Brevet FR2631923A1 — publié le 19891201

MACHINE POUR SOUDER DES SACHETS PAR THERMOSOUDAGE La présente invention concerne le domaine des machines conçues pour souder des sachets, sacs ou paquets par la technique de thermosoudage consistant à échauffer le sachet au niveau des deux bords en vis-à-vis devant être soudés, avant de les soumettre à une déformation mécanique pour réaliser une soudure. L'invention vise, notamment, les machines de ce type destinées à souder des sachets contenant des instruments ou analogues devant subir un traitement de stériLisation par chauffage pour être exempts de tout germe microbien. Les machines de soudage doivent être en mesure de réaliser une soudure continue ne présentant aucune faiblesse LocaLisée du point de vue de la résistance mécanique, notamment pour les sachets contenant des instruments devant être soumis à un traitement de stériLisation par chauffage. En effet, ce type de sachets, qui sont placés généraLement dans des autoclaves, doivent conserver leur hermiticité malgré les contraintes de températures et de pressions auxquelles ils sont soumis. Il est connu, par l'art antérieur, une machine de soudage comportant deux poulies motrices superposées montées à distance de deux poulies de renvoi superposées qui sont reliées aux poulies motrices, par des courroies sans fin destinées à entraîner en déplacement le sachet par ses bords devant être soudés. Les courroies sont portées, entre les poulies motrices et de renvoi, par des réglettes de guidage associées à des résistances chauffantes destinées à élever en température les bords à souder du sachet au cours de son déplacement. Dans un premier type connu de reatisation, la machine comporte, en tant que moyen de soudage des bords du sachet, deux galets striés accouplés chacun directement à une poulie de renvoi. Il apparaît qu'un tel montage rend impossible la mise en oeuvre de galets de soudage présentant un diamétre identique au diamètre primitif d'enroulement des courroies sur les poulies de renvoi. Il s'ensuit que la vitesse Linéaire des galets de soudage est supérieure à La vitesse Linéaire des courroies et, par suite, du sachet, de sorte que les galets de soudage ont tendance à tracter le sachet. Ceci entraîne un étirement reLatif des bords du sachet et La formation d'irrégularités du niveau de la soudure engendrant des zones localisées de faible résistance mécanique. Pour tenter de remédier à cet inconvénient, il a été envisagé de mettre en oeuvre des gaLets de soudage comportant des stries de faible épaisseur. Il apparait, alors, que la soudure est peu marquée et présente une faible résistance mécanique. Par ailleurs, Les galets de soudage comportent, sur leurs parties actives, un matériau antiadhérent très difficile à monter sur les poulies. IL a été proposé, alors, un second type de machine comportant deux galets de soudage superposés montés en amont des poulies de renvoi et solidaires de ces dernières par une transmission à courroie. Cette disposition permet d'obtenir un ajustement des vitesses de soudage et de défilement par un choix judicieux du rapport de transmission. Cependant, la mise en oeuvre d'une transmission, accompagnée de deux galets suppLémentaires, augmente sensiblement le prix de revient d'une telle machine. De plus, le probLème du montage du matériau antiadhérent sur Les galets subsiste. La présente invention vise, justement, à remédier, simultanément, aux inconvénients des deux types de machines décrites ci-dessus en proposant une machine de soudage des sachets conçue pour permettre l'ajustement entre les vitesses de soudage et des sachets, tout en n'augmentant pas le coût et la construction de la machine. L'invention vise, également, à offrir une machine comportant des galets de soudage dont le matériau antiadhérent est adapte aisément et rapidement sur les galets et présente des stries de déformation conformées pour obtenir une soudure homogène, sans aucune zone de faible résistance mécanique. L'invention vise, aussi, à proposer une machine de soudage comportant des moyens de guidage des sachets soudés assurant La continuité de La soudure. L'invention vise, encore, à proposer une machine de soudage comportant des moyens faciLitant Le positionnement des bords des sachets à souder entre Les courroies, de manière à augmenter La qualité de La soudure. Pour atteindre Les objectifs précités, La machine de soudage seLon L'invention comprend, pour chaque galet de soudage : - un moyeu présentant deux parois transversales délimitant une gorge périphérique circulaire, - au moins un organe élastique annulaire monté sur la gorge du moyeu, - et une bague réalisée en un matériau antiadhérent, montée flottante sur l'organe élastique en étant engagée dans la gorge, au moins partiellement, Lors de sa coopération avec la bague en regard, et pourvue, en tant que stries de déformation, de cannelures périphériques destinées à coopérer avec celles de la bague du galet placé en vis-à-vis. Diverses autres caractéristiques ressortent de La description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non Limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de L'invention. La fig. 1 est une vue en élévation de face d'une machine de soudage conforme à L'invention. La fig. 2 est une coupe transversale prise, à plus grande échelle, selon la ligne Il-Il de la fig. 1. La fig. 3 est une coupe longitudinale prise sensiblement selon la ligne 111-111 de La fig. 1. La fig 4 est une coupe transversale prise, à plus grande échelle, seLon la ligne IV-IV de la fig. 1. La fig. 5 est une coupe prise sensiblement selon la ligne V-V de la fig. 4 montrant un détail caractéristique de l'invention. La fig. 6 est une vue analogue à la fig. 4 montrant, à plus grande échelle, un autre détail caractéristique de L'invention. Les fig. 1 à 3 illustrent une machine à souder des sachets S ou analogues comportant au moins une paroi réalisée en un matériau thermosoudable, tel qu'une matière plastique choisie en relation avec l'utilisation visée. De façon classique, une machine à souder comporte une structure porteuse constituée par une embase 1 surmontée par un bâti 2 réalisé en toute matière appropriée. Le bâti 2 est conçu pour supporter, sur un panneau de façade 21, deux poulies motrices superposées 3 montées à distance de deux poulies de renvoi superposées 4. Les poulies motrices 3 sont commandées en rotation inverse par L'intermédiaire d'un motoréducteur 5 associé à une transmission 6. Les poulies supérieures et inférieures de chaque type sont reliées entre elles par des courroies sans fin 7.Les poulies 3, 4 sont disposées de manière que les courroies 7 présentent deux brins superposés placés en relation de proche proximité, pour être en mesure de déplacer le sachet par le pincement des deux bords en vis-à-vis du sachet devant être soudés. Les deux brins 71 s'étendent de part et d'autre d'un plan médian horizontal P pouvant être qualifié de plan de convoyage. De préférence, il est prévu de mettre en oeuvre des courroies 7, du type cranté, coopérant avec des poulies 3, 4 adaptées pour les recevoir. Les brins 71 des courroies sont portés par des réglettes de guidage 8 adaptées sur Le bâti 1 et disposées entre les poulies motrices 3 et de renvoi 4. Les réglettes 8 supportent, intérieurement, des résïstances chauffantes constituées par deux barreaux superposés 9 placés en relation de proximité avec les courroies 7 et dont le plan de jonction est confondu avec le plan de convoyage P. Les barreaux 9 sont réalisés, en toute matière appropriée, pour assumer une élévation de température des bords du sachet devant être soudés. Le fonctionnement de la machine à souder résulte directement de la description effectuée ci-dessus. Les bords s en regard à souder du sachet S sont positionnés en amont des poulies motrices 3 pour être engagés entre les courroies 7 au niveau des poulies 3 qui constituent un poste A de prise en charge (fig 3). Les bords s du sachet sont introduits suffisamment entre les courroies pour être engagés entre les résistances 9. Le sachet est, ainsi, soumis à un déplacement en translation rectiligne, au cours duquel les bords s du sachet subissent une montée en température jusqu'à un poste B de soudage conforme à l'invention. Dans l'exemple de réalisation illustré, le poste de soudage comporte deux galets de soudage 11 superposés qui sont, chacun, accouplés directement en rotation avec une poulie de renvoi 4. Tel que cela apparait plus précisément aux fig. 4 et 5, chaque galet de soudage Il comporte un moyeu 12 guide en rotation par des roulements 13, par exemple du type à aiguilles, adaptés sur un axe 14 qui est porté par Le bâti 2. Il est à noter que le moyeu 12 du galet constitue, également, le moyeu de la poulie de renvoi 4 comportant une gorge 41 de réception de la courroie, ménagée sur la partie avant du moyeu. Bien entendu, il pourrait être envisagé de prévoir deux moyeux séparés pour la poulie de renvoi 4 et le galet 11, accouplés coaxialement par tous moyens convenables ou déca lés axialement et accouplés par une transmission. Le moyeu 12 présente deux parois transversales 15 délimitant une gorge périphérique annulaire 16. Dans l'exemple illustré, l'une des parois 15 constitue, aussi, une paroi de la gorge 41 de la poulie de renvoi. La gorge 16 est destinée à recevoir au moins un organe annulaire 17, déformable élastiquement, et monté, de préférence, flottant sur Le moyeu. Avantageusement, l'organe 17 est constitué par une série d'anneaux élastiques placés côte à côte et réalisés, par exemple, en silicone. Chaque galet 11 comporte également une bague 18 réalisée en un matériau antiadhérent, tel que celui commercialisé sous la dénomination Teflon. La bague 18 est montée flottante sur les anneaux élastiques 17 et comporte des cannelures périphériques:19= Tel que cela ressort plus précisément de la fig. 6, chaque cannelure 19 présente une section droite transversale du type trapezoidal. Il est à noter que l'axe 14 du galet supérieur traverse le panneau 21 par une Lumière 21 et se trouve monté solidaire d'un bras 22 articulé sur un arbre 23. Le bras 22 est soumis à un organe 24 de réglage de sa position angulaire permettant de régler la position verticale du galet supérieur et, par suite, d'obtenir la coopération des bagues 18 s'engrenant par leurs cannelures 19 respectives (fig. 4 et 6). Il doit être considéré que le terme engrené présente, ici, une signification un peu différente de celle connue classiquement, puisqu'elle se rapporte à la coopération de cannelures périphriques et non de dents radiales. Dans cette position d'engrênement, chaque bague 18 est engagée, au moins partiellement, dans la gorge 16 pour présenter une partie située entre les deux parois transversales 15, de manière à être positionnée axialement. De préférence, chaque cannelure 19 des bagues est aménagée pour laisser subsister, entre deux flancs 191 en vis-à-vis, un jeu 25 conçu pour éviter tous risques d'étirement localisé des bords du sachet et obtenir une répartition de la pression des deux bagues agissant sur le sachet. Les diamètres externe et interne des bagues 18 et des anneaux élastiques 17, ainsi que les diamGtres des gorges 16 et respectivement des gaLets et des poulies de renvoi, sont -déterminés de manière à ajuster La vitesse linéaire des courroies 7 et des bagues de soudage 18. Il est à noter que la déformation des anneaux élastiques 17 permet d'obtenir, d'une part, un réglage de la pression nécessaire à la soudure, en relation avec diverses épaisseurs de sachets présentées et, d'autre part, une soudure pouvant être réalisée dans une large gamme d'épaisseurs de sachets, sans nécessiter un réglage vertical du galet par l'organe 24. Les expériences pratiques ont montré que les soudures obtenues ne présentent aucune zone localisée de faible résistance mécanique. Pour favoriser encore la qualité des soudures, il est prévu de monter, en aval des galets de soudage 11, deux roues de guidage 27 superposées concourantes sensiblement dans le plan P. Les roues 27 sont placées en relation de proximité du poste de soudage, de manière à prendre en charge les bords soudés du sachet et à maintenir ces derniers en alignement avec la partie restant à souder pour obtenir une soudure rectiligne. Tel que cela apparaît plus précisément à la fig. 3, chaque roue de guidage 27 comporte au moins deux et, par exemple, quatre tores élastiques 28 montés serrés sur le moyeu 29 de la roue. Le moyeu 29 est guidé en rotation sur un arbre 30 porté par le bâti 2. La roue de guidage 27 est entrainée en rotation par une transmission à courroie 31 montée dans un évidement annulaire 32 ménagé sur le moyeu 12 du galet, à la partie opposée de celle comportant la gorge Selon l'invention, la machine de soudage comporte une table 33 de réception et de support des sachets S au cours de leur déplacement. La table 33 est montée, sur la face avant de la machine, et s'étend dans un pLan inférieur à celui de convoyage P, de manière à faciliter l'introduction des bords du sachet entre Les courroies 7 et les résistances 9. La table 33 est inclinée vers le bas à partir de la face avant de la machine pour favoriser la tension des parois du sachet. La table 33 comporte un rebord en équerre 34 s'établissant jusqu'au niveau du plan P, de manière à porter le sachet au cours de son déplacement. La table 33 s'étend, d'une part, en amont du poste A de prise en charge pour constituer une zone 35 de réception des sachets et, d'autre part, en aval des roues de guidage 27 pour constituer une zone de dégagement 36 des sachets, avantageusement inclinée vers le bas à partir de la table. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS : 1 - Machine de soudage pour les deux bords (s) en regard de sachets (S) ou analogues, du type comportant, dans une structure porteuse, deux poulies motrices superposées (3) montées à distance de deux poulies de renvoi superposées (4) reliées aux poulies motrices par des courroies sans fin (7) destinées à entrainer, à partir d'un poste de prise en charge (A), les bords du sachet devant être soudés qui sont soumis à un échauffement pendant leur déplacement jusqu a un poste de soudage (B) comportant au moins deux galets de soudage superposés pourvus, chacun, d'un matériau antiadhérent muni de stries de déformation, caractérisée en ce que chaque galet de soudage (11) comporte - un moyeu (12) présentant deux parois tranversales (15) délimitant une gorge périphérique circulaire (16), - au moins un organe élastique annulaire (17) monté sur la gorge (16) du moyeu, - et une bague (18) réalisée en un matériau antiadhérent, montée flottante sur l'organe élastique (17), en étant engagée dans la gorge (16), au moins partiellement, lors de sa coopération avec la bague en regard, et pourvue, en tant que stries de déformation, de cannelures périphériques (19) destinées à coopérer avec celles de la bague du galet placé en vi-s-à-vis. 2 - Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque galet de soudage (11) est accouplé directement à une poulie de renvoi (4). 3 - Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que L'organe élastiriue (18) est monté flottant sur le moyeu (12) au niveau de la gorge. 4 - Machine selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que chaque galet de soudage (11) comporte une série d'organes élastiques (18) constitués par des anneaux élastiques disposés côte à côte. 5 - Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque cannelure périphérique (19) présente une section droite transversale du type trapezoidal. 6 - Machine selon la revendication 1 ou 5, caractérisée en ce que, lors de la coopération des galets entre eux, les cannelures (17) des bagues laissent subsister un jeu par leur flanc en vis-à-vis. 7 - Machine selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comprend, en aval des galets de soudage, deux roues (27) superposées de guidage des bords soudés des sachets, entraînées en rotation et comportant, chacune, au moins deux tores élastiques (28) montés sur le moyeu de la poulie. 8 - Machine selon L'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comprend une table (33) de réception et de support des sachets au cours de leur déplacement, montée sur la face avant de la machine selon un plan inférieur à un plan (P) de convoyage des bords du sachet. 9 - Machine selon la revendication 8, caractérisée en ce que la table (33) est inclinée vers le bas à partir de La face avant de la machine. 10 - Machine selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce que la table (33) comporte une zone de réception (35) des sachets, placée en amont des poulies motrices et une zone de dégagement (36) des sachets, placée en aval des zones de guidage et inclinée vers le bas