Brevet FR2377328A1 — publié le 19780811

La présente invention concerne des molettes de soudage de bandes-de matières en feuilles, comme celles utilisées dans des machines à empaqueter pour souder les bords de bandes superposées mobiles qui doivent former des emballages ou sachets. Dans le passé, ces molettes étaient montées dans certains cas par paires respectivement au-dessus et au-dessous de la matière en feuille à souder et étaient destinées à exercer une pression appropriée de soudage. Dans certains cas, une ou plusieurs des molettes étaient chauffées pour réaliser un joint thermi-que et dans d'autres cas un adhésif sensible à la pression était utilisé,ce qui nécessitait une pression mais pas de chaleur. Dans ces deux modes opératoires, des difficultés ont été soulevées à cause de légers écarts de position et/ou de dimensions de l'une des molettes ou des deux.Par exemple, l'arbre supportant l'une des molettes pourrait se cintrer légèrement de façon à écarter l'une des molettes de l'ouvrage d'une distance légèrement plus grande que les autres. Ceci peut se produire lorsque plusieurs molettes de soudage espacées axialement sont supportées par le même arbre. La périphérie d'une ou plusieurs des molettes pourrait eAtre aussi suffisamment excentrée pour provoquer une interruption ou légère diminution intermittente de la pression de soudage le long de la ligne du joint, en affectant ainsi la relation critique entre la pression, la température et le temps. Etant donné qu'un écart de dimension ou de position aussi petit que 0,025 mm peut être la cause d'un défaut de soudure, il pose un grave problème dans les emballages utilisés pour l'industrie à des fins d'hygiène ou pour des matières alimentaires ou anhydres, car des impuretés, l'air ou l'humidité qui pourraient pénétrer par des ouvertures affecteraient gravement la stérilité, l'état ou l'utilité du contenu. Selon la présente invention, le problème susmentionné est résolu grâce à un bandage ou tube pneumatique monté sur la molette de soudage ou sur la molette d'appui d'une paire de molettes, la pression régnant dans le bandage ou tube, déterminant sa flexibilité pour compenser de légers écarts de la position ou des dimensions de la molette de soudage. Dans une forme de réalisation de l'invention comportant une molette de soudage chauffée, le bandage de la molette d'appui peut être rempli en partie d'un liquide d'un type qui assure une meilleure répartition de la chaleur. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure 1 est une vue de côté d'une forme de réalisation de l'invention montrant la molette de soudage qui exerce une pression contre des bandes d'une matière en feuille la figure 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1 la figure 3 est une coupe analogue d'une seconde forme de réalisation de l'invention la figure 4 est une vue en perspective montrant trois molettes de soudage, comme celle de la figure 3, montées sur un arbre commun et reliées par un accouplement rotatif à trois conduits d'air séparés comportant chacun un régulateur de pression la figure 5 est une coupe longitudinale de l'accouplement rotatif utilisé dans l'installation de la figure 4 ; et la figure 6 est une vue partielle analogue à une partie de la figure 2 montrant une variante. Les figures 1 et 2 représentent une forme de réalisation de l'invention dans laquelle la molette métallique 10 présente une rainure périphérique 11 dans laquelle se loge un bandage ou tube pneumatique 12 pour appliquer une pression de soudage sur une ligne le long des bandes de matière en feuille 14. Le bandage 12 est en une matière élastique appropriée telle que le caoutchouc ou matière synthétique analogue et est destiné à recevoir de l'air comprimé par des alésages communicants 16 et 18 de la molette 10 et par une valve classique 20 de pneumatique qui est montée dans l'alésage 16 par filetage. Le bandage 12 présente des talons 22 orientés vers l'extérieur près de son bord interne qui se logent dans des gorges complémentaires 24.La pression pneumatique régnant dans le bandage 12 presse les talons 22 dans les gorges 24 pour assurer l'étanchéité du bandage 12 et le maintenir dans la gorge périphérique 11. La molette 10 présente un alésage central 26 dans lequel est ajusté à la presse un coussinet en bronze 28. La molette 10 et le coussinet 28 peuvent tourner librement sur un arbre 30 qui est supporté par un dispositif classique (non représenté) dans une position telle que le bandage exerce une pression sur les bandes de matière en feuille 14. La matière en feuille 14 peut être supportée par une surface mobile 32 qui peut être une partie d'une courroie sans fin ou autre surface de support app-ropriée. L'une des faces adjacentes de la bande de matière 14 ou les deux peuvent être enduites, dans cet exemple, d'un adhésif sensible à la pression sur une ligne placée de façon à venir sous le bandage 12 afin que les deux bandes de matière 14 puissent être soudées ensemble. La chaleur n'est pas nécessaire en cas d'application d'un adhésif sensible à la pression. Les figures 3 et 4 représentent une seconde forme de réalisation de l'invention dans laquelle trois molettes de soudage 34, 36 et 38 (figure 4) sont assujetties à un arbre commun 40 pour coopérer avec trois molettes d'appui 42, 44 et 46 qui sont montées sur un arbre commun 48. Les arbres 40 et 48 sont supportés convenablement par un bâti classique qui n'est pas représenté sur les dessins. Deux bandes d'une matière d'emballage 114 et 115 (figure 4) passent entre les molettes de soudage 34 à 38 et les molettes d'appui 42 à 46 pour etre soudées le long de trois lignes (a), (b) et (c), la ligne centrale (b) étant dans ce cas plus large que les lignes externes. La disposition représentée sur la figure 4 est utilisée dans une machine à empaqueter dans laquelle des objets sont intercalés entre les bandes 114 et 115 de matière d'emballage qui sont ensuite soudés à la fois longitudinalement le long des lignes (a), (b) et (c) et transversalement le long de lignes (non représentées), et sont ensuite coupés au milieu de la largeur de la soudure eentrale (b) ainsi que le long des soudures transversales pour séparer les paquets individuels.Toutefois, le dispositif destiné à couper les bandes 114 et 115 pour former des paquets individuels ne fait pas partie de la présente invention et, par conséquent, n'est pas représenté sur les dessins. Lorsque les molettes de soudage 34 à 38 et les molettes d'appui 42 à 46 sont montées à distance les unes des autres sur des arbres tels que ceux désignés par 40 et 48, l'un des arbres ou les deux peuvent subir une légère flexion de sorte que la pression de soudage exercée par certaines molettes peut varier par rapport à celle exercée par d'autres. Il est également possible, à cause des imperfections de fabrication ou pour d'autres raisons, que certaines molettes soient légèrement ovalisées à des degrés différents. Pour minimiser les différences de pression de soudage dues à ces défauts, un bandage pneumatique 112 est monté sur chacune des roues de soudage 34 à 38, chaque bandage étant relié à un conduit d'air comprimé séparé. Chacun des conduits peut comporter son propre régulateur de pression, comme on le verra plus bas, ou en variante il peut être relié à une source commune d'air comprimé en utilisant un seul régulateur à la place des trois représentés sur la figure 4. La figure 3 montre le bandage pneumatique 112 de la molette de soudage 38, qui est de même construction que la molette de soudage représentée sur les figures 1 et 2 et présente, pour désigner des pièces analogues, les mêmes numéros de référence auxquels on a ajouté 100. La molette 38 diffère de celle précédemment décrite en se référant à la figure 1 par la présence d'un conduit d'air comprimé 52 qui communique avec l'alésage 116 et se prolonge dans l'intérieur creux 54 de l'arbre 40. Les molettes 34 à 38 sont enfilées sur l'arbre creux 40 et y sont assujetties de façon à tourner avec lui. Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 5, le bandage pneumatique de chacune des molettes de soudage 34 à 38 est relié par des conduits 52, 56 et 58 passant à llintérieur de l'arbre 40 à un accouplement rotatif à trois voies 60 et de ce dernier par des conduits 62, 64 et 66 à des régulateurs de pressio4indépendants 68, 70 et 72 dont chacun est relié à une source classique d'air comprimé. Les régulateurs de pression 68 à 72 présentent des organes de réglage manuels 74, 76 et 78 et des manomètres 80, 82 et 84. Chaque organe de réglage 74 à 78 est ajusté pour maintenir le niveau dépression pneumatique voulu pour le bandage de la molette correspondante 34 à 38, comme indiqué sur les manomètres 80 à 84. Les régulateurs de pression 68 à 72 maintiennent ensuite la pression dans les bandages des molettes 34 à 38 dans une plage prédéterminée des niveaux de pression choisis. Les régulateurs de pression indépendants et les organes de réglage permettent de maintenir chaque bandage pneumatique à une pression différente si nécessaire pour compenser une flexion de l'arbre 40 ou 48 ou d'autres défauts mais, comme indiqué plus haut, il est possible d'utiliser en variante une source commune dlair comprimé avec un seul régulateur. La figure 5 est une coupe longitudinale de l'accou- plement rotatif 60 qui comporte un noyau 86 monté dans un bottier 88 avec des paliers 90 et 92. Le bottier 88 comporte un moyeu 94 à une extrémité,dans lequel se loge une extrémité de l'arbre 40 qui est fixée par une vis 96. Le bottier 88 tourne avec l'arbre 40, tandis que le noyau 86 reste immobile. Le noyau 86 présente trois canaux annulaires 130, 132 et 134 qui sont isolés les uns les autres et de l'air ambiant par des bagues toriques 136 à 142. Les conduits 52, 56 et 58 communiquent avec les canaux ou gorges 130 à 134 par des raccords coudés 144, 146 et 148. Les conduits 62 à 66 communiquent avec les canaux 130 à 134 par des canaux 150, 152 et 154 ménagés dans le noyau 86.Lorsque le boîtier 88 tourne, les conduits 52, 56 et 58 sont reliés continuellement aux conduits 62, 64 et 66 par les canaux 130 à134 et 150 à 154. Le noyau 86 de la figure 5 peut être lubrifié au moyen d'une graisse introduite par un graisseur 156. Il est également prévu une garniture 158 qui est supportée par une rondelle métallique 160, un ressort 162 entre la rondelle 160 et un écrou 164 vissé dans l'extrémité du boîtier 88 et fixé par une vis 168. Dans l'appareil représenté sur la figure 4, les bandes de matière 114 et 115 sont tirées entre les molettes de soudage 34 à 38 et les molettes d'appui 42 à 46 par un dispositif approprié tel qu'une courroie sans fin 132. Les molettes 42 à 46 peuvent être chauffées par un moyen classique non représenté pour obtenir une soudure thermique lorsque celle-ci est nécessaire. Qu'un soudage thermique soit nécessaire ou non, les bandages pneumatiques des molettes 34 à 38 compensent les écarts de position et de dimension et maintiennent la pression de soudage relativement constante. Il en résulte des soudures assez uniformes malgré une flexion des arbres, une ovalisation des roues ou d'autres défauts. Dans certains cas, en particulier lorsqu'il s'agit d'effectuer un soudage thermique, il peut être souhaitable de remplir en partie le bandage avec un liquide comme indiqué en 250 sur la figure 6. Sur cette figure, les pièces analogues à celles de la figure 3 sont désignées par les memes numéros de référence précédés d'un 2. Le liquide est d'un type qui assure une répartition plus régulière de la chaleur lorsqu'il sJa- git d'effectuer un soudage thermique. Le liquide pourrait être une huile résistant aux hautes températures, les un milieu visqueux ou un métal liquide comme le mercure par exem- ple.La pression pneumatique appliquée par le conduit 218 est également utilisée dans le bandage pour maintenir une pression pneumatique réglable, comme dans les formes de réalisation des figures 1 et 3, mais la pression du liquide assure une transmission de chaleur plus régulière. En service, lorsque les bandages sont pressés contre les bandes, ils sont légèrement comprimés mais à cause de la pression pneumatique, ils permettent un jeu dans les deux directions pour compenser des différences de dimension. Si une molette de soudage présente un méplat, le bandage peut se dé ployer légèrement pour maintenir la pression de soudage lorsque le méplat passe sur la bande. il en est de meme-en cas de flexion de l'arbre à l'écart de la bande. Si la molette de soudage présente une bosse ou si l'arbre est déplacé en direction de la bande, le bandage peut être légèrement comprime. La valve de la figure 2 assure le maintien d'une pression convenable dans des conditions particulières. Dans la forme de réalisation des figures 4 et 5, les régulateurs de pression maintiennent automatiquement une pression convenable dans chaque bandage indépendamment des autres. il va de soi que le dispositif décrit peut subir diverses modifications sans sortir du cadre de llinvention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de soudage pour machine à empaqueter destiné à traiter des bandes superposées qui doivent être soudées ensemble le long d'au moins trois lignes espacées latéralement et orientées le long des bandes, comportant des molettes appui, dont une pour chacune des lignes de soudure et des molettes de soudage espacées latéralement dont une audessus de chaque molette d'appui pour coopérer avec cette dernière et exercer une pression de soudage sur les bandes, et un arbre commun pour supporter les molettes de soudage-, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte un bandage pneumatique monté sur chaque molette de soudage et un dispositif permettant de modifier la pression pneumatique de chaque bandage pour compenser des écarts de dimension et de position et assurer l'application d'une pression de soudage correcte par chacune des molettes sur les bandes par rapport aux autres molettes. 2. Dispositif de soudage d'une machine à empaqueter, destiné à traiter des bandes superposées qui doivent être soudées ensemble le long d'au moins trois lignes espacées latéralement et orientées le long des bandes, présentant des molettes d'appui, une pour chacune des lignes de soudure, des molettes de soudage espacées latéralement, une au-dessus de chaque molette appui pour coopérer avec celle-ci afin dlexer- cer une pression de soudage aux bandes, et un arbre commun supportant les molettes de soudage, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend un bandage pneumatique sur chaque molette de soudage et un dispositif permettant de modifier la pression pneumatique de chaque bandage pour compenser des écarts de dimension ou de position et assurer Irapplication d'une pression de soudage correcte par chaque molette sur les bandes par rapport aux autres, le dispositif permettant d'effectuer des changements de la pression pneumatique de chaque bandage comprenant des conduits d'air dans l'arbre, un conduit dans chaque molette communiquant à une extrémité avec un conduit d'air situé dans l'arbre et par son autre extrémité avec l'intérieur du bandage, et un dispositif pour introduire l'air comprimé indépendamment dans chacun des conduits situés dans l'arbre. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif destiné à introduire l'air comprimé dans les conduits de l'arbre comprend un accouplement rotatif, un conduit d'air séparé pour distribuer l'air comprimé par l'intermédiaire de l'accouplement rotatif au conduit de chaque molette et un régulateur de pression pour chaque conduit d'air séparé.