commander la libération du cliquet de poignée 169 par le levier 176.
La partie excentrique 168 E de l'arbre de scellage définit un centre commun pour les parties de scellage principales et facilite la construction et la mécanisation des fonctions de scellage. Cette relation par centre commun permet un montage correct du levier coudé 176 et des supports de mâchoire 177, 178, simplifie la compression de la bande de la mâchoire mobile 171 et assure une adaptation facile de la face de mâchoire 171 F sur la surface surélevée de la bande. Les différences dans l'épaisseur des bandes et les variations des divers organes posent des problèmes d'alignement qui sont résolus par la construction à centre commun de l'appareil.
Les supports 177, 178 comportent aussi des bras externes se terminant par des joues 177 F, 178 F tournées vers l'intérieur, destinées à s'appuyer dans des évidements d'angle inférieurs de la mâchoire mobile 171 et à supporter ainsi la mâchoire au cours de son mouvement de glissement en travers de la face inférieure du cadre de scellage. Chacun des supports 177, 178 compte un épaulement 177 S, 178 S tourné vers le bas et présentant une rainure longitudinale coopérant avec des rainures correspondantes 171 G (fig. 16) tournées vers le haut et formées dans la partie supérieure de la mâchoire mobile pour constituer des voies parallèles rece vant chacune une série de paliers à billes 179.
Un cadre allongé 180 de retenue des billes est utilisé pour chaque série de paliers 179 et peut être réglé par déplacement pour remettre les billes en place afin de maintenir une relation de transmission de pression stable entre la mâchoire 171 et les supports 177, 178 pendant les glissements répétés de la mâchoire mobile. Dans ce but, chacun des supports 177, 178 porte une biellette de commande 181, à pivot, actionnée normalement par des ressorts 18 S portés longitudinalement dans chaque support et la mâchoire 171 porte à pivot- deux biellettes de commande 182 actionnées normalement par des ressorts individuels 182 S portés longitudinalement dans la mâchoire.
Ces biellettes de commande 181, 182 sont engagées longitudinalement avec les cadres 180 de retenue des billes afin de centrer à nouveau les cadres et les billes après chaque course pour permettre d'appliquer la pression sans frottement et de façon équilibrée.
La poignée de scellage 167 porte le cliquet de scellage 169 pour produire le mouvement de bascule autour de l'axe de l'arbre de scellage 168. Un ressort de torsion 169 T encercle la cheville 169 P pour le cliquet 169 et sollicite normalement la poignée dans le sens du mouvement des aiguilles d'une montre en regardant les fig. 13 et 14 pour engager un épaulement périphérique 176S du levier 176. Le levier comporte une première fourche formée par des oreilles 176 A percées pour recevoir une cheville 183 P permettant le pivotement d'une tige de connexion 183, et une seconde fourche formée par des oreilles 176 B agencées pour recevoir une cheville 184 P pour le pivotement d'une bielle de choc 184.
La bielle 184 est reliée par une connexion à mouvement à vide à la mâchoire mobile 171 au moyen d'une cheville 171 P portée entre des oreilles dressées verticalement 171 E (fig. 16) d'une seule pièce avec la mâchoire, la cheville 171 P étant engagée dans une fente allongée 184 S formée dans la bielle de choc 184. La connexion à mouvement à vide entre cette bielle 184 et la mâchoire 171 permet un effet de choc favorisant l'accélération initiale de la mâchoire 171. Si aucun effet de choc n'était désiré, par exemple avec une pression de ressort plus forte ou un frottement inférieur de la bande, le levier pourrait porter un pignon engageant une crémaillère solidaire de la mâchoire 171.
La tige de connexion 183 passe à travers un coussin annulaire 185 prenant siège sur la base de la chambre à ressort et elle est connectée à rotation à l'extrémité avant d'un siège de ressort 186 mobile pouvant glisser dans le logement du ressort 166 et comprenant une tige de guidage centrale 186 R logée dans un ressort principal 187 de grande force. L'extrémité opposée du ressort s'appuie contre un capuchon 186 C à la partie supérieure du logement de ressort 166 (fig. 10 et 11).
Quand l'arbre de scellage 168 est mis en rotation par basculement de la poignée 167, de la position de la fig. 13 à celle de la fig. 14, le levier coudé 176 et les supports 177, 178 sont forcés vers le bas par la partie excentrique 168 E de l'arbre pour abaisser et appuyer la mâchoire sur les parties de la bande en chevauchement qui surmontent la mâchoire fixe constituée par l'enclume 172. La réaction de soulèvement contre le cadre associé aux organes de compression de la bande est assurée par deux mâchoires de réaction 188. Pendant la rotation de la poignée de scellage 167 de la position de la fig. 13 à celle de la fig. 14, le levier coudé tourne en sens inverse du mouvement des aiguilles d'une montre sous la commande du cliquet de poignée 169 qui engage l'épaule 176 S du levier.
La rotation en sens contraire au mouvement des aiguilles d'une montre du levier 176 soulève la tige de connexion 183 et le siège de ressort 186 pour comprimer le ressort principal 187. Simultanément, la bielle de choc 184 portée par le levier 176 retire la mâchoire mobile 171 afin de tirer la partie supérieure U de la bande pour lui donner du mou. Le ressort 187 est comprimé pratiquement complètement et la mâchoire est pratiquement retirée complètement quand la poignée de scellage atteint la position intermédiaire représentée à la fig. 14. La ligne centrale de l'action du ressort 187 est en relation avec la partie excentrique 168 E de l'arbre afin d'assurer un avantage mécanique croissant avec la compression du ressort. La construction représentée est telle que l'effort de la poignée diminue réellement à ce stade.
Par une rotation plus complète de la poignée 167, le cliquet 176 chevauche la butée constituée par les dents 177 T d'une pièce avec les supports 177, 178 et soulève l'épaulement 176 S du levier 176 pour libérer ce dernier.
I,e ressort 187 complètement comprimé entraîne immédiatement le levier dans le sens du mouvement des aiguilles d'une montre pour entraîner la mâchoire mobile 171 dans sa course de frottement rapide. Cette rotation inverse du levier 176 met en jeu une came d'angle 176 C d'une pièce avec le levier pour libérer le cliquet 169 et permettre de continuer le mouvement de la poignée 167. En ce moment, cependant, la course active de la mâchoire s'achève. L'action est si rapide qu'une course normale de la poignée, quand elle est interrompue un court instant, se poursuit ensuite comme si elle était automatique.
Après achèvement de la course de frottement, la mâchoire mobile 171 maintient une pression sur les parties U et L de la bande jusqu'à ce que la fusion à l'interface et la solidification se soient produites. Le couteau 170 qui chevauche la mâchoire 171 est maintenant à l'extérieur de la tête 165. Pendant cet intervalle de refroidissement, le mouvement de la poignée 167 qui se poursuit amène un prolongement 169E du cliquet 169 contre la mâchoire pour entraîner le tranchant 170 E du couteau à travers la partie supérieure U de la bande immédiatement adjacente au joint, la course de coupe étant limitée par le contact de la face de repère 170 F contre la partie supérieure de la bande. L'effet de préchauffage associé à la traverse 171 B permet de produire la fusion jusqu'à l'extrémité de la mâchoire 171 afin que la coupe de la bande se fasse pratiquement exactement au bord du joint.
Pendant la course de frottement, la poignée 167 est dans une position telle que l'arbre excentrique 168 exerce une pression maximum et pratiquement uniforme à travers les supports 177, 178 et contre la mâchoire 171.
Les billes 179 permettent le mouvement sans frottement de la mâchoire 171 sous pression et sont importantes car elles permettent au ressort 187 de produire une course active efficace.
Il est nécessaire de verrouiller le cadre de scellage dans sa position inférieure pour permettre à la pression de s'exercer à travers la mâchoire 171 sur les parties de la bande en chevauchement qui reposent sur l'enclume 172. Dans ce but, les mâchoires de réaction 188 sont montées basculantes sur des chevilles 188 P portées parles oreilles externes avant et arrière 165E d'une pièce avec la tête 165. Les bras latéraux 167 A de la poignée 167 portent des oreilles externes pour monter rotativement des rouleaux 189 formant cames. La relation entre la poignée 167 et la tête 165 est telle que les rouleaux 189 maintiennent les mâchoires de réaction 188 écartées pendant la tension et la rotation initiale de la poignée qui suit l'appui du cadre 162 sur la base 151.
Ensuite, la rotation de la poignée 167 vers la position représentée à la fig. 14, tandis que le cadre de scellage est fixe, soulève les rouleaux 189 pour libérer les mâchoires 188. Des ressorts de torsion 188 T associés aux chevilles 188 P font tourner alors chaque mâchoire au-dessous du bord latéral correspondant de l'enclume 172. La rotation plus avant de la poignée 167 pour amener la partie excentrique 168 E de l'arbre en position assurant l'application de la pression est effectuée pendant que les mâchoires de réaction 188 sont verrouillées au-dessous de l'enclume.
Dans l'appareil manuel représenté aux fig. 10 à 18 on peut employer une force élastique maximum de 22,7 kg et la course active peut être de 22 mm sous une pression d'environ 105 kg/cm2 sur la face de contact 171 F de la mâchoire. Cette face 171 F peut avoir 1,27 X 4,12 cm pour obtenir une surface de joint d'environ 4,12 X 127 cm et une résistance du joint de 135 à 180 kg. Ces valeurs permettent de donner à l'appareil une base correcte et on peut noter que la résistance du joint n'est pas sensiblement améliorée si on augmente la longueur de la face de pression, la pression ou la force élastique. Un appareil présentant les valeurs données ci-dessus peut avoir une poignée de scellage de 25,4 cm de longueur et nécessitant une force manuelle de 4,75 à 6,65 kg pour bander le ressort.
Le fonctionnement de cet appareil manuel sur un cycle complet de tension et de scellage va être décrit.
L'appareil est placé dans la position ouverte représentée aux fig. 10 et 1 1 pour recevoir les parties supérieure
U et inférieure L de la bande après que celle-ci a été formée en boucle autour de l'article A. La poignée de scellage 167 est alors actionnée plusieurs fois d'un certain angle entre la position représentée à la fig. 1 1 et à celle représentée à la fig. 13 pour faire tourner par un effet de rochet l'unité 157 et tendre la boucle. Pendant les mouvements de la poignée sur cet angle, la poignée 167 et le cadre 162 se déplacent ensemble autour de l'axe de l'arbre 158 monté flottant, le cliquet de tension 161 et le cliquet de retenue 164 engageant, avançant et maintenant de façon répétée la roue d'avance. Pendant le cycle de tension, les organes de scellage qui sont portés par le cadre sont libérés de la bande.
Quand la tension désirée est obtenue, la poignée 167 est déplacée à partir de la position de la fig. 13 pour appuyer le cadre 162 sur les parties supérieure U et inférieure L de la bande reposant sur la mâchoire fixe 172, le cadre chevauchant ces parties U et L. A ce moment, la position angulaire de l'arbre de scellage 168 est telle que les supports 177, 178 maintiennent la mâchoire mobile sous une pression minimum par rapport à la bande. Le mouvement de basculement initial de la poignée 167 par rapport au cadre 162 libère les rouleaux à cames 189 et permet le basculement des mâ choires de réaction 188 au-dessous de la mâchoire fixe 172 pour supporter la réaction qui se produit quand la mâchoire fixe 172 pour supporter la réaction qui se produit quand la mâchoire mobile 171 est pressée sur la bande.
Lors de la rotation plus avant de la poignée 167 vers la position représentée à la fig. 14, l'arbre tourne pour abaisser les supports 177, 178 et comprimer la mâchoire mobile 171 sur la bande.
Le mouvement de basculement de la poignée fait aussi tourner le levier coudé 176 sous l'action du cliquet 169 afin de bander le ressort principal 187 et de retirer la mâchoire mobile 171. Le retrait de cette mâchoire est accompagné par une pression graduellement croissante de la mâchoire contre la partie supérieure
U de la bande, permettant à cette partie de prendre du mou. Le couteau 170 qui se loge dans la mâchoire 171 chevauche celle-ci mais reste inactif jusqu'à ce point du cycle. Le retrait de la mâchoire 171 déplace le prolongement 161 E du cliquet de tension pour dégager ce dernier, le ressort 163 maintenant ce cliquet dégagé pour permettre le retour de la poignée, après la formation du joint, sans produire le mouvement de la roue d'avance qui produirait une tension de la bande.
Dans le mouvement de bascule, la poignée amène le levier coudé 176 dans la position de la fig. 14 et audelà, le cliquet 169 commence à libérer ce levier quand il chevauche les dents 177 T des supports 177, 178. A ce moment la pression maximum est pratiquement appliquée à la bande par la mâchoire mobile et le ressort 187 agit sur cette mâchoire pour lui donner une course rapide assurant un glissement à frottement de la partie externe de la bande contre la partie interne, suffisant pour produire la fusion de l'interface entre les surfaces en contact. Les mâchoires 171 et 172 continuent à agir sur les parties fixes de la bande pour assurer la solidification des régions superficielles fondues qui sont maintenues en contact de fusion fixe portant sur une grande surface.
La course active de la mâchoire 171 la ramène dans la position représentée à la fig. 13 où le couteau 170 est exposé. Le mouvement de bascule de la poignée 167 se poursuit au-delà de la position de la fig. 14 après que la mâchoire mobile 171 a achevé sa course active. Un mouvement plus avant de la poignée l'amène en engagement de came avec le couteau exposé 170 pour séparer la partie externe de la bande étroitement adjacente du joint fondu.
La poignée et le cadre de scellage sont basculés maintenant dans la position représentée à la fig. 1 1 pour libérer l'appareil de la boucle achevée de la bande.
Pendant ce mouvement de retour, le cliquet de tension 161 est inactif, mais à la fin de ce mouvement le cliquet est engagé à nouveau quand sa pointe heurte le ressort 156. De même un épaulement de came 190 dégage le cliquet de retenue 164 pour libérer la roue d'avance et la bande.