Brevet FR2419121A1 — publié le 19791005

La présente invention concerne un dispositif pour l'élargissement du corps d'ébauches de tubes d'emballage souples, comportant un mandrin qui présente une partie cylindrique dont le diamètre extérieur est légèrement inférieur au diamètre intérieur de l'ébauche à l'état non élargi, un canal qui traverse le mandrin et communique avec une source d'air comprimé, une matrice, qui présente une cavité intérieure dont le contour.correspond à celui de l'ébauche élargie et qui, par un mouvement relatif coaxial peut être amenée sur le mandrin, et une manchette élastique montée dans la face externe du mandrin. L'invention a pour objet de réaliser un dispositif du type précité conformé de telle façon que la manchette ne subit qu'une faible usure et assure un isolement durable et parfaitement étanche de l'intérieur de l'ébauche par rapport à l'exté- rieur, même lorsqu'il y a des différences dans l'épaisseur de la paroi du tube. A cet effet, dans le dispositif d'élargissement selon l'invention, la manchette est montée déformable entre une partie de mandrin déplaçable dans le sens axiable et une partie de mandrin immobilisable dans ce même sens. Il résulte de ce montage un élargissement radial de la manchette élastique grâce auquel l'extrémité ouverte du corps de l'ébauche de tube est obturée de façon parfaitement étanche, même dans le cas de faibles variations dans l'épaisseur de la paroi du dit corps à cette même extrémité et d'une usure de la manchette, et il convient de signaler à ce sujet que l'usure par frottement est plus faible que dans les dispositifs connus comparables, indépendamment du fait que d'autres caractéristiques du dispositif selon l'invention apportent une amélioration de l'écoulement de l'air. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemples non limitatifs, des formes d'exécution de ce dispositif: Fig. 1 à 4 sont des vues en coupe longitudinale représentant quatre phases successives du fonctionnement du dispositif selon l'invention; Fig. 5 est une vue en coupe fortement schématisée, suivant V - V de fig. i, représentant la partie avant du mandrin et l'ébauche de tube; Fig. 6, 6a, 7, 7a et 8, 8a représentent, de coté et de face trois variantes de réalisation de la partie axialement déplaçable du mandrin. La forme d'exécution préférée du dispositif selon 1' invention comporte plusieurs mandrins 1 identiques, qui sont montés sur une tete-révolver et, par déplacements angulaires successifs, passent de l'un à l'autre d'une pluralité de postes de travail. Mais on peut utiliser un mandrin unique, monté fixe dans la machine, ce qui diminue évidemment la capacité de production du dispositif, Dans la variante représentée aux fig. i à 5, le mandrin 1 comporte une tige-support 2, fixée à la tete-révol#er par son extrémité élargie 2, à droite dans les figures i à 4. Sur la tige-support 2 est montée axialement déplaçable une partie 5 du mandrin, qui pour l'essentiel est cylindrique. Dans cette forme d'exécution, le diamètre extérieur de la partie 5 est sensiblement égal au diamètre intérieur de ltébauche de tube 6 avant son élargissement. L'extrémité extérieure, libre, 7 de la partie 5 du mandrin est conique, ce qui facilite la mise en place de l'ébauche 6. Elle est conformée en outre de façon à servir de face d'entrainement, contre laquelle l'épaule 18 vient s'appliquer d'une façon qui sera expliquée plus loin. Sur la tige-support 2 sont montés entre la partie cylindrique 5 du mandrin et l'extrémité élargie 3 une manchette il, une pièce intermédiaire 8 et un ressort hélicoïdal 2 agissant en compression. La manchette il est faite d'une matière élastique, par exemple du caoutchouc. A l'état non déformé, son diamètre exté- rieur est au plus égal ou très légèrement supérieur au diamètre intérieur de l'ébauche 6 non encore élargie. Elle est montée sur un prolongement cylindrique 8a de la pièce intermédiaire 8 et, par une de ses extrémités, est appliquée contre la face en bout arrière de la partie cylindrique 5 du mandrin et, par son autre extrémité, contre l'épaulement formé entre la pièce 8 et son prolongement. Le ressort 2, monté entre un épaulement intérieur de la pièce intermédiaire 8 et l'extrémité élargie 3 de la tigesupport 2, tend à éloigner la pièce intermédiaire 8 et, par lt intermédiaire de la manchette 11, la partie de mandrin 5 de 1' extrémité élargie 3. Il est entouré par une paroi cylindrique ou jupe 8b de la pièce intermédiaire 8, dont l'extrémité libre forme une butée limitant le déplacement axial de la pièce intermédiaire. Un canal central 19 traverse axialement la tige-support 2 et, par son extrémité de droite (dans les figures i à 4), communique avec une source#d'air comprimé. Le canal central 19 de la tige-support 2 se prolonge par un canal central coaxial 20, qui traverse axialement la partie cylindrique 5 du mandrin. Ce canal débouche à l'extérieur à l'extrémité libre de la dite partie. Le canal 20 s'élargit brusquement en un point de sa longueur en direction de l'extrémité libre 7 pour former un épaulement 20a. Cet épaulement forme avec une tête 2a vissée dans I, extrémité libre de la tige-support 2 une seconde butée pour le déplacement axial des éléments 5, 8 et il. Une matrice 12 est montée d'une telle manière (non représentée) dans le dispositif, qu'elle peut se déplacer axialement sur le mandrin 1. Elle définit une cavité intérieure 13, dont le contour correspond à celui prévu pour 1 'ébauche 6 après son élargissement. Dans la forme d'exécution représentée, ce contour est exactement celui d'un tronc de cône unique; mais il peut aussi être prévu un élargissement par paliers. Des canaux radiaux 14 s'étendent de la face interne à la face externe de la matrice 12. Ils permettent à l'air emprisonné entre l'ébauche 6 et la matrice 12 lors de l'élargissement de s'échapper à l'extérieur. Un alésage axial 15 fait en outre communiquer la cavité intérieure 13 de la matrice 12 avec 1'ex- térieur en débouchant sur la face en bout de gauche (dans les figures) de cette dernière. Son diamètre est supérieur au plus grand diamètre du bouchon du tube. Le dispositif qui vient d'être décrit fonctionne de la manière suivante: Le corps encore cylindrique 17 de l'ébauche de tube 6 à élargir est, dans un premier poste de travail de la tête-révolver, enfilé sur la partie 5 du mandrin. Cette première opération peut s'effectuer manuellement ou mécaniquement. Le bouchon 16 est, à ce moment-là, déjà vissé sur le goulot de l'ébauche. La tête-révolver (si l'on en utilise une) effectue un déplacement angulaire qui amène le mandrin et l'ébauche à un nouveau poste de travail, où la matrice 12 est enfilée axialement sur l'ébauche 6. Au cours de ce mouvement, le bouchon 16 pénètre dans l'alésage 15 de la matrice 12, tandis que le fond de la cavité intérieure 13 de cette dernière vient en appui contre l'épaule 18 de l'ébauche. Cette position correspond à celle représerr tée à la fig. 1. Le ressort 9 repousse la partie 5 du mandrin vers la gauche de la figure jusqu'à ce que l'épaulement 20a du canal 20 vienne en appui contre la tête 2a de la tige-support 2. Puis la matrice 12 poursuit son mouvement, entraînant avec elle l'ébauche 6, l'extrémité ouverte du corps 17 de celleci glissant sur la manchette il. Celle-ci peut parfaitement avoir un diamètre extérieur inférieur à celui de la zone adjacente de la partie 5 du mandrin. Ceci diminue l'usure par frottement lors du glissement du corps 17. A la fig. 2, la matrice 12 et l'ébauche 6 se sont dé placoessuffisamment sur le mandrin pour que la face interne de 1' épaule 18 soit en appui contre l'extrémité 7 de la partie 5 du mandrin. Lorsque la matrice 12 et l'ébauchent 6 continuent leur déplacement vers la droite de la figure, la partie 5 du mandrin, la manchette il et la pièce intermédiaire 8 sont entrainées vers l'extrémité 3 de la tige-support, comprimant le ressort 9. On obtient ainsi un effet d'amortissement. A l'issue de ce déplacement, les éléments du dispositif se trouvent dans la position représentée à la fig. 3, dans laquelle l'extrémité libre de la jupe 3b se trouve en appui contre l'extrémité 2 de la tige-support 2. A partir de cette position, la poursuite du mouvement de la matrice 12, de l'ébauche 6 et de la partie 5 du mandrin vers la droite de la figure a pour effet de comprimer axialement la manchette 11 entre les faces en bout en regard de la partie 5 et de la pièce intermédiaire 8 en augmentant son diamètre extérieur, comme le montre clairement la fig. 4. Cette extension radiale applique l'extrémité ouverte du corps 17 de l'ébauche contre la face interne de la matrice 12. L'intérieur du tube est alors isolé de l'extérieur. Pendant le déplacement commun de la matrice 12 et de 1' ébauche 6, de l'air comprimé est envoyé dans les canaux axiaux 19 et 20. Cet air comprimé sort par la face en bout libre du mandrin, pénètre à l'intérieur de l'ébauche 6 et, circulant le long de la face externe de la partie 2 du mandrin, s'échappe tout d' abord à l'extérieur. Mais, dès que la manchette il isole l'inte- rieur de l'ébauche de l'extérieur, comme à la fig. 4, cet air comprimé emprisonné subit une nouvelle compression qui a pour effet d'appliquer le corps 17 de l'ébauche contre la face interne de la matrice et de lui donner ainsi l'élargissement désiré. Il peut être recommandé, le cas échéant, de maintenir le bouchon 16 de ltextérieur pendant la déformation du corps 17, afin de soulager l'épaule 18 et d'empêcher ainsi qu'elle se déforme. Une fois l'élargissement terminé, la matrice 12 est retirée axialement, vers la gauche de la figure. L'ébauche élargie peut alors, éventuellement dans une autre position de la tête-révolver, retirée ou éjec#tée par soufflage. La fig. 5 montre en coupe très schématisée la partie 5 du mandrin, sur laquelle est enfilée l'ébauche 6. Pour la clarté du dessin, seuls les contours extérieurs respectifs du mandrin et de l'ébauche ont été représentés. Pour faciliter l'écoulement de l'air, la partie 5 du mandrin n'a pas une section circulaire, mais triangulaire avec des sommets arrondis. Toutefois, cette SoF me triangulaire devient circulaire à l'extrémité de la partie 5 adjacente à la manchette il. Dans une variante du dispositif selon l'invention, pour améliorer la circulation de l'air et éviter les difficultés qui pourraient résulter d'un obstacle apporté à celle-ci par le mandrin, il est prévu que la partie déplaçable du mandrin présente à partir de son extrémité adjacente à la manchette une diminution de diamètre en direction de son extrémité libre, de façon à obtenir un diamètre inférieur au diamètre intérieur de l'ébauche non élargie. Une circulation sans entrave et nettement définie de I' air comprimé à 1'intérieur du corps de ébauche est ainsi assurée. Cette diminution de diamètre peut etre obtenue par une diminution uniforme depuis l'extrémité adjacente à la manchette jusqu' à l'extrémité libre de la partie 5, lui donnant ainsi une forme tronconique.Mais il est également possible de prévoir à l'extrémité adjacente à la manchette une partie tronconique relativement courte avec un angle de cône relativement grand, le reste de la partie 2 du mandrin, jusqu'a l'extrémité libre, étant cylindrique. Mais il est préférable que le reste de la partie 5 ait une section triangulaire qui ne devient circulaire qu'au voisinage de 1' extrémité adjacente à la manchette, avec une augmentation de diamv tre. Dans ce cas, les sommets du triangle sont de préférence arrondis et constituent dans le sens de leur longueur des faces de guidage pour le corps de l'ébauche. D'autres variantes de réalisation de la partie 5 du mandrin sont représentées aux fig. 6 à 8a. La partie de mandrin 5 représentée aux fig. 8. et 8a présente à son extrémité de droite 25 qui, après montage, s'applique contre la manchette il, une set tion circulaire. Le diamètre à cet endroit peut etre légèrement inférieur ou légèrement supérieur au diamètre intérieur du corps non encore élargi de l'ébauche. I1 est toutefois, comme il a été expliqué plus haut, légèrement inférieur au diamètre extérieur de la manchette non déformée. La partie 5 diminue imiforme- ment de diamètre en direction de son extrémité gauche 26i ce qui lui donne une forme tronconique.A l'extrennte 26, elle a lin diamètre qui est nettement inférieur au diamètre intérieur du corps non élargi 17 de l'ébauche. il en résulte, lorsque l'ébauche est enfilée sur le mandrin, un espace entre ces deux éléments dont la section annulaire diminue de surface au fur et à mesure qu'on se rapproche de l'extrémité 25 adjacente à la manchette 11. L' extrémité libre 7 de la partie 5 du mandrin est conique, avec un angle de cône très ouvert, de sorte qu'elle peut servir de face d'appui pour l'épaule 18 de l'ébauche de tube 6. Des rainures radiales 22 s'étendent depuis l'orifice de sortie du canal axial 20 jusqu'a la face périphérique et leur fonction est de faciliter la sortie de l'air comprimé, en particulier lorsque l'extrémité 7 est en appui contre l'épaule de l'ébauche. Pour faciliter encore d'avantage l'écoulement de l'air dans la zone de section annulaire définie entre le corps 17 de 17 ébauche de tube et la partie 5 du mandrin, plusieurs canaux radiaux s'étendent entre le canal axial 20 et la face externe tronconique de la dite partie, La forme d'exécution représentée aux fig. 6 et sa diffère de celle décrite en référence aux fig. 8 et 8a en ce que la face de révolution, en partant de l'extrémité libre 7, est tout d'abord cylindrique. Ce n'est qu'a une petite distance de l'ex- trémité 25 adjacente a la manchette que son diamètre augmente rapidement, la zone de transition ayant un angle de cône re#ative- ment grand. Ici aussi, l'extrémité libre 7 de la partie 5 du mandrin sert de face d'appui pour l'épaule i8 de l'ébauche de tube et est munie de rainures d'écoulement radiales 22 et des canaux radiaux 23 relient la face cylindrique au canal axial 20. La partie 5 du mandrin représentée aux fig. 7 et 7a ne présente qu'une faible conicité entre son extrémité 25 adjacente à la manchette Il et son extrémité libre. Pour faciliter l'écoulement de l'air comprimé, il a été toutefois prévu de remplacer la section circulaire par une section triangulaire depuis l'extrémité libre 7 sur la plus grande partie de la longueur de la partie 5 du mandrin. Les arêtes 27 sont arrondies et servent de faces de glissement pour l'ébauche de tube 6. Entre les faces planes 28, qui s'étendent entre les arêtes 27 et l'ébauche 6 enfilée sur le mandrin sont définies trois chambres dans lesquelles circule l'air comprimé arrivant du canal axial 20 par les rainures radiales 22 formées sur la face en bout de l'extrémité libre 7. Ici aussi, des canaux radiaux peuvent être prévus entre le canal axial 20 et les faces 27 pour faciliter encore davantage la circulation de l'air. - REVENDICATIONS 1.- Dispositif pour 1'élargissement du corps d'ébauches de tubes d'emballage souples, comportant un mandrin qui présente une partie cylindrique dont le diamètre extérieur est légèrement inférieur au diamètre intérieur de l'ébauche à l'état non élargi, un canal qui traverse le mandrin et communique avec une source d'air comprimé, une matrice, qui présente une cavité intérieure dont le contour correspond à celui de l'ébauche élargie et qui, par un mouvement relatif coaxial peut être amenée sur le mandrin, et une manchette élastique montée dans la face externe du mandrin, caractérisé en ce que la manchette est montée déformable entre une partie de mandrin déplaçable dans le sens axial et une partie de mandrin immobilisable dans ce même sens. 2.- Dispositif selon la revendication i, caractérisé en ce que la manchette a un diamètre extérieur légèrement inférieur à celui de la zone adjacente de la partie axialement dépla çable du mandrin. 3.- Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la partie axialement déplaçable du mandrin présente entre son extrémité adjacente à la manchette et son extrémité libre une diminution de son diamètre extérieur sur une partie au moins de sa longueur et en ce que le diamètre extérieur ainsi diminué est inférieur au diamètre intérieur de l'ébauche de tube non encore élargie. 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie axialement déplaçable du mandrin diminue continuellement et progressivement de section depuis son extrémité adjacente à la manchette jusque dans la zone de son extrémité libre. 5,- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie axialement déplaçable du mandrin présente, au voisinage de son extrémité adjacente à la manchette, une réduction de diamètre extérieur amenée par une zone tronconique dont l'angle de cône est relativement grand, en ce que le diamètre ainsi réduit est inférieur au diamètre intérieur de l'ébauche de tube non encore élargie, et en ce qu'il reste ensuite celui de la partie déplaçable du mandrin jusqu'au voisinage de son extrémité libre, sur la plus grande partie de sa longueur. 6.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie axialement déplaçable du mandrin présente, depuis son extrémité libre et sur la plus grande partie de sa longueur, une section sensiblement triangulaire et ne prend une section circulaire de plus grand diamètre qu'au voisinage de son extrémité adjacente à la manchette. 7.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les sommets de la section triangulaire sont arrondis et servent de guidage pour le corps de l'ébauche de tube dans le sens longitudinal. 8.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'extrémité libre de la partie axialement déplaçable du mandrin est conformée en face d'appui pour l'épaule de l'ébauche de tube et présente des rainures radiales qui s'étendent depuis l'orifice de sortie du canal axial jusqu'à la face périphérique de la dite partie du mandrin. 9.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que des canaux radiaux s'étendent depuis la canal axial jusqu'a la face périphérique de la partie axialement déplaçable du mandrin. 10.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la partie axialement déplaçablé du mandrin a une section polygonale, par exemple triangulaire, qui devient une section circulaire dans la zone adjacente à la manchette. 11.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le mandrin comporte une tigesupport qui s'engage dans un canal axial de la partie axialement déplaçable du mandrin. 12.- Dispositif selon la revendication li, caractérisé en ce que la partie axialement immobilisable du mandrin est constituée par une pièce intermédiaire enfilée sur la tige-support, sur laquelle elle peut coulisser, pièce qui peut être amenée en appui contre l'extrémité élargie, éloignée de l'extrémité libre du mandrin, de la tige-support contre la force d'un ressort hé licoidal travaillant à la compression. 13. - Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que la pièce intermédiaire comporte une jupe qui entoure le ressort hélicoïdal et dont l'extrémité libre vient buter contre l'extrémité élargie de la tige-support et en ce que le canal axial de la partie axialement déplaçable du mandrin présente une augmentation de diamètre en direction de l'extrémité libre, avec formation d'un épaulement qui, en coopérant avec une tête élargie vissée à l'extrémité libre de la tige-support, limite le déplacement axial de la dite partie de mandrin dans le sens qui l'éloi gue de la tige-support. 14.- Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que la pièce intermédiaire présente un prolongement axial sur lequel est montée la manchette.