Machine pour joindre des feuilles, notamment des feuilles de cellulose. La présente invention se rapporte à des machines pour joindre des feuilles, notam ment des feuilles de cellulose.
Les machines auxquelles se rapporte l'in vention sont surtout utilisées pour fermer des emballages. Elles comprennent principalement une paire de mâchoires entre lesquelles les feuilles qui doivent être jointes sont serrées et par lesquelles ces feuilles sont déformées. De préférence, on emploie de la chaleur pour faire adhérer les feuilles l'une à l'autre; la façon la plus appropriée de ehauffer les feuilles consiste à utiliser des mâchoires chauffées.
Selon l'invention, les faces actives des mâ choires sont pourvues de saillies et de creux complémentaires en forme de pyramides.
,Si chaque mâchoire est la contrepartie de l'autre, les feuilles qui sont pressées entre les mâchoires sont amenées en contact intime l'une avec l'autre dans le voisinage des mâ- ehoires et un joint étanche satisfaisant peut être assuré entre les feuilles.
Dans une forme préférée de l'invention, les mâchoires sont pourvues d'éléments élec triques de chauffage qui les maintiennent à la température la plus appropriée pour la matière sur laquelle on agit. Un interrupteur à main ou un interrupteur commandé par un thermostat peut être prévu pour régler la température.
L'aluminium et ses alliages se sont révé lés des matériaux très satisfaisants pour cons- tituer les mâchoires. Ces matériaux, tout en étant suffisamment résistants pour assurer une longue durée aux mâchoires, ont l'avan tage d'être suffisamment tendres pour rece voir une impression satisfaisante d'une ma trice en acier taillée avec précision. Leur em ploi conduit ainsi à une construction d'iin. prix de revient économique.
La machine selon la présente invention peut être agencée pour être actionnée à la main ou au pied ou par un moteur. Les mâchoires peuvent, par exemple, être fermées par l'action de ressorts et ouvertes à la main ou au pied, etc., ou vice versa, et maintenues dans la position ouverte ou dans la position fermée quand la machine est au repos.
Le dessin représente, à titre d'exemple, deux formes d'exéeiition de la présente in vention.
Fig. 1 est une vue en perspective de la machine prévue pour fonctionner soit à la main, soit au pied.
Fig. 2 est une coupe selon la ligne II-II de la fig. 1.
Fig. 3 représente les mâchoires de la ma chine, séparément et à une plus grande échelle, représentées partiellement en coupe pour montrer leur construction interne.
Fig. -1 représente, à une plus grande échelle encore, la forme des saillies et des creux complémentaires en forme de pyra mides des mâchoires. Fig. 5 représente un emballage fermé par une machine selon l'invention.
Fig. 6 et 7 sont des élévations latérales en coupe d'une machine actionnée par un mo teur, montrant les mâchoires respectivement en position fermée et en position ouverte.
Fig. 8 est une coupé transversale de la machine représentée sur la fig. 6, la partie de gauche étant prise par la ligne VIIIA-VIIIA et la partie droite par la ligne VIIIB VIIIB de la fig. 6.
La machine représentée sur la fig. 1 com prend une plaque de base 10 qui est fixée ou qui repose sur une table 12, et une partie mobile 14 qui est montée à pivot sur la base, en 16. La plaque<B>1.0</B> et la partie mobile 14 sont pourvues des mâchoires 18 et 20 qui, lorsque la machine n'est pas employée, sont mainte nues écartées par un ressort 22 disposé entre la plaque de base et la partie mobile.
Pour amener les mâchoires 18, 20 en con tact, une poignée 23 est prévue sur la partie mobile 14. Une tringle 24 est accrochée éga lement en 26 au côté inférieur de la partie mobile 14 et passe à travers la base 10 et la table 12. Son extrémité inférieure est fixée à une pédale 28, de sorte que la machine peut être également actionnée avec le pied.
Les mâchoires 18 et 20 sont représentées séparément sur les fig. 3 et 4. Chacune d'elles est faite d'un profilé en forme d'U, 30, en alu minium contenant une résistance électrique 32 encastrée dans de l'amiante 34. Les profi lés en U 30 sont fixés au moyen de vis 36 passant dans des trous 36 à des blocs 37, eux- mêmes fixés au moyen de vis 39 à la plaque de base 10 et à la partie mobile 14 de la ma chine. Les fils d'alimentation des résistances 32 passent à travers des trous 33 percés près des extrémités des profilés 30 et sont réunis en un câble 38 (fig. 1 et 2) se terminant par une fiche 40.
Les faces opposées des mâchoires, c'est- à-dire les bases des profilés en U 30, sont représentées en détail à la fig. 4. On peut voir que la face supérieure de la mâchoire inférieure comprend des saillies pyramidales carrées 42, juxtaposées et disposées en damier, tandis que la face inférieure de la mâchoire supérieure comprend une série similaire de creux 44, les saillies et les creux étant les contreparties mâles et femelles les uns des autres. Les saillies représentées présentent un angle au sommet, entre leurs faces opposées, d'approximativement 90 .
Les mâchoires sont disposées de façon que lorsqu'elles sont ame nées en contact l'une avec l'autre, il se pro duit un emboîtement parfait des saillies et des creux, c'est-à-dire que le contact est assuré entre les faces opposées des mâchoires en tous points de ces faces.
Il est précisé que les mâchoires sont pré vues de façon que leurs saillies et leurs creux s'emboîtent, et ce résultat ne peut être obtenu avec deux mâchoires formées chacune unique ment de saillies pyramidales. Dans ce dernier cas, les saillies de l'une des mâchoires pour raient bien pénétrer dans les espaces compris entre les saillies de l'autre mâchoire, mais, même ainsi, il n'y aurait pratiquement pas de surface de contact continue comme dans le cas des mâchoires décrites ci-dessus.
L'application la plus usuelle de la machine est la fermeture des emballages de feuilles de cellulose. Un tel emballage fermé est repré senté sur la fig. 5. La jointure des feuilles de cellulose exige l'emploi de la chaleur. En conséquence, quand on utilise la machine, le câble 38 est connecté à une source de courant, comme représenté sur la fig. 1, de sorte que les mâchoires sont chauffées par les résis tances 32 qu'elles contiennent. Les deux pelli cules ou les deux feuilles à joindre sont alors superposées et placées entre les mâchoires, et les mâchoires sont fermées comme décrit plus haut.
La pression est maintenue pendant un temps qui dépend de la nature de la matière travaillée, et il en résulte une déformation et la jointure des feuilles superposées comme re présenté sur la fig. 5, les feuilles jointes ayant une marge gaufrée commune composée de sail lies et de creux contigus en forme de pyra mides. En répétant l'opération tout au long des marges des feuilles, un emballage parfaite ment fermé peut être obtenu.
La quantité de chaleur nécessaire dépend de la matière à traiter. Elle peut être réglée en interrompant et en rétablissant par inter mittence le courant de chauffage. Un inter rupteur commandé par thermostat peut être prévu si on le désire.
Les mâchoires ne sont pas nécessairement en aluminium. L'aluminium est la matière préférée par le fait que son emploi permet de fabriquer des mâchoires relativement bon marché, par matriçage par exemple, étant donné qu'il est suffisamment tendre pour recevoir une bonne et nette impression d'une matrice en acier sous une pression d'environ 2500 kg/cm'. Les matrices nécessaires sont de construction coûteuse, mais quand elles sont utilisées avec des ébauches d'aluminium, elles ont une longue vie et, ainsi, la fabrication des mâchoires est économique.
Quand il est question, par exemple, de la production en grand des emballages ouverts, l'emploi d'une machine à joindre ou à fermer actionnée par un moteur est avantageux. Une telle machine est décrite, maintenant, en se rapportant aux fig. 6 à 8.
Cette machine comprend une plaque de base 10 et une partie mobile 14 montée à pivot en 16 sur ladite plaque de base. La plaque de base et la partie mobile comportent des mâchoires 18 et 20 qui sont maintenues en position fermée par une paire de ressorts 22, comme il sera décrit plus loin en détail. Les mâchoires sont du même type que celles pré cédemment décrites.
Sur la plaque de base 10 est monté un moteur électrique 50 qui entraîne un arbre 52 par l'intermédiaire d'un réducteur à engre nages 54. A chaque extrémité de l'arbre 52 est fixé un pignon 56 qui engrène avec une roue dentée 58 montée entre deux cames en forme de disques d'un plus grand diamè tre. La roue 58 et les disques 60 sont soli daires et chaque paire de disques repose sur les moyeux 62 des pignons 56. Chaque roue 58 est montée excentriquement sur un axe 66 porté par deux bras 68 montés à, pivot en 70 sur la partie mobile 14 de la machine. Les disques 60 , sont maintenus contre les moyeux 62 par les ressorts 22 qui butent con tre les arrêts fixes 72 sur la base 10 et contre les arrêts réglables 74 qui sont vissés sur les tringles 76.
Les tringles 76 passent à travers les arrêts 72 et sont reliées, par des câbles 78 passant autour des poulies de guidage 80, aux maillons 82 portés à pivot par les bras 68.
Dans la position de repos (fig. 6), les mâchoires sont maintenues fermées par les ressorts 22. Quand le moteur 50 est mis en marche, l'arbre 52 et le pignon 56 sont en- trainés et entrainent la roue 58. Cette der nière étant montée excentriquement sur les axes 66, les axes sont obligés de monter et de descendre quand la roue 58 tourne, et comme ils sont portés par les bras 68, ceux-ci suivent un trajet curviligne indiqué sur la fig. 6 par la ligne pointillée 84.
Chacun des axes 66 et le pivot associé 70 portent également un bras 86 en forme de U qui, pendant le fonctionnement du moteur, oscille ainsi entre les positions extrêmes repré sentées sur les fig. 6 et 7. Quand il s'élève de la position représentée sur la fig. 6, il vient buter contre un arrêt réglable 88 fixé sur la partie mobile 14, de sorte que cette der nière pivote sur ses pivots 16 et que les mâ choires 18, 20 s'ouvrent contre l'action des ressorts 22.
On peut voir que les ressorts 22 servent à la fois à fermer les mâchoires et à maintenir engrenés les pignons 56 et les roues 58. On peut voir aussi que la force des ressorts peut être réglée en agissant sur l'arrêt 74 et que ce réglage conditionne la pression exercée sur les mâchoires.
Le temps pendant lequel les mâchoires restent ouvertes et fermées pendant un cycle de la machine peut être modifié en réglant l'arrêt 88 qui détermine le mouvement à vide des disques 60.
Les mâchoires peuvent être évidemment chauffées de la même faon que celles de la machine phis simple décrite plus haut. Comme il a déjà été dit, la qualité du joint ou de la fermeture qui est obtenu avec les machines selon l'invention résulte de l'em ploi de mâchoires ayant des saillies et des creux en forme de pyramides. Il y a cepen dant un grand nombre de facteurs qui peu vent influencer le résultat et celui-ci dépend clans une certaine mesure de la nature de la matière soumise à l'opération. Des mâchoires ayant des pyramides dont les angles au som met entre faces opposées sont droits, d'une hauteur de 1,2 mm et, par conséquent, d'une largeur de base de 2,4 mm, ont donné d'excellents résultats.
Une des applications les plus utiles de la machine est la fabrication d'emballages de feuilles de cellulose d'une épaisseur d'envi ron 0,04 mm. D'excellents résultats ont été obtenus avec cette matière et avec des mâ choires comportant des pyramides des dimen sions indiquées précédemment, en maintenant la température des mâchoires à 130 C envi ron et en soiunettant la matière à une pres sion d'environ 1,4 kg/cin2 pendant 6 secondes environ. Ces données sont citées à titre d'exemple et peuvent être modifiées considé rablement.
Dans les deux formes d'exécution repré sentées, les deux mâchoires sont munies de moyens de chauffage; cette disposition assure un chauffage régulier des feuilles à réunir; pour exécuter certains travaux, il peut cepen dant être suffisant de prévoir des moyens de chauffage dans une des mâchoires 'seule- ment.
On peut également prévoir d'autres dis positions pour les saillies et creux complémen taires des mâchoires, notamment des saillies juxtaposées en pyramides triangulaires régu lières sur l'une des mâchoires et des creux complémentaires sur l'autre mâchoire.
Machine for joining sheets, in particular cellulose sheets. The present invention relates to machines for joining sheets, in particular cellulose sheets.
The machines to which the invention relates are mainly used for closing packages. They mainly comprise a pair of jaws between which the sheets which are to be joined are clamped and by which these sheets are deformed. Preferably, heat is used to adhere the sheets to each other; the most suitable way to heat the leaves is to use heated jaws.
According to the invention, the active faces of the jaws are provided with complementary protrusions and hollows in the form of pyramids.
If each jaw is the counterpart of the other, the sheets which are pressed between the jaws are brought into intimate contact with each other in the vicinity of the jaws and a satisfactory seal can be ensured between the sheets. .
In a preferred form of the invention, the jaws are provided with electric heating elements which maintain them at the most suitable temperature for the material being acted upon. A hand switch or a thermostat controlled switch may be provided to regulate the temperature.
Aluminum and its alloys have proved to be very satisfactory materials for constituting the jaws. These materials, while being strong enough to ensure long jaw life, have the advantage of being soft enough to receive a satisfactory impression of a precisely cut steel matrix. Their use thus leads to a construction of iin. economic cost price.
The machine according to the present invention can be arranged to be actuated by hand or by foot or by a motor. The jaws can, for example, be closed by the action of springs and opened by hand or foot, etc., or vice versa, and held in the open position or in the closed position when the machine is at rest.
The drawing shows, by way of example, two embodiments of the present invention.
Fig. 1 is a perspective view of the machine designed to operate either by hand or by foot.
Fig. 2 is a section along the line II-II of FIG. 1.
Fig. 3 shows the jaws of the machine, separately and on a larger scale, shown partially in section to show their internal construction.
Fig. -1 represents, on an even larger scale, the shape of the protrusions and complementary hollows in the form of pyra mids of the jaws. Fig. 5 shows a package closed by a machine according to the invention.
Fig. 6 and 7 are sectional side elevations of a motor operated machine, showing the jaws in the closed and open position, respectively.
Fig. 8 is a cross section of the machine shown in FIG. 6, the left part being taken by line VIIIA-VIIIA and the right part by line VIIIB VIIIB of FIG. 6.
The machine shown in fig. 1 com takes a base plate 10 which is fixed or which rests on a table 12, and a movable part 14 which is pivotally mounted on the base, at 16. The plate <B> 1.0 </B> and the movable part 14 are provided with jaws 18 and 20 which, when the machine is not in use, are kept apart by a spring 22 disposed between the base plate and the movable part.
To bring the jaws 18, 20 into contact, a handle 23 is provided on the movable part 14. A rod 24 is also hooked at 26 to the lower side of the movable part 14 and passes through the base 10 and the table 12. Its lower end is attached to a pedal 28, so that the machine can also be operated with the foot.
Jaws 18 and 20 are shown separately in Figs. 3 and 4. Each of them is made of a U-shaped profile, 30, in aluminum containing an electrical resistance 32 embedded in asbestos 34. The U-shaped profiles 30 are fixed by means of screws. 36 passing through holes 36 to blocks 37, themselves fixed by means of screws 39 to the base plate 10 and to the movable part 14 of the machine. The supply wires of the resistors 32 pass through holes 33 drilled near the ends of the profiles 30 and are joined in a cable 38 (fig. 1 and 2) ending in a plug 40.
The opposite faces of the jaws, that is to say the bases of the U-sections 30, are shown in detail in FIG. 4. It can be seen that the upper face of the lower jaw comprises square pyramidal protrusions 42, juxtaposed and arranged in a checkerboard pattern, while the underside of the upper jaw comprises a similar series of recesses 44, the projections and recesses being the male and female counterparts of each other. The protrusions shown have an apex angle between their opposing faces of approximately 90.
The jaws are arranged so that when they are brought into contact with each other, a perfect interlocking of the protrusions and the recesses is produced, that is to say that the contact is ensured between the jaws. opposite faces of the jaws at all points of these faces.
It is specified that the jaws are designed so that their protrusions and their recesses fit together, and this result cannot be obtained with two jaws each formed uniquely of pyramidal protrusions. In the latter case, the protrusions of one of the jaws could well penetrate into the spaces between the protrusions of the other jaw, but, even so, there would be practically no continuous contact surface as in the case of the jaws described above.
The most common application of the machine is the closure of cellulose sheet packaging. Such a closed package is shown in FIG. 5. The joining of cellulose sheets requires the use of heat. Accordingly, when using the machine, the cable 38 is connected to a current source, as shown in fig. 1, so that the jaws are heated by the resistors 32 which they contain. The two pelli cules or the two sheets to be joined are then superimposed and placed between the jaws, and the jaws are closed as described above.
The pressure is maintained for a time which depends on the nature of the material worked, and this results in deformation and the joining of the superimposed sheets as shown in fig. 5, the joined leaves having a common embossed margin composed of contiguous sail lies and pyra mid hollows. By repeating the operation throughout the margins of the sheets, a perfectly closed package can be obtained.
The amount of heat required depends on the material to be treated. It can be adjusted by interrupting and re-establishing the heating current intermittently. A thermostat controlled switch can be provided if desired.
The jaws are not necessarily aluminum. Aluminum is the preferred material due to the fact that its use makes it possible to manufacture relatively inexpensive jaws, by stamping for example, since it is sufficiently soft to receive a good and clear impression of a steel die under a pressure of about 2500 kg / cm '. The dies required are of expensive construction, but when used with aluminum blanks they have a long life and thus the manufacture of the jaws is economical.
When it comes to, for example, the large-scale production of open packages, the use of a motor-operated sealing or sealing machine is advantageous. Such a machine is now described with reference to FIGS. 6 to 8.
This machine comprises a base plate 10 and a movable part 14 pivotally mounted at 16 on said base plate. The base plate and the movable part have jaws 18 and 20 which are held in the closed position by a pair of springs 22, as will be described in detail later. The jaws are of the same type as those previously described.
On the base plate 10 is mounted an electric motor 50 which drives a shaft 52 by means of a gear reducer 54. At each end of the shaft 52 is fixed a pinion 56 which meshes with a toothed wheel 58. mounted between two cams in the form of disks of a larger diameter. The wheel 58 and the discs 60 are integral and each pair of discs rests on the hubs 62 of the pinions 56. Each wheel 58 is mounted eccentrically on an axis 66 carried by two arms 68 mounted at, pivot 70 on the mobile part 14 of the machine. The discs 60 are held against the hubs 62 by the springs 22 which abut against the fixed stops 72 on the base 10 and against the adjustable stops 74 which are screwed on the rods 76.
The rods 76 pass through the stops 72 and are connected, by cables 78 passing around the guide pulleys 80, to the links 82 pivotally carried by the arms 68.
In the rest position (fig. 6), the jaws are kept closed by the springs 22. When the motor 50 is started, the shaft 52 and the pinion 56 are driven and drive the wheel 58. This derivation As it is mounted eccentrically on the axles 66, the axles are forced to move up and down when the wheel 58 turns, and as they are carried by the arms 68, these follow a curvilinear path indicated in FIG. 6 by the dotted line 84.
Each of the axes 66 and the associated pivot 70 also carry a U-shaped arm 86 which, during operation of the engine, thus oscillates between the extreme positions shown in FIGS. 6 and 7. When it rises from the position shown in FIG. 6, it abuts against an adjustable stop 88 fixed on the movable part 14, so that the latter pivots on its pivots 16 and that the jaws 18, 20 open against the action of the springs 22.
It can be seen that the springs 22 serve both to close the jaws and to keep the pinions 56 and the wheels 58 in gear. It can also be seen that the force of the springs can be adjusted by acting on the stop 74 and that this adjustment conditions the pressure exerted on the jaws.
The time that the jaws remain open and closed during a machine cycle can be varied by setting the stop 88 which determines the idle movement of the discs 60.
The jaws can obviously be heated in the same way as those of the simple phis machine described above. As has already been said, the quality of the seal or of the closure which is obtained with the machines according to the invention results from the use of jaws having protrusions and hollows in the form of pyramids. There are, however, a large number of factors which can influence the result and this depends to some extent on the nature of the material being processed. Jaws having pyramids whose top angles between opposing faces are straight, 1.2mm high, and therefore 2.4mm base width, have given excellent results.
One of the most useful applications of the machine is the manufacture of cellulose sheet packaging with a thickness of about 0.04 mm. Excellent results have been obtained with this material and with jaws comprising pyramids of the dimensions indicated above, by maintaining the temperature of the jaws at about 130 ° C. and by uniting the material at a pressure of about 1.4. kg / cin2 for about 6 seconds. These data are given as an example and can be changed considerably.
In the two embodiments shown, the two jaws are provided with heating means; this arrangement ensures regular heating of the sheets to be joined; in order to carry out certain works, however, it may be sufficient to provide heating means in one of the jaws only.
It is also possible to provide other arrangements for the complementary projections and hollows of the jaws, in particular juxtaposed projections in regular triangular pyramids on one of the jaws and complementary hollows on the other jaw.