Brevet FR2467172A1 — publié le 19810417

La présente invention, due à la collaboration de Monsieur Jacques, Charles, Jean DEGIEUX, et réalisée dans les services de la demanderesse, est relative à un appareil pour fermer un orifice et, plus particulièrement, à un tel appareil qui permet de fermer l'orifice d'un récipient à l'aide d'un opercule formé dans un matériau de thermoscellage. A l'échelle industrielle, le conditionnement des produits de grande consommation commercialisés en flacons, bouteilles ou autres récipients divers, exige des installations de grande productivité. Après remplissage, des convoyeurs entraînent les récipients, les uns après les autres, dans un poste où l'orifice par lequel le récipient a été rempli est fermé à l'aide d'un bouchon, d'une capsule, d'un opercule ou de tout autre moyen d'obturation. De nombreux matériels ont été conçus pour réaliser automatiquement les opérations de fermeture. Certains d'entre eux mettent en oeuvre la technique du thermoscellage qui consiste à placer sur l'orifice à fermer un opercule en un matériau propre à être fixé à chaud sur le pourtour de cet orifice. Des appareils de thermoscellage combinent avantageusement en un même poste la découpe de l'opercule et la fixation de ce dernier sur 11 orifice à obturer. Les brevets français 1 578 732 et 1 600 811 décrivent de tels appareils. Lorsque le matériau de thermoscellage constituant l'opercule est, par exemple, formé d'un "complexe" comprenant une feuille de papier enduite d'une couche de polyéthylène, et lorsqu'on utilise un appareil de thermoscellage d'un des types décrits aux brevets précités, l'encrassement rapide de l'outil de déooppe de l'opercule crée des difficultés d'entretien de l'appareil. En effet, cet outil est échauffé, soit par le complexe préalablement chauffé avant découpe (brevet français 1 600 811)9 soit par une résistance électrique placée à sa partie inférieure (brevet français 1 578 732), les deux fonctions de découpe et de chauffage étant alors assurées par un même outil.Du fait de cet échauffement, le polyéthylène fusible se dépose sur l'outil de coupe dont il encrasse notamment la région de l'arrête de coupe. Cet encrassement nuit à la qualité de la découpe et au fonctionnement de l'appareil en général. La présente invention a donc pour but de réaliser un appareil pour fermer un orifice, notamment de récipient, qui ne présente pas cet inconvénient. On atteint ce but de l'invention avec un appareil pour fermer un orifice avec un opercule, du type qui comprend un mécanisme d'alimentation pour placer un produit plat de thermoscellage au-dessus et à proximité de l'orifice, un poinçon pour découper un opercule dans ce produit, un mors chauffant coaxial au poinçon et mobile entre une position inactive et une position active dans laquelle il presse et chauffe contre l'orifice l'opercule préalablement découpé par le poinçon. Suivant l'invention, dans sa position inactive, le mors est sans contact thermique avec le poinçon de manière à ne pas échauffer ce dernier. Au dessin annexé, donné seulement à titre d'exemple - la figure 1 est une vue perspective de l'ensemble de l'appareil suivant l'invention - la figure 2 est une vue en coupe axiale, prise suivant le trait de coupe 2-2 de la figure 1 ; et - la figure 3 est un schéma d'un mécanisme pour alimenter l'appareil suivant l'invention avec une bande de thermoscellage. L'appareil représenté aux figures 1 et 2 comprend eseentiellement un ensemble 1 de découpe et de chauffe monté dans un bâti fixe 13 fixé sur une potence 2 solidaire d'un plateau 3. En fonctionnement, un récipient 4 présentant un orifice à obturer est placé manuellement ou automatiquement sous l'ensemble 1, à la verticale d'un poinçon 5 et d'un mors chauffant 6 commandés respectivement par des vérins pneumatiques 7 et 8 superposés. Ceux-ci sont solidarisés en translation l'un à l'autre par une extrémité de manière que les tiges de leurs pistons sortent par les deux autres extrémitésj comme représenté au dessin. La tige 8a.du piston du vérin supérieur est fixée. sur le bâti 13 et le corps de ce même vérin est fixé sur un support mobile 12 qui porte le poinçon 5 et qui coulisse à l'intérieur du bati 13. La tige 7a du vérin inférieur 7 porte le mors chauffant 6. Un bloc 9 fixé près de la base du bâti 13 comprend un couloir 10 que traverse une bande 11 (figure 2) d'un produit de thermoscellage entraîné dans ce couloir par un mécanisme d'alimentation tel que celui qu'on a représenté à la figure 3. Ce produit peut être du type du "complexe" décrit ci-dessus. L'extrémité inférieure du poinçon 5 prend la forme d'une arête de coupe circulaire et elle est engagée dans un alésage 14 du bloc 9 où cette extrémité du poinçon peut se déplacer verticalement sous l'action du vérin 8. La course du poinçon 5 est telle que son arête puisse venir dans le plan de la bande 11 pour y découper un opercule. Le mors chauffant 6 et son tube ajouré de refroidissement 16 sont solidaires du piston du vérin 7 qui les déplace verticalement. Ils ont une course telle que, lorsqu'ils descendent sous l'action du vérin 7, le mors traverse un alésage 15 du poinçon, puis le bloc 9 de manière à venir dans une position active, en butée sur l'orifice d'un récipient à fermer. En outre, suivant l'invention, lorsque le mors remonte pour s'arrêter dans une position inactive à la fin d'un cycle de fonctionnement, ce mors est alors complètement dégagé du poinçon 5 et du bloc 9, comme représenté en trait plein sur la figure 2. Dans cette position le mors, qui est chauffé par une résistance électrique alimentée par un circuit thermostaté classique (non représenté), ne peut échauffer ni le poinçon 5 ni le bloc 9, grâce à l'intervalle d'air qui l'isole de ces organes.Ceux-ci conservent alors une température suffisamment basse pour que des particules thermofusibles détachées de la bande 11 lors de la découpe des opercules, ne viennent se fixer sur ces organes en les encrassant. En effet, si le mors chauffant restait au contact du poinçon, il l'échaufferait par conduction. Si alors une particule thermofusible se trouvait contre le poinçon, celui-ci l'échaufferait et la particule prendrait une consistance collante. De ce fait, elle se fixerait sur le poinçon. Au bout d'une certaine durée de fonctionnement, le poinçon s'encrasserait, la coupe perdrait de sa nettes et il deviendrait nécessaire de le nettoyer. Dans une installation industrielle où la cadence de fonctionnement est élevée, les nettoyages peuvent être fréquents. L'invention permet d'atténuer largement cet inconvénient en réduisant considérablement la fréquence de ces nettoyages ou même en les supprimant. La séquence de fonctionnement de l'appareil suivant l'invention s'établit comme suit. Un convoyeur (non représenté) ayant placé un récipient 4 sous l'ensemble 1 et dans l'axe du poinçon et du mors chauffant, un circuit de commande classique, électropneumatique par exemple, qu'il a paru inutile de représenter, actionne le vérin 8 à partir de sa position inactive (figure 2). Le support mobile 12 descend alors et l'arête du poinçon 5 découpe un opercule dans la bande 11 qui traverse le couloir 10 du bloc 9. Le circuit de commande actionne ensuite le vérin 7 qui fait descendre le mors chauffant 6 dans l'alésage 15 du poinçon 5, puis dans l'alésage 14 du bloc 9. A la fin de cette course, il plaque l'opercule sur l'orifice du récipient à boucher, qui est placé juste en-dessous de l'alésage 14. Le mors chauffe la matière thermofusible de l'opercule, qui devient collante et adhère au pourtour de l'orifice du récipient. Après retrait du mors et refroidissement, l'opercule est fixé à l'orifice qui est alors hermétiquement bouché. On a remarqué qu'il était souhaitable que le diamètre de l'opercule soit sensiblement plus grand que celui de l'orifice. Ainsi, la partie active du mors chauffant 6 étant conformée en "assiette renversée" (voir figure 2), la périphérie débordante de l'opercule est rabattue au moment de la soudure autour de l'orifice, par la face tronconique de cette partie active, ce qui améliore la qualité de cette soudure. Suivant une autre caractéristique de l'invention, on tire parti de la course du vérin 7 pour commander pas à pas l'avance de la bande 11 dans le bloc 9. A cet effet, on utilise le mécanisme représenté à la figure 3. La bande 11 est pincée entre un galet 20 et un contre-galet 21. Une roue à rochet 22 est montée sur l'axe du galet 20 de manière à tourner solidairement avec ce dernier. La rotation du galet 20 est commandée par la tige 7a du piston du vérin 7, grâce à un ensemble de transmission (24, 25, 26, 27, 28, 29, 30). Cet ensemble comprend un doigt 24 articulé en 31 sur une première barrette 26 montée en rotation libre sur l'axe 32 du galet 20 et articulée en 33 sur une deuxième barrette 27. Celle-ci se prolonge par un organe de liaison tel qu'une tige munie de deux butées 28 et 29. Entre ces butées, la tige traverse librement un trou percé dans une pièce 30 solidaire de la tige 7a du piston du vérin 7. Un ressort àn épingle 25 charge le doigt contre la roue à rochet. Quand le vérin 7 remonte le mors chauffant, à la fin d'une opération de thermoscellâge d'un récipient, le doigt 24 tourne. dans le sens -de la flèche F, à partir de la position représentée en-trait interrompu sur la figure 3, pour venir dans la position représentée en trait plein, après avoir fait tourner la roue 22 et le galet 20 d'un angle qui correspond à l'entraînement dans le bloc 9 d'une longueur de bande suffisante pour que le poinçon 5 puisse y découper un opercule lors de l'opération de thermoscellage suivante. La course morte définie par les butées 28 et 29 (qui peuvent être réglables) permet au mors chauffant de se dégager de la bande 11 avant que celle-ci ne quitte sa position d'arrêt sous l'action du galet 20. De même la séquence de fonctionnement des vérins 7 et 8, établie par le circuit de commande, est eelle que le poinçon s'écarte de la bande 11 avant que l'entraînement de cette bande ne reprenne. Bien que le mode de réalisation décrit ci-dessus de l'appareil suivant l'invention comprenne deux vérins, il est clair que de nombreux organes mécaniques connus pourraient leur être substitués sans que l'on sorte du domaine de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Appareil pour fermer un orifice avec un opercule, du type qui comprend un mécanisme d'alimentation pour placer un produit plat de thermoscellage au-dessus et à proximité de l'orifice, un poinçon pour découper un opercule dans ce produit, un mors chauffant coaxial au poinçon et mobile entre une position inactive et une position active dans laquelle il presse et chauffe contre l'orifice l'opercule préalablement découpé par le poinçon, appareil caractérisé en ce que, dans sa position inactive, le mors est sans contact thermique avec le poinçon de manière à ne pas échauffer ce dernier. 2 - Appareil conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que, dans sa position inactive, le mors est séparé du poinçon par un intervalle d'air. 3 - Appareil conforme à l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le poinçon est fixé sur un support mobile sous l'action d'un premier vérin et en ce qu'un deuxième vérin est monté sur ce support pour actionner le mors chauffant. 4 - Appareil conforme à l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que le mécanisme d'alimentation est actionné par le deuxième vérin lorsque celui-ci renvoie le mors chauffant à sa position inactive. 5 - Appareil conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que ledit mécanisme comprend un galet d'entraînement du produit plat, une roue à rochet coaxiale et solidaire du galet, un ensemble de transmission relié, d'un côté, au piston du deuxième vérin et, de-l'autre côté, à la roue à rochet, par l'intermédiaire d'un doigt chargé élastiquement vers cette roue. 6 - Appareil conforme à la revendication 5, caractérisé en ce qu'un organe de liaison définissant une course morte limitée, raccorde le deuxième vérin à l'ensemble de transmission.