Brevet FR2454857A1 — publié le 19801121

La présente invention concerne une machine permettant de former et de souder automatiquement des anneaux métalliques, à partir d'un fil métallique continu se déroulant d'une bobine. Ce genre de fabrication nécessite trois opérations essentielles : sectionner le fil en tronçons dont la longueur correspond à la longueur développée des anneaux, cintrer le fil afin de former des cercles, souder les deux extrémités pour obtenir des anneaux fermés. Les machines actuelles forment d'abord un cercle avec le bout du fil, puis coupent le fil pour isoler le cercle,enfin soudent les extrémités du cercle. Ces machines comportent divers inconvénients : maintien insuffisant des anneaux en cours de formation, conduisant à une soudure défectueuse et à une forme non plane des anneaux, cadences de production limitées, difficulté d'évacuation des anneaux achevés. La présente invention vise à remédier à ces inconvients. Â cet effet, elle a pour objet une machine pour former et souder des anneaux métalliques qui comprend essentiellement, en aval d'un dispositif de coupe apte à sectionner le fil en tron qons d'une longueur égale à la longueur développée des anneaux à former, un ensemble d'organes coaxiaux qui sont un disque moleté à sa périphérie, porté par un arbre lié à des moyens d'entraînement en rotation, une Jupe entourant l'arbre précité, et liée à des moyens d'entrainement en va-et-vient suivant l'axe de cet arbre, et une cage fixe entourant ladite Jupe et comportant une partie élastique dans la région de laquelle sont disposées deux électrodes de soudage, une pièce d'introduction du fil étant prévue entre le dispositif de coupe et l'ensemble d'organes coaxiaux, de manière à amener le fil tangentiellement au disque moleté,dans l'intervalle ménagé entre ce disque et la cage lorsque la jupe est reculée. Cette machine automatique sectionne d'abord le fil,puis le roule à l'intérieur de la cage à l'aide du disque moleté rotatif, après quoi le cercle formé est transféré, au moyen de la jupe mobile,dans la région élastique de la cage où il est soudé. Ce principe assure un bon maintien des anneaux en cours de formation, en particulier lors du soudage, grâce à la partie élastique de la cage; cette partie peut être de forme légèrement tronconique et comporter des dents qui lui confèrent son élasticité, un certain nombre de ces dents étant de longueur réduite, de manière à former un évidement dans lequel prennent place les parties utiles des deux électrodes de soudage.Suivant une forme de réalisation particulière,les deux électrodes de soudage sont montées sur une couronne isolante fixée autour de la cage précitée,chacune des électrodes ayant une forme sensiblement semi-circulaire. La machine selon l'invention ne réalise qu'un seul diamètre d'anneaux, à moins de prévoir des ensembles disque moleté-Jupe- cage interchangeables, mais elle peut produire des anneaux à une cadence élevée, de l'ordre de 2500 pièces par heure,qui lui confère une bonne rentabilité. Avantageusement, la course de la åupe,suivant l'axe de l'arbre portant le disque moleté, est telle que chaque anneau en cours de formation soit poussé par ladite jupe Jusque dans un plan situé à une distance de l'extrémité des dents de la cage égale à environ un diamètre de la section du fil. Cette disposition particulière permet à chaque anneau,au moment où il est transféré par la jupe mobile vers le plan de soudage, d'éJecter l'anneau précédemment soudé, ce qui assure une éJection automatique des anneaux achevés sans nécessiter aucun dispositif supplémentaire. De toute façon, l'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques constructives de détail seront mises en évidence,à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation de cette machine pour former et souder des anneaux métalliques Figure 1 est une vue d'ensemble en plan par dessus,avec coupes partielles, d'une machine conforme à l'invention; Figure 2 en est une vue de face partielle, à plus grande échelle; Figure 3 en est une vue en coupe verticale,suivant 3-3 de figure 1; Figure 4 est une autre vue partielle en coupe verticale de la machine,suivant 4-4 de figure 1; Figure 5 est une vue en coupe similaire à figure 4,mais dans une autre position du cycle de fonctionnement de la machine. Comme le montre la figure 1, la machine selon l'invention comprend, au-dessus d'une table 1, une plaque-support horizontale 2 sur laquelle sont fixés les deux paliers 3 et 4 dans lesquels tourne un arbre horizcaQal 5, qui est immobilisé axialement.A l'une de ses extrémités, l'arbre 5 porte un disque 6 moleté à sa périphérie,qui est par exemple lié à l'arbre au moyen de vis 7. Â son autre extrémité, l'arbre 5 porte un pignon 8, en prise avec une crémaillère 9 qui prolonge la tige 10 d'un premier vérin 11, lequel peut être fixé sur la table 1 par l'intermédiire d'une platine-support 12. Une bague 13,munie d'une collerette 14, est montée libre en rotation et en coulissement autour de l'arbre 5, dans la région de ce dernier située entre le palier 3 et le disque moleté 6.La bague 13 est prbloggée,en direction de l'extrémité de l'arbre 5 portant le disque- 6, par une jupe cylindrique 15 entourant ledit arbre 5, un léger Jeu étant ménagé entre l'arbre 5 et la Jupe 15. Un second vérin 16, porté par la plaque-support 2 et situé sur l'axe de l'arbre 5,au-delà du pignon 8, a sa tige reliée -à un étrier 17 dont les deux branches s'étendant de part et d'autre de l'arbre 5 et sont guidées par les parties latérales des deux paliers 3 et 4. Les extrémités libres des deux branches de l'étrier 17 comportent des griffes, respectivement 18 et 19, qui sont tournées l'une vers l'autre et dans lesquelles est engagée la collerette 14 de la bague 13 prolongée par la Jupe 15. Â l'avant de la plaque-support 2,dans un plan vertical passant sensiblement par l'extrémité de l'arbre 5, est montée une autre pièce support 20 de forme générale rectangulaire,bien visible sur les figures 2 et 3, avec une ouverture circulaire 21 à l'intérieur de laquelle prend place le disque moleté 6 fixé à l'extrémité de l'arbre 5. Une cage 22, coaxiale au disque 6, est embossée dans l'ou- verture circulaire 21. Cette cage 22, représentée à grande échelle sur les figures 4 et 5,comprend une bague 23 engagée dans l'ouverture 21, une collerette 24 appliquée contre la face avant de la pièce 20, et une série de dents 25, séparées par des fentes, qui font saillie en avant de la pièce 20. La bague 23 entoure le disque moleté 6 et la Jupe 15, un léger Jeu étant ménagé entre ladite Jupe 15 et la bague 23. La partie comprenant les dents v possède une forme légèrement tronconique à l'état libre, son diamètre allant en décroissant vers l'extrémité des dents 25. La pièce 20 porte une couronne 26 en matière isolante,fixée autour de la cage 22. Sur la face avant de cette couronne 26 sont montées deux électrodes de soudage 27 et 28,dont chacune a une forme sensiblement semi-circulaire. Chacune des électrodes 27 et-28 présente, à son extrémité inférieure,une partie faisant saillie vers le haut, respectivement 29 et 30,ces deux parties situées en vis-à-vis prenant place dans un évidement de la cage 22, évidement formé en prévoyant qu'un certain nombre de dents 25 consécutives sont de longueur réduite. Les deux électrodes 27 et 28 sont reliées à une source de courant électrique,par l'intermédiaire de conducteurs visibles, partiellement, sur les figures 1 à 3. La table 1 possède une fente 31 traversée par les deux arrivées de courant 32 et 33. A l'arrivée de courant 32 est connectée une première barrette conductrice 34, située en arrière de la pièce 20, l'électrode 27 étant reliée électriquement à cette barrette 34 par un élé- ment conducteur 35 traversant la pièce 20. L'arrivée de courant 33 est connectée à une seconde barrette conductrice 36,située au-dessus de la pièce 20, qui est reliée à l'autre électrode 28. Le fil métallique 37, à partir duquel les anneaux doivent être formés, se déroule d'une bobine 38 indiquée très schématiquement sur la figure 1. Ce fil 37 parvient à un dispositif de coupe 39, connu en soi, qui est associé à une pièce d'introduction 40 dont le profil particulier est bien visible sur la figure 3. Cette pièce 40 possède un canal longitudinal 41,traversé par le fil 37. Son extrémité opposée au dispositif de coupe 39 comporte une fente 42, et une vis de réglage 43 permet de modifier l'écartement des deux branches de la pièce 40 situées de part et d'autre de ladite fente 42,ce qui rend possible un rattrapage de l'usure. La bague 23 de la cage 22 présente une échancrure 44 ( voir figures 4 et 5), occupée par l'extrémité de la branche supérieure de la pièce d'introduction 40. En cours de fonctionnement, le fil 37 est déroulé et tiré, l'arbre 5 avec le disque moleté 6 décrit des rotations alternatives commandées à partir du premier vérin 11, par l'intermédiaire de la crémaillère 9 et du pignon 8, et la Jupe 15 décrit un mouvement de va-et-vient,suivant l'axe de l'arbre 5,ce dernier mouvement étant commandé à partir du second vérin 16, par l'intermédiaire de l'étrier 17 dont les griffes 18 et 19 coppèrent avec la collerette 14 de la bague 13. Le fil 37, amené à la pièce d'introduction 40, est sectionné par le dispositif de coupe 39 en tronçons d'une longueur égale à la longueur développée d'un-anneau à former. A travers le canal 41, ce fil est introduit tangentiellement entre le disque moleté 6 et la cage 22, à un instant où la jupe 15 est située en retrait. L'arbre 5 est alors entraîné en rotation, sur un peu plus d'un tour, de sorte que le disque moleté 6 provoque un roulage du tronçon de fil, A l'intérieur de la bague 23, Jusqu'à former un cercle complet 45 ( voir figure 4). Bes deux extrémités du tronçon de fil considéré se trouvent ainsi amenées en vis-à-vis, dans la région inférieure de la cage 22. Ensuite la jupe 15 est déplacée vers l'avant, et elle entraîne avec elle anneau 45 déjà formé mais non encore soudé. Cet anneau est amené dans la partie élastique de la cage 22, c'est-à-dire la partie comportant les dents 25. L'anneau 45 est ainsi poussé Jusque dans un plan 46 situé à une distance d de l'extrémité de la cage 22 égale à environ un diamètre de la section du fil ( voir figure 5). La Jupe 15 est ramenée vers l'arrière,et les extrémités de l'anneau 45 sont soudées l'une à l'autre, au moyen des électrodes 27 et 28 et,plus particulièrement, des deux parties utiles 29 et 30 de ces électrodes, qui viennent en contact avec les extrémités de l'anneau. La déformation de la cage 22,permise par les dents 25, assure la contrainte de forgeage durant le soudage. Simultanément, l'arbre 5 revient à sa position initiales Un nouveau cycle identique peut alors commencer. La valeur particulière choisie pour la distance d, définie ci-dessus,permet à un anneau précédemment soudé 47 d'être éJectE par l'anneau suivant 45, lorsque cet anneau suivant est poussé par la Jupe 15 et amené en position de soudage. Les anneaux soudés et éJectés sont évacués par une goulotte 48, formée sur l'avant du bâti de la machine (voir figure 2). La machine selon l'invention, dont la structure et le fonctionnement viennent d'être décrits, peut s'appliquer notamment à la fabrication d'anneaux destinés à constituer des muselets servant à maintenir les bouchons des bouteilles de vin mousseux. D'une façon générale, la machine convient pour la réalisation d'anneaux d'un diamètre pouvant atteindre 100 mm, à partir d'un fil de section faible. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme de réalisation de cette machine pour former et souder des anneaux métalliques qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple; elle en embrasse,au contraire, toutes les variantes réalisées suivant le meme principe. C'est ainsi, notamment, que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de-l'invention par des modifications de détail, telles que le remplacement des vérins 11 et 16 et du mécanisme pignon-crémaillère 8-9 par tous moyens équivalents, c'est-à-dire permettant de donner un mouvement de rotation alternatif, ou du moins discontinu, à l'arbre 5, et un mouvement de va-et-vient à la jupe 15. -REVENI)ICÀTIONS 1.- Machine pour former et souder des anneaux métalliques,à partir d'un fil métallique continu se déroulant d'une bobine, caractérisée en ce qu'elle comprend essentiellement, en aval d'un dispositif de coupe apte à sectionner le fil en tronçons d'une longueur égale à la longueur développée des anneaux à former, un ensemble d'organes coaxiaux qui sont un disque moleté à sa périphérie, porté par un arbre lié à des moyens d'entraînement en rotation, une Jupe entourant l'arbre précité,et liée à des moyens d'entraînement en va-et-vient suivant l'axe de cet arbre, et une cage fixe entourant ladite Jupe et comportant une partie élastique dans la région de laquelle sont disposées deux électrodes de soudage, une pièce d'introduction du fil étant prévue entre le dispositif de coupe et l'ensemble d'organes coaxiaux, de manière à amener le fil tangentiellement au disque moleté,dans l'intervalle ménagé entre ce disque et la cage lorsque la jupe est reculée. 2.- Machine selon la revendication î,caractérisée en ce que les moyens d'entraînement en rotation de l'arbre portant le disque moleté comprennent un vérin dont la tige est prolongée par une crémaillère en prise avec un pignon porté par ledit arbre, la course du vérin étant telle que l'arbre décrive des rotations alternatives sur un peu plus d'un tour. 3.- Machine selon la revendication 1 ou 2,caractérisée en ce que les moyens d'entraînement de la jupe en va-et-vient, suivant l'axe de l'arbre précité, comprennent un vérin relié à un étrier dont les deux branches comportent des griffes,dans lesquelles est engagée une collerette solidaire. de ladite Jupe. 4.- Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,caractérisée en ce que la cage précitée comprend une partie de forme légèrement tronconique,avec des dents,qui constitue sa partie élastique, un certain nombre de ces dents étant de longueur réduite,de manière à former un évidement dans lequel prennent place les parties utiles des deux électrodes de soudé dage. 5.- Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que les deux électrodes de soudage sont montées sur une couronne isolante fixée autour de la cage précitée,chacune des électrodes ayant une forme sensiblement semi-circulaire. 6.- Machine selon la revendication 4 ou 5,caractérisée en ce que la course de la Jupe, suivant l'axe de l'arbre portant le disque moleté, est telle que chaque anneau en cours de formation soit poussé par ladite Jupe jusque dans un plan situé à une distance de l'extrémité des dents de la cage égale à environ un diamètre de la section du fil. 7.- Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 6,caractérisée en ce que la pièce d'introduction du fil possède un canal longitudinal traversé par ledit fil et comporte une fente, une vis de réglage permettant de modifier l'écartement des deux branches de la pièce situées de part et d'autre de la fente, la cage présentant une échancrure occupée par l'extrémité de lune des branches de ladite pièce d'introduction.