Brevet FR2532240A1 — publié le 19840302

La présente invention a pour objet une panne de soudage destinée en particulier, mais non exclusivement, à la soudure bord à bord de récipients en matière plastique tels que des pots de yaourt, en vue de leur groupage en un nombre déterminé d'unités Un procédé de groupage dans lequel peut être employée au moins une panne selon l'invention est décrit dans le Brevet Français N 78 23468 du 9 Aout 1978 au nom de MOMOPLASTo Dans ce brevet9 les récipients sont de forme générale tronconiques et présentent à leur partie supérieure une collerette carrée ou plus généralement polygonale s'étendant dans un plan perpendiculaire à l'axe du récipient.Le groupage des récipients se fait par réunion de certains bords des collerettes avec les bords de récipients adjacents0 Différents moyens sont indiqués pour obtenir cette réunion et, en particulier le thermosoudage ou thermocompression qui provoque par la double action de la chaleur et de la pression une fusion au moins superflcielle9des bords des deux collerettes adjacentes qui9 après refroidissement, se trouvent solidari sées. En vue de réaliser une automatisation du procédé 9 les pots ou récipients sont réalisés par thermofonnage ou injection de polystyrène ou de polypropylène ce qui permet deobtenir des cotes précises9 nécessaires au traitement sur machine. Il est ainsi possible de souder les pots bord à bord. On a constaté que tant que la panne de soudure par thermocompression n#excédait pas une température de l'ordre de i60#C9 I# opération de thermocompression ne présentait aucune difficulté. Par contre au-delà de cette valeur, la panne a tendance à adhérer sur la matière en fusion et des filages se produisent entre la soudure et la panne lors du retrait de celle-ci Malheureusement, il n'est pas possible d'augmenter la pression d'une manière de manière significative et une température de l'ordre de 1600C est incompatible, dans certains cas, avec les cadences des machines permettant le groupage de plusieurs récipients. Les pannes de soudage, généralement en métal ou alliage bon conducteur de la chaleur, se composent généralement d'un corps creux dont la température est régulée par tout moyen adapté à partir de laquelle fait saillie une arête continue dont la longueur est égale à la longueur de la ligne de soudure désirée. Cette arête présente un relief en creux, par exemple -en "V" renversé qui forme une sorte de moule pour la matière fondue, qui, du fait de la pression a tendance à remonter vers l'extérieur, dans la direction opposée à la direction de pénétration de l'arête dans la matière. Pour remédier au défaut mentionné précédemment, on a déjà proposé de revêtir l'arête ou la partie inférieure de la panne d'une couche de matériau à faible coefficient de frottement tel que du téflon, par exemple. Malheureusement, compte tenu de la pression appliquée, ce matériau est soumis à une forte abrasion et les pannes de soudage doivent être remplacées au bout de quelques heures de fonctionnement ce qui provoque une perte considérable de temps et par suite un abaissement du rendement de la machine;; De plus, on a obserorég avec des pots en polystyrène des ruptures de la soudure lors du reBroxdissementO La présente invention a pour but de pallier les inconvénients mentionnés ci-desss, Selon la présente invention, la panne de soudage, pour matières plastiques,par thermocompression, comprenant un corps thermorégulé, est caractérisée en ce que au moins deux dents font saillie à partir dudit corps. Selon une autre caractéristique de l'invention, les dents précitées sont de dimensions croissantes de l'avant vers l'arrière de la panne. La principale caractéristique de l'invention réside en ce que les parties de la panne appellées à pénétrer dans la matière doivent être discontinues. En effet, cette caractéristique permet d'obtenir sur une même dent des régions très chaudes et des régions relativement froides Le contact de l'extremité avant des dents avec les deux surfaces de plastique, bord à bord,provoque un ramollissement de la matière, puis la compression provoque un fluage de celle-ci. Lorsque la panne continue sa pénétration, au moins une partie de la matière en fluage vient eh contact avec les zones froides.Le refroidissement de cette matière est instantané et il se produit une rétraction de celle-ci qui évite toute adhérence entre la panne et le plastique Des résultats satisfaisants ont été obtenus avec une panne selon l'invention portée à une température de l'ordre de 300 C, la soudure étant effectuée en une fraction de seconde, ce qui est compatible avec le cadencement des machines modernes. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion apparattront au cours de la description qui va suivre de modes de réalisation particuliersS donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs9 en regard des figures qui représentent: - La Fig.1, un groupage de deux pots de yaourt selon le Brevet Français précité; - La Fig02, une soudure réalisée avec une panne selon la technique antérieure; - La Fig03# une vue d'une panne selon l1invention; - Les Figs 4 à 69 des exemples de soudures obtenues avec des pannes selon l'invention;; - 'La Fig.7, une panne selon l#inve#tion0 Sur la Fige 15 deux pots de yaourt 1 sont réunis en 4 par soudure des bords correspondants de leur collerette 2. La soudure doit entre assez résistante pour maintenir les pots groupés leur de leur manutention9 mais elle doit etre assez faible pour permettre leur séparation en vus de la consommation, La ligne de soudure 4 doit ainsi constituer une ligne de moindre résistance. Sur la Fig.2 est représentée une panne lO > de type connu,lors de la soudure de deux collerettes adjacentes 2. Elle comprend à sa partie inférieure une arete 109 régulée en température et qui applique une pression sur les collerettes 2. Elle présente à son extremité une échancrure en "V" 3 qui est destinée à maintenir la matière fluant vers le haut, en direction opposée à celle de la pression. Malheureusement, la matière, à l'état pâteux, vient en contact avec des parties chaudes, puisque, du fait de la continuité de la panne, la température est sensiblement uniforme. Il en résulte des adhérences et des collages qui interdisent un fonctionnement satisfaisant. La Fig.#3 représente une panne selon l'invention qui est constituée d'un corps 10 régulé en température, se prolongeant à sa partie inférieure par des éléments discontinus 3 ou dents, qui, dans l'exemple représenté sont de forme tronconique. Comme précédemment, une pression est appliquée du haut vers le bas de la figure, par des vérins pneumatiques, par exemple, et les dents espacées l'une de l'autre pénètrent sur une partie de l'épaisseur des collerez tes 2. Comme expliqué précédemment, l'action de chacune des dents est locale et il en résulte que la surface de la liaison entre les pots contigüs est moins perturbée que dans le cas d'une électrode continue. La matière remonte contre les parois externes de chaque dent qui sont légèrement plus froides que la partie interne.A ce contact la matière se refroidit, se rétreint et par suite n'adhère pas à la dent qui peut se dégager librement. Les Figs 4 à 6 représentent , en vue par dessus, des exemples de configurations de points ou traits de soudure qui peuvent etre obtenues avec des pannes selon l'invention. Sur la Fig.4, la configuration est celle qui est obtenue avec une panne du type de celle qui est représentée sur la Fig.3, c'est à dire que la ligne 4 formée par les bords des collerettes 2 présente une série de points de soudure, ces points étant obtenus sans apport de matière extérieure. Sur la Fig.5, les points de soudure 5 sont disposés en quinconce de part et d'autre de la ligne 4. Sur la Fig.6, les points de soudure sont remplacés par différentes configurations de petits traits, qui peuvent avoir différentes inclinaisons par rapport au bord commun 4 des collerettes, ou lui être parallèles. Sur la gauche de la Fig.6, les points de soudure sont remplacés par des traits en "zigzag" qui peuvent être adjacents ou non. Sont également possibles,comme représenté au centre de la Fig.6, une forme en créneau ou en grecque, soit encore comme représenté à droite une forme en oméga renversé0 Il est bien évident que l'invention n'est pas limitée à une forme particulière de section de panne et que de nombreuses autres formes peuvent entre mises en oeuvre0 Toutefois, lorsque l'arête de la panne est une ligne continue9 cette ligne doit obligatoirement étire une ligne brisée de manière à ce qu'apparaissent sur ses faces des gradients de tempéra bure qui comme il a été d précédemment provoquent un rétreint de la matière évitant l'adhérence de celle-ci sur la panne La Fig07 représente une panne selon l'invention, comprenant un corps 10 a partir duquel font saillie des dents 3 qui, dans l'exemple représenté, sont au nombre de huits Conformément à une caractéristique de l'inve#tion, ces dents sont pointues ce qui facilite leur pénétration à l'intérieur des collerettes et provoque la formation d'une ligne pointillée de plus faible résistance permettant un détachement facile des po#s. Dans les exemples qui viennent d'être donnés lgarete de la panne est constituée de dents 3 de formes variables mais dont les surfaces inférieures ne sont pas organisées en une surface rectiligne et continue. Conformément à l'invention, une telle électrode peut être utilisée à condition de prévoir sur les bords des collerettes un ensemble de petits picots verticaux ou plus généralement perpendiculaires à la surface de chaque collerette. La discontinuité de surface de la panne est alors remplacée par une discontinuité des surfaces à souder. Les pannes selon l'invention peuvent être utilisées aussi bien pour souder les collerettes bord à bord par le dessus que par le dessous, que ces bords présentent ou non un repli comme indiqué dans le Brevet Français précité ou encore des picots verticaux, il va de soi que de nombreuses variantes peuvent être introduites, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour celà du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10 Panne de soudage 3 par thermocompression,pour l'assemblage d'éléments en matière plastique9 comprenant un corpe thermorégulé, caractérisée en ce qu' au moins deux dents font saillie à la partie inférieure dudit corps 20 Panne selon la revendication 19 caractérisée en ce que la section des dents croit de la partie avant à la partie arrière de celles cil 30 Panne selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la section des dents est circulaire, deux dents adjacentes étant espacées lune de l'autre. 40 Panne selon l'une quelconque des revendications I ou 2, ce"actérisée en ce que la surate avant d#au moins certaines des dents est sensiblement rectiligne. 50 Panne selon la revendication 4, caractérisée en ce que les surfaces avant des dents sont inclinées les unes par rapport aux autres. 60 Panne selon la revendication 4, caractérisée en ce que les surfaces avant des dents sont deux à deux perpendicu laires. 70 Panne de soudage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les surfaces avant des dents forment une ligne brisée sensiblement continue 80 Procédé de groupage par thermocompression de récipients en matière plastique présentant des collerettes polygow nales dont certains des bords sont juxtaposesi caracté risé en ce que des picots verticaux espacés sont formés à proximité desdits bords de sorte que la panne de soudage provoque leur écrasement et leur fusion0