Procédé de préparation du volet d'une boîte pouvant être scellé à chaud
et appareil pour sa mise en oeuvre
La présente invention a pour objet un procédé de préparation du volet d'une boîte pouvant être scellé à chaud, avant d'être déplacé en relation de scellage avec une partie correspondante de la boîte, et un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Certaines boîtes sont faites de carton ou de matière semblable recouvert d'une matière pouvant être scellée à chaud, par exemple un polyéthylène ou un mélange polyéthylène/cire. Le scellage de ces boîtes, après l'insertion du contenu, peut être effectué en chauffant des parties de la boîte qui doivent être scellées à chaud les unes aux autres. Avec les procédés et les appareils connus, la vitesse de chauffage des surfaces de scellage est trop faible pour une production commerciale acceptable. Jusqu'ici, le temps nécessaire pour effectuer le chauffage requis des surfaces de scellage était ordinairement de quatre secondes au moins.
Un but de l'invention est de réduire ce temps à une seconde environ. I1 est entendu que lorsque le chauffage est appliqué à une boîte, celle-ci se déplace de façon continue sur une trajectoire rectiligne, le temps de chauffage déterminant la longueur des moyens de chauffage. Quand les boîtes se déplacent à raison de 150 à 200 boîtes par minute, la longueur des moyens de chauffage doit être d'au moins 1,85 m, de sorte que la longueur de la machine à sceller est considérable. Un autre but de l'invention est de réduire la longueur des moyens de chauffage nécessaires pour une telle machine à environ 50 cm par exemple, ce qui permet de gagner un espace considérable.
Un autre but encore de l'invention est de fournir une source de chaleur à haute température destinée à la préparation d'une surface de la boîte à sceller à chaud, une telle source pouvant produire une chaleur radiante et être constituée par un radiateur à bande. Avec un tel radiateur, quand la bande est portée de la température ambiante à la température de travail, elle est soumise à une dilatation considérable et, jusqu'ici, la bande se plissait et ne conservait pas un état plan, ce qui entraînait une perte de rendement. Cette déformation peut être évitée en appliquant une tension à la bande, mais une telle bande présente une très faible résistance à la traction et une tension trop forte entraîne un amincissement de la bande qui brûle et doit être remplacée.
On a donc cherché des moyens agencés de façon à appliquer à la bande une tension uniforme suffisante mais faible qui maintienne la bande à l'état plan tout en assurant à la bande une plus longue vie.
Le procédé objet de l'invention est caractérisé en ce qu'on expose à une source de chaleur à haute température la surface du volet qui doit être déplacée en relation de scellage à chaud avec la partie correspondante de la boîte, tout en maintenant le volet à une distance constante de la source, et on refroidit le volet dans des zones non directement exposées à l'action de ladite source.
L'appareil objet de l'invention pour la mise en oeuvre de ce procédé est caractérisé en ce qu'il comprend une source de chaleur à haute température s'étendant longitudinalement à des moyens de transport agencés de façon à déplacer des boîtes successives, un volet de fermeture de chaque boîte s'étendant vers l'extérieur à angle droit de la partie de la boîte sur laquelle il doit être scellé à chaud, et des moyens de guidage refroidis, supportés relativement à ladite source et agencés de façon à maintenir le volet à une distance constante de la source et à refroidir le volet dans des zones non directement exposées à l'action de cette source.
Dans une forme d'exécution de cet appareil, on utilise une source de chaleur radiante qui comprend au moins une bande électriquement conductrice pouvant être connectée à une source d'énergie électrique, une extrémité de la bande étant fixe et l'autre étant connectée à des moyens de tension appliquant une tension à la bande pour la maintenir à l'état plan entre la position de fixation et la position dans laquelle la tension est appliquée. Les moyens de tension peuvent comprendre une bielle pivotante, un élément de connexion pivotant sur la bielle et connecté à l'extrémité opposée de la bande, et un dispositif d'application d'une charge couplé à la bielle et permettant la rotation de la bielle autour de son pivot en réponse à la dilatation et à la contraction de la bande.
Dans une autre forme d'exécution de l'appareil, la source de chaleur radiante comprend deux bandes électriquement conductrices disposées côte à côte et connectées électriquement l'une à l'autre, les extrémités semblables des bandes étant fixées à un support et les extrémités opposées à des moyens de tension, et des éléments de contact électrique connectés chacun à l'une des bandes et agencés pour établir la connexion à la source d'énergie électrique. Les moyens de tension peuvent être construits comme indiqué ci-dessus, chaque élément de connexion pivotant sur la bielle étant connecté à l'extrémité opposée d'une des bandes.
La charge appliquée à la bielle peut être réglée et le dispositif d'application de cette charge peut comprendre un ressort.
Les moyens de guidage refroidis peuvent comprendre un élément de guidage refroidi par un liquide et s'étendant longitudinalement à la source de chaleur, cet élément présentant une rainure longitudinale dans laquelle une partie marginale du volet de fermeture est logée pendant que le volet est soumis à l'action de la source de chaleur.
L'appareil peut comprendre une pièce de guidage refroidie disposée longitudinalement à la source de chaleur et agencée de façon à engager une partie de la boîte dans une zone adjacente à celle qui doit être engagée par la partie chauffée du volet de fermeture pour assurer le scellage à chaud.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'appareil objet de l'invention et une variante et illustre, également à titre d'exemple, deux mises en oeuvre du procédé objet de l'invention:
La fig. 1 est une vue en perspective d'une partie d'une machine à sceller comprenant la première forme d'exécution,
la fig. 2 est une vue de cette forme d'exécution et montre également la variante,
la fig. 3 est une vue en plan correspondant à la fig. 2,
la fig. 4 est une coupe, à plus grande échelle, dune partie de cette forme d'exécution et de la machine à sceller,
la fig. 5 est une vue de la seconde forme d'exé- cution,
la fig. 6 est une vue en plan correspondant à la fig. 5, et
la fig. 7 est une coupe selon VII-VII de la fig. 6.
Dans la machine représentée à la fig. 1, un transporteur comprend des chaînes sans fin 1 en mouvement continu portant des poussoirs 2 et destinées à déplacer des boîtes 3 (fig. 4) successives, un volet 4 étant disposé perpendiculairement à une partie 5 de chaque boîte sur laquelle le volet 4 doit être scellé à chaud. Un seul volet 4 et une seule partie 5 sont représentés à la fig. 4, mais il est évident que la boîte comporte à son extrémité opposée également un volet 4 et une partie 5.
Les volets de fermeture 4 avant d'être pliés, par des moyens de pliage non représentés, et pressés en relation de scellage avec les parties 5, sont soumis à la chaleur sur leur face inférieure pour amollir une matière de scellage à chaud, par exemple un polyéthylène, qui a été appliquée précédemment à la boîte. Le chauffage est assuré par des sources de chaleur à haute température qui s'étendent longitudinalement au transporteur sur les côtés opposés de celui-ci.
On utilise des sources de chaleur radiante constituées par des radiateurs, chacun d'eux comprenant au moins une bande électriquement conductrice pouvant être connectée à une source d'énergie électrique, une extrémité de la bande étant fixe et l'autre étant connectée à des moyens de tension permettant d'appliquer une tension à la bande pour la maintenir à l'état plan entre la position de fixation et la position dans laquelle la tension est appliquée.
Un de ces radiateurs est représenté aux fig. 2 à 4 et comprend deux bandes 6, 7 électriquement conductrices fixées respectivement par une extrémité 8, 9 à une pièce de support 10 de céramique.
Les bandes 6 et 7, qui peuvent être en alliage de nickel et présenter une épaisseur d'environ 0,5 mm, sont disposées côte à côte au moyen de pattes 11 s'étendant à partir de la pièce de support 10, et les extrémités fixes 8, 9 sont connectées respectivement à des éléments de contact électrique 12, 13 qui peuvent être connectés à une source 14 d'énergie électrique.
Les extrémités 15, 16 des bandes 6, 7 opposées aux extrémités 8, 9 sont connectées à des moyens de tension (fig. 2 et 3) qui comprennent une bielle 17 montée par un pivot 18 sur une console 19 fixée de manière réglable à un élément 20 du bâti par lequel le radiateur est fixé à une pièce pivotante 21 (fig. 1) connectée à la machine et agencée de façon à permettre au radiateur de se déplacer en position active ou inactive par rapport au transporteur. Un plateau de connexion 22 est connecté aux extrémités 15, 16 des bandes et pivote sur la bielle 17 par un pivot 23, le plateau 22 étant isolé électriquement de la bielle 17. Le plateau 22 assure le contact électrique avec les bandes 6, 7 afin de compléter le circuit électrique comprenant la source 14.
Un dispositif d'application d'une charge est couplé à la bielle 17 et permet la rotation de cette bielle autour de son pivot 18 en réponse à la dilatation ou à la contraction des bandes. L'accroissement permanent de la longueur des bandes 6, 7 est absorbé par un réglage manuel de la position de la console 19 relativement à l'élément de bâti 20.
Le dispositif d'application d'une charge comprend un ressort 24 monté entre un organe 25 et un autre organe 26 qui s'étend à l'extérieur de la bielle 17. Dans une variante indiquée en lignes mixtes à la fig. 2, le dispositif d'application d'une charge comprend un poids 24a monté de manière réglable longitudinalement sur une tige 27 connectée à la bielle 17. La charge appliquée par le ressort 24 peut être réglée par un mouvement axial de l'organe 25 quand on desserre des écrous 28 qui le retiennent dans une position fixe.
Le volet de fermeture 4 est maintenu à une distance sensiblement constante des bandes 6, 7 par des moyens de guidage refroidis (fig. 4) comprenant un élément de guidage 29 s'étendant longitudinalement aux bandes et présentant une rainure 30 dans laquelle une partie marginale du volet 4 est logée.
Cette rainure contribue aussi à maintenir le volet de fermeture 4 à l'état plan pendant qu'il est chauffé par les bandes. L'élément de guidage 29 est monté sur un support creux 31 auquel sont connectés des tuyaux 32, 33 permettant la circulation à travers le support 31 d'un fluide de refroidissement, de l'eau de préférence.
L'appareil comprend aussi des pièces de guidage 34 refroidies qui s'étendent longitudinalement aux bandes 6, 7 et engagent les parties 5 des boîtes dans des zones adjacentes à celles qui doivent être engagées par les parties chauffées des volets de fermeture 4. Les pièces de guidage 34 sont reliées à des tubes 35 portés par des rails 36 et les tubes 35 sont connectés à des tuyaux 37, 38 (fig. 1) qui permettent la circulation d'un fluide de refroidissement, de préférence de l'eau, à travers les tubes 35.
On comprend d'après ce qui précède que la surface d'un volet 4 qui doit être déplacée en relation de scellage à chaud avec une partie de la boîte est maintenue à une distance sensiblement constante des bandes 6, 7 de chauffage. Cet arrangement permet d'obtenir un chauffage à haute température, de l'ordre de 1100 C, avec des volets espacés des bandes d'une distance d'environ 4,8 mm, et si les boîtes défilent à raison de 150 à 200 par minute, la longueur des bandes est seulement de 75 cm environ.
La seconde forme d'exécution représentée aux fig. 5 à 7 constitue une variante de la première forme d'exécution décrite. Dans cette seconde forme d'exécution, les extrémités 15, 16 des bandes 6, 7 sont connectées au plateau 22 qui est fixé à son tour à une barre 30 portée par un chariot 31. Le chariot 31 peut glisser longitudinalement dans une pièce de guidage 32 fixée à l'élément de bâti 20. Le ressort 24 constituant la charge est fixé par une extrémité à l'organe de fixation 25 et par l'autre extrémité à l'organe de fixation 26 qui s'étend vers l'extérieur depuis le chariot 31 et à travers une fente 33 s'étendant longitudinalement à la pièce de guidage 32.
Le chariot 31 se déplace longitudinalement dans la pièce de guidage 32 en réponse à la dilatation et à la contraction des bandes 6, 7 qui sont logées dans des évidements formés dans la pièce de support 10 constituée par quatre blocs de céramique, pour éviter l'endommagement des bandes par des pièces froissées du carton constituant les boîtes.
Cet appareil permet d'absorber automatiquement l'accroissement permanent qui se produit dans les bandes 6 et 7.
Le procédé et l'appareil décrits sont particulièrement utiles dans le scellage de boîtes contenant des marchandises congelées, parce que l'intense chaleur d'amollissement est localisée à distance du corps des boîtes.
REVENDICATIONS
I. Procédé de préparation du volet d'une boîte pouvant être scellé à chaud, avant d'être déplacé en relation de scellage avec une partie correspondante de la boîte, caractérisé en ce qu'on expose à une source de chaleur à haute température la surface du volet qui doit être déplacée en relation de scellage à chaud avec la partie correspondante de la boîte, tout en maintenant le volet à une distance constante de la source, et on refroidit le volet dans des zones non directement exposées à l'action de ladite source.