Brevet FR2535681A1 — publié le 19840511

Dispositif de scellement d'un couvercle sur des récipients thermoplastiques La présente invention concerne un dispositif de scellement d'un couvercle présentant au moins une couche thermoplastique, sur le bord plan horizontal de plusieurs récipients thermoplastiques appartenant à au moins une rangée de récipients s'étendant transversalement à la direction d'avancement desdits récipients. Le dispositif de scellement qui vise plus particulièrement l'invention est du type comprenant, d'une part, au dessus des récipients, une plaque électrode unique qui s'étend transversalement sur toute la largeur de la rangée de récipients et qui présente pour chaque récipient correspondant une face de contact annulaire chaude dont la largeur est au moins égale à celle du bord de récipient auquel elle est associez3 et9 dlau- tre part, en dessous du bord des récipients > un corps de support qui comporte pour chaque récipient correspondant une chambre réceprice ouverte vers le haut, qui par sa face inférieurs3 est monté sur un plateau de presse verticalement mobile entre une position haute dite de scellement et une position basse dite de dégagemment permettant l'évacuation et llavancement des récipients, et dont la face supérieure présente autour de l'ouverture de chaque chambre réceptrice une face d'appui plane annulaire destinée à porter contre la face inférieure du bord de récipient tout au moins en position haute du corps de support. Les dispositifs de ce type sont connus notamment par les brevets français 77 33285 (2.421.72Q) et 80 09879 (2.481.641). La face d'appui connue par le brevet français 2.421.720 et entourant chaque chambre réceptrice présente une forme arrondie de sorte que cette face dgappui a tendance à pénétrer dans le bord de récipient lorsque celui-ci s'échauffe au contact avec la plaque électrode supérieure et à couper au moins partiellement le bord de récipient par fusion ou refoulement de la matière thermoplastique, comme cgest le cas du dispositif connu par le brevet français 7 704 829 (20380.944). La qualité de scellement obtenue avec ces dispositifs connus n'est pas touJours satisfaisante car, ils introduisent souvent des tensions supplémentaires ou des déformations dans le couvercle à l'endroit de la zone de soudure, ce qui conduit à une aptitude défectueuse au pelage des couvercles. On a essayé de supprimer les inconvénients susmentionnés à l'aide du dispositif de scellemeut décrit dans le brevet français 2.248.641. On préforme, à cet effet, sur la face inférieure du bord de récipient une nervure d'appui contre laquelle portera la face d'appui plane relativement large d'une pièce d'appui entourant l'ouverture de la chambre réceptrice. Cette conception nécessite ltemploi de moyens de chauffage importants pour les bords de récipient dans lesquels on thermoforme les nervures d'appui et ensuite ces bords doivent être refroidis rapidement pour etre suffisamment rigides car ils constitueront le réseau des parties rigides de la bande thermoplastique dans laquelle on forme lesdits récipients qui seront aussitot remplis de produits.En outre, ces nervures d'appui prévues en permanence sur les bords de récipient ne sont pas toujours entièrement réalisés, ce qui conduit à des cordons de scellement incomplets et donc défectueux. Il est, en outre, pratiquement inévitable qu'il existe au moins un faible défaut de parallélisme entre les faces de contact de l'électrode supérieure et des faces d'appui du corps de support, défaut qui diminue la qualité d'un scellement régulier d'un récipient à l'autre et même d'un endroit à l'autre dans le meme cordon de scellement. Le but de l'invention est de supprimer-ou tout au moins d'atténuer ces inconvénients et d'obtenir pour tous les récipients d'une même rangée des cordons de scellement étanche qui néanmoins permettent au consommateur de peler le couvercle sans le déchirer. Ce but est atteint conformément à l'invention du fait que chaque face d'appui plane est constituée par le sommet plan d'au moins une nervure annulaire dont la largeur au sommet est comprise entre 0n5 et 2 fois l'épaisseur du bord de récipient et que le corps de support est monté sur le plateau de presse, le cas échéant, par l'intermédiaire d'une plaque compensatrice faiblement élastique. Grâce à cette conceptions le défaut de parallélisme entre les différentes faces de contact de la plaque électrode et des faces d'appui du corps de support peut être compensé 'soit seulement à l'aide des nervures d'appui de faible largeur portées par le corps de support et comprimant plus ou moins fortement dans leur zone d'application les bords de récipient au moment du scellement, soit par la combinaison des effets de l'application des nervures d'appui de faible largeur et la compression locale de la plaque compensatrice élastique. Du fait que l'on choisit-comme plans de réfé rente ceux définis par les différentes faces de contact de la plaque électrode et des nervures d'appui planes de faible largeur avec interposition d'une couche de matière thermoplastique constituée par les bords de récipient et d'un film complexe mince constitué par la matière composite du couvercle (par exemple feuille dQa- luminium munie d'une couche mince thermocollante) il est possible de comprimer très fortement l'ensemble bord de récipient-couvercle tout en appliquant ledit ensemble à plat contre la face plane de contact de la plaque électrode.Il a été constaté que sous l'effet de la force d'application agissant dans une zone de faible largeur, la matière thermoplastique située au voisinage immédiat de la plaque électrode et dans cette zone de pression, fond ou ramollit rapidement et est chassée latéralement vers les zones-voisines où elle se solidifie aussi très rapidement. La feuille de couvercle adhère au bord de récipient non seulement dans la zone de compression directe mais aussi dans les zones voisi- nes dite de compression indirecte. Dans ces zones, le bord de récipient 'est pas appliqué directement contre la face de contact par la nervure d'appui, mais seulement d'une façon indirecte en raison de la rigidité des zon-es voisines du bord de récipient. Une fois la pression de scellement cessée, on obtient un cordon de scellement qui est matérialisé sur la face supérieure du bord de récipient par une gorge large de très faible profondeur, le fond de cette gorge coincidant avec la zone de compression directe, c'est-à dire la zone d'application de la nervure d'appui contre la face inférieure du bord de récipient. On constate aussi qu'à l'endroit du cordon de scellement, la feuille de couvercle est lisse mais pratiquement pas étirée. Il faut encore remarquer que s'il apparaissait un faible etirement de la feuille de couvercle, ceci ne pourrait se produire qu'après le scellement et le relâchement de l'effort de compression. D'autres avantages et caractéristiques du dispositif de scellement ressortiront de la description suivante d'un mode de réalisation et de quelques variantes illustrés sur le dessin annexe sur lequel - la figure I est une vue en élévation d'une coupe transversale d'un dispositif de scellement connu - la figure 2 est une vue schématique en élé- vation dune coupe radiale à travers la partie superieure d'un récipient scellé avec le dispositif selon la figure 1 ;; - la figure 3 est une vue en élévation d'une coupe verticale longitudinale à travers le corps de support d'un dispositif de scellement selon l'inven- tion - la figure 4 est une vue partielle en plan d'une coupe horizontale à travers le corps de support suivant la ligne IV-IV de la figure 3 9 - la figure 5 est une vue partielle en élévation d'une coupe verticale à travers la partie supérieure d'une variante du dispositif de scellement, la figure 6 est une vue schématique en élé vallon à travers le cordon de scellement reliant le bord de récipient à la partie eorrespondante de la feuille de couvercle et obtenu avec le dispositif selon l'invention 9 - la figure 7 est une vue en élévation d'une coupe transversale à travers une variante du dispositif de scellement selon l'invention selon la ligne Vil-Vil de la figure 9 - la figure 8 montre un détail du dispositif selon la figure 7 - la figure 9 est une vue partielle en plan du dispositif selon les figures 8 et 7 - la figure 10 est une vue en élévation d'une coupe longitudinale à travers une autre variante du dispositif de scellement selon la ligne X-X de la figure 11 ; et la figure 11 est une vue partielle en plan du dispositif selon la figure 10. Tel goton peut le voir sur la figure d, un dispositif de scellement connu comporte pour plan sieurs récipients 1 disposés en au zains une rangée de recipients transversale et thernorormes à partir d'une bande thermoplastique 2, d'une partS au dessus des récipients 1 à recouvrir avec une feuille de couvercle 3, une plaque électrode unique 4 qui s'étend transer- salement sur toute la largeur de la rangée de récipients 1 et qui présente pour chaque récipient correspondnt 1, une face de contact annulaire chaude sous forme d'une nervure annulaire 5, et, d'autre part, en dessous du bord des récipients 1, un corps i support 6 qui com- porte, pour chaque récipient correspondant, une chambre réceptrice 7 ouverte vers le haut, et qui, par sa face inférieureç est monté sur un plateau de presse 8 verticalement mobile entre une position haute dite de scellement et une position basse dite de dégagement permettant l'évacuation et l'avancement de récipients dans le sens perpendiculaire à la rangée transversale de récipients 1. A son extrémité supérieure, le corps de support 6 présente autour de l'ouverture de chaque chambre réceptrice 7 une face d'appui plane annulaire 9 destinée à porter contre la face inférieure du bord de récipient tout au moins en position haute du corps de support 6. Le plateau de presse 8 est monté sur des longerons 10 reliés mécaniquement à des dispositifs de levage.Le fond des récipients 1 peut être maintenu par les coupelles 11 d'un groupe d'éjecteurs 12 dont les tiges verticales 13 traversent le plateau de presse 8 et sont fixées, par leur extrémité inférieure, sur un bâti immobile 14 qui, par exemple, fait partie d'une installation de conditionnement du type permettant de former des récipients à partir d'une bande thermoplastique, de remplir ces récipients thermoformés, de recouvrir et de sceller les récipients remplis avec une feuille de couvercle et, finalement, de découper les récipients remplis et scellés soit individuellement, soit par groupes de récipients. Lorsque l'on utilise sur l'électrode 4 des nervures 5 en tant que faces de contact, on obtient sur le bord 15 du récipient 1 une zone de scellement 16 qui présente sur le couvercle 3 et dans la face adjacente du bord de récipient 15 une rainure assez profonde 17. Le couvercle 3 généralement constitué par une feuille d'aluminium dont la face inférieure est revetue d'une mince couche thermocollante 9 est fortement étiré dans la zone de scellement 16 à lXendroie de la rainure 17 de sorte qu'il se déchire très facilement lorsque l'on désire séparer le couvercle 3 du bord 15 du récipient 1 par un mouvement de pelage. Comme on peut le voir plus particulièrement sur les figure 3s 5 à 8, 10 et 119 le dispositif de scellement selon l'invention utilise sur la plaque électrode unique 4 des faces de contact annulaires chaudes planes 4 dont la largeur est au moins egale à celle du bord 15 d'un récipient 1.Par contre, chaque face d'appui plane 9 prévue à l'extrémité supérieure du corps de support 6 est constituée par le sommet plan d au moins une nervure annulaire 1-8 dont la largeur au sommet est comprise entre 0ç5 et 2 fois l'épaisseur du bord 15 d'un récipient 1D cSest-à-dire l'épaisseur de la bande thermoplastique à partir de laquelle on thermoforme les récipients 10 En outre, il est avantageux de monter le corps de support 6 sur le plateau de presse 8 par l'intermédiaire dtune plaque compensatrice 19 qui est faiblement élastique et est d'une épaisseur suffisante pour permettre un faible pivotement du corps de support 6. Selon le mode de réalisation représenté sur les figures 3 et 9 > le corps de support 6 comporte deux rangées transversales de chambres réceptrices 7 et un fond 20 qui, par 11 intermédiaire de plusieurs boutons 21,22 est fixé sur le plateau de presse 8. La tête des boulons 21,22 s'applique contre le fond de chambre réceptrice 7 et la tige de ces boulons traverse, avec un certain jeu latéral, des alésages cor respondants 23,24 du fond 20 du corps 6 et de la plaque 19. Au dessus et au voisinage immédiat de la plaque con pensatrice 19, les boulons de fixation 21 comportent une collerette de faible hauteur 25 qui possède un faible ju par rapport à la paroi interne de l'alésage correspondant 23. L'alésage 24 présente une section de forme oblongue de façon à permettre au corps de support 6 un faible mouvement longitudinal etZou trans versal. Ce système de fixation constitue une sorte de fausse rotule ou de faux pivot permettant au corps de support 6 d'exécuter des mouvements de pivotement de faible amplitude. Pour favoriser les mouvements de pivotement du corps de support et en vue de l'adaptation de ces faces d'appui 9 aux plans définis par les différentes faces de contact 5 de la plaque électrode 4, il est avantageux de subdiviser ledit corps de support 6 en plusieurs blocs de support juxtaposés 26,27,28,29, 30 dont chacun comporte au moins une chambre réceptrice 7 entourée, à son ouverture supérieure, par au moins une nervure d'appui 18. Ces blocs de support 28 à 29 sont juxtaposés transversalement au sens d1a- vancement des récipients, ma.s il est également possible de juxtaposer deux blocs de support dans le sens longitudinal, c'est-à-dire dans le sens parallèle à la direction d'avancement des récipients (voir les blocs 27 et 30,~figure 9). Il ressort notamment des figures 7 à 9 que de part et d'autre de chaque bloc de support 26 à 30 est prévue une glissière de guidage et de support 31,32,33 qui sgétend parallèlement au sens d'avancement des récipients 1 et dont la face supérieure de support 34 est située légèrement en dessous du niveau des sommets 9 des nervures d'appui 18 lorsque le plateau de presse 8 occupe la position haute de scellement (voir figures 7 etc8)0 Ces glissières de guidage et de support 31,32,33 sont montées à poste fixe sur un bâti du dispositif de scellement Chaque bloc de support 26 à 30 comporte au moins une chambre réceptrice 7 (voir blocs 27 et 30), mais peut également comporter plusieurs chambres réceptrices et notamment deux chambres réceptrices 7 juxtaposées, de pré férence, dans le sens d'avancement des récipients 1 (bloc 28). Selon le mode de réalisation représenté sur les figures 10 et 11D le. corps de support 6 est subdivisé en des glissières longitudinales 35 installées à poste fixe et en des pièces de support transversales 36 mobiles par rapport aux glissières longitudinales 35 Une telle disposition est connue par exemple par le brevet français 11,a12.671. Selon ce brevet, les pie ces de support transversales sont mobiles transver- salement et restent au même niveau lorsqu'elles s'écartent latéralement pour libérer le passage pour l'avancement des récipients t L'inconvénient majeur de cette disposition réside dans le doublement de la largeur de la zone de travail du dispositif par rapport à la largeur d'une rangée de récipients juxtaposés dans le sens transversal du dispositif de scellement. Deux pièces de support transversales 36 woisi- nes et successives dans le sens d'avancement des récipients et deux glissières d'appui longitudinales correspondantes 35 et associées à ces deux pièces de support 36 délimitent une chambre réceptrice 7. Par rapport à l'état de la technique illustré par le brevet français 1.512.671, ce mode de rc'lisation du dispositif de scellement se distingue du fait que les pièces de support transversales 36 sont montées sur le plateau de presse 8 et sont rticalement mobiles avec celui-ci et qu'en outre, chacune des deux glissières longitudinales 39 et des deux pièces de support transversales associées 36 pour delimiter une chambre réceptrice 7 comportentfsur la face super2eu- re, des tronçons de nervure d'appui 37,38,39,40 qui, en position de scellement du plateau de presse 8, se complètent mutuellement de manière à former une nervure annulaire appui analogue à la nervure d'appui 18. D'une façon analogue à la fixation du corps de support 6 sur le plateau de presse 8 par l'intermédiapre d'une plaque compensatrice faiblement élastique 19, les différent-s blocs de support 26 à 30 et les -piè- ces de support 36 disposées entre deux glissières d'appui longitudinales 35 sont montées sur le plateau de presse 8 par l'intermédiaire d'au moins une plaque compensatrice élastique ou des coussins compensateurs élastiques 19 et de telle sorte qu'ils puissent faiblement pivoter autour de leurs pivots correspondant 21,22 fixés sur le plateau de presse 8.Lorsque deux chambres réceptrices 7 sont prévues dans le sens longitudinal entre deux glissières longitudinales 35,la pièce de support aval de la chambre réceptrice-amont et la pièce de support amont de la chambre réceptrice aval peuvent être réunies de manière à former une pièce d'appui unique 41 portant deux tronçons de nervure d'appui 39 et 40. Les glissières longitudinales d'appui 35 sont montées sur un bâti fixe tel que des traverses 42 du dispositif de scellement,par l'intermédiaire de coussins ou plaques compensateurs élastiques 43.Pour faciliter l'assise des glissières longitudinales d'ap- pui 35 et des pièces de support 36 sur leurs supports réciproques, à savoir, le bâti ou les traverses 42 et le plateau de presse 8, lesdites glissières longitudinales 35 et les pièces de support 36 comportent, à leurs extrémités inférieuressdes pieds d'appui 44,45 traverséstpar les pivots ou boulons de fixation correspondants 21 à Z2. Comme on peut le voir plus particulièrement sur les figures 5 et 7 à 9, la nervure d'appui 18 avec sa face d'appui plane 9 d'une largeur relativement faible (0sS à 2 fois l'épaisseur du bord de récipient) fait partie d'une bague d'appui 46 délimitant l'ou- verture d'une chambre réceptrice 7 du corps de support 6 d'un bloc de support 26 à 30. Cette bague d'appui 46 d'une façon connue en soi, est susceptible de se déplacer sur une faible distance perpendiculairement à l'axe de la chambre réceptrice 7 et repose par sa face inférieure plane sur la face supérieure plane et horizontale du corps de support ou d'un bloc de support.La bague d'appui 46 comporte à sa base un épaulament extérieur 47 qui est coiffé avec un certain jeu latéral par plusieurs pattes de fixation 48 uni forcément réparties autour de l'ouverture de la chambre réceptrice 7 et visses sur le corps de support ou un bloc de support. Du coté intérieur, chaque bague d'appui 46 est munie d'une face tronconique d'auto-centrage 49 qui raccorde la nervure d'appui intérieure 18 à la face annulaire verticale intérieure 50 de la bague d'appui- 46. Dans certains cas et notamment lorsque lsé- paisseur du bord 15 du récipient 1 a une épaisseur d'au moins un millimètre, la largeur du sommet plan 9 de la nervure d'appui annulaire 18peut être inférieure à l'épaisseur dudit bord de récipient 15. Comme on peut le voir sur la figure 6, le cordon de soudure 51 reliant la feuille de couver- cle 3 au; bords de récipient 15 est relativement large et présente un faible creux en dessous de la faible marque ou rainure 52 laissée par la nervure d'appui 18 sur la face inférieure du bord 15. Le cordon de soudure ou de sce-llement 51 a la forme dsune gorge large aplatie dont les bords sont légèrement surélevés par rapport à la face supérieure du bord de récipient 15. ta largeur du cordon de scellement 51 est supérieure à l'épaisseur du bord de récipient 15 et est au moins égale au triple de cette épaisseur. On remarquera egalament qu'en raison du bord faiblement surélevé du cordon de scellement 51D le pelage de la feuille de couvercle 3 est -particulièrement aisé. Les différents modes de réalisation précé gemment décrits peuvent subir un certain nombre de modifications sans que lBon sorte pour cela du cadre de protection défini par les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Dispositif de scellement d'un couvercle présentant au moins une couche thermoplastique~5 sur le bord plan horizontal de plusieurs récipients thermoplastiques 1 appartenant au moins à une même rangée s'étendant transversalement à l'avancement desdits récipients dispositif du type comprenant, d'une part, au dessus des récipients, une plaque électrode unique 4 qui s'étend transversalement sur toute la largeur de la rangée de récipients et qui présente pour chaque récipient correspondant une face de contact annulaire chaude 5 dont la largeur est au moins égale à celle du bord de récipient 95 auquel elle est associée7 et d'autre part, en dessous du bord 15 des récipients 1, un corps de support 6 qui comporte pour chaque recipient correspondant 1 une chambre réceptrice 7 ouverte vers le hauts qui par so face inférieure est monté sur un plateau de presse 8 verticalement mobile entre une position haute dite de scellement et une position basse dite de dégagement permettant l'évacuation et l'a- vancement des récipients, et dont la face supérieure présente autour de l'ouverture de chaque chambre ré ceptrice 7 une face d'appui plane annulaire 9 destinée à porter contre- la face inférieure du bord de récipient 15 tout au moins an position haute du corps de support, caractérisé en ce que chaque face d'appui plane 9 est constituée par le sommet plan d'au moins une nervure annulaire 18 dont la largeur au sommet est comprise entre 0,5 et 2 fois l'épaisseur du bord de récipient 15, et que le corps de support 6 est monté sur le plateau de presse 8, le cas échéant, par l'intermédiaire d'une plaque compensatrice faiblement élastique 19. 2. Dispositif de scellement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps de support 5 est subdivisé en plusieurs blocs de support juxtaposés 26 à 3G dont chacun comporte au moiras une chambre réeeptri- ce 7 entourée à son ouverture supérieure par au moins une nervure d'appui 18 et est monte sur le plateau de presse 8. 3. Dispositif de scellement selon l'une quelconque des revendications 1 et 2s caractérisé en ce que de part et dvautre de chaque bloc de support 26 à 30 est prévue une glissière de guidage et de support 31 à 33 qui s'détend parallèlement au sens d1avancement des récipients 1 et dont la face supérieure de support 34 est située légèrement en dessous du niveau des sommets 9 des nervures d'appui 18 lorsque le plateau de presse 8 occupe la position haute de scellement. 4. Dispositif de scellement selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel le corps de support 6 est subdivise en des glissières longitu dinales 35 installées à poste fixe-et en des pièces de support transversales 36 mobiles par rapport aux glissières longitudinales 35, deux pièces de support transversales 36 voisines et successives dans le sens d'avancement des récipients 1 et deux glissières d'appui longitudinales correspondantes 35 et associées à ces deux pièces de support délimitant une chambre réceptrice 7, caractérisé an ce que les pièces de support transversales 36 sont montées sur le plateau de presse 8 et sont verticalement mobiles avec celuisci et que cha culte des deux glissières longitudinales 35 et des deux pièces de support transversales associées 36 portent, sur leurs faces supérieures, des tronçons de nervure d'appui 37 à 40 qui, en position de scellement du plateau de presse, se complètent mutuellement de manière à former au moins une nervure annulaire d'appui 18. 5. Dispositif de scellement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la corps de support 6, les blocs de support 26 à 30 et les pièces de support 36 sont montés sur le plateau de presse 8 par ltintermédiaire d'au moins une plaque compensatrice élastique ou de coussins compensateurs élastiques 19 et de talle sorte qu'ils ou ils puissent faiblement pivoter autour de leurs pivots correspondants 21322 fixes sur le plateau de pressa. 6 Dispositif de scellement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérise en ce que les glissières de guidage et de support. 31 à 33 sont montées à poste fixe sur un bâti du dispositif. 7. Dispositif de scellement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les glissières longitudinales d'appui 35 sont montées sur un bâti 42 du dispositif par l'intermédiaire de coussins ou plaques compensateurs élastiques 43. 8. Dispositif de scellement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, et comportant une bague d'appui 46 délimitant l'ouverture d'une chambre réceptrice 7 du corps de support 6 ou d'un bloc de support 26 à 30 et susceptible de se déplacer sur une faible distance perpendiculairement à l'axe de ladite chambre réceptrice 7, caractérisé en ce que la ou les nervures d'appui 18 sont prévues sur la bague d'appui 46 et qugune face tronconique d'auto-centrage 49 raccorde la nervure d'appui intérieure 18 à la face anna- laire verticale intérieure 50 de la bague d'appui 46. 9. Dispositif de scellementselon l'une quel conque des revendications 1 à à. 8, caractérisé en ce que la largeur du sommet plan 9 de la nervure d'appui annulaire 18 est inférieure à l'épaisseur du bord de récipient 15 lorsque celui-ci a une épaisseur d'au moins 1 mm.