Brevet FR2505774A1 — publié le 19821119

La présente invention concerne un procédé et une installation pour emballer des marchandises entre deux feuilles dans lesquels on forme un godet dans une feuille, on place la marchandise dans le godet et ensuite on ferme en soudant le bord du godet avec une seconde feuille. Dans les procédés et installations connus de ce type, on effectue le soudage à l'aide d'un cadre de soudage qui est muni, en général, d'un plateau d'aluminium ayant des nervures transversales et longitudinales faisant sail- lie en fonction des formats Dans le plateau se trouvent des barres de chauffage ou des plaquettes de chauffage qui cèdent de la chaleur au plateau d'aluminium par l'intermé- diaire d'une sonde de température et d'un thermostat. Les nervures longitudinales et transversales, par lesquelles de la chaleur est transférée aux feuilles sont réchauffées par le plateau d'aluminium. Un emballage est soudé normalement sur les bords par deux cordons de soudure transversaux et par deux cordons de soudure longitudinaux, avec la possibilité de souder plu- sieurs emballages en une seule passe A cet effet, le pla- teau de soudage qui est nécessaire porte plusieurs nervures de soudage longitudinales et transversales en fonction de la dimension de l'emballage. Le plateau de soudage est disposé au-dessus des deux feuilles à souder, tandis qu'en-dessous des feuilles se trouve une chambre qui possède des barrettes correspon- dant à l'agencement et à la largeur des cordons de soudure ou des nervures de soudage transversales et longitudinales. Pour effectuer le soudage, on soulève la chambre par un dispositif de levage et, ensuite, on abaisse le plateau de soudage par un dispositif pneumatique Les feuilles sont ainsi pressées ensemble et, par la chaleur transmise du plateau de soudage aux feuilles, sont portées à la tempéra- ture de fusion, grâce à quoi elles se soudent l'une à l'autre. Ce dispositif classique présente nécessairement un certain nombre d'inconvénients graves. C'est ainsi qu'il s'est avéré qu'il est très difficile d'obtenir une répartition uniforme de la chaleur. Les différences de température sont pour une part si gran- des que, dans un soudage, une partie des cordons de soudure à réaliser n'est pas soudée, tandis qu'une autre partie est brûlée en raison d'une surchauffe. Dans les emballages épousant les contours du pro- duit,pour lesquels la feuille supérieure est constituée d'un carton, il faut travailler à une température de souda- ge élevée d'une manière excessive et pendant des durées excessives pour obtenir la température de soudage nécessai- re entre les deux feuilles, de sorte qu'il se produit, pen- dant le travail, des pertes d'énergie et des pertes de temps supplémentaires. En outre, suivant le nombre et la dimension des em- ballages à souder, on obtient une surface plus ou moins grande du cordon de soudure Comme le plateau de soudage entraîné pneumatiquement est entraîné toujours avec la même force, indépendamment de la surface du cordon de soudure, ceci provoque des différences importantes de la presssion superficielle spécifique de sorte que cela ne suffit pas souvent pour obtenir un soudage impeccable. Enfin, lors de l'utilisation de la machine, il faut recourir à un plateau de soudage différent et à une chambre de soudage différente pour chaque dimension de l'emballage, ce qui entraîne, outre des durées de préparation notables, des coûts supplémentaires notables de mise à disposition et de stockage. Compte tenu de cet état de la technique, l'invention se propose, tout en évitant les inconvénients indiqués du procédé et de l'installation du type mentionné ci-dessus, de rendre possible un soudage uniforme et plus rapide sans courir le danger d'une surchauffe des feuilles. Le procédé suivant l'invention se caractérise en ce qu'il consiste à amener par le bas sur le cordon de soudu- re à former des éléments de soudage entre ou à côté des godets répartis sur la largeur des feuilles et à former en- tre la feuille inférieure et la feuille supérieure un cor- don de soudure, qui a au moins la longueur de l'emballage, 3 2505774 puis à former, avec un élément de soudage amené par le bas, à l'extrémité des godets, considérée suivant la direction d'avancement des feuilles, un cordon de soudure transversal, qui s'étend sur toute la largeur des feuilles. L'installation suivant l'invention comprend un pos- te d'emboutissage profond pour former des godets à marchan- dise dans un ruban de feuille, un poste de chargement pour placer les marchandises dans les godets, ainsi qu'un poste de soudage dans lequel le bord du godet formé au préalable dans la feuille inférieure peut être soudé sous pression et sous l'action de la chaleur avec la feuille supérieure et est caractérisée en ce que, en-dessous des feuilles, sont disposés des éléments de soudage,qui sont destinés aux cor- dons de soudage longitudinaux et transversaux et qui peu- vent coulisser suivant la direction verticale, des éléments de soudage longitudinaux de longueur égale ou supérieure à celle des emballages étant disposés, avec possibilité de changement, suivant le nombre des cordons de soudure longitu- dinaux nécessaire, sur la largeur des feuilles parallèle- ment au bord latéral des feuilles, tandis que les éléments de soudage transversaux disposés sensiblement perpendiculai- rement aux bords latéraux des feuilles peuvent coulisser suivant la direction longitudinale de l'avancement des feuilles On obtient ainsi, outre un grand nombre d'avanta- ges notables, une possibilité d'utilisation universelle de la machine à emballer On peut partager, d'une manière sim- ple,pratiquement à volonté la largeur des feuilles suivant la dimension souhaitée pour l'emballage sans qu'il soit nécessaire d'échanger le cadre de soudage par un processus prenant du temps On peut adapter pratiquement, d'une maniè- re continue, la soudure transversale Comme les éléments de soudage sont amenés par le bas, il n'est plus nécessaire de travailler à des températures de chauffage élevées outre mesure et pendant de trop grandes durées pour des emballa- ges épousant les contours du produit On obtient un cordon de soudure uniforme, car les éléments de soudage amenés sur la feuille, depuis le bas, ont sensiblement la tempéra- ture de fusion des feuilles à souder Ainsi, il ne peut pas se produire une surchauffe de la feuille, même en cas de soudures répétées Enfin, dans l'installation suivant l'in- vention on peut se dispenser de tout le dispositif pour l'abaissement du cadre de soudage, ce qui permet de dimi- nuer notablement les coûts de fabrication de l'installation. On n'a donc besoin, suivant l'invention, ni du cadre de soudage qui dépendait du format, ni non plus de la matrice de soudage qui dépendait du format. De préférence, les éléments de soudage sont agencés en éléments à enficher, tant un accrochage par complémenta- rité de formes qu'une liaison électrique pour l'élément de chauffage disposé à l'intérieur de l'élément de soudage étant réalisés par l'enfichage dans des positions sélectives. Suivant un mode de réalisation préféré, la longueur des éléments de soudage transversaux est égale à celle des éléments de soudage longitudinaux Il en résulte que les éléments de soudage peuvent être échangés, ce qui entraîne une simplification des manipulations et d'autres avantages de coûts. Avantageusement, la largeur des éléments de soudage est égale au double de celle d'un cordon de soudure longitu- dinal ou transversal, de manière à obtenir une largeur de cordon de soudure habituelle après une séparation au milieu à la suite du soudage. De préférence, la hauteur des rails de soudage est telle qu'ils ne peuvent recevoir sensiblement qu'un élément de chauffage, ainsi qu'une sonde de température En consé- quence, il n'y a qu'une faible masse à chauffer, ce qui per- met d'obtenir une température de soudage uniforme sur les rails, évite une surchauffe d'une autre zone de l'emballage et permet d'économiser de l'énergie En même temps, il ne se pose aucun problème d'accumulation de la chaleur dans les zones médianes du cadre de soudage, comme cela était courant dans les installations habituelles de ce type. De préférence, le rail de soudage est séparé de son support à l'aide d'une plaque isolante En-dessous du support des éléments de soudage sont disposés des éléments élastiques pour l'application de la pression de soudage, ces éléments élastiques pouvant être constitués de ressorts, de caoutchouc, ou d'unités à piston et cylindre On est sûr ainsi que l'élément de soudage appuie toujours avec la même force de pression sur les feuilles à souder On obtient ainsi une pression superficielle toujours uniforme, indépen- damment de la dimension de l'emballage, ce qui assure une qualité bonne et uniforme des cordons de soudure. En recouvrant les deux côtés des éléments de souda- ge par des plaques isolantes suivant un autre mode de réa- lisation préféré de l'installation suivant l'invention, on obtient une protection supplémentaire des régions margina- les de l'emballage contre une surchauffe. D'autres avantages et caractéristiques de l'inven- tion ressortiront de la description qui va suivre de modes de réalisation préférés en regard des dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est un schéma en vue de côté de l'ins- tallation suivant l'invention intégrée à une machine d'em- ballage; la figure 2 est une vue de l'élément de soudage longitudinal et du plateau de contre-pression qui lui est opposé, suivant un mode de réalisation de l'invention; la figure 3 est une vue correspondant à la figure 2 d'un autre mode de réalisation de l'invention; la figure 4 est une vue d'un élément de soudage transversal suivant l'invention; et la figure 5 est une vue en coupe-suivant un plan vertical d'un élément de soudage. La machine à embal Ierreprésentée schématiquement à la figure l,comprend un poste d'emboutissage profond dans lequel les godets de réception des marchandises sont formés dans la feuille inférieure, un poste de chargement pour placer les marchandises dans les godets, un poste de soudage dans lequel la feuille supérieure est soudée sur la feuille inférieure en fermant les godets, ainsi qu'un poste de découpage dans lequel les emballages sont séparés les uns des autres. La feuille 2 inférieure, en forme de ruban, est dévidée d'une bobine d'alimentation 1 montée rotative et est envoyée au poste d'emboutissage A cet effet, elle pas- se d'abord entre une plaque 5 supérieure de chauffage préa- lable et une plaque 6 inférieure de chauffage préalable, ce qui la porte à la température de ramollissement La ma- trice 3 d'emboutissage est maintenue en même temps que la -plaque 6 inférieure de chauffage préalable sur des rails 4 de levage pouvant coulisser suivant la direction verticale. Pendant l'avancement pas-à-pas de la feuille 2 inférieure, un tronçon de la feuille compris entre les pla- ques 5 et 6 de chauffage préalable est chauffé, alors que le tronçon précédent est transformé, par une matrice d'em- boutissage, en un godet ou en plusieurs godets juxtaposés. Les godets 7 ouverts sont alors envoyés au poste de charge- ment dans lequel les marchandises sont placées dans les godets. Au poste de chargement fait suite le poste de sou- dage de la machine à emballer qui fait plus particulière- ment l'objet de l'invention Dans le poste de soudage on dévide la feuille 9 supérieure d'une bobine 8 d'alimenta- tion rotative et on amène la feuille 2 inférieure par le haut. En outre, dans la région du poste de soudage sont prévus, en-dessous des feuilles 2 et 9, des rails 12 de levage qui peuvent coulisser suivant la direction vertica- le Les rails de levage portent, d'une part, les éléments 13 de soudage transversaux, ainsi que d'autre part un pla- teau 26 servant de support aux éléments 10 de soudage lon- gitudinaux Au-dessus des feuilles 2 et 9 un plateau 11 de contre-pression fait face aux éléments 10 de soudage longi- tudinaux. Des vues en coupe suivant un plan vertical du pla- teau 26 supportdes éléments 10 de soudage longitudinaux ainsi que du plateau 11 de contre-pression, conformément à divers modesde réalisation suivant l'invention, sont représentées aux figures 2 et 3 Les éléments 10 de soudage longitudinaux sont agencés en éléments à enficher qui peu- vent être enfoncés dans des trous 27 ménagés dans le plateau 26 support Les trous 27 sont ménagés dans le plateau 26 support de manière à ce qu'un élément 10 de soudage longitu- dinal puisse être enfiché entre ou à côté de chaque emballa- ge en fonction de la répartition de la largeur totale de la feuille entre les largeurs différentes des emballages Dans le mode de réalisation suivant la figure 2, quatre emballa- ges sont prévus côte à côte sur la largeur de la feuille, tandis que dans le mode de réalisation suivant la figure 3, il n'y a que deux emballages côte à côte sur la largeur de la feuille Les trous 27 peuvent être tels, par exemple, que l'on puisse souder simultanément jusqu'à six emballages juxtaposés sur la largeur de la feuille Lorsque la largeur des emballages change, il est simplement nécessaire de modifier en conséquence l'enfichage des éléments 10 de soudage longitudinaux. Comme il ressort des figures 1 à 3, un plateau Il de contre-pression est en face des éléments 10 de soudage longitudinaux, des barrettes 24 profilées étant disposées dans le mode de réalisation suivant la figure 2, à l'inté- rieur du plateau Il de contre-pression en correspondance avec la position des trous 27 percés dans le plateau 26 support Ainsi, quelle que soit la configuration d'enficha- ge des éléments 10 de soudage longitudinaux, une baguette 24 profilée pour le soudage leur fait face respectivement. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 3, la face inférieure du plateau 11 de contre-pression est munie d'un revêtement 25 en caoutchouc Là aussi, donc, on peut exécuter le soudage sans problèmes, quelle que soit la con- figuration d'enfichage des éléments 10 de soudage longitu- dinaux. Les éléments 13 de soudage transversaux sont montés sur les rails 12 de levage à la suite du plateau 26 support suivant la direction d'avancement des feuilles 2 et 9 Les éléments 13 de soudage transversaux sont agencés également en éléments à enficher et ont, de préférence, la longueur des éléments 10 de soudage longitudinaux, en sorte qu'ils peuvent être échangés avec ceux-ci La position des éléments 13 de soudage transversaux sur les rails 12 de levage peut 8 2505774 être modifiée suivant la direction d'avancement des feuil- les, en sorte qu'on peut faire concorder cette position sans problèmes aux longueurs des emballages Comme le mon- tre la figure 4, des éléments 13 de soudage transversaux sont enfichés dans un rail 28 support qui est maintenu à son tour par les rails 12 de levage En face des éléments 13 de soudage transversaux se trouvent, audessus des feuilles, des rails 29 de contre-pression à baguettes 30 profilées pour la réalisation du cordon de soudure trans- versal Un avantage essentiel de l'agencement suivant l'invention est que, grâce au réglage individuel des élé- ments de soudage transversaux, il est possible d'aligner la feuille 9 supérieure sur la feuille 2 inférieure, alors que pour cela un dispositif de réglage coûteux était néces- saire dans les installations habituelles de ce type. La constitution des éléments de soudage ext expli- citée ci-dessous, en regard de la figure 5 Les éléments et 13 de soudage comprennent un rail 17 de soudagedont là hauteur est exactement telle qu'ils ne peuvent recevoir qu'un élément 19 de chauffage ainsi qu'une sonde 20 de tem- rature On maintient ainsi à une valeur faible la masse à chauffer, ce qui se traduit par une faible consommation d'énergie en raison-de la dissipation minimale de la cha- leur et de la possibilité de régler la température à des valeurs égales Les rails 17 de soudage sont portés par un support 18, une plaquette 21 isolante étant interposée en- tre le support 18 et le rail 17 de soudage afin de minimi- ser la dissipation de chaleur Des deux côtés de l'élément de soudage, se trouvent des plaquettes 22 isolantes recou- vrant aussi bien le rail 17 de soudage que le support 19 et empêchant un transfert de chaleur indésirable sur les faces latérales du récipient Les éléments de soudage sont retenus à des boulons 31, à l'encontre de la pression d'éléments élastiques,comme des ressorts 23 de compression. On assure ainsi une pression restant toujours constante des rails de soudage sur le plateau de contre-pression ou sur les rails de contrepression Les ressorts 23 de contre-pression peuvent être aussi remplacés par du caout- chouc ou par des unités à piston et cylindre. En se reportant à la figure 1, les récipientsqui ont été soudés entre temps,sont envoyés à un dispositif 14 de coupe transversale, ainsi qu'à un dispositif 15 de coupe longitudinale, grâce auxquels les récipients sont détachés de la feuille Les récipients sont envoyés ensuite par une bande 16 d'évacuation à un traitement ultérieur, comme par exemple la mise en place dans des récipients de plus grande dimension. Comme il ressort nettement de la description précé- dente, on se dispense, suivant l'invention, non seulement de la mise en place,qui est habituellement nécessaire,d'un cadre de soudage adapté à la dimension de l'emballage, avec le dispositif d'entraînement qui lui est propre, mais on obtient aussi des cordons de soudure d'une qualité bien meilleure et plus uniforme. REVENDICATIONS 1 Procédé pour emballer des marchandises entre deux feuilles, suivant lequel on forme un godet dans une feuille, on place la marchandise dans le godet et ensuite on ferme en soudant le bord du godet avec une seconde feuil- le, caractérisé en ce qu'il consiste à amener par le bas sur le cordon de soudure à former des éléments de soudage entre ou à côté des godets répartis sur la largeur des feuilles et à former entre la feuille inférieure et la feuille supérieure un cordon de soudure, qui a au moins la longueur de l'emballage, puis à former, avec un élément de soudage amené par le bas, à l'extrémité des godets, considé- rée suivant la direction d'avancement des feuilles, un cor- don de soudure transversal, qui s'étend sur toute la largeur des feuilles. 2 Installation pour exécuter le procédé suivant la revendication 1, comprenant un poste d'emboutissage profond pour former des godets à marchandise dans un ruban de feuille, un poste de chargement pour placer les marchandi- ses dans les godets, ainsi qu'un poste de soudage dans le- quel le bord du godet formé au préalable dans la feuille in- férieure peut être soudé sous pression et sous l'action de la chaleur avec la feuille supérieure, caractérisée en ce que, en-dessous des feuilles ( 2,9) sont disposés des é 16- ments ( 10, 13) de soudage,qui sont destinés aux cordons de soudure longitudinaux et transversaux et qui peuvent coulis- ser suivant la direction verticale, des éléments ( 10) de soudage longitudinaux de longueur égale ou supérieure à celle des emballages ( 7) étant disposés, avec possibilité de changement, suivant le nombre des cordons de soudure longitudinaux nécessaire, sur la largeur des feuilles paral- lèlement au bord latéral des feuilles ( 2, 9), tandis que les éléments ( 13) de soudage transversaux disposés sensiblement perpendiculairement aux bords latéraux des feuilles ( 2, 9), peuvent coulisser suivant la direction longitudinale de l'avancement des feuilles. 3 Installation suivant la revendication 2, carac- térisée en ce que les éléments ( 10, 13) de soudage sont il 2505774 agencés en éléments à enficher, tant un accrochage par complémentarité de formes qu'une liaison électrique pour l'élément ( 19) de chauffage disposé à l'intérieur de l'élé- ment ( 10, 13) de soudage étant réalisés par l'enfichage dans des positions sélectives. 4 Installation suivant la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que la longueur des éléments ( 13) de soudage transversaux est égale à celle des éléments ( 10) de soudage longitudinaux. 5 Installation suivant l'une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que la largeur des éléments ( 10, 13) de soudage est égale au double de celle d'un cordon de soudure longitudinal ou transversal. 6 Installation suivant l'une des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que les éléments ( 10, 13) de souda- ge sont constitués de rails ( 17) de soudage maintenus sur un support ( 18), les rails ( 17) de soudage étant séparés de leur support ( 18) par une plaquette ( 21) isolante. 7 Installation suivant l'une des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que la hauteur des rails ( 17) de soudage est telle qu'ils ne peuvent recevoir sensiblement qu'un élément ( 19) de chauffage, ainsi qu'une sonde ( 20) de température. 8 Installation suivant l'une des revendications 2 à 7, caractérisée en-ce que les deux côtés des éléments ( 10, 13) de soudage sont recouverts deplaquettes ( 22) isolantes. 9 Installation suivant l'une des revendications 2 à 8, caractérisée en ce qu'en-dessous du support ( 18) des éléments ( 10, 13) de soudage sont disposés des éléments ( 23) élastiques pour l'application de la pression de soudage. Installation suivant la revendication 9, carac- térisée en ce que les éléments élastiques sont constitués de ressorts de compression. 11 Installation suivant la revendication 9, carac- térisée en ce que les éléments élastiques sont en caoutchouc. 12 Installation suivant la revendication 9, carac- térisée en ce que les éléments élastiques sont constitués 12 2505774 respectivement d'unités à piston et cylindre. 13 Installation suivant l'une des revendications 2 à 12, caractérisée en ce qu'au-dessus des éléments ( 10) de soudage longitudinaux est disposé un plateau ( 11) de contre-pression. 14 Installation suivant la revendication 13, carac- térisée en ce que des barrettes ( 24) profilées en caout- chouc sont montées dans le plateau ( 11) de contre-pression au-dessus de la position des éléments ( 10) de soudage. 15 Installation suivant la revendication 13, carac- térisée en ce que le plateau ( 11) de contre-pression porte sur toute la surface de sa partie inférieure un revêtement ( 25) en caoutchouc.