Brevet FR2638419A1 — publié le 19900504

La présente invention concerne des perfectionnements à une machine de formage/remplissage/ scellement d'emballage dans laquelle une feuille de matière plastique pour fabrication de sacs, comportant des bandes de fermeture séparables et refermables, est conditionnée sous la forme de parties de sac qui sont fixées et scellées séparément et qui contiennent un produit de remplissage. On se référera aubrevet américain4 355494 pour l'art antérieur et les détails d'une machine de formage/remplissage/scellement pour sacs à bandes de fermeture refermables à laquelle sont apportés les perfectionnements faisant l'objet de l'invention. La présente invention sert à perfectionner la production de sacs refermables contenant un produit grâce à la réalisation d'une machine de formage/ remplissage/scellement qui soit plus fiable et plus efficace pour mettre en oeuvre une feuille de matière plastique pour fabrication de sacs comportant des bandes de fermeture refermables. D'autres particularités et avantages résultant de l'invention seront reconnus par les spécialistes du domaine de l'emballage en sacs refermables et des machines connues de formage/ remplissage/scellement de matières de fabrication de sacs. Une matière en feuille ou film pour sacs, avec des profils de fermeture progressive ("zipper profiles" pour les anglo-saxons) fixés à des distances égales du bord de film dans la direction d'avancement, est dévidée d'une bobine jusqu'à une machine de formage/remplissage/scellement. La partie dévidée est agencée de façon à distribuer un film à profil ouvert ( ou éventuellement un film à profil fermé ) pour une mise en oeuvre dans la machine. Des rouleaux de guidage supportent le film jusqu'à un poste de dérivation à 900. A partir de celui-ci, le film pénètre dans un épaulement de formage qui centre et enroule le film autour d'un tube d'avancement vertical. Des attaches de guidage du tube d'avancement maintiennent la rectitude du film pendant qu'il est avancé par un dispositif de scellement, mobile verticalement et comportant des mâchoires de scellement. Les mâchoires de scellement produisent un scellement inférieur et un scellement supérieur sur des sacs consécutifs. Le profil de fermeture ouvert est fermé pendant la période d'indeXage du cycle, tandis qu'une période d'arrêt permet un scellement latéral et un soudage ultrasonique par points des parties de contact du profil. Le sac rempli et formé est séparé en bas de la course verticale du dispositif de scellement mobile au moyen d'une lame de découpage qui est synchronisée pour maintenir une longueur précise des sacs. Un gaz inerte est insufflé dans la partie à produit et la partie de tête séparés par la fermeture progressive à intervalles synchronisis, ou bien selon une vitesse constante pendant le processus. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une vue en élévation partielle montrant la partie d'amenée de feuille à la machine de formage/ remplissage/scellement de la présente invention. La figure 2 est une vue en coupe d'un rouleau de guidage expansible, faite selon les lignes II-II de la Figure 1. La figure 3 est une vue en perspective partielle de la partie de guidage, rainurée en spirale, de la barre de déviation. La figure 4 est une vue en coupe faite selon les lignes IV-IV de la figure 3. La figure 5 est une vue en coupe et en élévation latérale de la partie supérieure du tube d'avancement. La figure 6 est une vue en coupe faite selon les lignes VI-VI de la figure 5. La figure 7 est une vue en coupe faite selon les lignes VII-VII de la figure 5. La figure 8 est une vue en élévation latérale de la partie inférieure du tube d'avancement et du poste de remplissage et séparation de sac. La figure 9 est une vue en coupe faite selon les lignes IX-IX de la figure 8. La figure 10 est une vue en coupe faite selon les lignes X-X de la figure 8. On va maintenant donner une description des réalisations préférées. La figure 1 représente une partie d'amenée de feuille 10 pour la machine de formage de sacs de l'invention. De façon analogue à la machine de formage de sacs décrite dans le brevet américain 4355 494, une feuille de matière plastique stratifiée pour fabrication de sacs, pourvue de profils de fermeture progres sive refermables et verrouillables ensemble, est dévidée d'une bobine ( non représentée ) et est transférée sur des rouleaux de guidage rainurés jusqu'à un poste 11 à tube vertical d'avancement comportant un épaulement de profilage 12 à son extrémité supérieure, comme le montre la figure 5.A la différence du système décrit dans le brevet américainprécité, la présente invention est cependant utilisable avec une feuille de matière plastique stratifiée S pour sacs, comportant des profils mâle et femelle P placés au centre et nécessitant des dispositifs de scellement latéral et inférieur pour former le sac. La feuille S pour sacs est dévidée de la bobine en passant autour d'un premier ensemble de rouleaux de guidage 13. Au moins un de ces rouleaux de guidage est de préférence réalisé avec une gaine circonférentielle de diamètre variable afin de maintenir une tension correcte dans la feuille dévidée. Comme le montrent les figures 1 et 2, la gaine extérieure d'un rouleau de guidage expansible est un manchon creux comportant des parties incurvées flexibles 14 qui sont disposées concentriquement autour d'un arbre 15 du rouleau au moyen de bagues 16 en forme de coin qui sont coaxiales avec l'arbre. Les bagues 16 peuvent être disposées de façon réglable sur l'arbre afin d'augmenter le diamètre du rouleau sur les bords de la feuille en vue de compenser une contraction possible de matière dans une zone adjacente à la partie centrale à profil de la feuille de matière qui peut se produire par suite du processus d'extrusion des bandes de profil lors de la fabrication de la matière en feuille ). La feuille pour sacs S, à partir du premier ensemble de rouleaux de guidage 13, passe dans un poste 17 de dérivation à 90 , comportant une barre stationnaire de dérivation 18 orientée approximativement à 45 par rapport à la direction de dhplmement de la feuille vers et à partir d'elle, et sur laquelle la feuille de matière passe. Une barre de dérivation est couramment utilisée dans l'industrie de l'emballage cependant, puisqu'une feuille de matière plastique stratifiée comporte fréquemment des bords libres, et puisque la feuille de matière est pourvue ici de parties profilées relativement épaisses, il pourrait se poser un prlème de guidage ou pistage ("tradking" pour les anglo Saxons). Pour remédier à cet inco, la barre de dérivation 18 est pouvue d'unepartie spéciale deguidage 19, rainurée en spira- le, pour maintenir et contrôler le guidage. Comme le montrent en détail les figures 3 et 4, les profils P pénètrent dans les rainures en spirale 20 de la partie de guidage 19, et sont guidés par les rainures au cours de la dérivation de la feuille autour de la barre 18. La partie de guidage permet à la feuille de changer efficacement sa direction de mouvement. Un léger réglage angulaire de la barre stationnaire 18 amène la rainure de la partie de guidage 19 dans des positions différentes, si nécessaire, au cas où la position des prof ilsvarierait entredifférentes bobines de feuille. La feuille ainsi dérivée est guidée sur d'autres rouleaux de guidage 13, et revient sur la partie de dérivation 17 de façon à passer autour de lépaulexrent de profilage 12. En référence à la figure 5, l'épaulementde profilage 12 est agencé comme décrit dans le brevet américain 4 355 494. Un dispositif 21 à plaque de guidage chargée par ressort est monté sur la surface extérieure avant de l'épaulement 12 de façon à guider une ou les deux bandes P du profil de fermeture dans une rainure. La sollicitation élastique du dispositif à plaque de guidage 21 est de préférence réglable à l'aide de vis 21A afin de commander et de maintenir la tension dans la feuille de matière S.La feuille de matière passe autour de l'épaulement de profilage, puis elle se déplace vers le bas à l'intérieur de la partie creuse de l'épaulement, sous la forme d'un produit intermédiaire de profil tubulaire, autour d'un tube d'avancement 22 disposé verticalement. La partie 22A du tube d'avance 22 a, à l'intérieur du creux de l'épaulement 12 et légèrement en dessous de l'épaulement, une forme cylindrique, comme le montre la figure 6. La partie inférieure 22B du tube d'avancement 22 change de configuration, pour présenter un profil relativement polygonal, comme le montre la figure 7. I1 est prévu le long dutube d'avancement 22, parallèlement àcelui-ci, une partie de fermeture deprofil 23 qui est formée par un guide rainuré stationnaire, qui guide graduellement les profils complémentaires mâle et femelle jusque dans unecondition de contact mutuel lorsqu'fus atteignent la zone X, comme le montre la figure 5. Un gaz inerte, comme du gaz carbonique ou de l'azote, est de préférence amené sous pression dans la zone X à partir d'un tube de soufflage 24,due de façon à pénétrer dans une partie de tête du sac qui est adjacente aux profils. Ce gaz inerte est également insufflé dans le tube d'avancement 22 pour évacuer l'intérieur du sac en train d'être formé qui correspond à la partie de réception du produit.Le gaz inerte peut être insufflé dans les parties du sac à intervalles synchronisés, ou bien selon une vitesse constante, pendant le processus. De l'autre côté du tube d'avancement 22, deux plaques de scellement à chaud 25 sont montées parallèlement au tube. Les bords libres opposés de la feuille de matière S sont rapprochés l'un de l'autre dans l'espace existant entre les plaques de scellement. Pendant une période d'arrêt du mouvement de la feuille, un scellement latéral pour le sac en train d'être formé est réalisé par les plaques 25. Egalement, pendant cette période d'arrêt, un soudage ultrasonique par points des bandes de profils maintenant engagés est réalisé à l'aide d'une soudeuse ultrasonique par points 26, schématisée sur la figure 5. Les points de soudure sont formés aux extrémités opposées des bandes de profils refermables pour le sac en train d'être formé de façon à obtenir des sacs étanches aux fuites, qui sont ainsi utilisables pour des produits périssables. Du fait que les profils sont accrochés, le soudage par points les maintient dans la relation d'accrochage mutuel aux extrémités, qui constituent les côtés de chacune des parties supérieures de sac.Comme cela est évident, du fait que les bandes sont maintenues accrochées à leurs extrémités, il sera facile pour l'utilisateur de pousser les profils l'un contre l'autre sur leur longueur pour fermer le sac. En référence à la figure 8, et en aval des plaques de scellement 25 et de la soudeuse par points 26, dans la direction de déplacement de la feuille à partir du tube d'avancement, le produit intermédiaire de forme tubulaire passe sur des doigts de guidage 27 servant à maintenir la forme de la feuillequiesttubulaire dans l'ensemble. Un dispositif de scellement 28, mobile verticalement, est disposé en dessous des doigts de guindage. Comme dans la machine décrite dans le brevet américain 4 355 494, le dispositif de scellement mobile 28 comporte deux barres transversales 29, 30 de scellement à chaud qui sont mobiles d'une manière appropriée pour maintenir la feuille de forme tubulaire dans son déplacement vertical, de telle sorte qu'un scellement transversal soit réalisé dans la matière du sac.Les barres 29 et 30 libèrent ensuite la feuille, et le dispositif de scellement 28 revient vers le haut pour commencer une course de descente ultérieure. La période d'arrêt du mouvement de la feuille S dans la machine de formage/remplissage/scellement se produit pendant ce mouvement de retour vers le haut du dispositif de scellement. Un produit de remplissage est amené par l'intermédiaire du tube d'avancement dans le sac en train d'être formé, après que le scellement transversal a été réalisé et pendant la période d'arrêt. Ce scellement transversal formé sur le sac tubulaire sert à obturer les extrémités inférieures et supérieures ouvertes de sacs adjacents en train d'être formés.Le dispositif de scellement 28 comporte une lame de découpage 31 qui se déplace dans l'intervalle ménagé entre les barres 29 et 30 à la fin de la course de descente du dispositif de scellement 28 > et après que le scellement transversal a été réalisé afin de séparer un sac inférieur fini d'un sac supérieur adjacent à remplir. A la différence de la machine décrite dans le brevet américain4 355494, il est prévu sur le haut des barres de scellement 29 et 30 des pinces opposées 32, sollicitées par ressorts, pour agir sur la feuille tubulaire, commelemontreles figures 8et 10, afin de répartir plus uniformément la force de tirage produisant le dévidage de la feuille de matière. Cela est nécessaire sans quoi la charge de tirage exerce sur les parties à profils serait alors différente de celle exercée sur les parties restantes, moins épaisses, de la feuille de matière. Egalement, comme le montrent les figures 9 et 10, des paires de biellettes pivotantes d'écartement 33 et 34, sollicitées par ressorts, sont respectivement montées directement sur le haut de chacune des barres de scellement 29 et 30. Chaque biellette d'écartement comporte une partie 35 en forme de bras qui est montée sur un pivot 38, et qui est poussée par un ressort 37 de façon à entrer en contact avec la feuille de matière s'étendant dans l'intervalle existant entre les barres de scellement 29 et 30. Chaque biellette d'écartement coopère avec une biellette d'écartement disposée sur l'autre barre de scellement,sse içon à établir le contact avec la feuille de matière entre leurs bras. Les bras des biellettes d'écartement opposées, prévues sur les différentes barres de scellement 29 et 30, agissent mutuellement en contact avec la feuille de matière, et allongent le sac en train d'être formé transversalement, comme le montre la figure 10, avant que le scellement transversal soit réalisé. L'action exercée par les biellettes d'écartement 33 et 34 permet de réaliser en toute sécurité un joint soudé acceptable et exempt d'ondulations sur les bords du sac. La présente invention perfectionne les machines connues de formage vertical/remplissage/ scellement d'emballage afin de permettre un fonctionnement efficace, fiable et continu avec utilisation d'une feuille de matière pour sacs comportant des profils de fermeture refermables, notamment une feuille de matière stratifiée. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Machine de formage/remplissage/scellement pour la fabrication de sacs contenant des produits, à partir d'une longueur continue de matière en feuille comportant des bandes de fermeture mâle et femelle refermables et orientées longitudinalement, ladite machine comportant des moyens pour produire un avancement intermittent de ladite matière en feuille, des moyens pour sceller des bords libres desdits sacs et des moyens pour accoupler ensemble lesdites bandes de fermeture mâle et femelle pendant la formation desdits sacs, machine caractérisée en ce qu'elle comprend - un dispositif de soudage par points (26) pour réaliser une soudure par points de parties correspon dantes de la feuille placées sur les bords latéraux opposés desdites bandes de fermeture (P) accouplées ensemble pour chaque sac, et des moyens pour assurer l'activation du dispositif de soudure par points (26) pendant des périodes de pause entre des mouve ments d'avancement de ladite matière en feuille avant l'achèvement de la formation du sac contenant un produit, de telle sorte que ladite soudure par points maintienne les bandes de fermeture (P) accouplées ensemble sur les côtés du sac, etque lesdieaqbandes puissent être séparées et à nouveau accouplées ensemble entre les bords latéraux du sac. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une barre stationnaire (18) sur laquelle ladite matière en feuille passe, pour changer sa direction longitudinale de mouvement, depuis une première direction d'avancement vers ladite barre (18) jusque dans une seconde direction différente d'éloignement de ladite barre (18}, ladite barre (18) ayant son axe longitudinal disposé selon un angle de décalage par rapport auxdites première et seconde directions, et une partie de guidage (19) prévue sur ladite barre (18) et comportant au moins une rainure en spirale (20) pour recevoir une bande de fermeture (P) pendant un mouvement de ladite matière en feuille sur ladite barre (18). 3. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre deux paires de bras pivotants (35) qui sont respectivement disposés sur une paire de supports (33, 34) entre lesquels ladite matière en feuille passe, lesdits supports (33, 34) étant disposés de façon à pouvoir être rapprochés ou écartés l'un de l'autre, chaque bras (35) de chaque paire étant aligné transversalement à ladite matière en feuille avec un bras de l'autre paire, et chacun desdits bras (35) étant poussé vers ladite matière en feuille, de telle sorte que lesdits bras alignés ensemble entrent en contact avec ladite matière en feuille et se sollicitent mutuellement en entrant en contact avec ladite matière en feuille, afin d'allonger ladite matière en feuille transversalement en préparation à la réalisation d'un scellement transversal des bords libres du sac. 4. Machine de formage/remplissage/scellement pour la fabrication de sacs d'emballage à partir d'une longueur continue de matière en feuille comportant des bandes de fermeture (P) mâle et femelle dirigées longitudinalement et refermables, machine caractérisée en ce qu'elle est équipée de moyens pour mettre en oeuvre efficacement ladite matière en feuille se déplaçant au travers de la machine, lesdits moyens comprenant - une barre stationnaire (18) sur laquelle ladite matière en feuille passe pour changer sa direction longitudinale de mouvement, depuis une première direction d'avancement vers ladite barre (18) jusque dans une seconde direction différente d'éloignement de ladite barre (18), ladite barre (18) ayant son axe longitudinal disposé selon un angle de décalage par rapport auxdites première et seconde directions, et une partie de guidage (19) prévue sur ladite barre (18) et comportant au moins une rainure en spirale (20) pour recevoir une bande de fermeture (P > pendant un mouvement de ladite matière en feuille sur ladite barre (18). 5. Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que lesdites bandes de fermeture (P) sont ouvertes l'une vers l'autre sur ladite matière en feuille, et en ce que des rainures respectives (20) de la partie de guidage (19) reçoivent séparément lesdites bandes de fermeture (P). 6. Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'axe de la barre de guidage (18) est disposé selon un angle de décalage approximatif de 450 par rapport auxdites première et seconde directions. 7. Machine de formage/remplissage/scellement pour la fabrication de sacs d'emballage à partir d'une longueur continue de matière en feuille comportant des bandes de fermeture (P) mâle et femelle dirigées longitudinalement et refermables, machine caractérisée en ce qu'elle est équipée de moyens pour mettre en oeuvre efficacement ladite matière en feuille se déplaçant au travers de la machine, lesdits moyens comprenant - une barre stationnaire (18) sur laquelle ladite matière en feuille passe pour changer sa direction longitudinale de mouvement, depuis une première direction d'avancement vers ladite barre (18) jusque dans une seconde direction différente d'éloignement de ladite barre (18), ladite barre (18) ayant son axe longitudinal disposé selon un angle de décalage par rapport auxdites.première et seconde directions, et une partie de guidage (19) prévue sur ladite barre (18) et comportant au moins une rainure en spirale (20) pour recevoir une bande de fermeture (P) pendant le mouvement de ladite matière en feuille sur ladite barre (18), et en ce qu'il est prévu des moyens pour faire tourner la partie de guidage (19) autour dudit axe de ladite barre (18) afin de décaler la disposition transversale desdites rainures (20) par rapport à ladite matière en feuille en train d'être amenée sur ladite barre (18). 8. Machine de formage/remplissage/scellement pour produire des sacs d'emballage contenant des produits à partir d'une longueur continue de matière en feuille comportant des bandes de fermeture (P) mâle et femelle, orientées longitudinalement et refermables, ladite machine comprenant des moyens pour produire un avancement intermittent de ladite matière en feuille, des moyens pour sceller des bords libres desdits sacs et des moyens pour assurer l'accouplement desdites bandes de fermeture (P) mâle et femelle pendant la formation desdits sacs, machine caractérisée en ce qu'elle comprend - deux paires de bras pivotants (35) qui sont respectivement disposés sur une paire de supports (33, 34) entre lesquels ladite matière en feuille passe, lesdits supports (33, 34) étant disposés de façon à pouvoir être rapprochés et écartés l'un de l'autre, chaque bras (35) de chaque paire étant aligné transversalement à ladite matière en feuille avec un bras de l'autre paire, et chacun desdits bras (35) étant poussé vers ladite matière en feuille de telle sorte que lesdits bras alignés ensemble entrent en contact avec ladite matière en feuilleret se sollicitent mutuellement en contact avec ladite matière en feuille, afin d'allonger ladite matière en feuille transversalement en prépa ration à la réalisation d'un scellement transversal des bords libres du sac, lesdits bras (35) comportant des faces convexes de sollicitation de matière pour entrer en contact de roulement avec la matière. 9. Machine selon la revendication 8, caractérisée en ce que lesdits supports (33, 34) comprennent des moyens de scellement à chaud (29, 30) pour produire ledit scellement transversal. 10. Procédé de fabrication de sacs contenant des produits à partir d'une longueur continue de matière en feuille comportant des bandes de fermeture, (P) mâle et femelle, dirigées longitudinalement et refermables, dans une machine de formage/remplissage/ scellement de sacs comportant des moyens pour produire un avancement intermittent de ladite matière en feuille, des moyens pour sceller des bords libres desdits sacs et des moyens pour accoupler lesdites bandes de fermeture (P) mâle et femelle pendant la formation desdits sacs, procédé caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à - accoupler ensemble lesdites bandes de fermeture (P) mâle et femelle, - souder ensemble par points lesdites parties corres pondantes de matière en feuille aux extrémités desdites bandes de fermeture (P > accouplées ensemble, sur les bords latéraux de chaque sac, avant l'achève- ment de la formation du sac contenant un produit, de telle sorte que les bandes de fermeture (P) accou plées ensemble soient maintenues dans une relation d'accouplement aux extrémités des bandes de fermeture (P), et que les bandes de fermeture (P) puissent être séparées et accouplées ensemble entre les bords latéraux du sac, et - allonger les bords libres correspondants de ladite matière en feuille avant la formation d'un scellement sur bord libre dans ledit sac.