Brevet FR2112121A1 — publié le 19720616

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour la fabrication de bouteilles métalliques sans soudure, en particulier celles destinées à recevoir des produits présentés en aérosols et qui sont appelées "bombes aérosol", au départ d'ébauches ayant la forme de boites, lesquelles ébauches sont obtenues par formage à froid et comportent une extrémité ouverte qui est façonnée par pressage en un goulot, lequel est ensuite bordé ou ourlé par double pliage. Un procédé et un dispositif permettant une fabrication de ce genre sont décrits dans le brevet suédois No 224. 300. Toutefois, dans ce procédé, les unités de production ont des dimensions très importantes, parce que le façonnage du goulot exige plusieurs stades distincts de pressage qui requièrent leurs propres outils et leurs propres unités de travail, de telle sorte que le dispositif est très volumineux et très onéreux. La présente invention procure un procédé et un dispositif permettant de façonner les ébauches ayant la forme de boltes en bouteilles métalliques sans soudure. Les caractéristiques principales du procédé et du dispositif suivant l'invention sont décrites dans la suite. La présente invention est davantage décrite avec référence aux dessins annexés qui représentent schématiquement à titre d'illustration uniquement, des dispositifs permettant l'exécution du procédé suivant l'invention. Dans ces dessins La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif suivant l'invention, montrant également# l'ébauche qui doit etre façonnée, au stade final la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif suivant l'invention conforme àune autre forme de réalisation la figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif suivant l'in- vention, conforme à une autre forme de réalisation encore ; et la figure 4 est une vue en perspective, partiellement explosée, d'un dispositif à l'aide duquel l'ébauche en forme de bolte peut etre façonnée par pressage et bordée en quatre stades successifs. Dans les dessins, le chiffre de référence 1 désigne le bati du dispositif dans lequel se trouvent des paliers 2 et 3 où tourne un arbre 5 portant une pou lie 4. Comme le montre la Fig. 1, une tige 6 est montée à l'intérieur de l'arbre 5, parallèlement et excentriquement à celui-ci. La tige 6 est munie à son extrémité inférieure d'une bride 7 sur laquelle est montée excentriquement un bras de guidage 8. L'extrémité inférieure 9 du bras de guidage 8 a une forme hémisphérique et s'adapte dans un siège 10, également hémisphérique fixé au bati 1. L'outil proprement dit 12 est fixé à la face plane de l'extrémité inférieure 9 du bras de guidage 8, à l'aide, par exemple, d'un boulon 11. L'outil 12 comporte à son extrémité inférieure une cavité 13 ouverte vers le bas, la paroi de cette cavité étant une surface de révolution dont le diamètre, dans une section plane, est supérieur au diamètre, dans la meme section plane, du goulot formé; le rapport de ces diamètres varie de préférence linéairement. La cavité 13 comporte, au milieu de son fond, un mandrin 14 qui s'effile légèrement vers le bas et qui présente, à son point de départ, une rainure annulaire 15 qui s'évase vers le bas et dont le fond est arrondi ; le bord extérieur de la rainure 15 se termine à la surface de révolution de la cavité 13. Un anneau de guidage 16 est monté à la partie inférieure du bâti 1. Cet anneau 16, dont le diamètre intérieur est égal au diamètre extérieur de l'ébauche 17 de la bouteille à façonner, sert à guider l'ébauche lorsque celles ci est pressée contre la surface de révolution de la cavité 13. Le dispositif fonctionne de la façon suivante Une courroie, entraînée par un appareil d'entraînement non représenté, imprime un mouvement de rotation à la poulie 4 et par voie de conséquence à l'arbre 5, et la tige 6, de même que l'extrémité supérieure du bras de guidage 8 qui est attaché excentriquement à la bride se trouvant à l'extrémi- té inférieure de la tige 6, se déplacent excentriquement par rapport à l'arbre 5 suivant une trajectoire circulaire dont le rayon peut être réglé par rotation de la tige 6 qui est disposée à l'intérieur de l'arbre 5. L'axe du bras de guidage 8 forme alors avec l'arbre 5 l'angle voulu, en fonction de la position de l'extrémité inférieure 9 du bras de guidage 8.De cette façon, le bras de guidage 8 et l'outil 12 qui est fixé à son extrémité inférieure acquièrent un mouvement pendulaire conique, sans que l'outil 12 tourne toutefois autour de son propre axe. Lorsque l'ébauche de bouteille qui a la forme d'un cylindre droit ouvert à une de ses extrémités, est pressée à travers l'anneau de guidage 16 contre la paroi en forme de surface de révolution de la cavité 13 de l'outil 12, son extrémité ouverte est façonnée graduellement en la forme que représente la Fig. 1, tandis qu'en même temps le goulot de la bouteille est bordé ou ourlé. La forme du goulot fini dépend évidemment de la forme de la cavité de l'outil, et, étant donné que l'outil et le bras de guidage peuvent setre chan gés facilement et que l'angle du mouvement pendulaire conique peut être intér essite réglé aisément et rapidement, ce dispositif suivant l'invention rend mêmla fabrication de séries peu importantes de bouteilles. La Fig. 2 représente, à titre d'exemple également, un second dispositif permettant d'exécuter le procédé suivant l'invention. Dans cette Fig. 2 les éléments identiques sont désignés par les mêmes chiffres de référence que dans la Fig. 1. Comme le montre le dessin, une boite de palier 18 est montée excentriquement sur la bride 7 à l'extrémité inférieure de l'arbre 5, que fait tourner la poulie 4, et l'extrémité supérieure du bras de guidage 8 est attachée excentriquement à la boite de palier 18, de telle sorte que par rotation de la boite de palier, l'excentricité du bras de guidage 8 par rapport à l'arbre 5 est modifiée, de même que l'angle du mouvement pendulaire conique de l'outil 12 formant l'extrémité inférieure du bras de guidage 8.L'outil 12 est monté dans le bSti 1 avec le recours à un cardan 19.Le dessin montre les tourillons 20 montés dans le cardan 19 de l'outil 12, mais non o les tourillons qui sont montés dans le banni suivant un angle de 90 avec les tourillons représentés. Dans le dispositif que représente la Fig. 2, le façonnage du goulot de la bouteille s'effectue de la même façon que dans le dispositif illustré par la Fig. 1, excepté toutefois que la rainure qui provoque le bordage du goulot étant omise dans l'outil du dispositif représenté par la Fig. 2, le bord du goulot de la bouteille n'est pas ourlé. La fig. 3, dans laquelle les mêmes chiffres de référence désignent les mêmes éléments que dans les Fig. I et 2, représente, à titre d'exemple encore, un troisième dispositif permettant d'exécuter le procédé suivant de l'invention. Dans le cas/ce dispositif, la poulie 4, à l'extrémité supérieure de l'arbre creux 5, fait partie intégrante de cet arbre qui est monté dans le bâti 1 à l'aide des paliers 2 et 3. Les diamètres intérieur e#t extérieur de l'extrémité creuse inférieure 21 de l'arbre 5 sont supérieur s à ceux de son extrémité supérieure.Le bord inférieur 22 de l'extrémité inférieure 21 de l'arbre 5 est incliné de telle sorte que les épaulements extérieurs 23 de l'outil 12 qui doit être inséré dans la cavité de l'extrémité inférieure 21 de l'arbre 5 mettent l'outil 12 dans une position oblique lorsqu'ils viennent en contact avec le bord inférieur 22 par l'intermédiaire d'organes d'appui 24. La partie inférieure de l'outil 12 présente une surface sphérique annulaire 25 qui s'appuie contre la surface sphérique correspondante du dispositif de guidage annulaire 26 qui est fixé au bâti 1. Lorsque l'arbre 5 est mis en rotation, l'outil 12 entame un mouvement pendulaire conique, sans toutefois tourner autour de son propre axe, et le façonnage du goulot de la bouteille s'effectue de la manière décrite à propos de la Fig. 2. Le façonnage de l'extrémité ouverte de l'ébauche en forme de boite cylindrique, dont l'objet est de réduire le diamètre de l'ouverture et de border ou d'ourler le bord du goulot, a lieu en quatre stades. Premier stade. Traitement préliminaire du bord. Le bord de l'ouver- ture de la boite cylindrique, dont la paroi a habituellement une épaisseur de 0, 40 mm. à 0, 50 mm. suivant le diamètre, n'est pas assez résistant pour être soumis au stade de pressage ultérieur sans se bosseler. Une faible inégalité du bord ou une légère accumulation de vernis constitue déjà une discontinuité suffisante pour provoquer un bosselage. Le traitement du bord de la boite de façon à le rendre tout à fait uniforme et à l'épaissir simultanément sur une courte distance rend possible le pressage en un stade d'une ébauche à paroi mince sans bosseler la paroi ou sans qu'il soit nécessaire d'utiliser des ébauches à paroi plus épaisse, dont la mise en oeuvre serait antiéconomique en raison de la plus grande consommation d'aluminillm. Le traitement préliminaire du bord est exécuté à l'aide d'un outil animé d'us mouvement pendulaire conique. L'ébauche qui doit être façonnée est pressée contre l'outil en mouvement. Le bord de l'ébauche est ainsi façonné au point de contact avec l'outil. Même lorsque la force qui presse l'ébauche contre l'outil est relativement peu importante, le formage du bord se produit, du fait que la surface de contact effective est petite et que la pression est donc considérable. Il en résulte que même les ébauches à paroi mince ne sont pas endommagées, puisque la force qui les presse contre l'outil peut être maintenue à une valeur peu élevée. Deuxième stade. Réduction du diamètre de la boite, comme décrit plus haut. Troisième stade. Rognage du bord. En particulier dans le cas du travail d'ébauche de dimensions importantes, des irrégularités peuvent apparaître le long du bord, lesquelles rendent difficile un bordage uniforme. Il est par conséquent avantageux de rogner de 1 à 2 mm le bord des ébauches façonnées. Cette opération est exécutée à l'aide d'un outil de coupe rotatif qui rogne le bord de l'ébauche. Quatrième stade. Bordage du bord. Le bord de 11 ébauche façonnée par pressage et rognée est ourlé par pliage vers l'extérieur, Le bordage peut se faire de trois façons, à savoir soit par refoulement, soit à l'aide d'un outil animé d'un mouvement pendulaire conique, soit par roulage. Le roulage est très avantageusement exécuté à l'aide d'un outil constitué par un barreau rotatif dont l'axe colncide avec l'axe central de la bouteille et qui comporte un ou plusieurs rouleaux tournant suivant un angle de 900 par rapport à cet axe de la bouteille. Le ou les rouleaux présentent une gorge contre laquelle est pressé le goulot de la bouteille pour provoquer le bordage. Sur la Fig. 4, le premier stade, à savoir le traitement préliminaire du bord de l'ébauche, est désigné par le chiffre de référence 27, le deuxième stade, au cours duquel l'ébauche est façonnée par pressage en un temps, par le chiffre de référence 28, le troisième stade, à savoir le rognage du bord, par le chiffre de référence 29, et le quatrième stade, ctest-a-dire le stade de bordage, par le chiffre de référence 30.Comme le montre ce dessin, l'excentrique 31 imprime un mouvement d'avancement à l'ébauche cylindre que dans le sens de son axe longitudinal ; un dispositif de serrage 32 maintient l'ébauche au cours des opérations et la fait passer d'un stade à l'autre; un dispositif transporteur 33 déplace de façon intermittente le dispositif de serrage 32 d'un stade à l'autre; l'ébauche 34 est introduite dans le dispositif de serrage ouvert; une courroie 35 introduit les ébauches dans la machine; et un châssis supérieur 36 peut être déplacé en fonction de la longueur de llé- bauche. Le dispositif se prêtant à l'exécution du procédé suivant l'invention, ou dispositif de )ressaye, peut être facilement intégré à la ligne de production des bouteilles, auquel cas, les avantages ci-après.entre autres sont réalisés : 1. Le dispositif de pressage fonctionnant selon ce procédé se distingue par une construction simple et légère. Il consiste, par exemple, en un transporteur à channe et en l'unité de pressage proprement dite. Etant donné que le façonnage de l'ébauche est effectué en un stade ou en un nombre de stades peu élevé, il n'est pas nécessaire de recourir à des dispositifs de distribution et d'alimentation compliqués. 2. Le dispositif de pressage peut entre facilement combiné avec une installation automatique d'impression des bouteilles. Dans ce cas, le transporteur dii dispositif est entrainé par la channe de l'installation. Les impulsions nécessaires pour l'unité de pressage peuvent provenir du transporteur. 3. La combinaison de plusieurs dispositifs de pressage avec une ligne de formage permet de presser directement, sans main-d'oeuvre, la production entière d'une ligne de formage. 4. Le réglage du dispositif de pressage à un nouveau diamètre se fait très rapidement, parce que les pièces à changer sont très peu nombreuses. Cette considération est très importante lorsque le pressage doit s'effectuer directement après le formage, sans stockage intermédiaire. 5. Du fait que l'outil ne comporte pas de broche centrale, il n'est pas nécessaire d'employer un lubrifiant pour le pressage, et une kbrification peu importante suffit même pour un travail de pressage intensif. Il en résulte que le dégraissage des bouteilles avant l'emballage devient inutile et que les frais d'emballage sont réduits. L absence de broche centrale étend la marge de tolérance de l'épaisseur de la paroi des ébauches. 6. Le procédé suivant l'invention permet également le pressage d'ébauches en des formes compliquées. 7. Etant donné que la force nécessaire pour provoquer la poussée axiale des ébauches est peu élevée, il est possible de presser des ébauches à paroi très mince, ce qui, dans certains cas, permet de réaliser une économie de matière première. Bien que divers modes et détails d'exécution aient été décrits pour illustrer l'invention,il va de soi que celle-ci est susceptible de nombreuses variantes et modifications sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS. 1. - Procédé de fabrication de bouteilles métalliques sans soudure, en particulier de bouteilles destinées à recevoir des produits présentés en aérosols et qui sont appelées "bombes aérosol" au départ d'ébauches cylindriques, ouvertes à une des extrémités et obtenues par formage à froid, l'extrémité ouverte étant façonnée par pressage en un goulot caractérisé par le fait que l'extrémité ouverte de l'ébauche est pressée axialement contre une surface de révolution animée d'un mouvement pendulaire conique, de telle sorte que le bord de l'ouverture de l'ébauche est égalisé et quelque peu épaissi, puis contre une seconde surface de révolution, laquelle est également animee & un mouvement pendulaire de manière que son axe de symétrie se déplace à la façon d'un pendule conique, le ple du pendule conique se trouvant sur l'axe central de la bouteille finie, la forme de la seconde surface de révolution étant approximativement identique à celle du goulot de la bouteille finie et le diamètre de sa section plane étant quelque peu supérieur au diamètre de la section plane correspondante du goulot de la bouteille finie. 2. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'angle du pendule conique est de 1 à 150 et plus avantageusement de 2 à 70. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le bordage du goulot de la bouteille est exécuté à l'aide de l'outil animé d'un mouvement pendulaire conique. 4. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le bordage du goulot de la bouteille est exécuté par refoulement. 5. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le bordage du goulot de la bouteille est exécuté par roulage à l'aide d'un ou de plusieurs rouleaux. 6. - Dispositif pour l'exécution du procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il comprend un arbre (5) monté à l'aide de paliers dans un bâti (1), mu par un moyen d'entrainement et relié à un outil (12) qui ne tourne pas autour de son propre axe et qui peut être animé d'un mouvement pendulaire conique de façon que le pêle du pendule conique se trouve sur l'axe de rotation de l'arbre(5), l'outil (12) présentant une cavité (13) dont l'ouverture est orientée vers l'extérieur et dont la paroi est une surface de révolution qui épouse la forme du goulot de la bouteille finie lorsque le pendule conique occupe sa position extreme et qui est tout à fait séparée, du coté opposé, de la surface du goulot de la bouteille, de même que des moyens pour guider l'ébauche et la presser contre la surface de révolution (Fig. 1). 7. - Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé par le fait qu'un bras de guidage (8) est monté excentriquement sur Itextrémité inférieure (7) de l'arbre (5), l'extrémité inférieure (9) du bras de guidage (8) étant hémisphérique et s'adaptant dans un siège (10) également hémisphérique et fixé au bâti (1) l'outil (12) étant monté sur la face inférieure de l'extrémité inférieure (9) du bras de guidage (8) (Fig. 1). 8. - Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé par le fait qu'un bras de guidage (8), dont l'extrémité inférieure forme un outil (12), est monté excentriquement sur l'extrémité inférieure (7) de l'arbre (5), cet outil étant monté par l'intermédiaire d'un cardan (19) dans le bâti (1). (Fig. 2). 9. - Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé par le fait que l'extrémité inférieure (21) de l'arbre (5) est creuse et son bord inférieur (22) est oblique, l'épaulement annulaire (23) formé à l'extérieur de l'outil, (12) s'appuyant contre ce bord inférieur (22) par l'intermédiaire d'organes d'appui (24), l'extrémité inférieure de l'outil comportant un anneau (25) qui présente une surface sphérique et qui s'appuie contre une surface sphérique correspondante d'un moyen de guidage annulaire (26) fixé au b ti (1) (Fig. 3). 10. - Dispositif pour l'exécution du procédé suivant la revendication 5, caractérisé par le fait qu'un ou plusieurs rouleaux à gorge, tournant suivant o un angle de 90 par rapport à l'axe central de la bouteille sont montés sur un barreau rotatif dont l'axe coihcide avec l'axe central de la bouteille et qui tourne sur cet axe, le goulot étant pressé contre ce ou ces rouleaux en vue de le border.