Brevet FR2535240A1 — publié le 19840504

La présente invention concerne un procédé de fabrication comportant plusieurs étapes ou interviennent principalement une machine à souder des tubes polyéthylène et une machine à introduire des tubes capillaires en verre dans des tubes polyéthylène ; ceci permettant d'aboutir sur un grand nombre de produits finis qui sont des tubes polyéthylène , de faible section intérieure et extérieure , ne dépassant pas respectivement 3 et 5 'irri soudés aux deux extrémités sans addition de matière ; remplis d'un produit chimique A dans lequel baigne un. tube capillaire en verre , lui nême soudé aux deux extrémités et rempli d'un second produit chimique B ; lequel tube est inférieur en diamètre extérieur et en longueur au tube polyéthylène Lorsque l'on plie sur toute la longueur le tube polyéthylène , il se produit une rupture du tube capillaire provoquant le mélange désiré des produits A et B Jusqu'à présent , les solutions offertes pour souder sans écrasement une extrémité d'un tube polyéthylène d'une manière fiable étaient les suivantes : soudure par procédé de chauffage instantané type fer à souder soudure à ultrasons ; soudure par induction etc ... .Ces méthodes ne permettent de traiter qu'un tube à la fois et sont par conséquentes lentes onéreuses et mal appropriées pour traiter un produit fragile En ce qui concerne l'introduction du tube capillaire à l'intérieur du tube polyéthylène à une cadence élevée , aucune technique antérieure n'est proposée hormis celle manuelle pièce par pièce le problème technique est donc double : d'une part la réalisation d'une machine capable de souder à forte cadence et d'une manière cent pour cent fiable les deux extrémités des tubes polyéthylène et d'autre part d'introduire à forte cadence des tubes capillaires en verre sans risque de casse .Cet impératif étant donné par le nexima du coût de production L'invention a donc pour objet en première opération la soudure de 1'une des extrémités des tubes polyéthylène . Ce procédé est caractérisé par oe qui suit : On prend cent tubes polyéthylène d'une longueur égale et on les place sur une machine constituée : d'un bâti rectangulaire ayant la forne d'une table sur laquelle prend place un plateau en aluminium rainuré chaque rainure redevant un tube polyéthylène . Ces rainures sont au nature de cent et la mise en place des tubes se fait manuellement par roulage la soudure elle même est assurée par l'introduction de l'un des bouts des tubes polyéthylène dans des pions en forme de U chauffés par une rampe chauffante .Cette dernière est placée sur un côte du bâti .Elle comporte cent pions teflon et reçoit les cent extrémités polyéthylène à la fois par glissement du plateau .La tenpérature de cette rampe est assurée par deux résistances thermiques de 560 mn chacune , placées à l'intérieur de la rampe derrière les pions . Un système électronique par sonde et boitier de contrôle permet de maintenir une température constante choisie pour effectuer l'opération La deuxième opération consiste à remplir les tubes polyéthylène ainsi soudés du produit chimique A .Pour ce faire , on place les tubes polyéthy lène verticalement dans un cylindre étanche , la partie encore non soudée baignant dans le produit A .Il est effectué une dépression précise à 1 'in- térieur de ce cylindre par une pompe à vide , dépression permettant un cer tain remplissage du produit A dans le tube La troisième opération consiste à centrifuger ces tubes ainsi remplis. Cette opération permet de faire migrer le produit A côté soudure La quatrième opération consiste en l'introduction des tubes capillaires en verre contenant le produit chimique B et obturés aux deux extrémités , dans les tubes polyéthylène . Pour ce faire , on prend cent tubes polyéthylène et cent tubes capillaires que l'on place sur une machine comr portant un bâti identique à celui décrit pour la machine à souder dans sa fonte , mais d'une taille supérieure . Deux plateaux d'aluminium y prennent place ; l'un rainuré pour recevoir cent tubes capillaires ; l'autre rainuré pour recevoir cent tubes polyéthylène .Ces deux plateaux possê dent aussi une partie mâle permettant le glissement des tubes capillaires et des tubes polyéthylène La cinquième opération consiste à obturer l'extrémité encore non sou dée des tubes polyéthylène Pour ce faire , on prend cent tubes polyéthylène contenant le produit A et les tubes capillaires que l'on place sur le plateau rainuré et on introuait leurs extrémités dans les pions teflon en formrede U .Cependant cette opération nécessite un temps de soudure plus long , afin d'obtenir un résultat satisfaisant Les dessins annexés sont une vue aérienne des dispositifs de soudure et d'enquillage et une vue en coupe du système de remplissage La figure 1 représente les tubesPOlyéthylène placés sur la machine à souder avant l'introduction dans l'instrument de soudure La figure 2 représente l'opération de remplissage partiel des tubes polyéthylène soudés à une extrémité La figure 2A représente l'opération de migration du produit A dans les tubes polyéthylène : vue aérienne du dispositif La figure 3 représente les tubes polyéthylène et les tubes capillaires plaças sur la machine avant l'introduction Pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention et réaliser la fabrication simultanée de cent tubes en matière plastique thermodéformable contenant un liquide et un tube de verre , on part de cent tubes 1 en matière plastique . Ces tubes sont en matière plastique thermodéformable que l'on peut rendre déformable par chauffage ; leur longueur est supérieure à celle des tubes terminés . Ces tubes 1 peuvent être obtenus par extrusion .Ces tubes peuvent avoir une longueur comprise , par exemple , entre 200 et 900 mm ; toutefois , les cent pièces utilisées simultanément doivent etre-de la même longueur .Le diamètre e > -térieur compris entre 2 et 5 mm ; le diamètre intérieur compris entre 1 et 4 mm .On place ces tubes 1 sur le plateau 2 de la machine 3 qui comporte cent rainures 4 Cette opération s'effectue manuellement par roulage . On fait glisser la partie mâle en polyéthylène 5 sur le plateau 2 afin de faire sortir les cent tubes polyéthylène 1 du bord du plateau 6 . Ce plateau 2 est monté sur roulement à billes 7 et peut avancer ou reculer avec précision sur le bâti de la machine 3 Un verin mécanique 8 permet le glissement du plateau 2 et d'autre part d'effectuer une pression sur la partie mâle en polyéthylène 5 .Sur un des cotés de la machine 3 est posé une rampe chauffante 9 d'unè largeur légèrement inférieure à celle de la machine 3 . Cette rampe chauffante 9 comporte deux résistances 10 de 560 mm chacune plaçées dans deux trous à l'intérieur de cette rampe chauffante 9 .Cent pions en 1.:eflon 11 en forme de U sont insérés dans des logements prévus à cet effet dans la rampe chauffante 9 . Chaque pion 11 est parfaitement centré par rapport aux rainures du plateau 2 . Une sonde 12 plaçée au centre de la rampe chauffante 9 permet par le biais d'un boitier électronique 13 de maintenir les pions 11 à une température constante qui est ici de l'ordre de 1350 Il est posé une contre plaque 14 sur le plateau 2 permettant de garder les tuks polyéthylène 1 bien en place .Par action du verin mécanique 8, les cent extrémités des tubes polyéthylène 1 sont introduit q dans les cent pions teflon 11. On effectue grace au verin 8 une pression sur la partie male en polyéthylène 5 qui la transmet aux cent tubes polyéthylène 1 Cette pression est controlée manuellement .Un temps de soudure d'une trentaine de secondes est nécessaire pour obturer les cent tubes polyéthylène 1 .Ce temps étant écoulé , on dessere le verin 8 ; on retire la contre plaque 14 et on retire manuelliment les cent tubes polyéthylène 1 ainsi obturés Au cours de l'opération suivante (figure 2) on prend une botte de cinq cents pieces de tubes polyéthylène 1 soudés que l'on place verticalement dans un becher 15 , les extrémités non soudées plongées dans le produit chimique A . On place ce becher 15 dans un cylindre 16 muni d'un couvercle 17 et d'un manomètre de dépression 18 .On effectue une dépression par une pompe à vide électrique 19 , puis on ferme le robinet 20 quand la dépression voulue est indiquée au manomètre 18 .On réintroduit de l'air dans le cylindre 16 par un robinet 21 .On enlève le couvercle 17 , on retire le becher 15 puis on sort les tubes polyéthylène 1 du bécher 15 . Les tubes polyéthylène 1 ainsi partiellement remplis , la partie vide se trouvant côté soudure nécessitent d'être centrifugés à l'aide d'une centrifugeuse 22, permettant par la force centrifuge de faire migrer le produit A coté soudure , tandis que la partie non remplie se trouve alors du coté non soudé .Pour ce faire , on place les tubes polyéthylène 1 dans des tubes 23 de grosses dimensions au nombre de huit fixés sur le plateau 24 de la centrifugeuse 22 .On fait tourner cette centrifugeuse à 750 tours minutes (figure 2A) Les cent tubes polyéthylène 1 ainsi centrifugés sont plaçés sur le plateau 26 de la machine à enquiller 25 dans les cent rainures 27 par opération de roulage manuel . On prend cent tubes capillaires en verre 30 soudés aux deux extrémités ; on les place dans les cent rainures 29 du plateau 28 ; de la même manière que l'on place les tubes polyéthylène 1 . Les deux plàt- eaux 26 et 28 sont munis de roulement à billes 7 permettant le glissement sur le bâti 31 de la machine 25 . Les cent rainures 27 et 29 sont situées exactement face à face .Les parties mâles en polyéthylène 32 et 33 permettent par glissement manuel d'avancer les tubes polyéthylène 1 et les tubes capillaires 30 les uns vers les autres .On avance donc le plateau 28 vers le plateau 26 ; on fait glisser la partie mâle 23 qui permet d'introduire les cent tubes capillaires 30 à l'intérieur des cent tubes polyéthylène 1 On replace en dernière opération les cent tubes polyéthylè- ne 1 dans les cent rainures 4 du plateau 2 de la machine à souder 3 . On effectue les mêmes opérations de soudure que l'on a vu plus haut en début de procédé .Une variante intervient cependant : les tubes polyéthylène 1 étant complétement rempli il faut faire face à un phénomène de pression qui a tendance à faire éclater la soudure .Pour ce faire , il est nécessaire de refroidir les cent tubes polyéthylène 1 encore plaçés à l'inté- rieur des cent pions teflon 11 .Un compresseur 37 de quatre cheveaux permet d'alimenter une rampe-de section tubulaire 35 en cuivre platée sur les cent pions teflon 11 et percée de cent un trous permettant d'envoyer de l'air entre les cent pions teflon 11 . Un robinet 36 permet à volonté l'écoulement de l'air dans la rampe en cuivre 35 . il est nécessaire pendant ce temps de refroidissement d'interrompre la chauffe des résistances 10 .Ce temps de refroidissement varie avec la température-extérieur est de l'ordre de une minute et trente secondes. Il faut évidemment faire attention a ne pas casser les cent tubes capillaires 30 quand on retire les cent tubes polyéthylène 1 des pions teflon 11 du plateau 2 Le dispositif objet de l'invention peut être utilisé dans tous les cas qui nécessitent le remplissage parfait d'un tube plastique thermodéformable et ses soudures a ses deux extrémités . I1 peut être utilisé dans le domaine médical et pharmaceutique voire même pour la conservation d'un produit sensible aux gazs extérieurs Pour notre part , ce dispositif sert à garder séparé deux composés chimiques à l'intérieur d'un même tube polyéthylène très fin et de pouvoir à tout moment par cassure du tube capillaire , déclencher le mélange des deux composés ; dans le cas qui nous intérèsse , il s'agit d'une réaction chimique donnant une luminescence limitée dans le temps , utilisée pour la pêche et la fête REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation simultanée de cent tubes en matière plastique thermodéformable soudés aux deux extrémités , sans apport de matière , dans lesquels on introduit un liquide et un tube capillaire en verre avant la deuxième obturation . Ce procédé est caractérisé par le fait que l'on part de cent tubes non obturés en matière plastique thermodéformable ; qu'on les place sur une machine qui les soude simultanément ; que l'on remplit ces tubes ainsi soudés par un système faisant intervenir la dépression et la centrifugation ; que l'on introduit simultanément cent tubes capillaires dans les tubes plastique partiellement remplis ; que l'on effectue la deuxième obturation des tubes plastique simultanément par cent pièces 2.Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'on obture simultanément cent tubes plastique ; qu'on les remplit partiellement ; que l'on introduit simultanément cent tubes capillaires dans cent tubes plastique ; que l'on obture enfin simultanément les cent autres extrémités 3. Procédé selon la revendication 2 caractérisé par le fait 1/ que la machine 3 comportant cent pions Teflon 11 en forme de U et une rampe chauffante 9 comportant deux résistances 10 commandées par un boitier 13 ; permettant de souder simultanément de une à cent pièces ou plus en modifiant la longueur de la rampe chauffante 9 4.Procédé selon la revendication 3 caractérisé par le fait que l'on centrifuge les tubes plastique partiellement remplis afin de faire migrer le produit de remplissage du cte de l'extrémité obturée 5. Procédé selon la revendication 4 caractérisé par le fait que l'on introduit simultanément de un à cent tubes capillaires en verre dans les tubes plastique à l'aide de la machine 25 (figure 3) . La cadence de cette machine est d'environ deux mille pièces heure. 6. Procédé selon la revendication 5 caractérisé par le fait qu'en plus de la revendication 2 , on refroidit les soudures à l'aide d'une rampe 35 dans laquelle circule de l'air comprimé s'échappant sur les pions Teflon il 7. Procédé selon la revendication 6 caractérisé par le fait que la matière plastique du tube est le polyéthylène