Brevet FR2290390A1 — publié le 19760604

La présente invention est relative i un dispositif de sertissage de capsules sur des bouteilles ou récipients analogues. Le capsulage d'une bouteille est l'opération qui consiste, après avoir disposé sur le goulot de la bouteille pleine une capsule le à fond plein de forme cylindrique, recouvrant les bords extérieurs du goulot, en métal déformable à froid, à "former" la capsule, c'est-à-dire à la presser à l'aide de molettes contre le goulot de façon à la sertir dans les rainures et contre les nervures, telles qu'un filetage , présentées par la surface extérieure dudit goulot. Dans les machines automatiques, les installations de sertissage peuvent tre classées en deux groupes. Dans le premier, on fait appel à des molettes indépendantes, dont chacune a pour fonction de presser le métal dans une rainure ou contre une nervure déterminée du goulot, chaque molette étant portée par un support horizontal et pourvue d'un dispositif de réglage individuel de la force qu'elle exerce en fonction du travail à fournir, ainsi,bien entendu, que des réglages de hauteur convenable pour tenir compte du type de bouteilles à capsuler et des légères variations individuelles de hauteur d'une bouteille à l'autre. De telles installations assurent un sertissage parfait, mais l'ensemble est encombrant, spécialement dans un plan horizontal, ce qui conduit à des dispositions plus compliquées pour l'ensemble de la machine. On a proposé des installations qu'on peut classer dans un deuxième groupe et dans lesquelles des bras porte-molette , de direction voisine de la verticale, sont montés à pivot, chacun autour d'un axe horizontal solidaire d'une pièce prenant appui sur le goulot de la bouteille et susceptible d'être entraînée en rotation autour de celui-ci. Une came déplace chaque bras porte-molette pour amener la molette en position pour la déformation voulue de la capsule. On obtient ainsi un ensemble dont l'encombrement horizontal est très diminué par rapport aux installations du premier groupe, mais au prix d'une certaine complication tant pour la fabrication que pour le démontage éventuel. Diverses solutions ont été proposées en ce qui concerne la disposition de la came. Par exemple, on peut prévoir un plateau horizontal portecamessur lequel peuvent se déplacer des galets du bras porte-molet- te, ceux-ci étant monDés pour se déplacer non seulement dans un plan radial mais encore dans un plan tangentiel au goulot. Une rotation angulaire du plateau porte-cames par rapport à la pièce portant les bras entrain le déplacement des molettes. On a aussi proposé une came conique, susceptible d'être déplacée par coulissement le long de la pièce qui prend appui sur le goulot . Le bras porte-molette est muni d'un galet . Lorsque la came se rapproche du goulot de la bouteille, le galet décrit sur elle une spirale dont le rayon s'élargit , ce qui pousse la molette vers le goulot. Le fait que le goulot décrit une spirale entralne divers inconvénients : l'axe du galet, dans sa position optimalejdevrait être oblique sur celui de la came , ce qui pose des problèmes d'usinage. A défaut, on ne peut que le disposer vertical ou radial, A en donnant au cone de la came un angle au sommet suffisamment petit. On obtient alors une came longue qui doit avoir un déplacement axial important, ce qui oblige, soit à un déplacement de même amplitude du dispositif et de la bouteille l'un par rapport à l'autre, soit à disposer d'un moyen d'actionnement indépendant pour la came, tel qu'un verin à air comprimé. Dans tous les cas on aboutit à des solutions assez compliquées. Par ailleurs, si,comme il est fréquent, ltentralnement du - - - - - - -. une - - porte-molette se rait a l aide d'un pignon ou/poulie, places vers le haut de la tête de sertissage, le fait que la came glisse le long de la pièce qui prend appui sur le goulot amène à donner à la pièce qui porte les porte-molette une forme de cloche enserrant la came , d'où, sur ce point aussi, une réalisation complique. Un autre inconvénient est qu'une irrégularité telle qu'un méplat ou une rayure verticale sur la came sera ressentie par toutes les molettes et se traduira par une série d'irrégularités toutes sur la même verticale de la capsule finie. D'un autre côté, le fait d'avoir nécessairement une came à faible conicité a pour conséquence que le déplacement de la molet tefisous l'influence par exemple d'un goulot non circulaire ou simplement au coups de l'opération de sertissage elle-même, entraîne des variations appréciables de la force exercée sur la molette. On a aussi proposé (brevet FR 1 091 725) un dispositif comportant, d'une part une pièce axiale, coulissant verticalement et immobilisée en rotation, prenant appui sur la bouteille et une pièce formant came, immobilisée en hauteur par rapport à un bâti, et reliée à un dispositif d'entralnement qui la fait tourner autour de l'axe de la pièce centrale. Cette pièce rormant came en traSne dans son mouvement de rotation des bras porte-outil articulés sur un support qui leur transmet le mouvement vertical de la pièce axiale. Chaque bras est en outre muni d'un galet de guidage qui coopère avec la pièce formant came pour faire basculer le bras vers sa position de travail lorsqu'il'est entraené vers le haut. Cette disposition permet des démontages faciles et une bonne aceessibilité aux différentes pièces, mais la pièce formant came , qui présente à la fois desiampes de guidage et des doigts d'entratnement des bras, est de forme 'compliquée. Les bras porteoutil sont en outre soumis à des sollicitations complexes. Dans le dispositif décrit par le brevet US 3 537 231, les bras pivotent autour d'un axe, non pas tangentiel horizontal, mais vertical,différent celui de la mollette, et sont poussés par des cames individuelles tournant avec eux. La pièce porte-bras est reliée au dispositif d'entratnement en rotation et entraîne dans ce mouvement la pièce porte-came par l'intermédiaire de prolongements verticaux des axes des porte-outils. Ce système aboutit à des bras de forme très compliquée et à une structure en cloche" dont on a déjà dit les défauts. Comme on le vox , le nombre de solutions proposées est important, et tous les dispositifs qu'on vient de décrire présentent des inconvénients dont le plus fréquent est la complication excessive. Si on analyse le mouvement d'une molette au cours d'une opération de sertissage, au début la molette est écartée de l'axe de l'appareil de façon à permettre l'introduction de la boutille coiffée de sa capsule, elle se trouve à une hauteur correspondant à la distance H qui sépare le sommet du goulot de l'endroit où elle devra agir sur la capsule. Etant donné que la capsule, avant sertissages présente une certaine conicité nécessaire pour sa mise en place , la distance D de la molette à l'axe doit être comprise entre certaines limites : si D est trop petit, la molette risque de gêner la"mise en place de la bouteille"et,i D est trop grand, la. molette risque de sortir du gabarit de l'appareil. Uni'ois la bouteille mise en place, la molette se rapproche de l'axe, vient en contact avec la capsule, la pousse contre le goulot puis la déforme avec une force F qui doit dépendre de la forme de la molette, de celle du goulot ainsi bien entendu que de la nature de la capsule : qualité, état et épaisseur du métal etc. Dans le cas où la capsule comporte un filetage, la hauteur de la molette par rapport au goulot varie. de façon appropriée au cours du formage. A la fin de celui-ci, de toute façonlla la molette est retirée et ramenée à sa position de départ. I1 est avantageux , pour obtenir une bonne qualité de capsulage et limiter les pertes, que l'on puisse régler la force F, de préférence pour chaque moleta. Le réglage individuel de la hauteur H permet des gains de productivité en évitant des démontages complets lorsqu'on passe d'une série de bouteilles à une autre de caractéristiques différentes. Le réglage précis de D permet également de gagner sur les cadences en diminuant les courses mortes. Pour ces raisons, il est hautement préférable que ces trois réglages puissent se faire de façon précise et aisée, sans cependant que cela exige un- appareillage de complication excessive. I1 est évident quejdans les systèmes où les molettes sont portées par des supports horizontaux, on nta pas de difficultés à régler indépendament F, H et D en prévoyant des moyens élastiques, pneumatiques, hydrauliques ou autres pour exercer la force FJet en réglant H et D par déplacement des supports sur un bâti approprié. Le problème est évidemment plus compliqué à résoudre lorsque lesSorte-molettes sont portés par des bras sub-verticaux et qu'on cherche à obtenir un ensemble de très faible encombrement. Le moyen le plus simple pour obtenir la force F est d'introduire, dans la channe des éléments de commande de la molette, une pièce déplaçable ou déformable avec un ressort de rappel qui tend à ramener la pièce dans sa position de repos et exerce ainsi une force qui est transmise à la molette. Dans le dispositif où l'on utilise un plateau horizontal porte-came , les porte-molette , rigides, sont ramenés sur leur position de repos par des ressorts radiaux et tangentiels. Dans le cas de la came coulissant axialement, on a proposé de constituer le bras porte-molette en deux parties pivotant autour de son axe tangentieliJe fixation et rameNes l'uneters l'autre par un ressort radial. Cette disposition a l'avantage de permettre des changements de réglages accélérés, par échange des porte-molettes, mais elle entrain une copliatio de la forme des pièces,notamment de la pièce porte-bras, laquelle est en forme de cloche,ce qui oblige à y prévoir des ouvertures pour permettre ces réglages. Lorsque la came tourne avec le porte-molette , c'est elle qu'on cherche à déplacer ou à déformer . Par exemple, dans un dispositif décrit dans le brevet FR 1 252 342, la came tronconique est flottante et poussée vers le bas par un ressort axial prenant appui sur une bague dont on peut régler la hauteur. Dans les autres cas, où l'on utilise plusieurs cames individuelles, chacune d'elles peut Aetre actionnée par un ressort individuel de force réglable. Toutes ces dispositions ont leurs inconvénients . Les cames sur plateau horizontal ou ne tournant pas avec le porte-molette. conduisent à des constructions compliquées ou coûteuses, Il en est de mEme des cames individuelles. La solution du brevet FR 1 252342 est séduisante par sa simplicité, mais elle ne convient bien qu' avec trois molettes, et présente d'autre part l'inconvénient que toute irrégularité , telle qu'une saillie ou un creux, perçue par une des molettes est répercutée sur les autres, ce qui nuit à la qualité du résultat. Le dispositif de la présente invention se rattache au type dans lequel la force F est obtenue par l'emplo'un porte-outils en deux parties qu'un ressort tend à ramener vers une position relative de repos, créant ainsi cette force F toutefois2 la complication quipeut déco]er de cette disposition est évitée. De plus il permet de régler très facilement , outre F, les paramètres H et D. Ces résultats sont obtenus en combinant le porte-outil en deux parties qu'on vient d'évoquer avec une came, fixe en hauteur par rapport au bâti, comportant des moyens pour l'entrainer en rotation)tels qu'une poulie ou une roue dentée, et entraînant directement en rotation la pièce porte-bras. On obtient ainsi une structure remarquablement simple qui permet d'obtenir des pièces robustes. Ainsi, la pièce constituant la came peut être d'un seul bloc constituant à la fois une A poulie et une came en forme de cone, et se fixant sur le coati par l'intermédiaire d'un roulement.Par entralnement direct de la pièce porte-bras, on entend tous les dispositifs connus permettant un entralnement en rotation avec coulissement axial : arbre cannelé, goupille, vis fixée sur un arbre intérieur et se déplaçant dans une lumière longitudinale d'un arbre extérieur coaxial etc... mais on exclut, bien entendu2l'entraînement du porte-bras par l'inter médiaire d'autres pièces telles que, par exemplesles les bras eux-mêmes. Le fait que le porte-bras est entratné par la came permet de disposer ces deux pièces l'une au-dessus de autre et d'éviter une structure"en cloche" d'entretien difficile. D'autre parties perfectionnements au portewiUl ont permis de concentrer sur cet organe tous les-moyens de réglage sans qu'il atteigne cependant une complication exagérée. I1 est donc possible de disposer de porte-otil d'avance et de procéder à des échanges quand le besoin s'en fait sentir. L'accessibilité de l'ensemble facilite considérablement de telles opérations. L'invention, et diverses modalités particulières de celle ci,wnt maintenant être décrites plus en détail en s'aidant des figures ci-après, relatives à un exemple non limitatif de réalisation Fig. 1 représente un demi-coupe d'une tête selon l'invention, Fig. 2 représente la mâme tête en fonctionnement, Fig. 3 est une vue agrandie d'un détail de la figure 1, Fig. 4 et 5 sont des coupes transversale et horizontale du même détail, Fig. 6 est une coupe partielle d'un autre détail de la figure 1. La tête comprend - un support 1 de fixation comprenant une tige 11, filetée à son extrémité, qui traverse un trou du bâti B. Le support est immobilisé par serrage du bti B entre un épaulement 12 et un écrou 13 vissé sur la tige 11. Vers le bas, le support 1 présente un évidement axial destiné à recevoir un ressort 3. De plus, le support 1 est traversé par un alésage axial destiné à recevoir un axe. - un axe 4 placé dans l'alésage qui traverse le support 1 et peut coulisser verticalement par rapport à lui. I1 porte à son extrémité supérieure une barrette 41 qui est traversée par une tige fixe 42 qui l'immobilise en rotation. A sa partie inférieure, l'axe 4 porte une pièce d'appui 5, dont il est solidaire et qui est destinée à venir en contact sur le haut d'une bouteille. - un corps formé de deux parties 6, 7 réunies par une clavette 61, de façon à pouvoir coulisser verticalement l'une par rapport à l'autre . La partie supérieure 6 présente à sa partie supérieure une gorge 62 et constitue ainsi une poulie d'entratnement en rotation. Elle est munie de deux roulements à billes 63, 63' lui permettant de tourner autour du support 1. Sa partie inférieure 64, constituant la came3est usinée en forme de corne, d'angle au sommet voisin de 900 . Des angles au sommet de 60 à 1200 ont été trouvés convenables. La partie inférieure 7 du corps est traversée par un alésage axial dans lequel passe l'axe 4, elle est munie à sa partie supérieure d'un roulement 71 qui lui transmet la poussée du ressort 3 et à sa partie inférieure d'un autre roulement 72 par lequel elle transmet cette poussée à la pièce d'appui 5. Le fait que le ressort 3 est placé au-dessus de la partie 7 a permis de simplifier le dessin de cette dernière pièce. Cette partie 7 porte des axes 73 horizontaux et tangentiels, généralement au nombre de 4. Les porte-molette sont en deux parties : l'une 8 est montée sur l'axe 73 et porte l'outil de sertissage, l'autreX9, porte un galet destiné à coopVrer avec la came. Le corps 81 de la partie inférieure 8 du porte-molettes est de forme cylindrique. I1 présente, outre l'alésage transversal correspondant à l'axe 73, un alésage axial 82 (fig. 3 et 4) dans lequel coulisse un piston 91 du porte-galet 9. Ce piston est plus sé vers le haut par un ressort 92, et est arrêté par une vis 83, solidaire du corps 81, coopérant avec le bord d'une lumière 93 pratiquée dans le piston 91. La force du ressort 92 est réglable grâce à la disposition suivante : dans le fond de l'alésage 82 estpratiqué un alésage plus petit 84, qui débouche dans celui de l'axe 73.Une butée 85 sur laquelle prend appui le ressort 92 vient elle-même prendre appui sur l'axe 73, lequel est usiné à cet endroit de façon excentrée. I1 suffit donc de faire tourner l'axe 73 sur luimAeme pour modifier la force du ressort. Une vis de blocage 74 (fig. 3 et 5) immobilise l'axe 73 dans la position choisie par rapport au porte-molette La pièce 9 porte le galet 94, destiné à rouler sur la came 64 en tournant autour d'un axe tangentiel parallèle à l'axe 73. Le galet 94 tourne autour d'un arbre 95, lui-même fixé de façon excentrique sur une tige 96 filetée. En modifiant la position de l'arbre 95 par rapport à la tige 96, on modifie la rosi tion du galet 94 au repos et,par suite, la position de repos de la molette, ce qui permet d'agir sur la course morte de celle-ci ayant le début du sertissage. A sa partie inférieure, le corps 81 de la partie inférieure présente également un alésage axial 86 pour la fixation de la molette. La molette 10 comprend le galet de sertissage proprement dit 101 dont la forme peut varier selon la nature de la partie .9u ser il tissage à laquelle/est destiné . On peut voir sur les figures 1 et 2 deux formes différentes 101 , 101' . Le galet 101 (fig. 5) est porté par un cylindre 102 relié à une tige de fixation 103 par un ressort concentrique 104. La tige 103 est réglable en position. Dans ce buts elle est disposée avec-un alésage intérieur fileté 105 qui se visse sur une tige filetée axiale 106 disposée au fond de l'alésage 86. Le vissage de la tige 103 est facilité par une bague moletée 107. Un écrou de blocage 108, fixé sur l'extrémité du corps 8,immobilise la tige 103 dans la position choisie grâce à une garniture 109. L'axe 73 passe au-dessous du centre de gravité de l'ensem- ble formé par les pièces 8 et 9 du porte-molette , si bien que la force centrifuge exerce une force de rappel tendant à écarter la molette de la bouteille et à appuyer le galet 94 sur la came 64. Le fonctionnement est le suivant : les parties 6 et 7 du corps sont entratnées en rotation de façon continue par une cour roie mue par un moteur (non représentés) et passant dans la gorge 62. La pièce centrale 5 est descendue vers le bas sous l'action de son poids et du ressort 3,/ta force centrifuge écarte les molettes de l'axe et maintient le galet 94 en contact avec la partie inférieure de la came 64. Une bouteille, munie de sa capsule non sertiewest placée sous la tête, puis soulevée pour pousser la pièce d'appui 5. Celle-ci soulève l'axe 4 et la partie inférieure 7 du corps, entralnant les porte-molettes. Le galet 94 parcourt une partie de la came 64, jusqu a ce que le galet de sertissage 101 vienne au contact de la capsule, cette course étant réduite au minimum par réglage de l'arbre 95 A ce moment, sous l'effet de la résistance de la capsule, le piston 91 tend à s'enfoncer dans l'alésage 82, écrasant le ressort 92 dont la forcelpréréglée, est transmise au galet de sertissage pour former la capsule Au cours du formage, le galet de sertissage 101 se déplace radialement vers l'axe, et le galet 94 suit un trajet correspondant sur la came óL, la force exercée par le ressort 92 demeurant sensiblement constante. Cette force reste également sensiblement constante si le goulot est ovalisé ou excentré, le galet 94 se déplaçant de façon correspondante sur la came 64. A la fin du formage, la bouteille est déplacée vers le bas, les molettes accompagnent son mouvement vertical en même temps que la pièce 5 etsen même temps, par l'effet de la came 64, s'é- cartent radialement, libérant la bouteille qui peut ainsi être enlevée: la tête est alors prête pour une nouvelle opération. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour le sertissage automatique d'une capsule en matériau déformable sur une bouteille et destiné à être fixé sur un bâti par rapport auquel une bouteille peut âtre déplacée verticalement, ce dispositif comprenant - une pièce centrale d'axe vertical, mobile verticalement, immobilisée en rotation et disposée pour s appuyer sur la bouteille recouverte de sa capsule, - une pièce porte-bras susceptible de tourner autour de l'axe de ladite pièce centrale sans se déplacer verticalement par rapport à elle, et portant au moins un bras porte-outil de sertissage, monté à pivotement sur un axe horizontal tangentiel - au moins une came susceptible de tourner avec la pièce portebras autour de l'axe de la pièce centrale, mais sans être entratnée dans les mouvements verticaux de ces deux pièces. le bras porte-outil comprenant deux parties, l'une portant un outil de sertissage et l'autre étant disposée pour coopérer avec la came, ces deux parties étant susceptibles de se déplacer l'une par rapport à l'autreJet un ressort étant prévu pour tendre à les ramener vers une position de repos lorsqu'elles en sont écartées, la force de ce ressort étant réglable et étant transmise à l'outil de sertissage pour être appliquée à la capsule , caractérisé en ce que la pièce qui constitue la came est immobilisée en hauteur par rapport au bâti, en ce qu'elle comporte des moyens pour l'entrai- ner en rotation, tels que poulie ou roue dentée, et en ce qu'elle est disposée pour transmettre directement son mouvement de rotation à la pièce porte-bras. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux parties du porte-outil sont disposées pour coulisser l'une dans l'autre. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la direction de coulissement est sensiblement parallèle à l'axe du porte-outil. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel les moyens pour modifier la force du ressort comprennent un poussoir dont la position peut être modifiée par la rotation d'un excentrique, caractérisé en ce que l'excentrique est une partie d'un arbre autour duquel pivote le bras porte-outil. 5. Dispositif selon l'une des revendicationslà4,carcir en ce qu'il comprend des moyens permettant de modifier la disposition au repos de la partie du bras porte-outil qui vient en contact avec la came par rapport à l'outil de sertissage. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel la position d'attaque de l'coutil de sertissage est réglable par vissage a une pièce qui le porte, caractérisé en ce que, pour un réglage précis, cette pièce est solidaire d'une bague moletée, et que son immobilisation est obtenue par un écrou serrant concentriquement une garniture sur une partie cylindrique de ladite pièce. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la pièce qui constitue la came est conique, avec un angle au sommet de 30 à 600. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que 1sangle au sommet est voisin de 90". 9. Dispositif selon l'une d.srevendications 1 à 8, dans lequel la pièce qui appuie sur la bouteille est solidaire d'un axe longitudinal traversant tout le dispositif et immobilisé en rotation, caractérisé en ce qu'il comprend un ressort qui pousse vers le bas la pièce porte-bras, cette pièce transmettant la poussée à la pièce qui appuie sur la bouteille. 10. Dispositif selon l'une des revendications I à 9, caractérisé en ce que 1 axe autour duquel pivote un porte-outil passe au-dessus du centre de gravité de celui-ci.