Brevet FR2460203A1 — publié le 19810123

la présente invention a pour objet une machine pour la production-de corps coniques de réceptacles comportant un épau- lement de fond annulaire intérieur. Dans la fabrication de carton et de carton-pâte par exemple, la feuille de carton est enroulée en un rouleau, à par- tir duquel on coupe d'autres rouleaux dont la largeur correspond à la feuille commandée par les clients. On obtient un déchet sous forme de rouleaux de carton de différentes longueurs. Jusqu'à présent, ce déchet sous forme de bandes de carton, n'a pas trouvé d'application pratique, saue comme papier rebut que l'on déchire et que l'on réutilise dans la fabrication du papier. Le but de la présente invention consiste essentielle- ment à prévoir une application pratique pour ce type de déchet, en l'utilisant pour la fabrication des corps coniques de récep- S tacles. Dans ce but, et selon une première caractéristique, le déchet est découpé en bandes d'une largeur de 40-60 millimètres par exemple, ces bandes étant enroulées en rapport de chevauche- ment, une spire d'enroulement se superposant partiellement à la spire précédente, les spires étant collées ensemble, de façon à former les corps coniques de réceptacles de genres divers et pré- vus pour des applications variées. A leur petite extrémité, les réceptacles sont formés avec un épaulement intérieur sur lequel une pièce de fond peut être supportée. De plus, à leurs extrémités élargies, les réceptacles sont de préférence formés avec un épau- lement intérieur sur lequel un couvercle peut être supporté. Ceci est le cas lorsque les réceptacles sont utilisés pour contenir par exemple, des matières granuleuses ou en particules. La présente invention se rapporte à une machine pour fabriquer les corps coniques de réceptacles de ce type, en utili- sant de préférence le déchet ou matériau de la nature précitée. La machine comprend: un élément de formage entraîné de manière révolutive, ayant une face jaquette conique; un châssis suppor- tant une feuille de matériau sous forme d'une bande étroite enroulée en rouleau, ladite feuille étant prévue pour être uti- lisée pour former les corps de réceptacles coniques par enrou- lement de la feuille autour de l'élément de formage; un dispo- sitif prévu pour fixer de manière amovible, l'extrémité de départ de la feuille du matériau à la petite extrémité de l'élément de formage; et un dispositif pour assurer le déplacement axial de -2- l'élément de formage par rapport au châssis-support, durant la rotation de l'élément de formage, dans le but d'enrouler la feuille de matériau en spires d'enroulement hélicoïdal autour de la face jaquette conique de l'élément de formage, tout en garantissant que les spires d'enroulement ne se chevauchent que partiellement et adhèrent les unes aux autres au moyen d'un adhésif. Selon une autre caractéristique de l'invention, à sa petite extrémité, l'élément de formage est pourvu d'une partie cylindrique dont le diamètre est légèrement plus petit que. le plus petit diamètre de la face jaquette conique de l'élément de formage. Selon une autre caractéristique, un couvercle de gui- dage est prévu pour être déplacé en direction de la petite extré- mité de l'élément de formage, de façon à recouvrir ladite extré- mité dans le but de guider la feuille de matériau pendant que.. cette dernière est enroulée sur l'élément de formage. Selon une autre caractéristique, une paire de mâchoires est prévue à la petite extrémité de l'élément de formage, une des mâchoires étant fixe alors que l'autre est prévue pour se dépla- cer en rapprochement et en éloignement par rapport à la mâchoire fixe, afin de serrer l'extrémité de départ de la feuille de maté- riau sur l'élément de formage. Selon une autre caractéristique, une fente est prévue dans la partie cylindrique de la petite extrémité de l'élément de formage, ladite fente s'ouvrant en direction de la petite extré- mité de l'élément de formage, de manière à y permettre la récep- tion de l'extrémité de départ de la feuille qui est introduite dans la fente au moyen d'un bras d'alimentation devant être serré entre les mâchoires. Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront bien de la suite de la description. Pour bien fixer l'objet de l'invention, sans toutefois le limiter aux figures des dessins o -: La figure 1 est une vue latérale d'une machine selon l'invention, montrant les différents composants de la machine au début de l'opération d'enroulement; La figure 2 est une vue latérale similaire de la machine, montrant les positions des différents composants, à la fin de l'opération d'enroulement; - 3 2460203 La figure 3 est une vue de profil de la machine, vue de la droite par rapport aux figures 1 et 2; La figure 4 est une vue de l'extrémité opposée de la machine; La figure 5 illustre sur une échelle quelque peu plus grande, et en élévation latérale, le dispositif de dégagement indiqué figure 4; La figure 6 illustre à échelle agrandie, l'extrémité inférieure du bras d'alimentation de feuille, pourvu d'un moyen du type ciseaux, comme indiqué figure 2; La figure 7 est une vue en coupe transversale des ci- seaux prise le long de la ligne VII-VII de la figure 6, avec les lames des ciseaux.dans leur position ouverte; La figure 8 est une vue en coupe transversale similaire montrant les lames des ciseaux dans leur position de fonctionne- ment; La figure 9 est une vue en coupe transversale, le long de la ligne IX-IX de la figure 3, de la petite-extrémité de l'élément de formage; La figure 10 est une vue en coupe transversale simi- laire, le long de la ligne X-X de la figure 3; La figure 11 est une coupe le long de la ligne XI-XI de la figure 10; La figure 12 est une vue latérale d'un réceptacle coni- que, montré partiellement en coupe longitudinale; La figure 13 illustre à échelle agrandie, une vue en coupe de la face jaquette du réceptacle, montrant la position des différentes spires d'enroulement, une spire chevauchant partielle- ment l'autre. Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant d'une manière non limitative, en se référant aux exemples de réalisation illustrés aux figures des dessins. Le châssis allongé 1 de la machine supporte un élément coulissant 4 prévu pour se déplacer en direction longitudinale par rapport au châssis, au moyen d'un groupe piston-cylindre 2, J. A une extrémité de l'élément coulissant 4, est monté révolutif un cylindre creux 5 qui est formé avec une face jaquette conique 6, et servant d'élément de formage de spires d'enroulement. Le cylindre creux 5 est fixé à sa grande extrémité 7, à un arbre de 4o portée 8, et est entraîné par un moteur 10, par l'intermédiaire _2460203 - 4 - de courroies trapézoïdales 9. La grande extrémité du cylindre creux 5 est pourvue d'un rebord de guidage 11, et la petite extrémité 12 est pourvue d'un rebord 1_ de configuration cylin- drique, dont le diamètre extérieur est plus petit que le plus petit diamètre de la face jaquette conique 6. Un couvercle 17 est prévu pour être baissé en position devant le rebord 1_, au moyen d'un groupe pistoncylindre 14, 15, ledit couvercle 17, formé avec un rebord 16, servant à guider la feuille de matériau. En son centre, le couvercle 17 supporte également un groupe pistoncylindre 18, 19, dont la fonction sera expliquée dans la suite de la description. Intérieurement au rebord 13,à la petite extrémité 12 de l'élément de formage de spires d'enroulement 5, dont la petite extrémité est pourvue d'une pièce de fond 20, est prévue une mâchoire fixe 21 qui conjointement avec une mâchoire mobile 22, a pour fonction de serrer l'extrémité de départ 23 de la feuille de matériau en bande 24. La mâchoire mobile 22 est disposée sur l'extrémité libre d'un bras 25 dont l'extrémité opposée est mon- tée avec un mouvement pivotant autour d'un axe 26 disposé sur ladite pièce de fond 20. Un ressort en acier 27 agit en poussée sur le bras 25 en position contre la mâchoire fixe 21. Deux le- viers 28, 29 (figure 9) sont associés ensemble à la façon d'un joint à rotule et relient le bras 25 à une console 30 sur la pièce de fond 20, de manière à garantir l'éloignement par un mouvement pivotant,par rapport à la mâchoire fixe 21, du bras 25 conjointement avec la mâchoire associée 22, lorsque le point d'articulation et d'appui 31 de liaison des leviers 28 et 29 Fest poussé vers le bas par le piston 18, en surmontant-la résis- tance d'un ressort en acier 32, jusqu'à la position illustrée par des tracés en pointillés, figure 9. Dans cette position inactive (figure 3), le bras 25 est saisi par un cliquet de verrouillage _ dont une extrémité est montée pivotante avec un mouvement de rotation autour d'un axe 34 supporté dans une console 35 sur la pièce de fond 20 (figure 10), l'extrémité opposée r du cliquet pivotant sous l'action d'un ressort en. acier 36 sur la position de verrouillage indiquée par des tracés continus, figure 10. En regard de l'intervalle entre les mâchoires 21, 22, le rebord cylindrique 1l est formé avec une fente 3 à-travers laquelle l'extrémité de départ 23 de la feuille peut être introduite 4olatéralement, c'est à dire à partir de la droite en regardant la -5- figure 1. Sur un côté du châssis 1 de la machine, est prévu un bras d'alimentation 40 servant à tirer l'extrémité de départ 23 de la feuille de matériau 24, dans une position en regard de la fente M9. L'extrémité supérieure du bras d'alimentation 40 est montée avec un mouvement pivotant sur un arbre horizontal 38. Le mouvement pivotant du bras 40 est assuré au moyen d-'un groupe piston-cylindre 41, 42 et d'un levier 43 monté sur l'arbre 38. Le bras d'alimentation 40 comprend un bras 44 qui est solidaire de l'arbre 38, et un bras 46 qui, au moyen d'un axe 45, est relié en articulation à l'extrémité inférieure du premier bras 44. Un groupe piston-cylindre 47 48, fait pivoter le bras 46 autour de l'arbre 4M. A son extrémité inférieure, le bras 46 supporte la lame fixe 49 d'une paire de ciseaux, ainsi que l'autre lame de ciseaux 53 qui est mobile par rapport à la lame fixe autour d'un axe 52 à l'aide d'un groupe piston- cylindre 50, 51. La lame de ciseaux mobile hi supporte une mâchoire de serrage mobile Et qui est asservie par un ressort 54, et qui collabore avec une mâchoire fixe 56 supportée par la lame de ciseaux fixe 49, fi- gures 7 et 8. Comme illustré figure 4, sur le côté opposé du châssis 1, à l'extrémité inférieure d'un bras de levier angulaire 57, est monté révolutif un galet de pression 58 qui exerce une action de pression sur la face extérieure 6 de la jaquette de l'élément de formage 5 avec un mouvement pivotant du bras de levier angu- laire 1, assuré par un groupe piston-cylindre 59, 60. Comme illustré figure 3, sur le côté du châssis 1 o le bras d'alimentation 40 est monté, il est également prévu un mon- tant support 61 soutenant un rouleau de fourniture de matériau 62 à partir duquel la bande ou feuille de matériau 24 est dévidée. Un dispositif de tension 63 maintient la feuille 24 sous tension appropriée lorsqu'elle est enroulée sur l'élément de formage 5. Un pot de colle 65 est supporté par un bras console 64 et un rou- leau d'application de colle 66, plonge dans le pot 65 et applique celle-ci sur la face inférieure de la feuille de matériau 24. Le moteur auxiliaire 67, illustré figure 1, est prévu pour faire tourner l'élément de formage 5 par l'intermédiaire de courroies trapézoïdales 68 avec une rotation angulaire limitée jusqu'à ce qu'un élément de butée a formé sur l'arbre de machine 8, rencontre un cliquet de retenue 72 dans une position telle que - 6 - la fente M formée dans le rebord 13 se trouve dans une position initiale, accessible à l'extrémité libre du bras d'alimentation 40. Un groupe piston-cylindre 70, 71 est prévu pour le dégagement du cliquet de retenue 72. Afin de comprendre plus facilement le mode de fonction- nement de la machine, on se reportera tout d'abord aux figures 12 et 13 qui montrent de quelle manière les différentes spires de la feuille de matériau sont positionnées, une spire chevau- chant l'autre pour former le corps conique 74 du réceptacle fini 73, de façon que les différentes spires forment un épaulement annulaire 75 pour supporter le fond 76 du réceptacle, et un autre épaulement annulaire 77 pour supporter le couvercle 78 du réceptacle, lorsqu'il est fait usage d'un couvercle. La feuille de carton 24 est introduite entre les lames 49, 53 des ciseaux, puis coupée transversalement par les ciseaux, tandis qu'en mgme temps la mâchoire 5 serre l'extrémité de dé- part de la feuille contre la mâchoire fixe 56. Le bras 40 tire la feuille sur la position illustrée par des tracés pointillés figure 3, en garantissant que l'extrémité de départ 2 soit positionnée de façon précise en regard de la fente 39. Le groupe piston-cylindre 2, 3 déplace l'élément coulissant 4 et également, conjointement avec ce dernier, l'élément de formage 5 sur une petite distance vers la droite en regardant la figure 1, ce qui iassure le positionnement de l'extrémité de départ 23 à l'inté- rieur de la fente et dans l'espace compris entre les mâchoires 21 et 22. A la fin de ce déplacement de courte longueur,de l'élé- ment de formage 5, une vis positionneuse 79 (figure 11) établie sur le bras d'alimentation 40, vient en butée contre le cliquet de verrouillage 33, ce qui dégage le bras 2 et contraint, par l'action du ressort 27, la mâchoire 22 à serrer l'extrémité de départ 23 contre la mâchoire 21. Le groupe piston-cylindre 50, 51 ouvre la lame 53 des ciseaux et par conséquent, la mâchoire également. Le groupe piston-cylindre 47, 48 fait pivoter le bras 46 latéralement, tout en rappelant en même temps le bras d'alimentation 40 sur sa position de départ, montrée par des tracés continus figure 3. BMais le bras 46 reste dans la position de départ montrée figure 2. Le groupe piston-cylindre 14, 15 fait descendre le couvercle de guidage 17 sur la position en regard du rebord 13, le groupe piston-cylindre 70, 71 déplace le criquet de retenue 72 sur la position de dégagement de ce - 7 - 2460203 dernier, montrée par des tracés en pointillés figure 5, et le moteur 10 est mis en route. Au moment o l'élément de formage 5 commence à tourner, avec un début d'enroulement de la feuille de matériau autour de l'élément 1, le groupe piston-cylindre 59, 60 fait pivoter le galet de pression 58 contre la face extérieure de la feuille carton 24, afin de faire adhérer les différentes spires les unes sur les autres, ces spires étant collées ensem- ble par l'agent adhésif appliqué sur une des faces de la feuille. Les spires d'enroulement initiales 80 sont guidées par le rebord 16 sur le couvercle de guidage 17. Ces spires d'enroulement sont appliquées de façon à se recouvrir complètement. L'élément cou- lissant 4 est déplacé ensuite par le groupe piston-cylindre 2, i tandis que la rotation de l'élément de formage 5 vers la droite en regardant les figures 1 et 2, continue. De ce fait, les spires d'enroulement suivantes 81 ne se chevauchent plus que partielle- ment. Une fois qu'une hauteur suffisante a été donnée au corps conique 73, le déplacement axial de l'élément coulissant 4 cesse, et un certain nombre de spires d'enroulement 82 sont appliquées en se recouvrant complètement, en formant ainsi le rebord 77. L'élément coulissant 4 est ensuite déplacé sur une courte dis- tance supplémentaire vers la droite, et un certain nombre de spires d'enroulement 83 est appliqué de façon à se recouvrir complètement pour former le support de guidage supérieur 84 ser- vant à supporter le couvercle 78. Le bras 46 pivote dans le sens des aiguilles d'une montre en regardant la figure 2, et la feuille 24 est sectionnée par les ciseaux 49, 53. La rotation de l'élément de formage 1 continue jusqu'à la fin de l'enroulement de l'extré- mité de la section de feuille ainsi coupée. Le groupe piston-cylindre 18, 19 rappelle la mâchoire 22 dans sa position inactive, et en raison de l'action du ressort ii le cliquet de verrouillage 33 saisit le bras M. Le couvercle de guidage j1 recule dans sa position de départ (figure 1), sous l'action du groupe piston-cylindre 14, 15. Durant l'enroulement, le diamètre extérieur du rebord de guidage 84 de la face jaquette 3574 du réceptacle, devient plus grand que le diamètre intérieur 85 d'un rebord annulaire 86, qui est fixé au châssis 1. L'élément de formage l est prévu pour passer à-travers ce rebord annulaire il en résulte que lorsque l'élément coulissant 4 et par conséquent l'élément de formage ô, reculent vers leurs positions d'origine (vers la gauche en regardant la figure 2), sous l'action du 8- 2460203 -8- groupe piston-cylindre 2, B. le corps de réceptacle fini 74 est repoussé axialement de l'élément de fornmage 5 sur arc-boutement du rebord de guidage 84 contre le rebord annulaire 86. Le récep- tacle terminé se dégage ainsi en glissant de l'élément de for- mage, par la petite extrémité de ce dernier. Lorsque l'élément coulissant 4, conjointement avec l'élément de formage 5, sont revenus dans leurs positions ini- tiales, les différentes phases opérationnelles de la machine se répètent pour un nouveau cycle de production d'un autre récep- lOtacle 74. La machine telle qu'illustrée et décrite doit être considérée comme un exemple de réalisation non limitatif, et les différentes parties et composants de la machine peuvent être modifiés de nombreuses façons tout en restant dans les limites de la portée des revendications. Les lignes ou conduites assu- rant l'alimentation de l'agent pressurisé sur les différents cylindres n'ont pas été illustrées-sur les dessins, afin de ne pas les surcharger inutilement. La mise en action et l'arrêt des valves et soupapes dans ces conduites, ainsi que la mise en action et l'arrêt des moyens d'accouplement incorporés dans la machine, peuvent être commandés électriquement et programmés de façon que l'opération d'enroulement dans sa totalité devienne entièrement automatique. Le moteur auxiliaire 67 peut être omis à condition que la machine soit équipée à la place, d'un accou- plement prévu pour commander les phases opérationnelles de l'arbre de machine 8 assurant le mouvement de rotation de l'élé- ment de formage 5 sur la position initiale de celui-ci. L'invention ne se limite aucunement à celui de ces modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ces diverses parties ayant plus spécialement été indiqués; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. - R E V E N D I C A T I O NI S -1- Machine pour la fabrication des corps-de réceptacles coniques comportant un épaulement de fond intérieur annulaire, ladite machine comprenant: un élément de formage (5) entraîné en rotation, ayant une face jaquette conique (6); un châssis supportant une feuille de matériau sous forme de bande étroite enroulée en un rouleau, ladite feuille étant prévue pour être utilisée pour former les corps coniques des réceptacles (74) par enroulement autour de l'élément de formage; un dispositif prévu pour fixer de manière amovible, l'extrémité de départ (23) de la feuille de matériau (24) à la petite extrémité (12) de l'élément de formage, et un dispositif pour assurer le déplacement axial de l'élément de formage par rapport au châssis support (1) durant la rotation de l'élément de formage, dans le but d'enrouler la feuille de matériau en spires d'enroulement hélicoïdal autour de la face jaquette conique (6) de l'élément de formage, tout en garantissant que les spires d'enroulement discontinues ne se chevauchent que partiellement dans cette zone et adhèrent les unes aux autres au moyen d'un adhésif,- la machine étant carac- térisée par le fait:qu'à sa petite extrémité (12), l'élément de formage (5) est pourvu d'une partie cylindrique (13) dont le diamètre est légèrement plus petit que le plus petit diamètre (14) de la face jaquette. conique (6) de l'élément de formage; qu'un couvercle de guidage (17) est prévu pour être déplacé en direction de la petite extrémité (12) de l'élément de formage, de façon à recouvrir ladite extrémité dans le but de guider la feuille de matériau lorsque cette dernière est enroulée sur l'élément de formage; qu'il est prévu une paire de mâchoires (21 - 22) de serrage à la petite extrémité de formage, une mâ- choire (21) étant fixe, tandis que l'autre (22) est prévue pour se déplacer en rapprochement et en éloignement de la mâchoire. fixe, afin de serrer l'extrémité de départ (23) de la feuille de matériau contre l'élément de formage (5); qu'il est prévu une fente (39) dans la partie cylindrique (13) de la petite extrémité (12) de l'élément de formage, ladite fente s'ouvrant en direction de la petite extrémité de l'élément de formage, de façon à per- mettre la réception de l'extrémité de départ de la feuille; et qu'il est prévu un bras d'alimentation (40) pour introduire dans la fente (39) ladite extrémité (23) de départ de feuille à serrer - 10 - 2460203 - 10 - entre les mâchoires; -2- Machine selon la revendication 1, caractérisée. par le fait qu'à son extrémité libre, le bras d'alimentation (40) de feuille est pourvu d'une paire de ciseaux (49 - 53) pour le sec- tionnement transversal de la feuille de matériau, et d'un moyen (55 - 56) pour fixer de manière amovible, l'extrémité de départ de la feuille, tandis que le bras d'alimentation de feuille (40) tire l'extrémité de la feuille vers lesdites mâchoires; -3- Machine selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait qu'un moyen de butée (79) (par exemple une vis positionneuse), est prévu sur ledit bras d'ali- mentation (40) de feuille, ledit moyen étant disposé, dans la phase initiale du déplacment de l'élément de formage, phase dans laquelle un cliquet de verrouillage (33) retient la mâchoire mobile (22) dans une position distante de la mâchoire fixe (21) en surmontant l'action d'un ressort (27), de façon à repousser le cliquet de verrouillage afin de permettre à la mâchoire mobile de serrer l'extrémité de départ de la feuille de matériau contre la mâchoire fixe; -4- Machine selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisée par le fait que le couvercle de guidage (17) est pourvu d'un piston (18, 19) déplaçable, disposé dans sa position active, de façon à éloigner la mâchoire mobile (22) de la mâchoire fixe (21) sur une position dans laquelle le cliquet de verrouillage (23) retient amovible la mâchoire mobile en posi- tion de point mort en surmontant la résistance du ressort; -5- Machine selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisée par le fait que l'élément de formage (5) est prévu pour être poussé à-travers un élément annulaire fixe (86) dont le diamètre intérieur (85) ne dépasse que légère- ment le diamètre extérieur (84) de l'élément de formage (5) à la grande extrémité de ce dernier, cette grande extrémité de l'élé- ment de formage, lors du mouvement de retour de l'élément de for- mage sur sa position d'origine, faisant butée contre ledit élé- ment annulaire, contraignant ainsi le réceptacle (74) fini, sup-. porté sur l'élément de formage, à 8tre poussé axialement hors de ce dernier à la petite extrémité de l'élément de formage.