Brevet FR2307594A1 — publié le 19761112

L'invention concerne un procédé d'emboutissage à grande cadence de capsules d'obturation de bouteilles munies de leur joint d'étanchéité, à partir d'un film métallique pré-imprimé ou non grâce å un outil d'emboutissage combiné réalisant l'emboutissage des capsules par l'intermédiaire du joint d'étanchéité présenté sur chaque poinçon par un moyen de transfert de joints,lui-mme chargé par un poste de chargement prélevant les joints un à un dans des cheminées de distribution. Les procédés d'emboutissage de capsules d'obturation de bouteilles et de mise en place des joints d'étanchéité ne permettent généralement pas d'atteindre des cadences très élevées de fabrication. L'objet principal de l'invention est de fournir un procédé permettant d'atteindre de très grandes cadences de production de capsules munies de leur joint d'étanchéité. Ces cadences peuvent atteindre 250.000/heure. Ce résultat est atteint selon l'invention au moyen d'un outil combiné d'e;boutissage sur le joint, à partir d'un film métallique pré-imprimé ou non, muni ou non de lignes de pré-déchirage, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'avance séquentiel synchrone du film métallique, au moins un poste de distribution de joints d'étanchéité, au moins un poste de chargement pneumatique à dépression assurant le prélèvement des joints dans le poste de distribution et déposant lesdits joints dans les alvéoles réceptrices du moyen assurant le transfert desdits joints au droit des poinçons d'emboutissage à grande course, lesquels aspirent et entrainent au passage lesdits joints grâce à un conduit d'aspiration relié à une source d'air déprimé en les maintenant sur leur face antérieure au moins jusqu'au début de l'opération d'emboutissage correspondant à la mise à l'air libre des conduits d'aspiration des joints. Les joints sont recentrés au passage dans une première partie d'alésage conique du presse-flan, puis dans une deuxième partie cylindrique dudit presse-flan, lequel s'ouvre suffisamment en fin d'emboutissage, entre sa face inférieure et la face supérieure de la matrice,pour permettre l'évacuation des capsules terminées au moyen du film métallique résiduel. Le dispositif de distribution et de chargement des joints est très simple, il n'a pas de pièces en mouvement en dehors du plateau de prélèvement pneumatique des joints,qui ne risque pas de distribuer deux joints à la rois. Il ne nécessite pas une grande précision de distribution, car les joints sont recentrés par la suite pour obtenir un bon positionnement sur les poinçons d'emboutissage. Le moyen de transfert à grande cadence des joints est très léger, il peut être réalisé en alliage léger , en fibre de verre ou autre, il peut être à mouvement alternatif linéaire mû par un mécanisme à mouvement angulaire alterné décrit dans le brevet français n0 ou encore à mouvement circulaire, sous forme d'un plateau tournant par fractions de tour; entralné par un engrenage de type FERGUSSON. Ces moyens de transfert peuvent suivre les cadences d'emboutissage les plus élevées des presses existantes, ceci avec une grande économie de moyen, sans choc, avec une loi de mouvement uniformément accélérée et décélérée. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à la lecture de la description qui suit, faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs de l'invention et dans lesquels - la fig.1 montre,schématiquement en vue de dessus, la disposition d'un moyen de transfert des joints à tiroir recevant les joints des postes de chargement et de distribution et les amenant dans l'outil d'emboutissage au droit des poinçons. - la fig. montre schématiquement en élévation le poste d'emboutissage et les dispositifs de distribution et de chargement des joints, - la- fig.3 montre une coupe partielle eri élévation d'un poinçon d'emboutissage, - la fig.4 montre une coupe partielle en élévation du moyen de transfert des joints des cheminées de distribution dans le mécanisme de transfert des joints sous les poinçons, - la fig.5 montre, en vue de dessus, une alvéole de réception d'un joint dans le mécanisme de transfert sous les poinçons, - la fig.6 montre,en coupe partielle, le plateau transfert du mécanisme de chargement des joints dans le moyen de transfert des joints sous les poinçons, - la fig.7 montre schématiquement une variante de mécanisme de transfert des joints sous les poinçons réalisé au moyen d'un plateau tournant par fractions de tour, - la fig.8 montre une seconde variante de mécanisme de transfert des joints sous les poinçons fonctionnant en tandem avec deux outils d'emboutissage. - la fig.9 montre une troisième variante de mécanisme de transfert des joints sous les poinçons dérivé de la fig.1, fonctionnant également en tandem avec deux outils d'emboutissage. La fig.1 montre schématiquement,en vue de dessus, la disposition du mécanisme de transfert I des joints 2 des deux postes de distribution 3 et 4 au poste d'emboutissage 5. Ce poste d'emboutissage comporte un groupe de cinq poinçons 6 formant des capsules un pas sur deux. Le chariot tiroir de transfert 1 se déplace alternativement dans le sens de la flèche 7, perpendiculairement au film métallique 8 se déplaçant lui-même dans le sens de la flèche 9. Le film métallique 8 est mtl, z-' par un entratiiement à friction et par un mécanisme à mouvement angulaire alterné 10 comportant un arbre de sortie 11sur lequel est calé un levier 12 se déplaçant alternativement avec un temps d'arrêt en fin de course suivant l'angle 13 et la flèche 14. L'extrémité 15 du levier Il entrain un mécanisme 16 d'indexation et d'entrainement du film métallique effectuant l'avance séquentielle du film, se dégageant et revenant en arrière pour reprendre le film pour une nouvelle avance en synchronisme avec les autres mouvementa. Le mécanisme de transfert 1 est commandé de façon analogue par un autre bottier à mouvement angulaire alterné 17, sur lequel est calé le levier 18 portant une articulation 19 dont une partie 20 est solidaire du mécanisme de transfert et transmet le mouvement du levier 18 au mécanisme 1. Le bottier 17 B mouvement angulaire est commandé à partir d'un arbre de transmission 21 tournant dans les paliers 23 et entrain lui-mame par le groupe moto-variateur-réducteur 24. Le bottier 17 est relié à l'arbre 2t par un arbre rigide et des joints homocinétiques. Le bottier 10 à mouvement angulaire commandant l'avance du film 8 est également entraîné à partir de l'arbre de transmission principal 21 par l'intermédiaire d'une transmission souple à poulies 25,26 et courroie 27 > ainsi que les plateaux de chargement des joints par les poulies 28,29et par la courroie 30; la presse est entrainée par les poulies crantées 31,32 et par la courroie crantée 53. On voit les cheminées 34 des postes de distribution des joints 2,3 et les dégagements 35 de passage de la partie des poinçons formant les sones de préhension des capsules. Le mécanisme de transfert 1 est guidé dans des glissières 35 et 36, par exemple du type à billes, pour permettre une grande vitesse de déplacement. Bien entendu, le mécanisme de transfert à tiroir peut être commandé par tout autre type de mouvement alternatif connu, par exemple bielle-manivelle entrai- née par un embrayage-frein. La fig.2 montre schématiquement en élévation le poste d'emboutissage et les postes de distribution de joints et de chargement correspondant à la fig.1 Les na de repérage représentant les mêmes organes que sur les fig.précédentes ont été utilisés. Le poste d'emboutissage comporte la partie supérieure 37 recevant les poinçons 6, le presse-flan 38 et la matrice 39 avec ses éjecteurs. Le mécanisme de transfert à tiroir 1 se déplace entre la face antérieure 40 des poinçons et la partie supérieure 41 du presse-flan avec un léger jeu de passage 42 au-dessus et 43 au-dessous > sur la fig.3 qui est une coupe par l'axe de l'un des poinçons. Le bloc porte-outil, le presse-flan et la matrice sont guidés ensemble sur des colonnes non représentées, solidaires des parties supérieure et inférieure de l'outil, lui-même fixé sur le bâti non représenté. On voit, dans la partie gauche de la fig. 2, en traits mixtes, la course du tiroir 1 à la séquence suivante. Les cheminées d'alimentation 34 des postes 3 et 4 sont situées au-dessus du passage du tiroir 1 et les postes de chargement 44 et 45 sont situés en-dessous et fonctionnent suivant le sens des flèches 46, le détail de ces postes sera décrit plus loin. Sur la fig.3 , onvoit schématiquement le tiroir 1 et une alvéole 47,dans laquelle est chErgé~-un joint 2 situe au droit du poinçon 6. Bn dessous du tiroir 1, le presse-flan/8st représenté en position ouverte dégageant un espace 48 permettant l'éjection de la capsule terminée 49,au moyen du film résiduel au-travers de trous de dégagement non représentés. La capsule glisseentratnée par l'éjecteur 50,et remonte au niveau de la face supérieure de la matrice 39. La partie annulaire de la pièce 51,solidaire du presse-flan 38, découpe le flan à emboutir. L'alésage 52 de la pièce Il du presse-flan 38 comporte une partie conique 53, servant éventuello Qnt à recentrer le joint 2 sur le poinçon 6.Ledit poinçon comporte un conduit 54 d'air déprimé, relié à un dispositif non représenté; ce conduit se trouve relié à la source d'air déprimé au moment de la descente du poinçontde telle sorte qu'il aspire au passage le joint 2 chargé dans l'alvéole 47 du tiroir 1 et le transfère au-travers du presse-flan, le recentrant s'il y a lieu dans la partie cynique 53,puis vient en contact du film en position flottante, lequel est mis en appui sur la matrice, le flan est alors découpé, puis embouti. Le conduit 54 du poinçon est mis à l'air libre et le poinçon 6 se dégage en position haute,et le tiroir : ainsi que le film 8 sont déplacés pour un nouveau cycle. La fig.4 représente un exemple de chargement du mécanisme transfertll. Les na de repérage désignant les mêmes éléments que sur les fig. précédentes ont été utilisés. Les cheminées 34 du dispositif d'alimentation sont fixées sur le bâti 55 par les collerettes 56 et les vis 57. Elles comportent à leur base un anneau 58 en matière élastiquement déformable,teque du caoutchouc siliconé par exemple, retenant le poids des joints 2 distribués dans les cheminées 34 par des dispositifs du type distributeurs vibrants ou centrifuges. Un plateau 59ç/ eSon un mouvement alternatif vertical (fig.6) par une came 60 et un galet de came 61 solidaire du plateau par le support en chape 62. Ce plateau est muni de ventouses 63 vissées dans un répartiteur d'aspiration 64, relié à l'air déprimé par le tuyau souple 65 à partir d'un distributeur ex une source d'air déprimé non représentée.Le distributeur est commandé par des contacteurs électriques de passage et des rampes correspondantes du plateau 59. Les alvéoles 47 du tiroir comportent plusieurs plots 66, fig.5, en matière élastiquement déformable pour retenir les joints 2 chargés dans lesdites alvéoles par les ventouses 63. Ces alvéoles comportent également une partie conique 47a (fig.4) pour recentrer les joints au passagesdes ventouses 63 qui prélèvent les joints 2 en pénétrant à la base des cheminées 34, aspirant chacune un joint 2 et un seul. Elles les font passer au travers de l'anneau 58 qui retient les joints suivants et les redescendent dans les alvéoles 47 correspondantes où ils sont maintenus par les plots 66 fig.5.En fin de course basse, les ventouses 63, fig.6, s'arrêtent sous le tiroir 1 de façon à ménager un jeu de passage 67 entre la partie supérieure des ventouses sur laquelle reposent les joints qui viennent d'être chargés et le dessous du tiroir 1;en fin de course basse, les conduits 68 d'air déprimé des ventouses sont mis à l'air libre et les joints glissent sur les ventouses au moment du déplacement du chariot-tiroir 1. Le plateau de chargement 59 est guidé au moyen de bagues 69 glissant sur des colonnes 70 du bâti 55, il est maintenu en pression sur la came par des ressorts de rappel 71, guidés sur les tiges 72 et en appui sur le bAti 55. La mise en fonctionnement des postes de chargement s'opère par l'intermédiaire d'un dispositif de fin de course contrôlant la présence du tiroir dans ledit poste de chargement. La course de transfert du tiroir 1 a lieu en temps masqué, en même temps que l'avance du film métallique; pendant l'opération d'emboutissage, on effectue le chargement du tiroir 1. Ceci permet d'obtenir de très grandes cadences de travail. Le tiroir 1 est très léger, on peut donc multiplier le nombre de postes de travail sans ralentir sensiblement lacadence des mouvements de transfert. Les plateaux de chargement de joints 59 peuvent également etre commandés chacun par un mécanisme à mouvement angulaire alterné, tel que 10 ou 17 fig.1 La fig.7 montre le schéma d'une variante du moyen de transfert des joints du poste de distribution au poste d'emboutissage, réalisé grâce à un plateau rotatif très léger 73, tournant par fractions de tour7entratné par exemple par un engrenaga du type FERGUSSON. Il comporte une position de chargement 74, une position de contrôle de présence des joints 75 par exemple par cellules photo-électriques, une position d'emboutissage 76 pendant laquelle le plateau pénètre dans l'outil entre les poinçons 6 et le presse-flan, les joints se trouvant au droit des poinçons comme dans les fig. précédentes. La presse,ainsi que les moyens de chargement, sont rigoureusement les mêmes. La position 77 est inutilisée, mais elle permet de réduiré le mouvement de déplacement du plateau. Ce moyen, comme celui décrit dans les fig. précédentes, permet de transférer les joints pour alimenter un nombre important d'empreintes, de 5 à 10 par exemple. La fig.8 montre une seconde variante du moyen de transfert des joints fonctionnant -en tandém-ayec dèux outils -ar emboutissage pour obIènirdè très grandes cadences. Les 4 positions du plateau rotatif 73 sont utilisées et l'on a deux presses 5 et Sa et deux dispositifs de chargement 75 et 75a, ainsi que deux films 8 et 8a entratnés en synchronisme par le même moyen précédemment décrit. A titre d'exemple de cadence normale pouvant être obtenue par ce procédé, dans le cas de deux fois 5 empreintes, soit 10 capsules par opération, avec une presse fonctionnant à 240 coups/minute, on a la cadence de 240 x 10 x 60 = 144.000/ heure. Avec deux fois 10 empreintes, réalisables dans un encombrement similaire et une puissance guère accrue, on atteint aisément la cadence de 250.000/heure. La vitesse moyenne du plateau est de l'ordre de 150 tr/mn. La fig.9 montre une troisième variahte de mécanisme de transfert de joints extrapolée de la fiS.1. Le tiroir transfert 78,animé d'un mouvement linéaire alternatif comme sur la fig.1, est doublé en longeur,mais conserve la mbme course que celui de la fig.1.; il alimente deux presses 5 et Sa à partir de trois postes de chargement 79,80,81. Le tiroir transfert 78 couvre les postes 79,5,80 et Sa; à l'opération suivante, il s'est transféré d'un pas vers le poste de chargement 81 qui, comme le poste 79, fonctionneune fois sur deux; par contre le poste 80 fonctionne à chaque séquence. Cette variahte permet d'atteindre les mêmes cadences que celles obtenues avec le plateau rotatif entraîné par un engrenage FERGUSSON. Bien entendu, ce procédé est applicable à tout objet ou pièce de faible encombrement devant recevoir une ou plusieurs opérations de formage ou de découpage sur presse. REVENDICATIONS 1 - Procédé d'emboutissage à outil combiné, notamment pour fabriquer des capsules d'obturation de bouteilles munies de leur joint d'étanchéité, à partir d'un film métallique pré-imprimé ou non, muni ou non de lignes de pré-déchirage, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'avance séquentielle synchrane du film métallique, au moins un poste de distribution de joints d'étanchéité, au moins un poste de chargement pneumatique à dépression assurant le prélèvement des joints d'étanchéité dans le poste de distribution de joints et déposant lesdits joints dans les alvéoles réceptrices d'un mécanismeassurant le transfert desdits joints au droit des poinçons d'emboutissage à grande course, lesquels aspirent et entratnent au passage lesdits joints grâce à un conduit d'aspiration relié à une source d'air déprimé et les maintenant sur leur face antérieure au moins jusqu'au début de l'opération d'emboutissage correspondant à la mise à l'air libre des conduits d'aspiration des joints, lesdits joints sont recentrés au passage dans une première partie d'alésage cônique du presse-flan,puis dans une seconde partie cylindrique dudit presse-flan, lequel s'ouvre suffisamment, en fin d'emboutissage, entre sa face inférieure et la face supérieure de la matrice pour permettre l'évacuation des capsules terminées au moyen du film résiduél 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme de transfert des joints des postes de distribution dans l'outil d'emboutissage est constitué par un tiroir se déplaçant alternativement dans des glissières, suivant une course rectiligne disposée perpendiculairement au sens du film métallique, le tiroir est muni de deux groupes d'alvéoles réceptrices de transfert des joints dont les positions des alvéoles de chaque groupe correspondent à celles des poinçons d'emboutissage, à chaque course, un groupe d'alvéoles munies de joints se trouve sous les poinçons, leasecond groupe se trouve sous le premier poste de chargement des joints dans les alvéoles, à la course suivante, le groupe en place sous les poinçons se trouve transféré au droit du 2ème poste de chargement, cependant que le groupe d'alvéole les qui a été muni de joints est transféré sous les poinçons. 3 - Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le tiroir de transfert des joints est mû par un mécanisme à mouvement angulaire alterné synchrone au moyen d'un levier calé sur ledit mécanisme et d'une articulation glissante et pivotante solidaire dudit tiroir. 4 - Procédé selon les revendications I et 2, caractérisé en ce que mécanisme à tiroir est ma par une bielle-manivelle commandée en synchronisme par un embrayage frein. 5 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le mécanisme de transfert des joints est un tiroir à déplacement rectiligne comportant 4 postes de transfert de joints pour une course alternative identique à celle du tiroir à deux postes de transfert, ce moyen de transfert alimente deux outils d'emboutissage disposés en parallèle et fonctionnant simultanément, le tiroir reçoit les joints de trois postes d'alimentation et de chargement dont les deux postes extrêmes fonctionnent alternativement une fois sur 2, le poste central fonctionne à chaque séquence. 6 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme de transfert des joints,du ou des postes d'alimentation et de chargement, dans le poste d'emboutissage, est un plateau très léger tournant par fractions de tour entrainé en synchronisme par un engrenage de type ERGUSS0N, il comporte 4 postes de transfert de joints correspondants à un poste d'alimentation et de chargement de joints, un poste do contrôle de présences des joints dans les alvéoles et un poste d'emboutissage. 7 - Procédé selon les revendications 1 et 6, caractérisé en ce que le plateau tournant transférant les joints comporte 4 groupes d'alvéoles de transfert de joints, il tourne par quarts de tour et coopère avec deux postes de distribution et de chargement de joints situés en opposition par rapport au plateau,et deux postes d'emboutissage situés également en opposition entre les postes de distribution et de chargement des joints. 8 - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les positions de chargement du mécanisme de transfert des joints coincident chacune avec un poste de distribution de joints à cheminées fonctionnant par gravité, chacune desdites cheminées se trouve au-dessus d'une position d'alvéole du mécanisme de transfert,elle-meme située au-dessus d'une ventouse de préhension du plateau de chargement correspondant, le chargement des joints dans les alvéoles s'effectue,pendant l'opération d'emboutissage, dans la partie du mécanisme de transfert se trouvant au droit d'un des deux postes de chargement, la mise en fonctionnement des postes de chargement s'opère par l'intermédiaire d'un dispositif dit de fin de course contrôlant la présence du mécanisme de transfert dans ledit poste de chargement. 9 - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le déplacement du mécanisme de transfert des joints s'opère en temps masqué pendant la séquence de déplacement du film métallique, l'opération d'emboutissage ainsi que celle de chargement des joints a lieu en fin de déplacement du film et du moyen de transfert. 10 - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le chargement des joints dans le mécanisme de trans fert s'opère à partir des postes de distribution de jointsicomposé d'un groupe de cheminées de distribution alimentées elles-mCmes par un mécanisme à bol vibrant ou un distributeur centrifuge, chacune desdites cheminées correspond,d'une part à une position d'alvéole du mécanisme de transfert, et d'autre part à une position de ventouse d'un dispositif de chargement à ventouses pneumatiques à dépression solidaires du plateau de chargement, ledit plateau déplace les ventouses selon l'axe des cheminées au travers des alvéoles du mécanisme de transfert pour aller aspirer un joint chacune dans lesdites cheminées, le plateau est muni d'un moyen de guidage dans le sens du déplacement vertical et est mû par un moyen de manoeuvre alternatif synchrone de type connu. 11 - Procédé selon les revendications 1,8 et 10, caractérisé en ce que les joints empilés dans les cheminées sont retenus à la base des cheminées par un anneau en matière souple et déformable élastiquement, résistant à l'abrasion, enserrant légèrement et périphériquement le joint inférieur de la pile à la base de chacune des cheminées,en retenant les joints suivants au moment de la prise d'un joint aspiré par une ventouse de chargement correspondante. 12 - Procédé selon les revendications t et 8,caractérisé en ce que les ventouses pneumatiques des postes de chargement péne'trent dans les cheminées et aspirent le joint situé à la base de chacune d'elle et au-dessus de l'anneau de retenue avec une force suffisante pour vaincre l'élasticité chacune le dudit anneau de retenue, et déplacent Honni vers le bas en le recentrant automatiquement au passage dans un alésage cynique de l'alvéole du moyen de transfert, lesdites alvéoles sont munies chacune, à la partie inférieure, de plusieurs plots élastiquement déformables, maintenant les joints après dépose par les ventouses de chargement, pendant le transfert vers le poste d'emboutissage, le mécanisme de chargement starrête,en position basse, en-dessous du mécanisme de transfert, en laissant subsister un léger jeu de passage dudit mécanisme de transfert, le joint,retenu par les plots élastiques,repose sur la ventouse qui est mise à l'air libre quelques instant avant le déplacement du mécanisme de transfert. 15 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que les plateaux de chargement des joints dans le mécanisme de transfert sont mûs par un mécanisme à mouvement angulaire alterné.