Brevet FR2477948A1 — publié le 19810918

L'invention concerne un procédé de formation de réci- pients en partant d'une feuille au moyen d'un poinçon de for- mage, la feuille chauffée étant enserrée d'au moins deux cô- tés, le poinçron de formage se posant sur la feuille par une région marginale entourant une région centrale et faisant sail- lie au-delà de celle-ci en direction de la feuille, la feuille étant déformée par mouvement du poinçon de formage dans une direction pratiquement perpendiculaire à la feuille. En outre, l'invention concerne un appareil pour la mise en oeuvre du procédé. On conna t un procédé de l'espèce définie plus haut. Dans celui-ci, on agit avec un poinçon de formage sur une feuille A deformer préalablement chauffeée à sa tepeérature de déformation et on la déforme. A son cté infé.rieur tourné vers la feuille et aux parois latérales adjacentes au côté inzeé- rieur, le poinçon de formage presente de préférence des bords et arétes arrondis. Pour la déformation, on pose le poinçon de formage sur la feuille prealablement chauffée et on le dé- place en direction pratiquement erticale vers celle-ci pour former un recipient. Les régions de la feuille qui entrent les premières en contact avec le poinçon de formage se reúroidise sent en cédant de la chaleur à celui-ci de sorte que les au- tres régions s'allongent dans une mesure particulièrement grari- de. La plus grande dilatation se produit dans chaque cas aux bords qu'il s'agit de former et en particulier aux angles qu'il s'agit de former sur le récipient. Il est connu de pré- voir en dessous dx poinçon de formage un évidement par rapport auquel la région marginale du poinçon de formage, présentant les dimensions extérieures du récipient à former, est seule en relief. L'inconvénient qui se prôduit est qu'à tout moment la région de la feuille qui est adjacente aux parties de feuille situées sur la région marginale en relief et déjà un peu re- froidies par le contact s'allonge dans une mesure particulie- rement grande. Il s'ensuit que précisément les parties subis- sant le plus d'effort comme les angles et les bords du rélci- pient fini sont particulièrement minces. L'invention a pour but de fournir un procédé du genre de celui précédemment décrit avec lequel on puisse former un récipient présentant des angles et des arêtes aussi stables que possible. En outre, il s'agit de fournis un appareil pour la mise en oeuvre du procédé. L'étirage doit s'effectuer uni- formément sur toute la paroi y compris les angles et les ar&- tes- L'invention permet de résoudre ce problème grâce au fait que pendant le formage, on fait agir de l'air sur la par- tie de la feuille qui est adjacente à la région marginale. L'appareil pour la mise en oeuvre du procédé comporte un poinçon de formage présentant & son c8té inférieur une ré- gion marginale et une région centrale entourée par celle-ci et en retrait relativement à la région marginale et il est carac- térisé, selon l'invention, par le fait que le poinçon de for- mage présente, dans la partie voisine de la région marginale, des perforations reliées à une source d'air et servant 5 é- jecter de l'air et une perforation décalée vers le milieu de la région centrale relativement aux susdites perforations et servant à évacuer l'air. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention appara tront dans la description portant sur des exemples d'exécution représentés par les dessins sur lesquels: - la figure 1 est une représentation schématique d'une machine à emballer dans laquelle on applique le procédé; - la figure 2 est une coupe d'un poste de formage de la machine de la figure 1, avec un appareil pour la mise en oeuvre du procédé; - la figure 3 est une perspective d'un poinçon de for- mage et d'un récipient formé au moyen de celui-ci; - la figure 4 est une coupe correspondant à la figure 2, montrant une variante de réalisation du poste de formage; - la figure 5 montre un poinçon de formage destiné au mode d'exécution de la figure 4 et - la figure 6 est un détail d'une représentation analo- gue à la figure 5, dans un autre mode d'exécution. La figure 1 montre schématiquement une machine à embal- ler sous vide comportant successivement, de façon connue, un poste de formage 2, un poste de scellement 3 et un poste de séparation 4, fixés chacun à un châssis non représenté de la machine. Au poste de formage 2, on-forme des récipients 7 en partant d'une bande de feuille 6 retirée d'une bobine 5. On les remplit alors et on les ferme, au poste de scellement, par une bande de feuille supérieure. Au poste de séparation, on sépare alors les uns des autres les différents-emballages attachés entre eux. La figure 2 montre en coupe le poste de formage 2, seu- lement indiqué schématiquement sur la figure 1. Il comporte une partie supérieure 8 solidaire du châssis non représenté de la machine et une partie inférieure 11, pouvant monter et descendre dans la direction de la flèche 10 relativement à la partie supérieure grâce à un vérin à fluide 9, seulement in- diqué, relié au châssis de la machine. La partie inférieure 11 présente une cavité intérieure 12 dans laquelle sont insérés, selon la forme des récipients à former, des éléments rapportés 13. Par des perforations 14, 15, prévues dans les éléments rapportés correspondant au ré- cipient à former, en particulier dans les régions marginales et les angles et par des raccordements 16, 17 reliés à ces perforations et menant à des pompes à vide, la cavité inté- rieure 12 est reliée à une pompe à vide. La partie supérieure présente un poinçon de formage 18 qui, grâce à un vérin à fluide 20 fixé à l'enveloppe 19 de la partie supérieure, peut être abaissé dans la cavité intérieu- re 12 de la partie inférieure et levé hors de celle-ci, à une position rétractée. Le poinçon, comme on le voit en particu- lier par la figure 3, présente à son c8té inférieur une ré- gion centrale 21 et une région marginale 22 entourant complè- tement la première et faisant saillie relativement à celle-ci. La région marginale correspond aux dimensions que doit présen- ter la forme emboutie au moyen du poinçon. La région centrale 21 est en retrait relativement à la région marginale dans une mesure telle que lors du processus de formage, la feuille n'entre pas en contact avec la surface du poinçon dans cette région. Dans la région centrale sont prévues, en particulier aux angles de la région centrale, des perforations 23, 24, 25, 26 qui, de la façon surtout représentée par la figure 2, sont reliées, par des raccords 27, 28 prévus au côté supérieur du poinçon, à une source d'air comprimé non représentée. Au mi- lieu de la région centrale 21 est prévue dans le poinçon une perforation d'aération 29 conduisant dans l'atmosphère. Les raccords 27, 28 peuvent aller et venir librement dans l'enve- loppe par des ouvertures 30, 31 et l'air sortant par la per- foration d'aération 21 peut aussi s'échapper dans l'atmosphè- re par ces ouvertures. Sur la figure 3, les perforations 23 à 26 sont prévues au voisinage des angles 32, 33, 34, 35. De préférence, comme le montre la figure 2, elles sont disposées, dans les angles, aussi près que possible du bord intérieur 36 entourant la ré- gion centrale 21. Comme on peut le voir par la figure 2, les dimensions extérieures du poinçon de formage 18 sont choisies un peu plus petites que les dimensions de la cavité formée par l'élément rapporté 13 et les parois latérales de la partie inférieure. L'appareil fonctionne comme suit: tout d'abord, au moyen du vérin 9, on déplace la partie inférieure 11 vers le bas de sorte qu'un récipient formé au temps de travail précé- dent peut 4tre retiré du poste de formage 2. En même temps, on introduit dans le poste de formage un nouveau morceau de feuille 37, chauffé et non déformé. Le poinçon se trouve alors dans sa position rétractée de sorte qu'il ne touche pas encore le morceau de feuille 37. Ensuite, au moyen du vérin 9, on déplace la partie inférieure Il en direction de la par- tie supérieure, à la position fermée représentée par la figu- re 2, ce qui fait que le morceau de feuille 37 est enserré à ses quatre côtés entre les parties inférieure et supérieure. Au temps de travail précédent, le morceau de feuille 37 avait été préchauffé à la température de déformation dans une autre partie du poste de formage ou dans un poste de chauffage spé- cial. Une fois la feuille enserrée, on déplace le poinçon 18 au moyen du vérin 20 dans le sens de la flèche 38, vers la feuille, contre celle-ci et vers l'intérieur de la partie in- férieure 11. Le poinçon 18 atteint tout d'abord par sa région marginale 22 la feuille préchauffée. Le poinçon est formé par exemple d'un tissu dur comme celui qui se trouve sous la mar- que commerciale "Ferrocel'. Par suite du contact avec le poin- çon, les régions appliquées sur celui-ci cèdent directement de la chaleur. Il s'ensuit que ces régions un peu refroidies se déforment moins que celles qui sont placées par dessus la région centrale en retrait 21o Lorsqu'on continue de pousser le poinçon vers le bas, les régions refroidies s'étirent moins et il se produirait un étirage prticulièrement p ononcé de la feuille sur la région centrale, au voisinage úmmédiat des an- gles 32, 33, 34, 35. Selon l'invention, lorsque le poinçon 18 s'abaisse, on souffle de l'air sur la feuille par les perfo- rations 23, 24, 25, 26 des ê%ngles de la région centraleo L'air s'écoule alors des angles vers le centre de la rion cetrle et s'échappe finalement par la perforation deaération 29o Par suite, un refroidissement de la feuille est assiré sur la rê- gion centrale, aup 's de la région de la feuil!e qui a d4j' été refroidie par contact avec le poinçono La ite entre feuille refroidie et feuille chauffée, qui était nette antél rieurement, devient graduelle. Le refroidisseent est le plus fort aux angles de la région centrale ellem4me. Il diminue en direction du milieu de la région centrale. Grace à celas lorsque le poliçon continue de pénétrer dans la partie nf6- rieure du moule jasqu'a la position finale, la majeure partie de l, étirage de la feuille s'effectuant pourtant sur la région centrale, les régions dtangle qui. sans ce refroidissement, seraient étirées dans une mesure particulièzemen- grFsde, ne sont pas étirées plus que les autres régions, étant donné le refroidissement maximal. On règle la température de l'air ame- né et la pression de cet air de façon telle que le refroidis- sement s'effectue précisément dans la mesure voulue pour que les angles aient la même épaisseur de paroi que les autres ré- gions de paroi du récipient. Quand le poinçon a été amené à l'intérieur de la partie inférieure jusqu'à sa position extrême, le morceau de feuille embouti 37 est à peu près appliqué contre l'élément rapporté 13 mais il a encore des dimensions un peu plus petites que la forme finale. A cet effet, en mettant en action une pompe à vide et en engendrant une dépression par les raccordements 16, 17 et les perforations 15, 14, on aspire la feuille con- tre les parois de la partie inférieure en lui dormant les di- mensions finales. Le récipient présente alors une forme prati- quement stabilisée. On rétracte le poinçon dans la partie su- périeure. Ensuite, on écarte la partie inférieure vers le bas, puis le temps de travail suivant commence. Dans le mode d'exécution représenté par les figures 4 et 5, les parties correspondant au mode d'exécution décrit ci-dessus portent les m4mes références. Le mode d'exécution représenté par les figures 4 et 5 se distingue de celui qui est décrit plus haut par le fait que les embouchures des per- forations 23, 24, 25, 26 sont décalées de la région centrale 21 vers les angles 39, 40, 41, 42 du poinçon 18 de telle sor- te qu'elles se trouvent entre les angles 32, 33, 34, 35 de la région centrale 21 et les angles mentionnés du poinçon, comme on peut le voir en particulier par la figure 5. En outre, la surface tournée vers le morceau de feuille 37 est recouverte d'une enveloppe de feutre 43. La forme de l'enveloppe de feu- tre 43 est adaptée à la forme extérieure du poinçon. Dans le mode d'exécution représenté par les figures 4 et 5, l'envelop- pe de feutre 43 présente aussi, aux endroits correspondant aux sorties des perforations 23 à 26, des trous 44, 45, 46, 47 de sorte que l'air amené par les raccords et les perforations peut sortir du feutre. En outre, l'enveloppe de feutre 43 pré- sente, à l'endroit correspondant à la perforation d'aération 29, une ouverture 48 de sorte que l'air peut sortir librement de la région centrale par la perforation d'aération 29. L'appareil d'emboutissage de feuille fonctionne de la façon déjà décrite plus haut. L'air qui sort des trous 44 à 47 sort encore plus près des angles 39 à 42 du poinçon 18 que dans l'exemple décrit plus haut et arrive, entre l'enveloppe de feutre 43 et le morceau de feuille, à la région centrale 21 puis, par l'ouverture 48 et la perforation d'aération 29, à l'extérieur. On arrive ainsi à ce que la feuille à emboutir peu à peu subisse un refroidissement décroissant graduellement des angles à la région centrale. Aussit8t que la feuille ar- rive aux angles, elle est si fortement refroidie que l'allon- gement n'est pas plus grand que dans les autres régions. Lten- veloppe de feutre a pour effet d'une part que la feuille n'est pas abtmée lorsqu'on la fait passer par dessus les ouvertures de sortie 44 à 47 et d'autre part qu'à cause de la porosité du feutre il se produit une certaine distribution de l'air injecté. Sur la figure 6, la partie inférieure du poinçon 18 est seule représentée, en coupe correspondant à la figure 4. Le poinçon 18 concorde avec le mode d'exécution représenté par les figures 4 et 5. Seule l'enveloppe de feutre 43' se distin- gue de l'enveloppe décrite plus haut par le fait que les trous 44 à 47 ne sont pas prévus. L'air qui passe à travers les per- forations 23 à 26 est poussé à travers l'enveloppe de feutre. Grâce à cela, l'air sort de l'enveloppe de feutre non seule- ment de façon ponctuelle mais à l'état distribué par régions autour de chacune des perforations 23 à 26. Comme dans l'exem- ple d'exécution décrit plus haut, l'air arrive à nouveau pra- tiquement à la région centrale 21 et sort par l'ouverture 48 et la perforation d'aération 29. Dans l'exemple d'exécution décrit plus haut, l'enveloppe 43 est formée de feutre. L'épaisseur du feutre est choisie de telle sorte que d'une part l'enveloppe de feutre a une sta- bilité suffisante et que d'autre part elle laisse passer et distribue l'air éjecté au travers précisément de la façon vou- lue pour que les régions d'angle se refroidissent suffisam- ment. L'enveloppe de feutre peut par exemple être reliée au poinçon par collage. Au lieu de feutre, l'enveloppe peut aus- si être formée d'une autre matière présentant des propriétés correspondant à celles du feutre. Dans l'exemple d'exécution ci-dessus, on utilise de l'airpour le refroidissement. Naturellement, on peut aussi uti- liser un autre fluide ou gaz approprié. R E V E N D I C A T I 0 N S 1 - Procédé de formation de récipients en partant d'une feuille au moyen d'un poinçon de formage, la feuille chauffée étant enserrée d'au moins deux côtés, le poinçon de formage se posant sur la feuille par une région marginale entourant une région centrale et faisant saillie au delà de celle-ci en direction de la feuille, la feuille étant déformée par mouve- ment du poinçon de formage dans une direction pratiquement perpendiculaire à la feuille, procédé caractérisé en ce que, pendant le formage, on fait agir de l'air sur la partie de la feuille qui est adjacente à la région marginale. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on fait agir l'air dans les régions d'angle du récipient à former. 3 - Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, carac- térisé en ce que l'air qui agit sur la feuille s'écoule des angles de la région marginale vers le milieu de celle-ci. 4 - Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 3, comportant un'poinçon de for- mage qui présente à son caté inférieur une région marginale et une région centrale entourée par celle-ci et en retrait relativement à la région marginale, caractérisé par le fait que le poinçon de formage (18) présente, dans la partie voisi- ne de la région marginale (22), des perforations (23 à 26) reliées à une source d'air et servant à éjecter de l'air et une perforation (29) décalée vers le milieu de la région cen- trale (21) relativement aux susdites perforations (23 à 26) et servant à évacuer l'air. - Appareil selon la revendication 4, caractérisé par le fait que des perforations d'amenée d'air sont prévues dans les régions voisines des angles de la forme. 6 - Appareil selon ltune des revendications 4 et 5, ca- ractérisé par le fait que la surface du poinçon (18) qui peut être mise en contact avec la feuille à déformer présente une enveloppe de feutre (43, 43-). 7 - Appareil selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'enveloppe de feutre présente des trous (44 à 47) correspondant aux perforations (23, 26) pour la sortie de l'air. 8 - Appareil selon l'une des revendications 6 et 7. caractérisé par le fait que les perforations sont prévues dans la région située entre les angles (32 à 35) de la région centrale (21) et les angles extérieurs (39 à 42) de la région marginale (22). 9 - Appareil selon lVune des revendications 4 et 5, caractérisé par le fait que lez perforations sont prérmes dans la partie de la région cernta1e (21) ui est voe.ine de la région marginale (22)*