Brevet FR2399312A1 — publié le 19790302

La présente invention a trait au domaine de la confection de tron çons de gaine en matière plastique thermorétractable et destinés à être posés puis rétractés à chaud autour de récipients. Ellle concerne plus particulièrement un nouvel appareillage permettant la production en continu, à grande cadence, de tels tronçons ou manchons à partir d'une bande continue de gaine plate ainsi que la conformation de ces manchons aux types de récipients à revêtir puis leur pose automatique autour de ces récipients. Il est maintenant bien connu de munir des récipients tels que bouteilles, bombes aérosols, flaçons, botes de conserves et objEts analogues, en matériaux divers, d'un manchon ou fourneau protecteur en matière plastique rétractable. Ce manchon est disposé de façon relativement liche autour du réci- pient et, après chauffage pour provoquer la rétraction de la matière plastique il doit épouser parfaitement le contour du récipient. On réalise ainsi des réceptacles munis de gaines, généralement imprimées, en matière thermoplastique transparente ou encore en matière plastique poreuse ou alvéolaire. De nombreuses étapes opératoires sont nécessaires pour passer de la feuille mince en matière plastique (par exemple on chlorure de polyvinyle), rendue thermorétractable , jusqu'au réceptacle muni de son habillage décoré. Ces étapes doivent Qtre automatisées pour atteindre une rentabilité industrielle convenable.Selon la technique la plus couramment utilisée jusqu' ici, on confectionne le film plastique en gaine ou fourreau continu puis on découpe des tronçons de gaine aux dimensions appropriées et les manchons obtenus, empilés horizontalement ou verticalement dans un magasin, servent à alimenter une machine permettant d'extraire individuellement les manchons puis de les ouvrir à la conformation désirée et de les déposer autour des réceptacles à revêtir qui circulent sur un convoyeur, lthabillage étant ensuite soumis à une thermorétraction (voir par exemple le brevet français N076.05033 du 24 Février 1976 et ses certificats d'addition N076.33691, 7700209 et 77.19565). Ce procédé est,certes, satisfaisant mais l'appareillage de mise en oeuvre des manchons est d'un réglage assez délicat, ce qui nuit à sa fiabilité. D'autre part, les cadences de production sont relativement limitées du fait de la complexité des opérations d'ouverture des manchons. Enfin, la présence des deux lignes de pliure des manchons déposés sur les récipients créé parfois des difficultés lors de l'opération finale de thermorétraction. L'invention a pour but de remédier à ces divers inconvénients et vise la production et la pose, à grande cadence, de manchons ayant déjà la conformation, sans ligne de pliure, des récipients à revêtir. Elle propose, à cet effet, un appareillage automatique qui utilise directement comme matière première la gaine plate continue de film plastique et non des empilements de tronçons de gaine et qui effectue la série des opérations de : mise en forme,coupe, guidage et pose du manchon, selon une ligne verticale surplombant les séries de réceptacles qui cheminent sur convoyeur. La nouvelle machine salon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comporte essentiellement, -agencés sur un bâti mobile le long d'un banc-support fixe au sol a) des moyens d'alimentation en gaine plastique sous forme aplatie puis de convoyage de la bande continue dans des conditions de tension prédéter minée b) un ensemble vertical de découpe de la gaine et de fourniture de tronçons ou manchons, cet ensemble comprenant de haut en bas, disposés autour d'un mandrin creux su lequel est engagée la gaine continue:: - des moyens de suppression des deux plis de le gaine plate ; - des moyens de découpe de la gaine - des moyens étagés permettant à la fois de maintenir le mandrin en position verticale et de régler automatiquement les hauteur et cadence de coupe ; - des moyens de guidage et d'expulsion des manchons vers le bas du mandrin ces manchons étant déposés ensuite automatiquement, de façon connue en soi, déposés autour de récipients à revêtir circulant sur convoyeur puis rétractés à chaud. Selon une caractéristique, l'alimentation en gaine plate de l'ensemble vertical désigné par b) est faite au moyen d'un emballage clos con plusieurs tenant 1 ou plusieurs bobines de gaine dontune oi réserve et muni d'une fente horizontale laissant le passage à la bande continue. Cette bande, tout d'abord soumise à une forte traction est ensuite relachée pour permettre l'ajustage ultérieur d'une longueur de coupe prédéterminée puis elle est de nouveau ten- due au-dessus dudit ensemble vertical. Selon une autre caractéristique,- l'ensemble des opérations faites sur la gaine effectue autour d'un mandrin porteur creux dont la section correspond à la configuration désirée pour le manchon final. Ce mandrin est portée par des plates-formes horizontales délimitant plusieurs étages et munies d'ergots rétractables destinés à s'engager dans des gorges prévues sur le mandrin. Les moyens de déplissage de la gaine, juste après l'engage- ment de celle-ci autour du mandrin, sont constitués par des mâchoires chauffées par tout moyen connu (électrique, ait chaud, infra-rouge..etc) et dont le temps de contact avec la gaine sur le mandrin est programmé en séquence avec la coupe et en fonction de la température (généralement comprise entre 70 et 1200C). Ces mâchoires peuvent être commandéa par tout moyen connu à fonction alternative. Les moyens de découpes de la gaine en tronçons ou manchons peuvent avantageusement être constitués par un dispositif rotatif muni de lames horizontales, par exemple deux, qui pénètrent dans la gaine alors qu'elles sont déjà mises en rotation. Cependant, d'autres systèmes équivalents de coupe, tels que dispositif -à mâchoires tranchantes, anneau coupant ou analogues, peuvent bien entendu être mis en oeuvre. Selon une variante d'exécution, on peut prévoir, associé au système de coupe franche de la gaine, un dispositif de microperforation destiné à créér une ligne de prédécoupe pour l'obtention de manchons de type spécial. Les étapes qui succèdent au moyen de coupe, et éventuellement prédécoupe, sont de préférence au nombre de trois et ont essentiellement pour fonction d'assurer la sustentation et le centrage du mandrin pendant la coupe de la gaine puis la descente et l'expulsion des manchons. Les actions de ces différents niveaux sont coordonnées en séquence, notamment au moyen de cellules de commande d'électroaimants, de façon telle que l'on ait toujours, pendant la marche de la machine, deux niveaux ouverts (c'est-à-dire dégagés du mandrin) et un niveau fermé (plaque-forme bloquant le mandrin) ou vice-versa. Les moyens de guidage de la gaine sur le mandrin sont constitués par des galets ou roulettes à commande alternative et qui peuvent être fixes ou mobiles sur le bâti. En outre, selon une importante caractéristique de l'invention, la descente du tronçon découpé de gaine puis son expulsion au bas du mandrin sont facilités par l'envoi, au sein de ce mandrin creux et muni de microperforations de préférence orientées vers le bas, d'air ou tout autre fluide légèrement pressurisé. Cette injection de fluide est déclenchée automatiquement après l'opération de coupe et s'effectue avantageusement juste au-dessous du niveau dudit système de coupe. L'ensemble des organes de la machine est disposé sur un bâti muni d'une série d'embrayages-freins à disques (ou équivalents) entraînés alternativement par des poulies à chaines ou analogues et qui sont actionnés par un seul moteur ou moto-variateur. Selon une caractéristique de l'invention, ce bEti peut supporter plusieurs ensembles de découpe désignés ci-dessus par b) et peut être translaté, par moteur ou équivalent, le long d'un banc ou support fixe reposant au sol. Ainsi, comme on le verre ci-après plus en détail, la dépose des manchons autour des récipients peut être faite en continu tout en accompagnant le déplacement des récipients sur leur convoyeur. D'autres caractéristiques apparaîtront encore au cours de la description suivante, relative à un mode non limitatif de réalisation, illustré par les dessins schématiques annexés où l'on peut voir Fig.1 : une coupe simplifiée des principaux organes d'une machine se lon l'invention Fig.2 : un mode de maintien du mandrin central par la plate-forme de l'un des étages de l'ensemble vertical de coupe et entraînement de la gaine Fig.3 : la structure simplifiée d'une mâchoire de système déplisseur ; Fig.4 : un mode de mise en tension et relichement de la gaine plastique servant à alimenter l'ensemble vertical Fig.5 : un diagramme simplifié des principales fonctions remplies par les organes prévus sur l'ensemble vertical de coupe de la gaine et guidage des tronçons La machine telle que représentée schématiquement sur la figure I comprend essentiellement : un magasin 1 d'alimentation en gaine plate de film thermoplastique ; un système 2 d'enroulement et de distribution de cette gaine ; un ensemble vertical 3 destiné à la coupe de la gaine, puis au guidage et à la pose des tronçons de gaine obtenus; une série 4 de moyens de transmission des mouvements des divers organes. Les éléments précités de la machine on translation sont agencés à un bâti mobile 5 capable de se déplacer , par exemple au moyen de vis à filets croisés 6, le long d'un banc-support fixe 7 reposant au sol. Le magasin 1 est avantageusement constitué par une caisse parallélipédique par exemple en carton, où l'on a disposé verticalement côte par exemple cOte, séparées par des entretoises,/deux bobines 9 de gaine plastique enrou lée d plat telle qu'obtenue par soudage en continu de deux bords rapprochés d'un film plastique thermorétracatble comme par exemple du chlorure de polyvinyle. La gaine peut, bien entendu, être munie de'toutes impressions et décorations selon les procédés connus. Une bobine est gardée en réserve pendant que l'autre sert à alimenter a machine. L'emballage est muni d'une fente 10 et la gaine 11 suit, comme on peut le voir sur la figure 4, un cheminement le long duquel elle est soumise à des tensions différentes.Au départ, la gaine plate est fortement tirée en traction par les cylindres 12-puis elle est ensuite relachée au moyen d'un système à embarrage souple t3 en passant devant une cellule photoélectrique 14 ; on créé ainsi une réserve de gaine pendant l'opération ultérieure de coupe et la cellule permet de mettre à nouveau en sur, tension la gaine pour délivrer/l'ensemble 3 une nouvelle longueur de tronçon. L'entraînement de la bande continue jusqu'au dessus de l'ensemble 3 s'effectue entre des séries de rouleaux ou galets 15 entraînés par le moteur 16. Comme on le verra plus loin, ce seul moteur commande toute la série des embrayages-freins prévus pour le fonctionnement des organes mobiles de la machine, les poulies de chaque embrayage étant entraînées par charnue ou moyen équivalent. Après son engagement, en début de déroulement de la bobine 9 autour de le partie effilée du mandrin 17, la gaine 11 est soumise aux opérations de déplissage, découpe et expulsion autour du réceptacle à habiller dans l'ensemble vertical dénommé d'une façon générale par le chiffre 3. Le mandrin 17, qui peut avoir toutes formes, par exemple cylindrique, est constitué par un élément creux, en matière plastique, métal ou alliage, dont la paroi est munie microperforations destinées à laiseer s'échapper un flux d'air ou autre fluide soufflé à l'intérieur. Ce mandrin 17 est maintenu et ajusté en permanence dans la position verticale par l'une au moins des plates-formes 18,19,20. Par exemple, comme on peut le voir sur la figure 2, une plate-forme (exemple : 18) est munie de plusieurs ergots ou gourons 21, actionnés par des ressorts 22 ou autre moyen (arbre à came ou analogue), ces ergots venant se loger dans une rainure ou gorge 23 prévue sur la périphérie du mandrin 17. Selon une variante, non représentée sur les figures, le mandrin peut & re maintenu au niveau au moins de l'une des plate-formes 18,19,20 par une mâchoire s'adaptant à un logement approprié du mandrin. Alors que la gaine est entraînée dans sa descente sur le mandrin 17 par des galets 24 actionnés par les Qabrayages-freins 25,26 reliés au moteur 16, cette gaine est soumise à un déplissage au moyen de mâchoires chauffantes 27 constituées, par exemple, par deux demi-coquilles en métal 28 /29 revêtus intérieurement d'un matériau plastique/(caoutchouc siliconé ou analogue) destiné à éviter toute éventuelle surchauffe locale. Grâce à leur constitution, ces deux coquilles 27 se dégauchissent d'olles-mmes sur le mandrin 17. Après déplissage, gaine est soumise à la coupe,par exemple à l'aide d'un dispositif rotatif à lames, désigné par le chiffre 30 sur les -figures 1 et 5, qui est entraîné également par le moteur 16 et dont les lames pénètrent dans le film alors qu'elles sont déjà en rotation. Selon un mode de réalisation particulier; on peut adjoindre à ce dispositif de coupe un système de microperforation destiné à créer en une zone donnée de la gaine une ligne supplémentaire de prédécoupe. Au niveau de la coupe et de préférence juste en-dessous, l'ensemble vertical 3 est muni d'un dispositif à fluide pressurisé 31 qui, alimenté par une soufflerie motorisée 32, inJeCte de l'air (ou analogue) selon la flèche 33 au sein du mandrin creux 17 de façon à chasser vers le bas le tronçon de gaine après sa découpe. On trouve ensuite, toujours dans le sens de haut en bas de l'ensemble vertical 3, une série d'étages (trois dans ce mode de réalisation) délimités par les plates-formes 18,19 et 20 dont les fonctions d'ouverture et kou contacteursj fermeture sur le mandrin sont commandées par des cellules 34,3 actionnées par électroaimants, une cellule 36 étant en outre prévue pour déterminer la longueur de coupe d'un tronçon.D'autres séries de galets 37 et 38, destinés à l'entrai- nement et au dégagement respectivement de la gaine et du tronçon découpé peuvent entre prévus le long du mandrin 17 ; ces galets sont reliés à l'un des nombreux dispositifs d'embrayage-freins (par exemple 39) et leurs actions sont bien en tendu coordonnées en séquence avec celles des cellules précitées. On décrira maintenant succinctement mode de mise en oeuvre des différentes fonctions de la machine selon-l'invention et tout particulièrement, de l'ensemble vertical 3. On se référera à cet effet à la figure 1 et au dessin schématique de la figure 5. Au moment où la gaine continue 11 vient d'autre enfilée sur le mandrin 17 (début de bobine), ce dernier est maintenu en position par la fermeture des ergots de la plate-forme 20 de l'étage inférieur (position de repos). Les plates-formes 18 et 19 sont ouvertes et les systèmes galets-embrayage (couples : 24-26 et 37-39) se mettent an route pour faire descendre la gaine jusque devant la cellule 36 qui détermine la longueur de coupe à effectuer. Cette cel lule à électroaimant provoque l'arrdt des galets 24+37,38 (stoppage sur débit de gaine) et elle appelle l'opération de déplissage 27 puis déclenche la coupe 30. La fin de coupe, décelée par contacteur, fait redémarrer le galet de dégagement 38. Celui-ci libère le tronçon de gaine découpé (ou manchon) et l'ambne devant la cellule 34. Cette dernière met au repos le premier étage 18 et provoque l'envoi d'air pressurisé 33 dans le mandrin par commande d'un électroaimant 40 d'ajustage d'air , en outre la cellule 34 ouvre le deuxième étage 19. -L'airqui souffle vers le bas véhicule le manchon. Puis la cellule 34 est démasquée, ce qui provoque la fermeture du deuxième étage (plate-forme 19). le manchon découpé descend devantla cellule 35 qui ouvre le troisième étage (plate-forme 20), ce qui permet de libérer ce manchon hors de l'ensemble vertical 3. Ce troisième étage se referme ensuite et le cycle redémarre comme ci-dessus. Toutes ces opérations séquentielles sont coordo a es en programmées par un en semble électronique dont on a désigné le boîtier de commande par le chiffre 41 (figure 1). En pratique, l'ensemble vertical de découpe de la gaine, d'expulsion des manchons obtenus et de dépose de ces derniers autour de récipients, est installé au-dessus d'un convoyeur destiné à l'amenée en continu des réceptacles à revêtir (non représenté sur les figures annexées). On peut utiliser à cet effet l'un des convoyeurs décrits dans les brevets français Nu75.30896 du 9 Octobre 1975 (et Addition 75.36299, 76.08851, 76.39546) et N076.33690 du 9 Novembre 1976. Ces convoyeurs à bande sans fin sont munis d'un tunnel chauffant destiné à effectuer la thermorétraction des manchons autour des récipients. Divers modes opératoires de pose en continu peuvent être mis en oeuvre gracie aux possibilités de la machine selon l'invention qui peut travailler soit en poste fixe soit en déplacement ou accompagnement des récipients puisque le bditi est, comme dit -ci-dessus, mobile ' sur socle fixe. Par exemple, dans le cas où l'ensemble vertical 3 est fixe, on prévoit une table rotative alvéolaire qui reçoit les objets à revdtir et les amène avec précision sous l'extrémité inférieure du mandrin (flèche 42, figure i). Lorsque, au contraire, l'ensemble 3 se déplace en continu-au-dessus du convoyeur mobile on prévoit une vis ou étoile de positionnement des récipients à manchonner et la base du mandrin accompagne ces récipients pendant la pose.On notera qu'un moteur 43 est prévu dans le socle fixe (figure 1) pour assurer la translation de lXensemble 3 et le convoyage des récipients. il s'est révélé parfois avantageux d'installer en bas du mandrin 17 d'une part une cellule de détection de présence d'objet à manchonner et de commande de pose et, d'autre part, un organe suppiémentaire destiné à assurer un parfait centrage du manchon sur le récipient ou à supporter un dispositif de positionnement de ce manchon autour du-récipient (par exemple courroies de pré pension et d'accompagnement ou système équivalent). Bien entendu, tous autres organes à fonction équivalente peuvent dtre substitués à ceux décrits dans l'exemple non limitatif précité sans pour autant sortir de la portée de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Machine destinée à la découpe automatique et à cadences programmées de gaine plastique thermorétractable en tronçons ou manchons aptes à être déposés puis rétractés à chaud autour de récipients, la machine étant caractérisée en ce quelle comporte essentiellement, agencés sur un bâti mobile le long d'un banc-support fixe au sol a) des moyens d'alimentation en gaine plastique sous forme eplatie puis de convoyage de la bande continue dans des conditions de tension prédéterminée b) un ensemble vertical de découpe de la gaine et de fourniture de tronçons ou manchons, cet ensemble comprenant de haut en bas, disposés autour d'un mandrin creux sur lequel est engagée la gaine continue - des moyens de suppression des deux plis de la gaire plate ;; - des moyens de découpe de la gaine - des moyens étagés permettant à la fois de maintenir le mandrin en position verticale et de régler automatiquement les hauteur et cadence de coupe - des moyens de guidage et d'expulsion des manchons vers le bas du mandrin ces manchons étant déposés ensuite automatiquement, de façon connue en soi,déposés autour de récipients à revêtir circulant sur convoyeur puis rétractés à chaud. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens d'alimentation en gaine plate sont constitués par plusieurs bobines enfermées dans un emballage délivrant la gaine par des fentes horizontales et en ce que le convoyage de la bande est effectuée alternativement sous forte tension puis sous relachement avec système d'embarrage souple pour permettre la mise en longueur et la coupe du tronçon de gaine. 3 Machine selon la revendication I, caractérisée en ce que les moyens de déplissage de la gaine sont constitués par des mâchoires chauffantes dont le temps d'application sur le mandrin est programmé en séquence avec la découpe de la gaine et est fonction de la température de chauffage. 4. Machine selon la revendication 1, caractérisé en ce que les mo /plusieurs yens de découpe de la gaine sont constitués par un dispositif rotatif à une ou/ (ou couteaux) mandrin lames/qui s'engagent sur la gaine alors qu'elles sont déjà en rotation autour du/ 5.Machine selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens étagés comprennent des plates-farmes concentriques au mandrin et munies d'ergots rétractables destinés à s'engager dans des gorges prévues sur le mandrin, oes plates-formes délimitant au moins deux étages pour le réglage de la hauteur de coupe, la descente du manchon et son expulsion en bout de mandrin. 6. Machine selon la revendication I, caractérisé en ce que les moyens de guidage de la gaine puis des tronçons sur le mandrin sont constitués par des galets de débit ou de dégagement, fixes ou mobiles sur le bâti. 7. Machine selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'expulsion et entraînement des manchons vers le bas du mandrin sont constitués par un dispositif à fluide pressurisé qui, disposé sous les moyens de découpe de la gaine, dirige son flux au sein du mandrin creux et l'expulse par des microperforations prévues sur la périphérie de ce mandrin. 8. Machine selon les revendications 1 et 3, caractérisée en ce que le mandrin a une forme extérieure soit cylindrique soit polygonale, un second moyen de déplissage pouvant alors être prévu sous le premier dans le cas d'une forme polygonale, destinée à l'obtention de tronçons de gaine de conformation correspondante. 9. Machine selon l'ensemble des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que les moyens d'alimentations en gaine plastique et l'ensemble vertical de découpe sont actionnés par un seul moteur commandant des séries d'embrayages-freins à disques au moyen de poulies entraînées par chaîne ou analogue et-en ce que toutes les opérations (longueur présélectionnée de gaine, déplissage, coupe, cheminement et expulsion des tronçons) sont coordonnées en séquence au moyen de séries de cellules de commande d'électroaimants. 10. Machine selon la revendication 9, caractérisée en ce qu' elle comporte en outre, agencés dans ledit support fixe, des moteurs pour la translation du bâti et le déplacement du convoyeur à récipients ainsi que pour le soufflage de fluide pressurisé.