Brevet FR2128568A1 — publié le 19721020

î 2128568 La présente invention concerne un procédé et un appareil pour 1*emboutissage, le calibrage et/ou le repassage de paroi de corps de boîtes métalliques, à paroi latérale solidaire d'un fond. Pour de telles opérations d'emboutissage, de calibrage et/ou 5 de repassage de paroi, un poinçon portant une ébaucne en forme de pot coopère, pendant sa course active, avec une matrice. Par une série d'opérations d'emboutissage et de repassage de paroi, on peut former un corps de boîte métallique du type pouvant contenir de la bière, des boissons douces ou d'autres produits. Une fois la 10 course active terminée, il faut extraire la boîte du poinçon ou le poinçon de la boîte. On a déjà proposé et utilisé divers agencements pour extraire un corps de boîte du poinçon à la fin de la course active. Ces agencements se rangent dans deux catégories, selon que le disposi-15 tif d'éjection est monté sur le poinçon ou sur la matrice. Le principe des dispositifs d'éjection montés sur le poinçon est l'application d'une pression au fond de boîte, à partir de l'extrémité du poinçon. Dans les dispositifs d'éjection mécaniques de ce type, un organe d'éjection sort de l'extrémité du poinçon pour 20 écarter la boîte de cette extrémité. En général, pour ces dispositifs d'éjection mécaniques, la course d'éjection est assez courte et la boîte n'est pas toujours bien détachée du poinçon. Dans certains cas, on a proposé une assistance hydraulique ou pneumatique, impliquant la mise en oeuvre d'un fluide qui est re-25 foulé à travers l'extrémité du poinçon pour appliquer au fond de boîte une pression s'ajoutant à celle imprimée par le dispositif d'éjection mécanique, i-iême dans ce cas, l'éjection des boîtes engagées sur le poinçon n'est pas particulièrement sûre, car les boîtes risquent de se déformer ou d'exploser. En outre, de tels agen-30 cements sont coûteux et se prêtent mal aux conditions de fabrication de boîtes à grande vitesse. Dans d'autre cas, on a cherché à provoquer l'éjection sous la seule action d'un fluide, comme décrit dans le brevet des Etats-Unis n° 3 423 965. Cette solution est aussi insatisfaisante pour 35 les raisons précitées. On a adjoint des dispositifs d'éjection montés sur la matrice et comportant une mâchoire d'éjection succédant à la dernière matrice aux dispositifs précédemment décrits, montés sur le poinçon, pour rendre l'éjection plus sûre. La mâchoire est conçue pour évi-40 ter que la boîte ne recule après l'avoir franchie. Cette solution 72 07390 2 2128568 assure un soutien efficace, mais n'est pas complètement sûre dans tous les cas du fait des irrégularités de hauteur et des formations auriculées résultant des opérations de repassage de paroi. La présente invention a pour "but de proposer un procédé et un 5 appareil assurant l'éjection rapide et sûre de corps de boîte engagés sur des poinçons qui les ont travaillés. Suivant un aspect important de l'invention, la course d'ajec-teur représente une fraction importante de la hauteur du corps de boîte, afin que l'éjection intervienne à coup sûr. 10 Suivant un autre aspect important de l'invention, la mise en extension de l'éjecteur et sa rétraction dans le poinçon pendant course de retour sont de nature à satisfaire aux impératifs régissant la fabrication à grande vitesse de corps de boîte emboutis ou repassés, par exemple pour boissons, aérosols et autres. 15 Suivant un mode de réalisation de l'invention, le dispositif d'éjection comprend un éjecteur situé à l'extrémité du poinçon, d'où il peut sortir pour détacher la boîte du poinçon, et un moyen de manoeuvre d'éjecteur coopérant avec l'éjecteur pour le faire sortir de l'extrémité du poinçon. Une came à rainure ou à parcours 20 fermé coopère avec un palpeur accouplé avec le moyen de manoeuvre d'éjecteur pour provoquer la mise en extension, puis la rétraction de l'éjecteur dans le poinçon. En choisissant judicieusement les tronçons ascendant et descendant de la came à rainure et le rapport d'engrenage du moyen de manoeuvre d'éjecteur, on obtient une course 25 d'éjection de longueur atteignant ou dépassant une fraction notable de la hauteur du corps de boîte. De plus, on peut assurer la mise en extension et la rétraction de l'éjecteur dans le poinçon pendant course de retour. Sur les dessins annexés, illustrant à titre d'exemple un mode 30 préféré de réalisation de l'invention : la figure 1 est une vue en coupe d'une presse comportant un dispositif d'éjection de boîtes suivant l'invention, cette presse étant représentée au début de la course active du poinçon. la figure 2 est. une vue en coupe simplifiée analogue à la fi-35 gure 1, montrant le poinçon è la fin de sa course active et au début de sa course de retour. la figure 3 est une vue en coupe simplifiée analogue aux figures 1 et 2, montrant le poinçon pendant sa course de retour. la figure 4 montre le dispositif d'éjection en coupe suivant 40 la ligne 4-4 de la figure 1, et 72 07390 3 2128568 la figure 5 montre ce dispositif en coupe suivant la ligne 5-5 de la figure 4. On voit sur la figure 1 une presse 10 destinée à former des récipients tels que boîtes de conserve de bière ou de boisson non 5 alcoolisée. Cette presse comprend un poinçon 12 de travail du métal, fixé à un piston de presse 14 par un mandrin lo et qui coopère avec au moins une matrice 48 de travail du métal, telle que représentée sur les figures 2 et 3* La presse 10 comporte un dispositif d'éjection suivant l,invention, destiné à détacher du poin-10 çon 12 des corps de boîte ayant subi un emboutissage et/ou un repassage de paroi. Le dispositif dféjection comprend les organes suivants : un éjecteur 18, monté coaxialement et mobile à va-et-vient dans le poinçon 12, qui décrit une course d'éjection afin de presser la 15 base d'une boîte pour détacher celle-ci ; un moyen de manoeuvre d'éjecteur 20, monté sur le piston 14 pour faire décrire à l'éjecteur 18 sa course d'éjection ; un palpeur de came 22, mobile parallèlement et transversalement par rapport au poinçon 12 et accouplé au moyen de manoeuvre 20 pour l'actionner, et une camé à rainure 20 24, montée sur un organe fixe 26 du bâti de la presse pour agir sur le palpeur 22. On va maintenant se référer aux figures 1 à 3 pour décrire le fonctionnement d'ensemble du dispositif d'éjection. Tel que représenté sur la figure 1, le poinçon 12 est en position haute I, au 25 début d'une course active, le palpeur 22 étant logé dans un premier tronçon rectiligne 28 du trajet 30 défini par la came à rainure. Au début de la course active du poinçon 12, tant que le palpeur 22 demeure sur le premier tronçon rectiligne 28, la transmission formée par le moyen de manoeuvre d'éjecteur 26 est immobile. Plus par-30 ticulièrement, une crémaillère 32, un petit pignon 34 engrenant avec cette crémaillère et un grand pignon 3°, accouplé au petit pignon 34 par un arbre 38, sont immobiles. Sn conséquence, un segment de crémaillère 40 formé sur l'éjecteur 16 demeure immobile par rapport au pignon 3o, maintenant ainsi 35 un patin d'éjection 42 et une tige d'éjecteur 44 rétractés dans le poinçon 12. Le moyen de manoeuvre d'éjecteur 20 et l'éjecteur 18 demeurent"dans cet état pendant que le palpeur 22 atteint et traverse un second tronçon rectiligne 4o du trajet 30 défini par la came à rainure, ^uand le palpeur 22 atteint la base du second tron-40 çon rectiligne 4-6, prenant les positions indiquées en II». et III 72 07390 4 2128568 sur la figure 2, la course active du poinçon 12 est terminée. Pour la position III, la boîte C a sensiblement traversé la matrice 48. Alors s'amorcent simultanément la course du retour du poinçon 12 et la course d'éjection de l'éjecteur 18. Pendant la première 5 partie de la course de retour du poinçon, le palpeur 22 parcourt un tronçon ascendant 50 du trajet 30 défini par la camé à rainure, communiquant avec la base du second tronçon rectiligne 42. En s'écartent du second tronçon rectiligne 46, le palpeur déplace la crémaillère 32 qui lui est accouplé, faisant ainsi tourner les 10 pignons 34 et 3ô dans le sens horaire et repoussant vers le bas le segment de crémaillère 40 du moyen de manoeuvre d'éjecteur. En ajustant la pente du tronçon ascendant 50 et le rapport de multiplication entre les pignons 34 et 36, on peut faire en sorte que le patin d'éjection 42 demeure sensiblement immobile par rapport à la 15 matrice 46 pendant que le poinçon 12 sort de cette matrice. Ainsi, le patin d'éjection 42 sort de la base du poinçon 12 jusqu'à prendre une position finale, représentée sur la figure 3, correspondant à la position IV du palpeur 22. Suivant un aspect très important de l'invention, la course 20 d'extension du patin d'éjection 42 et de la tige 44 est sensiblement égale à la hauteur de la boîte C. On obtient ainsi de manière sûre l'éjection de la boîte C sur toute la longueur du poinçon 12. La course d'éjection étant alors terminée, le palpeur 22 atteint un tronçon descendant 52 du trajet 30 défini par la came, pendant 25 que la course de retour"du poinçon 12 se poursuit. A ce moment, le palpeur 22 se rapproche vers le haut et vers la droite des premier et second tronçons rectilignes 28 et 46, en même temps que la crémaillère 32 qui lui est accouplée. De ce fait, les pignons 34 et 36 tournent dans le sens anti-horaire, ce qui déplace vers le haut 30 le segment de crémaillère 40 et le patin d'éjection 42. Quand le palpeur 22 parvient, en position V, à la jonction des tronçons 28 et 46, là course de retour du patin d'éjection 42 est terminée et ce patin, ainsi que sa tige 44, sont entièrement rétractés dans le poinçon 12. 35 Suivant un autre aspect très important de l'invention l'éjec teur se déplace rapidement pour rétracter complètement le patin d'éjection 42 avant la fin de la course de retour du poinçon 12. On obtient ce résultat en imprimant une pente assez accusée au tronçon descendant 52 et en prévoyant une forte multiplication 40 entre les pignons 34 et 36. Une'fois le patin d'éjection 42 et la 72 07390 5 2128568 tige 44 complètement effacés dans le poinçon 12, le palpeur 22 passe de la position V dans la position VI, puis dans la position I à la fin de la course de retour. Pendant ce mouvement, la crémaillère 32, les pignons 34 et 3o et le segment de crémaillère 40 5 demeurent immobiles les uns par rapport aux autres. On va maintenant décrire certains détails de structure du dispositif d'éjection en se référant aux figures 4 et 5. On conçoit que le palpeur 22 doit passer de la position II à la position III, sans déplacer la crémaillère 32. Il ne doit pas non plus la dépla-10 cer en passant de la position V à la position IV. On obtient ce résultat grâce à un accouplement à ressort 54 prévu entre le palpeur 22, formé par la tête 56 d'un boulon 58 vissé dans un coulis-seau oO, et la crémaillère 32, qui présente un alésage axial 62, comme représenté sur la figure 4. L'accouplement à ressort 54 15 comprend une tige o4, vissée par une extrémité dans le coulisseau oO et qui s'étend dans l'alésage axial o2, et un ressort hélicoïdal o5 interposé entre l'autre extrémité 66 de la tige 04 et unê extrémité 68 de la crémaillère 32. Grâce à l'accouplement à ressort assuré par le ressort 64, 20 comprimé quand le palpeur 22 est en position II, le palpeur 22 est en fait poussé en position III sans que la crémaillère' 32 se déplace. Du fait que le patin d'éjection 42 porte contre un siège tronconique complémentaire 70 ménagé dans la base du poinçon 12, c'est forcément le coulisseau oO qui se déplace et non la crémail-25 1ère 32. De même, tout mouvement relatif entre le segment de crémaillère 40, les pignons 34 et 3° et la crémaillère 32 est interdit, de sorte que le ressort 65 se comprime quand le palpeur 22 atteint la position VI pour revenir en I. Ainsi, le palpeur 22 est sollicité par ressort au début de chaque course active du poinçon. 30 Comme le montrent aussi les figures 4 et 5, les pignons 34 et 36 sont formés par un seul organe 72, tourillonnant sur un axe 74 qui traverse des parois opposées 75 et 76 du moyen de manoeuvre d'éjecteur 20, et dont le tronçon 60 traversant la paroi 74 est fileté et reçoit un écrou 78. Comme noté plus haut, on choisit le 35 rapport de multiplication entre les pignons 34 et 36 en fonction de la pente des tronçons ascendant et descendant du trajet 30 défini par la came de façon que le patin d'éjection 42 demeure sensiblement fixe par rapport à la matrice 48 au début de la course de retour du poinçon 12 et se déplace ensuite à une vitesse double 40 de celle du poinçon 12. Pour un profil de came comportant les 72 07390 6 2128568 tronçons ascendant 50 et descendant 52, un rapport de multiplication de 2 entre les pignons 34 et 36 se révèle particulièrement indiqué. Sur la figure 1, un levier à ressort 82 est représenté à la 5 jonction entre le premier tronçon rectiligne 28, le second tronçon rectiligne 46 et le tronçon descendant 52. Le levier 82, qui présente un bras 84, est maintenu dans la position représentée en trait plein, pendant la course active du poinçon, par un ressort 6o fixé par une vis 90 au corps 88 de la came à rainure 24. 10 II conserve cette position pendant la course active quand le palpeur 22 passe du premier tronçon rectiligne 26 au second tronçon rectiligne 46. Il prend la position Indiquée en traits mixtes quand le palpeur 22 passe du tronçon descendant 52 au premier tronçon rectiligne 28 à la fin de la course d'éjection et pendant la 15 fin de la course de retour du poinçon 12. Pour simplifier la représentation, on n'a représenté qu'un fragment de la presse 10, comportant des organes d'appui 92 et des surfaces d'appui 94 associés au piston 14. On conçoit qu'on pourra incorporer le dispositif d'éjection suivant l'invention à 20 des appareils à façonner les boîtes de types divers. On conçoit aussi que la matrice 48 symbolise simplement la ou les matrices auxquelles est associé le dispositif d'éjection. De même, le poinçon 12 n'est choisi qu'à titre d'exemple symbolique. On peut utiliser le dispositif d'éjection dans un ensem-25 ble poinçon-matrice du genre décrit dans la demande de brevet des Etats-Unis n° 62 791, déposée le 11 août 1970, à laquelle on pourra se référer. Comme décrit dans cette demande, les matrices assurent diverses opérations d'emboutissage, de calibrage et de repas--sage de paroi. Un tel ensemble poinçon-matrice fournit des boîtes 30 telles que décrite dans la demande de brevet des Etats-Unis n° 57 124, déposée le 22 juillet 1970. On a décrit un mode de réalisation préféré, pour illustrer l'invention, mais il va sans dire que diverses modifications et variantes pourront y être apportés sans sortir pour autant du cadre 35 de l'invention. 72 07390 7 2128568 REVENDICATIONS 1. Appareil pour l'emboutissage, le calibrage, le repassage de paroi de boîtes métalliques, comportant au moins une matrice et un poinçon destiné à amener, pour la travailler, une ébauche métalli- 5 que en forme de pot contre ladite matrice, ce poinçon pénétrant dans ladite matrice pendant une course acuive et en ressortant pendant une course de retour, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'éjection de boîte, destiné à détacher ladite boîte du poinçon, qui comprend : un éjecteur situé à l'extrémité du poinçon, 10 dont il peut sortir pour éjecter la boîte portée par le poinçon, un moyen de manoeuvre d'éjecteur coopérant avec l'éjecteur pour le faire sortir de l'extrémité du poinçon, un palpeur de came accouplé au moyen de manoeuvre d'éjecteur et au poinçon et qui se meut avec le poinçon, parallèlement a sa direction de mouvement, pendant cour-±5 se active et course de retour du poinçon, et une came parcours fermé ou à rainure destinée à repousser ledit palpeur transversalement à la direction de mouvement du poinçon pendant course active et course de retour de ce dernier pour agir sur ledit moyen de manoeuvre d'éjecteur de façon qu'il fasse saillir, puis rétracte ledit 20 éjecteur par rapport au poinçon. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la rainure de ladite came présente un tronçon ascendant et un tronçon descendant, ledit palpeur longeant le tronçon ascendant, puis le tronçon descendant pendant course de retour du poinçon pour faire 25 sortir, puis rétracter l'éjecteur pendant cette course. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moyen de manoeuvre d'éjecteur comporte des engrenages, la relation entre ledit tronçon ascendant de la rainure de came et lesdits engrenages étant telle que l'éjecteur demeure sensiblement immobile 30 par rapport à la matrice pendant que le palpeur est repoussé par ledit tronçon ascendant, au cours de la course de retour, de sorte que l'éjecteur sort du poinçon, puis se déplace plus rapidement que le poinçon par rapport à la matrice pendant que le palpeur est repoussé par ledit tronçon descendant au cours de la course de retoiir, 35 rétractant ainsi l'éjecteur dans le poinçon. 4. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moyen de manoeuvre d'éjecteur comprend des engrenages, la relation établie entre lesdits tronçons ascendant et descendant de la rainure de came et les engrenages étant telle que la longueur de la 40 course d'éjection est égale à une fraction notable de la hauteur de 72 07390 8 2128568 la boîte. 5. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit éjecteur présente un segment de crémaillère et en ce que son moyen de manoeuvre comprend une crémaillère accouplée audit palpeur 5 et un engrenage accouplant cette crémaillère audit segment de crémaillère, la crémaillère s'étendant transversalement à l'éjecteur et au poinçon et son mouvement provoquant un mouvement de l'éjecteur. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que le 10 rapport de multiplication desdits engrenages est de 2, de sorte que l'éjecteur se déplace deux fois plus vite que ladite crémaillère. 7 Appareil selon la revendication ô, caractérisé en ce que le moyen de manoeuvre d'éjecteur comporte un ressort reliant le palpeur a crémaillère, ce ressort sollicitant le palpeur pour le 15 contraindre à pénétrer dans le tronçon ascendant de la rainure de came à la fin de la course active. 6. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que la rainure de carne comporte un premier tronçon rectiligne, recevant le palpeur pendant la première fraction de la course active et la 20 dernière fraction de la course de retour du poinçon, et un second tronçon rectiligne recevant le palpeur pendant la dernière fraction de ladite course active, le tronçon ascandant précité communiquant avec le second tronçon rectiligne et le tronçon descendant avec le premier et le second tronçons rectilignes, à leur jonction. 25 9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte un levier à ressort situé à ladite jonction et sollicité de manière à contraindre le palpeur de passer du premier au second des tronçons rectilignes pendant la course active du poinçon et à laisser Qe palpeur passer du tronçon descendant au premier tronçon 30 rectiligne pendant la course de retour du poinçon. 10. Procédé pour l'éjection d'une boîte engagée sur un poinçon pendant une course de retour succédant à un emboutissage, calibrage, repassage de paroi de la boîte opéré dans une matrice au moins pendant la course active du poinçon, caractérisé en ce qu'on extrait 35 le poinçon de la matrice pendant la course de retour, on fait sortir un éjecteur du poinçon, pour séparer la boîte du poinçon pendant que ce dernier sort de la matrice au cours de sa course de retour et on rétracte l'éjecteur dans le poinçon pendant la course de retour de ce dernier, une fois la boîte séparée du poinçon. 40 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que 72 07390 9 2128568 l'éjecteur sort du poinçon sur une distance égale ou supérieure à une fraction notable de la hauteur de la boîte. 12. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'éjecteur sort du poinçon sur une distance sensiblement égale à 5 la hauteur de la boîte. 13. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le poinçon se déplace plus rapidement que l'éjecteur par rapport à la matrice, de sorte que l'éjecteur sort du poinçon, pendant la course de retour. 10 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le poinçon se déplace plus lentement que l'éjecteur par rapport à la matrice pendant que l'éjecteur rentre dans le poinçon au cours de la course de retour. 15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que 15 l'éjecteur demeure immobile par rapport à la matrice pendant qu'il sort du poinçon au cours de la course de retour. 16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'éjecteur se déplace deux fois plus vite que le poinçon par rapport à la matrice pendant qu'il rentre dans le poinçon au cours de 20 la course de retour. 1/. Procédé selon la revendication lo, caractérisé èn ce que l'éjecteur sort du poinçon sur une distance égale ou supérieure à la hauteur de la boîte.