Brevet FR2512777A1 — publié le 19830318

La présente invention concerne une machine pour fabriquer, remplir et sceller des sachets. On connait déjà des machines destinées à fabriquer, remplir et sceller des sachets qui réalisent ces sachets à partir d'une bande de matière généralement thermosoudable et qui remplissent ensuite ces sachets de produits liquides, pulvérulents ou granuleux et d'une manière générale incohé- rents. Les machines du type et pour l'usage indiqués ci- dessus auxquelles se rapporte la présente invention, compor- tent une structure fonctionnelle se développant dans le sens vertical et comprenant essentiellement un bâti et, supportés par celui-ci, un tube formant mandrin vertical, un élément en forme de collier conformateur disposé autour du tube formant mandrin vertical, afin de délimiter un interstice annulaire créant en quelque sorte une filière, des moyens pour soutenir une bobine de matériau thermosoudable et pour déplacer celui-ci du haut vers le bas à travers l'interstice annulaire entre le collier conformateur et le tube formant mandrin vertical, afin de replier ce matériau sous une forme tubulaire autour et le long du tube formant mandrin verti- cal, les deux bords longitudinaux du matériau tubulaire étant superposés, des moyens de dosage du produit à ensacher situés au-dessus du tube formant mandrin vertical, des mo- yens d'entraînement à mouvement intermittent disposés en dessous du collier conformateur, en contact avec le tube formant mandrin vertical et aptes à entraîner par intermit- tence la bande de matériau d'emballage vers le bas, le long du tube formant mandrin vertical, et ce sur une longueur, à chaque intermittence, égale à celle du sachet que l'on dé- sire obtenir, des moyens de thermosoudage disposés le long du tube formant mandrin vertical respectivement à la hauteur des moyens d'entraînement à mouvement intermittent et au- dessus de ces derniers moyens, dans le but d'assurer d'une part le thermosoudage des bords longitudinaux superposés de la bande et d'autre part le thermosoudage transversal du tube de matériau thermosoudable ainsi obtenu, pendant la tubulaire autour et le long du tube formant mandrin verti- cal, les deux bords longitudinaux du matériau tubulaire étant superposés, des moyens de dosage du produit à ensacher situés au-dessus du tube formant mandrin vertical, des mo- yens d'entra Inement à mouvement intermittent disposés en dessous du collier conformateur, en contact avec le tube formant mandrin vertical et aptes à entraîner par intermit- tence la bande de matériau d'emballage vers le bas, le long du tube formant mandrin vertical, des moyens de thermosou- dage disposés respectivement le long du tube formant mandrin vertical, dans le but d'assurer le thermosoudage des bords longitudinaux superposés de la bande, et en dessous de ce tube formant mandrin vertical, transversalement par rapport au tube de matériau thermosoudable ainsi obtenu, et des moyens aptes à actionner alternativement les moyens de ther- mosoudage en pase cyclique, cette machine étant caractérisée en ce que les moyens d'entraînement et les moyens de thermo- soudage assurant le thermosoudage transversal du tube de matériau thermosoudable sont associés à des moyens de sup- port asservis à des moyens d'actionnement à mouvement con-_ tinu en dessous du tube formant mandrin vertical, les moyens d'entraînement comprenant deux éléments en forme de secteurs à surfaces cylindriques, tournant en sens inverses, et ce tangentiellement à un plan contenant l'axe de descente du tube en matériau thermosoudable, tandis que les moyens d'ac- tionnement à mouvement continu comportent un dispositif différentiateur cyclique de transmission de ce mouvement. On décrira ci-après,à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention,en référence au dessin annexé sur lequel: Les figures 1 'et 2 sont des vues en perspective, respectivement de l'avant et de l'arrière, d'une machine suivant l'invention dont certaines parties ont été enlevées et d'autres représentées en coupe pour mieux mettre en évi- dence les caractéristiques de cette machine. Les figures 3 et 4 sont des vues en perspective, à plus grande échelle, des moyens d'entra Inement et des moyens de thermosoudage transversal suivant l'invention, dans deux positions fonctionnelles différentes. Si on se réfère à ces figures et particulièrement aux figures 1 et 2 on voit que la machine suivant l'inven- tion comprend un bâti 1 qui se prolonge dans le sens verti- cal sous la forme d'une armoire postérieure pourvue d'une traverse horizontale médiane 2 et fermée par une paroi amo- vible 3. Sur le fond de cette armoire postérieure est fixé un moteur électrique 4 sur l'arbre d'entra Inement 5 duquel est calée une poulie 6 Sur cette poulie est enroulée une cour- roie de transmission 7 passant également sur une autre pou- lie 8 d'un réducteur 9 fixé également sur le fond de l'ar- moire Sur l'arbre de sortie 10 du réducteur 9 est calée une roue à chalne 11 sur laquelle passe une chalne 12 pour la transmission du mouvement à un arbre 13 supporté par la traverse horizontale 2, par l'intermédiaire d'une roue à chalne correspondante 14 calée sur l'extrémité de l'arbre 13 qui est située à l'intérieur de l'armoire Sur l'arbre 13 sont également calées une seconde roue à chalne 15 et un pignon 16 à dents hélicoïdales. La traverse 2 porte trois autres arbres 17, 18, 19 qui s'étendent parallèlement à l'arbre 13 Parmi ces arbres les deux arbres 17 et 18 se prolongent vers l'avant à tra- vers la paroi frontale du prolongement du bâti 1 (voir la figure 1) Sur l'arbre 17 est calé un pignon 20 à dents droites; sur l'arbre 18 sont calés un pignon 21 également à dents droites et en prise avec le pignon 20, une roue à chalne 22, un pignon 23 à dents droites, ainsi qu'un pignon 24 qui est monté fou et qui est en prise avec le pignon 16 en ayant toutefois une dimension axiale supérieure à ce dernier, pour des raisons qui apparaîtront plus clairement par la suite; enfin sur l'arbre 19 sont calés un pignon 25 en prise avec le pignon 23 et un autre pignon 26 à dents hélicoïdales en prise avec le pignon fou 24 de plus grande dimension axiale, le pignon 26 à dents hélicoïdales étant solidaires d'un tambour formant came 27 monté à rotation et période d'arrêt de chaque intermittence, et des moyens aptes à actionner alternativement les moyens de thermosoudage en coïncidence avec la période d'arrêt de chaque intermittence. Dans ces machines connues à mouvement intermittent les moyens d'entraînement sont généralement constitués de- deux courroies sans fin plus ou moins allongées verticale- ment et diamétralement opposées par rapport au tube verti- cal Ces courroies sont naturellement synchronisées entre elles par le mouvement intermittent d'entraînement vers le bas de la bande repliée sous forme tubulaire et une telle machine à courroies d'entraînement est connue dans le com- merce en tant que machine intermittente à "chenilles" d'en- trainement. Comme toutes les machines fonctionnant avec un mou- vement intermittent, ces machines pour fabriquer, remplir et sceller des sachets à mouvement intermittent ont des limites de productivité qui sont dues non seulement aux périodes d'arrêt des intermittences cycliques pour pouvoir exécuter des opérations conduisant à la formation du produit que l'on désire obtenir mais encore aux forces d'inertie des parties en mouvement qui composent le mécanisme cinématique complexe permettant d'obtenir ce mouvement intermittent. Dans le cas des machines à cycle intermittent du type précité qui comportent une phase de soudage qui, comme il est bien connu, dépend non seulement de la pression et de la température mais encore du temps de contact des mors de soudage avec le matériau thermosoudable, une particularité technico-fonctionnelle et commerciale non négligeable est celle qui est due à la structure complexe exigée par les mors de soudage pour l'exécution de la soudure en tenant compte de la variation de la cadence de fonctionnement de la machine elle-même. La présente invention a principalement pour but de remédier aux inconvénients propres aux machines fonctionnant avec un mouvement intermittent en procurant une machine pour fabriquer, remplir et sceller des sachets avec des produits liquides, pulvérulents ou granuleux et d'une manière géné- rale incohérents, cette-machine fonctionnant en continu. Un autre but de l'invention est de fournir, en con- formité avec le but précédent, une telle machine fonction- nant suivant un mouvement continu et dans laquelle la varia- tion de la cadence de production entraîne dans la mesure nécessaire une variation corrélative du temps de contact de soudage entre les mors de soudage et le matériau thermosou- dable lors de la formation des sachets. Un autre but de l'invention, qui est conforme aux buts précédents, est de donner également la possibilité de produire une gamme étendue de sachets de dimensions varia- bles au moyen d'une simple opération d'enregistrement. Un autre but de l'invention, conforme aux buts pré- cédents, est d'assurer une capacité d'ensachage du produit appréciable pour fournir des sachets qui sont pratiquement remplis en totalité, ce qui entra Ine une économie du maté- riau d'emballage. Un autre but de l'invention est de produire, confor- mément aux buts précédents, un ensemble de machine du type et pour l'usage susmentionnés ayant une structure particu- lièrement simple, efficace et économique compte tenu de toutes les possibilités appréciables qu'elle présente. Ces buts ainsi que d'autres qui apparaîtront à l'é- vidence lors de la description qui va suivre, sont obtenus avec la machine suivant l'invention destinée à fabriquer, remplir et sceller des sachets, qui réalise ces sachets à partir d'une bande de matière généralement thermosoudable et qui les remplit de produits liquides,pulvérulents ou granu- leux et en général incohérents, cette machine comportant une structure fonctionnelle se développant dans le sens vertical et comprenant essentiellement un-bâti et, supportés par celui-ci, un tube formant mandrin vertical, un élément en forme de collier conformateur disposé autour du tube formant mandrip vertical, afin de délimiter un interstice annulaire créant en quelque sorte une filière, des moyens pour soute- nir une bobine de matériau thermosoudable et pour déplacer celui-ci du haut vers le bas à travers l'interstice annu- laire entre le collier conformateur et le tube formant man- drin vertical, afin de replier ce matériau sous une forme à coulissement sur l'arbre 19 Dans la rainure 27 a du tam- bour formant came 27 est engagé un galet 28 monté fou sur un bras 29 fixé à la traverse 2. Le mouvement de rotation de l'arbre 13 est transmis, par l'intermédiaire de la roue à chaine 15 et d'une chaîne de transmission 30, à une roue à chaîne 31 montée folle sur un arbre horizontal 32 lui-même monté à rotation d'une ma- nière connue sur la partie supérieure du bâti 1 de la ma- chine La roue à chaîne 31 est fixée à une partie d'un em- brayage d'un type connu 33, par exemple à dents frontales, dont l'autre partie est montée à coulissement sur l'arbre 32 sur lequel est calé un pignon conique 34 en prise avec un autre pignon conique 35 calé de son côté sur l'extrémité inférieure d'un arbre vertical 36 faisant partie d'un méca- nisme de type connu et pour cette raison non représenté qui assure la transmission du mouvement intermittent à un dis- positif doseur 37 supporté, par l'intermédiaire d'un arbre vertical 38, à la partie supérieure du bâti 1 de la machine, ce dispositif doseur étant lui-même bien connu et par consé- quent non décrit en détail Au-dessus du dispositif doseur 37 est disposée une trémie conventionnelle 39 pour l'alimen- tation du dispositif doseur 37 en produit devant être ensa- ché Avec la rainure annulaire 33 a que présente la partie de l'embrayage connu 33 qui est montée à coulissement sur l'ar- bre 32 coopère un galet 40 monté fou à une extrémité d'un levier 41 qui est lui-même monté oscillant, en un point intermédiaire 42, sur un support 43 fixé en porte-à-faux sur le bâti 1 de la machine A l'autre extrémité du levier 41 est articulée une extrémité d'une biellette 44 dont l'autre extrémité est articulée à l'extrémité d'une fourche de l'ar- mature ou du noyau mobile d'un électro-aimant 45 fixé sur le support en porte-à-faux 43. A l'endroit d'un poste S dans lequel des alvéoles ou compartiments 37 a de dosage du produit à ensacher sont por- tés par le dispositif doseur 37 de manière à s'arrêter pour assurer l'alimentation des doses devant être précisément ensachées, est prévu un entonnoir 46 porté par une platine fixe 47 faisant saillie vers l'avant à partir de la partie supérieure du bâti 1 de la machine En dessous de cet enton- noir 46 et de la platine fixe 47 est supporté un tube 48 s'étendant vers le bas jusqu'à proximité des arbres 17 et 18, en guise de mandrin vertical, comme on le verra plus loin La platine fixe 47 porte en dessous d'elle et suivant une disposition diamétralement opposée par rapport au tube 48 formant mandrin vertical (voir la figure 1) deux tiges verticales 49 dont-les extrémités inférieures sont solidai- res d'une platine 50 percée d'un trou 50 a à travers lequel passe le tube 48 formant mandrin vertical et autour duquel est disposé un support tubulaire 51 fixé à la platine 50 et auquel est associé un élément en forme de collier conforma- teur 52 La combinaison du collier conformateur 52 et du support tubulaire 51 avec le tube 48 formant mandrin verti- cal donne lieu à un interstice annulaire formant ainsi une sorte de filière, comme on le verra mieux par la suite. D'un côté du tube 48 formant mandrin vertical, c'est-à-dire du côté droit si l'on considère la figure 1, est disposé un organe de soudage vertical de type connu 53 actionné suivant un mouvement alternatif par un mécanisme également connu lequel est logé dans un bottier 54 fixé sur la face antérieure du bâti 1 de la machine et relié à un arbre 55 (voir la figure 2) solidaire d'une roue à chalne 56 actionnée par une chalne de transmission 57 passant sur cette roue à chalne 56 ainsi que sur la roue à chaine pré- citée 22 calée sur l'arbre 18. Sur les parties des arbres 17 et 18 qui se prolon- gent vers l'avant par rapport au bâti 1 de la machine, sont calés des supports respectifs 58 et 59 Ces supports 58, 59 sont pourvus chacun de deux bras radiaux indiqués respecti- vement par 58 a, 58 b et 59 a, 59 b Sur les bras radiaux 58 a et 59 a sont montés des mors de soudage horizontaux respectifs , 61 de structure opérationnelle connue, avec un élément à lame coupante ou couteau 62 en combinaison avec le mors de soudage 60 et une contre-lame ou un contrecouteau 63 en combinaison avec l'autre mors de soudage 61 Sur les autres bras radiaux 58 b, 59 b sont au contraire montés des secteurs respectifs 64, 65 à surfaces cylindriques Ces secteurs 64, à surfaces cylindriques tournent à l'évidence en sens contraires, par suite de l'accouplement direct des pignons , 21 calés sur les arbres 17, 18 et la distance radiale de ces arbres rotatifs respectifs, de même que celle des mo-rs de soudage précités 60, 61 sont telles que-les secteurs 64, tournent en sens inverses suivant des trajets périphéri- ques qui sont tangents au plan parallèle aux axes de rota- tion qui passe par l'axe du tube 48 formant mandrin vertical (voir également les figures 3 et 4) La surface externe de contact des secteurs à surface cylindrique 64, 65 est prévue du type connu convenant pour l'entraînement de n'importe quel matériau d'emballage et l'un au moins de ces secteurs, dans le cas représenté le secteur 65,est pourvu d'une struc- ture réglable, d'une manière connue, de manière à pouvoir être accrue dans le sens circonférentiel ou au contraire réduite pour les raisons exposées dans ce qui suivra (voir les figures 3 et 4) En dessous du tube 48 formant mandrin vertical et à un niveau inférieur à celui de la partie infé- rieure du trajet décrit par les secteurs 64, 65 à surfaces cylindriques ainsi que par les mors de soudage horizontaux , 61 est disposée une glissière 66 pour le guidage des produits obtenus avec la machine en question vers un convo- yeur à bande continue indiqué dans son ensemble par la réfé- rence 67 et qui asure le transport du produit pour des opé- rations successives, telles que par exemple le regroupement et l'emballage par groupes en cartons et des opérations similaires. Sur le côté gauche de la machine, en regardant la figure 1, est prévu un système de type connu, indiqué dans son ensemble par la référence 68, pour l'alimentation du matériau d'emballage Un tel système connu 68 d'alimentation du matériau d'emballage est soutenu par un support 69 (figu- re 2) fixé au bâti 1 de la machine et comportant essentiel- lement un axe 70 supportant une bobine 71 de matériau d'em- ballage en bande 72, ainsi que des rouleaux de guidage et de transport 73 pour la bande 72 en direction de la filière annulaire précitée constituée par la combinaison du tube 48 formant mandrin vertical et du collier conformateur 52. La machine telle que décrite ci-dessus fonctionne de la manière suivante: La bande de matériau d'emballage 72 provenant de la bobine 71 est guidée en passant sur les rouleaux de guidage et de transport 73 pour passer audessus du collier confor- mateur 52 puis à travers l'interstice annulaire formé entre ce collier conformateur 52 et le tube 48 constituant un mandrin vertical, de manière à être ainsi repliée sous forme tubulaire autour du tube formant mandrin vertical 48 et le long de celui-ci, les deux bords longitudinaux de la bande ainsi repliée étant superposés (voir en particulier la figu- re 1) La bande ainsi repliée sous forme tubulaire est en- tra Inée d'une manière intermittente par les secteurs à sur- faces cylindriques 64, 65 animés d'un mouvement continu en sens inverses, par l'intermédiaire du mécanisme décrit ci- dessus plus particulièrement en référence à la figure 2 (voir également la figure 4). L'extension des surfaces cylindriques des secteurs 64, 65 qui est réglable, comme on l'a vu précédemment, dé- termine la longueur du sacnet que l'on désire obtenir. Après la phase d'entra Inement des deux secteurs 649 à mouvement continu en sens inverses, le dispositif do- seur 37 est amené à arrêter l'un de ses compartiments de dosage 37 a en regard du poste S, au-dessus de l'entonnoir 46, pour décharger ainsi la dose de produit à ensacher à travers l'entonnoir 46 et le tube 48 formant mandrin verti- cal, dans l'espace interne du tube de matériau d'emballage qui s'étend jusqu'au fond résultant d'une soudure transver- sale exécutée antérieurement et qui sera décrite plus loin (voir encore la figure 2) Les mors de soudage 53 intervien- nent pour la soudure longitudinale des deux bords longitu- dinaux superposés de la bande repliée sur elle-même sous forme tubulaire De leur côté les mors de soudage opposés , 61 facilitent tout d'abord, par leurs bords situés en aval, l'ensachage du produit et ensuite ils assurent le soudage transversal et la coupe du tube pour séparer la partie se trouvant en aval qui forme alors un sachet plein et scellé 74 (voir la figure 3). 12777 Comme il a été précisé ci-dessus une telle machine fonctionnant suivant un mouvement continu est en mesure de faire varier le temps de contact exigé pour le thermosoudage du matériau d'emballage en fonction de la variation de sa cadence de production En fait au moyen de la rainure 27 a du tambour formant came 27 laquelle est dimensionnée d'une manière appropriée en fonction d'une gamme déterminée de longueurs des sachets que l'on désire obtenir, du galet fou 28 engagé dans cette rainure 27 a, et du mouvement de rota- tion continu transmis à partir du pignon 24, le tambour came 27 et avec ce dernier le pignon 26 sont amenés à coulisser axialement sur l'arbre support 19 et le pignon 26 qui suit avec ses dents, pendant ce mouvement, les dents hélicoïdales du pignon 24, vient à être ralenti et par conséquent il en est de même pour le pignon 25, en prise avec le précédent, qui assure la transmission du mouvement aux arbres 17, 18, ce qui entra Ine une augmentation du temps de contact des mors de soudage avec le matériau d'emballage thermosoudable. De ce fait, comme on peut le constater, l'invention permet d'atteindre parfaitement les buts préfixés En particulier la machine suivant l'invention est capable de fonctionner à une cadence de production notable bien supérieure à celle des machines connues actuellement pour le même but. En pratique on peut évidemment prévoir n'importe quelle modification ou variante entrant dans le cadre de l'invention Sont tout particulièrement intéressantes la structure verticale décrite précédemment et la possibilité corrélative d'adapter le temps de soudage nécessaire à la variation de la cadence de production de la machine. 1 l REVENDICATIONS 1 Machine destinée à fabriquer, remplir et sceller des sachets, qui réalise ces sachets à partir d'une bande de matière généralement thermosoudable et qui les remplit de produits liquides,pulvérulents ou granuleux et en général incohérents, cette machine comportant une structure fonc- tionnelle se développant dans le sens vertical et comprenant essentiellement un bâti et, supportés par celui-ci, un tube formant mandrin vertical, un élément en forme de collier conformateur disposé autour du tube formant mandrin verti- cal, afin de délimiter un interstice annulaire créant en quelque sorte une filière, des moyens pour soutenir une bobine de matériau thermosoudable et pour déplacer celui-ci du haut vers le bas à travers l'interstice annulaire entre le collier conformateur et le tube formant mandrin vertical, afin de replier ce matériau sous une forme tubulaire autour et le long du tube formant mandrin vertical, les deux bords longitudinaux du matériau tubulaire étant superposés, des moyens de dosage du produit à ensacher situés au-dessus du tube formant mandrin vertical, des moyens d'entrainerment à mouvement intermittent disposés en dessous du collier con- formateur, en contact avec le tube formant mandrin vertical et aptes à entraîner par intermittence la bande de matériau d'emballage vers le bas, le long du tube formant mandrin vertical, des moyens de thermosoudage disposés respective- ment le long du tube formant mandrin vertical, dans le but d'assurer le thermosoudage des bords longitudinaux super- posés de la bande, et en dessous de ce tube formant mandrin vertical, transversalement par rapport au tube de matériau thermosoudable ainsi obtenu, et des moyens aptes à actionner alternativement les moyens de thermosoudage en pase cycli- que, caractérisée en ce que les moyens d'entraînement et les moyens de thermosoudage assurant le thermosoudage transver- sal du tube de matériau thermosoudable sont associés à des moyens de support ( 58,59) asservis à des moyens d'action- nement à mouvement continu en dessous du tube ( 48) formant mandrin vertical, les moyens d'entraînement comprenant deux éléments en forme de secteurs ( 64,65) à surfaces cylindri- ques, tournant en sens inverses, et ce tangentiellement à un plan contenant l'axe de descente du tube en matériau thermo- soudable, tandis que les moyens d'actionnement à mouvement continu comportent un dispositif différentiateur cyclique de transmission de ce mouvement. 2. Machine suivant la revendicationl, caractérisée en ce que les moyens de support ( 58, 59) sont constitués de deux éléments comprenant chacun deux bras radiaux ( 58 a, 58 b; 59 a, 59 b) et à l'un des bras ( 58 b, 59 b) de chacun de ces éléments est associé un élément en forme de secteur ( 64, 65) à surface cylindrique, tandis qu'à l'autre bras ( 58 a, 59 a) est associé un élément de thermosoudage respectif ( 60, 61) - 3. Machine suivant la revendication 2, caractérisée en ce que l'un au moins ( 65) des éléments en forme de sec- teur à surface cylindrique est pourvu d'une structure régla- ble dans le sens circonférentiel pouvant être respectivement étendue ou restreinte. 4. Machine suivant la revendicationl, caractérisée en ce que le dispositif différentiateur cyclique du mouve- ment faisant partie des moyens d'actionnement à mouvement continu comprend un premier pignon ( 26) à dents hélicoïdales en prise avec un pignon fou ( 24) à dents correspondantes, de plus grande dimension axiale, et appartenant aux moyens d'actionnement à mouvement continu, un élément à came ( 27) solidaire du premier pignon ( 26), et un second pignon ( 25), le premier pignon ( 26) et l'élément formant came ( 27) étant montés à coulissment sur l'arbre ( 19) solidaire du second pignon ( 25), un galet ( 28) monté fou sur un support fixe ( 29) étant engagé dans la rainure d'actionnement ( 27 a) de l'élément formant came ( 27).