Brevet FR2510937A1 — publié le 19830211

La présente invention se rapporte à un procédé et à un appareil de fermeture par fusion du fond d'un ré- cipient tubulaire en résine synthétique, de façon rapide et avec un rendement élevé, mais avec peu ou pas d'émis- sion de bruit pendant la fusion. Suivant l'art antérieur, les tubes en résine synthétique qui ont été remplis sont fermés à leur base par application d'ondes ultrasoniques sur les faces à as- sembler par fusion, dans une direction perpendiculaire ou parallèle à ces faces. Lorsqu'on applique des ondes ultrasoniques sur les faces à assembler par fusion, dans une direction perpen- diculaire à celles-ci, la fusion est impossible ou elle est obtenue avec une résistance de jonction réduite lorsque le contenu est déposé sur les faces Dans ce dernier cas, une partie de la résine synthétique constituant les faces à ré- unir par fusion est pulvérisée et dispersée dans le contenu, ce qui provoque sa détérioration. Par contre, lorsqu'on applique les ondes ultraso- niques sur les faces à réunir par fusion dans une direction parallèle à celles-ci, les faces à réunir par fusion présen- tent des bavures, ce qui provoque une diminution de la qua- lité La fusion est également effectuée dans une ambiance de travail non satisfaisante, avec un bruit de frottement désagréable De plus, la durée nécessaire à la fusion est trop longue, de sorte que le rendement diminue. La présente invention a pour objet un procédé d' assemblage par fusion du fond d'un récipient tubulaire char- gé, réalisé en résine synthétique, dont l'embouchure est tournée vers le bas Suivant l'invention, ce procédé con- siste à mettre en contact une partie aplatie de l'extrémité supérieure dqrécipient tubulaire avec une face d'une tête de vibrateur, prévue à l'extrémité inférieure d'un généra- teur ultrasonique, qui oscille d'un angle donné par rapport à cette partie aplatie, et à appliquer des vibrations ultra- soniques sur ladite face de la tête, de façon à appliquer ces vibrations ultrasoniques sur la partie aplatie. La présente invention a également pour objet un dispositif de jonction par fusion du fond d'un récipient tubulaire chargé, réalisé en résine synthétique, dont l'em- bouchure est tournée vers le bas L'appareil suivant l'in- vention comprend: un générateur ultrasonique qui oscille d'un angle donné par rapport à la direction longitudinale du récipient tubulaire, des moyens de guidage, prévus sur le bord d'un socle support, pour aplatir l'extrémité supé- rieure du récipient tubulaire; une plaque mobile vers l'a- vant et l'arrière sur ce socle, et des moyens d'élévation, disposés entre une tête de vibrateur prévue à l'extrémité inférieure du générateur ultrasonique et ladite plaque, afin d'introduire l'extrémité supérieure du récipient tubulaire à travers un trou ouvert formé dans les moyens de guidage. La présente invention vise également un disposi- tif du type ci-dessus, dans lequel la tête comporte dans sa face d'extrémité une gorge située en face du bord supérieur des moyens de guidage. La résine synthétique en poudre ou en particules formant la partie aplatie est empêchée d'être dispersée dans le contenu du récipient tubulaire et ce contenu n'est pas détérioré La fusion est effectuée avec une force de jonc- tion accrue, sans difficulté, même lorsque le contenu est déposé sur les faces à réunir par fusion En outre, la par- tie fondue ne présente aucune bavure et on obtient par-con- séquent un aspect agréable De plus, la fusion peut être effectuée avec un rendement élevé et avec peu ou pas d'émis- sion de bruit désagréable de frottement. L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description de ses formes de réalisation, non limitatives, représentées sur les dessins annexés. Fig 1 est une vue de côté, avec coupe partielle, du dispositif suivant l'invention; fig 2 est une vue en plan, à plus grande échelle, du socle support; fig 3 est une vue de côté à plus grande échelle, partiellement en coupe, d'une partie de la présente inven- tion; - fig 4 est une vue de dessous de la tête de vi- brateur; fig 5 est une vue de côté à plus grande échelle, avec coupe partielle, d'une partie d'une autre forme de ré- alisation de la présente invention, et fig 6 est une vue de dessous de la tête de vi- brateur de la figure 5. La présente invention est expliquée ci-après, avec référence à une forme préférée de réalisation illus- trée par les figures 1 à 4. Les récipients tubulaires concernés comprennent, de façon non limitative, des récipients en diverses résines synthétiques,par exemple polyéthylène, polyamide (nylon) ou polypropylène, seules ou en association, ou, en variante, des récipients formés d'une feuille d'aluminium dont les deux faces sont revêtues avec les résines ci-dessus Les récipients peuvent avoir une épaisseur de 0,2 à 0,7 mm et une largeur de 10 à 60 mm Les tubes peuvent avoir une lon- gueur appropriée, en fonction des applications particulières. L'amplitude et la fréquence des ondes ultrasoniques, engen- drées par un générateur d'ultrasons décrit plus loin, peu- vent être de l'ordre de 0,05 à 0,025 mm et de 15 k Hz ou da- vantage, respectivement. Un générateur d'ultrasons, globalement désigné par le repère 12, est disposé suivant un angle de 1 à 890, et de préférence 10 à 450, par rapport à la direction lon- gitudinale d'un récipient tubulaire chargé, réalisé en ré- sine synthétique, désigné par le repère 11 et dont l'ouver- ture ou embouchure 10 est tournée vers le bas Le générateur est supporté, de façon pivotante et horizontalement coulis- sante, sur une tige 13, par l'intermédiaire de son bras 14. Le générateur comprend un oscillateur 15, un amplificateur 16, un vibrateur 17, une tige 18 de butée de vibrateur, une sonotrode 19 et une tête de vibrateur 20. La tête 20 du vibrateur est en forme de tronc de cône inversé et ses faces de contact droite et gauche 21 et 22 forment un angle de O à 450, qui est le même que la direction d'oscillation des ondes ultrasoniques, et elles portent des marques 23 et des stries croisées 24 à repro- duire sur le fond du tube 11 à réunir par fusion. Une plaque 28 est fixée à l'extrémité d'une tige 27 sortant d'un dispositif de contact 26, fixé sur un so- cle 25 maintenu par des moyens appropriés Le dispositif 26 est constitué par un vérin hydraulique, un vérin pneuma- tique, une came, etc Le dispositif 26 a pour but de mettre en contact l'extrémité de la partie aplatie du tube 11 avec la face 21 ou 22 de la tête 20 du vibrateur, comme décrit plus loin Le socle 25 comporte des moyens de guidage 31, en forme de parapluie, traversés par un trou rectangulaire qui sert à aplatir le fond du récipient tubulaire 11, comme représenté en 29 Des moyens de serrage 34, pour blo- quer l'épaulement lia du récipient tubulaire 11, sont pré- vus à l'extrémité supérieure d'une tige 33 qui peut être déplacée vers le haut et vers le bas par un dispositif élé- vateur 32 constitué d'un cylindre hydraulique, un cylindre pneumatique, une came, etc et capable de faire monter et descendre le récipient tubulaire 11. L'appareil suivant la présente invention fonction- ne comme suit: la tige 27 et la plaque 28 sont déplacées vers l'arrière par la manoeuvre du dispositif de contact 26, tandis que la tige 33 et les moyens de blocage 34 sont dé- placés vers le bas par la manoeuvre du dispositif élévateur 32 On insère l'épaulement lia du tube chargé 11 dans les moyens de serrage 34, de façon à maintenir le tube On ac- tionne ensuite le dispositif élévateur, ce qui provoque la montée de la tige 33 et les moyens de blocage 34, de sorte que le fond cylindrique du tube 11 est introduit dans les moyens de guidage 31 en forme de parapluie o il est apla- ti, puis traverse le trou rectangulaire 30 et fait saillie au-delà de ce trou Lorsque l'extrémité supérieurele la partie aplatie dépassante du fond 29 coincide avec le bord supérieur de la plaque 28, on arrête la montée du disposi- tif élévateur 32 On actionne alors le dispositif de con- tact 26 pour provoquer un mouvement de la tige 27 et de la plaque 28 vers l'avant, afin de mettre en contact l'extrê- mité de la partie aplatie 29 du tube 11 avec la face 21 de la tête de vibrateur 20 du générateur ultrasonique 12 On excite ensuite l'oscillateur 15 de ce générateur 12, ce qui provoque l'application de vibrations ultrasoniques sur la partie aplatie 29 du fond maintenue entre la face 21 de la tête de vibrateur 20 et la plaque 28,suivant un angle déter- miné, de sorte que la partie aplatie 29 est réunie par fu- sion et que les marques 23 et les stries 24 sont transfé- rées sur les surfaces extérieures de ladpartie aplatie 29. Si une marque et des stries sont prévues sur la surface de la plaque 28 qui vient en contact avec la partie aplatie 29, elles sont transférées également sur la surface extérieu- re de cette partie. Suivant la présente invention, des vibrations ul- trasoniques sont appliquées sur la partie aplatie 29 du fond du tube 11 maintenue entre la face de contact 21 de la tête de vibrateur 20 et 14 plaque 28, suivant un angle prédé- terminé, de façon à joindre par fusion la partie aplatie 29. Cela évite la dispersion de la résine synthétique en poudre ou particules, formant la partie aplatie 29, dans le contenu du tube, sous l'effet des vibrations ultrasoniques pendant la fusion On évite ainsi la détérioration de ce contenu La fusion est effectuée avec une force de jonction accrue, sans difficulté, même lorsque le contenu forme des dépôts sur les faces intérieures de la partie aplatie 29 De plus, la par- tie fondue ne présente pas de bavure et on obtient par con- séquent un aspect agréable En outre, la fusion peut être effectuée avec un rendement élevé et dans une bonne ambian- ce de travail, avec peu ou pas d'émission de bruit désagré- able de frottement Lorsque la face de contact 21 de la tête de vibrateur 20 est usée, le vibrateur 17 peut être démonté de l'amplificateur 16 et remonté de manière à ce que son côté opposé non usé 22 serve maintenant de face de contact Ainsi, le vibrateur 17 muni de la tête 20 peut être utilisé pendant une longue durée, en bon état. Les figures 5 et 6 représentent une autre forme de réalisation de la présente invention qui est sensible- ment la même que la première forme de réalisation décrite ci-dessus, sauf en ce qui concerne la configuration du som- met de la tête de vibrateur 20 Une tête de vibrateur 50 comporte dans sa face d'extrémité une gorge 55 qui se trou- ve en face du bord supérieur adjacent 31 a des moyens de gui- dage 31 La tête 50 comporte, sur ses faces droite et gau- che, des repères 52 et des stries croisées 54. Suivant la deuxième forme de réalisation de la présente invention, la gorge 55 formée dans la face d'ex- trêmité de la tête 50 permet à cette dernière de recevoir le bord supérieur 31 a des moyens de guidage 31 De ce fait, la distance dont la partie aplatie 29 à joindre par fusion dépasse au-delà du trou traversant 30 peut être juste égale à la largeur de la partie 29 à fondre Cela permet de dimi- nuer la longueur de la partie aplatie 29 D'autre part, la quantité d'air restant dans le fond du récipient tubulaire 11 en résine synthétique peut être réduite à un degré tel que l'oxydation du contenu est évité Le récipient tubulai- re 11 peut également être de longueur totale réduite,ce qui procure une économie sensible de matière. Il est entendu que des modifications de détail peuvent être apportées dans la forme et la mise en oeuvre du procédé et de l'appareil suivant l'invention, sans sor- tir du cadre de celle-ci. Revendications 1 Procédé de jonction par fusion du fond d'un réci- pient tubulaire chargé, réalisé en résine synthétique et dont l'embouchure est tournée vers le bas, caractérisé en ce qu'il consiste à: mettre en contact une partie apla- tie de l'extrémité supérieure du récipient tubulaire avec une face d'une tête de vibrateur prévue à l'extrémité in- férieure d'un générateur ultrasonique qui peut osciller d'un angle donné par rapport à ladite partie aplatie; et à appliquer des vibrations ultrasoniques sur cette face de la tête, de manière à appliquer ces vibrations ultrasoni- ques sur la partie aplatie. 2 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les vibrations ultrasoniques sont appliquées sur la partie aplatie, suivant un angle de 10 à 450 par rapport à celle-ci. 3 Dispositif pour la jonction par fusion du fond d'un récipient tubulaire chargé, réalisé en résine synthétique et dont l'embouchure ( 10) est tournée vers le bas, carac- térisé en ce qu'il comprend: un générateur ultrasonique ( 15)>qui peut osciller d'un angle donnéfpar rapport à la di- rection longitudinale du récipient tubulaire ( 11); des- moyens de guidage ( 31) prévus sur le bord d'un socle sup- port ( 25), pour aplatir l'extrémité supérieure ( 29) du ré- cipient tubulaire; une plaque ( 28) qui peut se déplacer vers l'avant et vers l'arrière sur le socle support; et des moyens d'élévation ( 32), disposés entre une tête de vibrateur ( 20) prévue à l'extrémité inférieure du généra- teur ultrasonique et cette plaque ( 28), de manière à intro- duire l'extrémité supérieure du récipient tubulaire à tra- vers un trou ( 30) formé dans les moyens de guidage ( 31). 4 Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les vibrations ultrasoniques émises par le géné- rateur à ultrasons sont dirigées suivant un angle de 10 à par rapport à la partie aplatie du récipient tubulaire. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la tête de vibrateur ( 20),prévue à l'extrémité inférieure du générateur d'ultrasons, est de forme tron- conique inversée et en ce que ses deux faces ( 21,22) sont disposées suivant un angle de 10 à 45 qui est le même que la direction d'oscillation des ondes ultrasoniques. 6 Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la tête de vibrateur ( 50), prévue à l'extrémité inférieure du générateur d'ultrasons ( 15), comporte dans sa face d'extrémité une gorge ( 55) qui est parallèle au bord supérieur ( 31 a) des moyens de guidage, adjacent à la tête.