Brevet FR2627429A1 — publié le 19890825

FERMETURE D'EXTRENITE. PROCEDE POUR SON APPLICATION SUR DES PROFILES TUBULAIRES CREUX ET DISPOSITIF POUR EXECUTER LADITE APPLICATION La présente invention concerne une fermeture d'extrémité, un procédé pour son application sur des profilés tubulaires creux fabriqués en une matière plastique à paroi mince ou un stratifié de matière plastique, et un dispositif pour effectuer cette application. Des tubes et bouteilles en matières indiquées ci-dessus sont utilisés comme récipients, par exemple pour des crèmes, des pommades et diverses autres substances flottantes ou semi-fluides de l'industrie chimique. La matière à paroi mince du profilé tubulaire donne une jonction étroite entre le profilé tubulaire et la fermeture d'extrémité, et il faut donc utiliser des méthodes relativement compliquées pour obtenir l'étanchéité requise. On connatt divers procédés pour le formage d'un goulot de tube ou d'un goulot de bouteille à une extrémité d'un profilé tubulaire préformé, après quoi on ferme l'extrémité opposée, au moyen d'une soudure linéaire, après remplissage du récipient ainsi formé. Habituellement, lesdites fermetures d'extrémité à goulot sont moulées par injection sur le profilé tubulaire. Ces ébauches de tube sont livrées à un client qui remplit les ébauches avec la substance de son choix puis les ferme, dans une machine de remplissage de tubes suivant l'art antérieur. La conséquence de cette méthode est qu'il faut transporter des récipients volumineux vides, sur de longues distan- ces. En variante, on monte des accessoires séparés, moulés par injection, à l'extrémité du profilé tubulai- re, par soudage. Ces méthodes nécessitent également des é-uipements importants de sorte qu'il n'est pas économique pour un conditionneur unique de produire ses propres tubes et que les tubes doivent être expédiés à partir d'un fabricant central. Un objet de l'invention est de procurer une fermeture d'extrémité qui peut être montée, au moyen du procédé et du dispositif conformes à l'invention, avec une grande précision, une grande qualité et à une cadence élevée, au moyen d'une machine simple qui peut être intégrée à des machines de remplissage de tubes existantes. La fermeture d'extrémité suivant l'invention est caractérisée en ce qu'elle comporte une partie formant paroi d'insert, cylindrique et partiellement conique, et une gorge circonférentielle qui est prévue pour recevoir le profilé tubulaire creux afin de former une jonction par soudage thermique. La réalisation de cette fermeture d'extrémité permet, par exemple, de fabriquer des bouteilles à une cadence élevée et avec des moyens simples, à partir d'un profilé tubulaire, de sorte que le remplissage des bouteilles peut être effectué par l'extrémité inférieure, après quoi l'extrémité inférieure peut être obturée par une fermeture d'extrémité pour compléter la bouteille. En variante, un goulot de bouteille peut être installé après remplissage de la partie inférieure de la bouteille. 3 2627429 Suivant un mode préféré de réalisation de l'invention, la partie formant paroi comporte un bourrelet circulaire, continu ou intermittent qui s'étend le long de la paroi radialement intérieure de la gorge et définit une position intermédiaire pendant l'application de la fermeture, de sorte que la fermetu- re d'extrémité est partiellement introduite dans une extrémité ou l'autre du profilé tubulaire respectif. La fermeture d'extrémité peut constituer le goulot de tube ou le fond de tube, pour un récipient du type tube souple ou bouteille. Le procédé suivant l'invention est caractérisé en ce qu'on introduit la fermeture d'extrémité dans l'une des extrémités du profilé tubulaire, jusqu'à une position intermédiaire définie de manière à ce que la fermeture pénètre partiellement dans le profilé tubu- laire, en ce qu'on applique une énergie de chauffage pour ramollir la matière plastique à l'extrémité du profilé tubulaire et dans la partie de fermeture d'ex- trémité qui fait saillie à l'extérieur dudit profilé creux, et en ce qu'on presse la fermeture d'extrémité à sa position finale dans le profilé tubulaire. Conformément à un mode de mise en oeuvre du procédé, le chauffage est obtenu par soudage à haute fréquence. En variante, l'énergie de chauffage est fournie sous la forme d'air chaud, qui peut être aspiré le long d'un chemin prédéterminé à partir de la jonction de la fermeture d'extrémité et du profilé tubulaire. De cette manière, on peut effectuer un chauffage concentré de la jonction, sans chauffage notable des parties voisines du profilé tubulaire. Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, on recycle l'air chaud, par l'intermédiai- re de moyens de chauffage, vers la jonction en cours du 4 2627429 profilé tubulaire et de la fermeture d'extrémité, ou vers la jonction suivante, ce qui réduit la consomma- tion d'énergie et les effets sur l'ambiance. Le dispositif pour l'application de fermetures d'extrémité est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'application pour monter une fermeture d'extré- mité à une position intermédiaire définie de pénétra- tion partielle dans une extrémité de chaque profilé tubulaire respectif, des moyens de chauffage pour fournir une énergie de chauffage afin de ramollir la matière plastique à l'extrémité du profilé tubulaire et dans la partie de la fermeture d'extrémité qui fait saillie en dehors dudit profilé creux, et des moyens pour presser la fermeture d'extrémité dans sa position finale dans le profilé tubulaire. De préférence, les moyens de chauffage compren- nent un bottier pour envelopper la position de montage de la fermeture d'extrémité, à une certaine distance, ledit boîtier comportant des passages d'évacuation, di- rigés radialement vers l'intérieur, pour l'air chaud venant d'un générateur d'air chaud. Le bottier peut comporter un passage d'aspiration central qui est raccordé à des moyens de mise sous vide. De préférence, le générateur d'air chaud et le passage d'aspiration sont interconnectés par un passage de retour. On décrit maintenant un mode de réalisation de l'invention, en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue de c8té d'un profilé tubulaire et d'un goulot de tube suivant l'invention, la figure 2 est une vue de c8té d'un profilé tubulaire et d'une fermeture d'extrémité de fond suivant l'invention, les figures 3 à 5 illustrent, en trois phases, le montage d'une fermeture de fond sur un profilé tubu- laire, et la figure 6 illustre un dispositif de fournitu- re de l'énergie de chauffage représenté sur la figure 4. Le profilé tubulaire flexible 10, représenté sur les figures, peut être constitué d'une couche unique de matière plastique ou d'un composite ou stratifié comportant une feuille mince-de métal, pour donner de meilleures propriétés de barrière au profilé tubulaire. Le profilé tubulaire peut être constitué d'une bande de matière à joint soudé ou, en variante, il peut être sous la forme d'un tube extrudé qui a été coupé en éléments de longueur appropriée pour former un profilé tubulaire. Le goulot de tube 11 représenté sur la figure 1 comprend une partie 12 formant un insert conique, et une partie 13 formant épaulement, qui sont connectées par un anneau 14. La partie d'épaulement 13 comporte un goulot 15 qui est pourvu d'un filetage extérieur pour un bouchon (non représenté sur les dessins). L'épaule- lement de tube peut par exemple être fabriqué par moulage par injection, et une ébauche circulaire stra- tifiée peut être ajoutée à l'intérieur ou à l'extérieur de l'épaulement 13 pour améliorer ses propriétés de barrière. La fermeture de fond 16, représentée sur la figure 2, comprend un couvercle plat 17 et un insert conique 18 qui est prolongé par une partie d'extrémité 19 en forme d'anneau. La fermeture de fond peut égale- lement être pourvue d'une ébauche circulaire stratifiée améliorant l'effet de barrière. L'anneau 14 et la partie d'extrémité 19 comportent tous deux une gorge circonférentielle 20 qui C 2627429 est prévue pour recevoir l'extrémité respective du profilé tubulaire 10. Les inserts 12 et 18 comportent tous deux un bourrelet 21, à une certaine distance de la gorge circonférentielle respective 20. La figure 3 illustre le premier stade de l'application d'une fermeture de fond 16 dans un élément tubulaire 10, jusqu'à ce que celui-ci rencontre le bourrelet 21, à l'aide d'un piston faisant partie de moyens de pression 22 actionnés par un vérin ou une came. Dans la position représentée sur la figure 4, une énergie de chauffage est fournie à la circonférence de l'extrémité de tube et à la gorge 20, par des jets d'air dirigés qui sont indiqués par des flèches 23. L'air chaud fourni peut avoir une température de 300 C environ, par exemple, et il ramollit localement la ma- tière plastique. La figure 5 illustre le stade de montage final, dans lequel la fermeture d'extrémité 16 est pressée dans la position de fermeture, au moyen d'un piston sous pression 24. A ce moment, la matière plastique ramollie du bourrelet 21 est cisaillée par le bord d'extrémité de l'élément tubulaire lorsque celui-ci se déplace et pénètre dans le fond de la gorge 20. Il en résulte une fusion homogène de la matière plastique du profilé tubulaire 10 et de la fermeture de fond 16, à l'endroit du bord extrême de l'extrémité du tube. Un refroidissement rapide de la zone de soudage est effec- tué, au moyen de passages intérieurs 25 pour un fluide de refroidissement. La figure 6 représente un dipositif pour l'amenée d'air chaud, lors du stade de chauffage représenté sur la figure 4. Le dispositif comprend un bottier 26 entourant la position de montage de la fermeture d'extrémité 16, à une certaine distance, le- 7 2627429 dit bottier comportant des passages d'évacuation 27, dirigés radialement vers l'intérieur, pour l'envoi d'air chaud. L'air chaud est produit par un générateur d'air chaud 28 qui est raccordé aux passages d'évacuation 27 par des passages extérieurs 29 prévus dans le bottier 26. Il est également prévu un passage central 30 qui est raccordé à des moyens d'aspiration 31. Ce passage est lui-même raccordé au générateur d'air chaud 28 par un passage 32. Le canal 32 comporte une soupape de purge 33, afin de rejeter une certaine quantité de l'air recyclé. Il en résulte qu'une quantité correspondante d'air neuf relativement froid peut franchir la jonction et pénétrer dans le passage central 30, de sorte que de la chaleur est évacuée de la région du profilé tubulaire qui est éloignée de la jonction. Le dispositif décrit ci-dessus procure un chauffage local bien défini de la jonction. La consommation d'énergie est réduite et les effets sur l'environnement sont minimisés du fait du recyclage de l'air chaud. Bien entendu, le dispositif représenté sur la figure 6, peut être utilisé pour le montage de fermetures de fond comme pour celui de goulots de tube. De préférence, le montage représenté sur les figures 3 à 5, est effectué dans une table oscillante d'aligne- ment, qui déplace pas-à-pas le profilé tubulaire entre différentes stations de travail. Pendant la phase d'arrêt à la station de travail représentée sur la figure 3, on applique une fermeture de fond 16; pendant la phase suivante, représentée sur la figure 4, on effectue le chauffage de la région de montage, éventuellement en plusieurs étapes; et, pendant la phase d'arrêt illustrée en référence à la station de 8s 2627429 travail représentée sur la figure 5, on presse la fermeture dans sa position de montage final. L'invention n'est pas limitée aux modes de réa- lisation décrits ci-dessus, mais plusieurs variations sont possibles dans le cadre des revendications annexées. Par exemple, le chauffage de la jonction peut être effectué avec des dispositifs autres que celui qui est représenté sur la figure 6. Toute la séquence de montage peut être réalisée dans une même station de travail. L'invention peut également être appliquée à la fabrication de boites et de bouteilles. Le recyclage de l'air chaud par le passage 32 n'est pas indispensable mais une aspiration directe dans l'ambiance est égale- ment possible. En outre, le refroidissement au stade de montage illustré sur la figure 5 peut être effectué au moyen d'air froid. Si le chauffage est effectué par soudage à haute fréquence, le bourrelet circulaire 21 définissant une position intermédiaire n'est pas nécessaire et on peut presser la fermeture complètement à sa position d'obturation avant de fournir l'énergie de chauffage à la région de la soudure. REVENDICATIONS 1. Fermeture d'extrémité pour profilés tubulaires creux (10) fabriqués en matière plastique à paroi mince ou en matière plastique composite, caractérisée en ce qu'elle comprend une partie formant paroi d'insert cylindrique et partiellement conique (12;18), et une gorge circonférentielle (20) qui est prévue pour rece- voir le profilé tubulaire (10) en une jonction thermo- soudable. 2. Fermeture d'extrémité suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la partie formant paroi (12;18) comporte un bourrelet circulaire, continu ou intermittent (21) qui s'étend le long de la paroi radialement intérieure de ladite gorge et définit une position intermédiaire pendant l'application de la fermeture, de sorte que la fermeture d'extrémité (11;16) pénètre partiellement dans chaque extrémité du profilé tubulaire respectif. 3. Fermeture d'extrémité suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle constitue le goulot de tube (11) ou le fond de tube (16) d'un récipient de type tube flexible ou de type bouteille. 4. Procédé pour l'application de fermetures d'ex- trémité (11;16) sur des profilés tubulaires creux (10) fabriqués en une matière plastique à paroi mince ou une matière plastique composite, caractérisé en ce que la fermeture d'extrémité (11;16) est introduite dans l'une des extrémités du profilé tubulaire, jusqu'à une position intermédiaire définie de pénétration partielle dans le profilé tubulaire (10); en ce que de l'énergie de chauffage pour ramollir la matière plastique est amenée à l'extrémité du profilé tubulaire et à la I0 2627429 partie de la fermeture d'extrémité (11;16) qui fait saillie en dehors dudit profilé creux; et en ce que la fermeture d'extrémité est pressée dans sa position finale dans ledit profilé. 5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le chauffage est obtenu par soudage à haute fréquence. 6. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'énergie de chauffage est fournie sous la 1o forme d'air chaud. 7. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'air chaud est aspiré le long d'un chemin prédéterminé partant de la jonction de la fermeture d'extrémité (11;16) et du profilé tubulaire (10). !5 8. Procédé suivant la revendication 6 ou 7, carac- térisé en ce que l'air chaud est recyclé par l'intermé- diaire de moyens de chauffage (28) jusqu'à la jonction du profilé tubulaire (10) présent ou suivant et de la fermeture d'extrémité (11;16). 9. Dispositif pour l'application d'une fermeture d'extrémité à des profilés tubulaires creux (10) fabriqués en une matière plastique à paroi mince ou un composite de matière plasique, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'ap: ication (22) pour le montage d'une fermeture d'extrémité (11;16) dans une position intermédiaire définie d'introduction partielle dans une extrémité de chaque profilé tubulaire respectif; des moyens de chauffage (28) pour l'amenée d'une énergie de chauffage afin de ramollir la matière plastique, à l'extrémité du profilé tubulaire et à la partie de la fermeture d'extrémité (11;16) qui fait saillie en dehors dudit profilé creux; et des moyens (24) pour presser la fermeture d'extrémité à sa position finale dans le profilé tubulaire. 10. Dispositif suivant la revendication 9, caracté- risé en ce que les moyens de chauffage comprennent un bottier (26) qui entoure la position de montage de la fermeture d'extrémité, à une certaine distance, ledit bottier comportant des passages d'évacuation (27) , dirigés radialement vers l'intérieur, pour l'air chaud venant d'un générateur d'air chaud (28). 11. Dispositif suivant la revendication 10, carac- térisé en ce que le bottier (26) comporte un passage d'aspiration central (30) qui est raccordé à des moyens de mise sous vide. 12. Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications 9 à 11, caractérisé en ce que le générateur d'air chaud (28) et les passages d'aspiration (30) sont interconnectés par un passage de retour (32).