Brevet FR2486871A1 — publié le 19820122

La présente invention concerne un appareil de formage d'un bord non circulaire de récipient. L'invention concerne de façon générale des ma- chies de formage des récipients et plus précisément le for- mage de bords non circulaires de récipients de papier en forme de gobelets et analogues. Elle se rapporte plus pré- cisément à un appareil perfectionné de sertissage de bords non circulaires de récipients du type général décrit ou de formage de bourrelets sur les bords non circulaires de tels récipients. Elle concerne aussi un appareil de formage de bords de récipients à grande vitesse convenant particuliè- rement bien à un poste de travail d'une machine de fabrication de coupes ou gobelets, du type comprenant au moins une tou- relle rotative positionnable et des mandrins et/ou supports de formage de gobelets montés sur la tourelle et destinés à supporter un récipient à divers postes de travail. Selon l'invention, l'appareil de formage d'un bord non circulaire d'un récipient en forme de gobelet comporte un porte-outil, un dispositif de support du porte-outil afin qu'il tourne autour d'un axe, au moins un outil de formage monté sur le porte-outil et destiné à tourner avec lui, un dispositif destiné à déplacer l'outil de formage par rap- port au porte-outil afin que l'outil se déplace suivant un trajet non circulaire autour de l'axe du porte-outil lors- que ce dernier tourneautour de son axe, et un dispositif destiné à déplacer le porte-outil en translation par rapport au dispositif de support de récipient afin qu'il déplace l'outil de formage de manière que celui-ci vienne coopérer avec un bord non circulaire d'un récipient porté par le dispositif de support. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une perspective d'un exemple de récipient ayant des parties de bord formées par l'appa- reil selon l'invention; - la figure 2 est une vue de dessous du récipient de la figure 1; - la figure 3 est une coupe partielle agrandie suivant la ligne 3-3 de la figure 2; - la figure 4 est une coupe partielle agrandie suivant la ligne 4-4 de la figure 1; - la figure 5 est une élévation latérale partielle d'une machine selon l'invention; - la figure 6 est une coupe partielle agrandie suivant la ligne 6-6 de la figure 5; - la figure 7 est une coupe partielle suivant la ligne 7-7 de la figure 6; - - la figure 8 est une coupe suivant la ligne 8-8 de la figure 5; - la figure 9 est une élévation schématique d'un outil de sertissage représenté en coopération avec le bord inférieur d'un récipient; et - la figure 10 est analogue à la figure 9 mais représente un autre mode de réalisation de l'invention. L'invention concerne un appareil perfectionné de formage des bords non circulaires de récipients de papier a jeter après usage et analogue. Un exemple de récipient 10 de ce type représenté sur les figures 1 à 4 est formé de papier traité et a une section non circulaire et pratique- ment uniforme, comprenant une partie centrale de forme géné- rale rectangulaire et des parties opposées d'extrémité de forme semicirculaire.comme indiqué plus clairement sur la figure 2. Le récipient 10 a une paroi latérale 12 formée d'une seule feuille sensiblement rectangulaire de papier traité, mise sous forme tubulaire et ayant des bords opposés reliés le long d'un raccord vertical 15 à recouvrement. Le fond 14 du récipient est formé d'un seul morceau de papier traité et a une jupe solidaire 16 qui dépasse par dessous. La paroi latérale 12 et le fond 14 sont raccordés par ser- tissage d'une partie 17 du bord inférieur de la paroi la- térale vers l'intérieur, contre la jupe 16, comme indiqué sur la figure 3. Un bourrelet continu 18 roulé vers l'ex- térieur entoure l'extrémité supérieure ouverte du récipient 10. L'appareil selon l'invention peut être utilisé pour le sertissage du bord et/ou pour le roulage du bourrelet 18, comme décrit plus en détail dans la suite du présent mémoire. L'appareil selon l'invention portant la référence générale 20 et représenté sur les figures 5 à 8, est repré- senté en coopération avec une machine de fabrication de gobelets ou coupelles, portant la référence générale 22 sur la figure 5. L'appareil 20 forme un poste de travail de la machine 22 qu'on peut considérer comme une machine à tou- relle rotative de fabrication de gobelets. La machine 22 a une table ou un bâti 24 qui porte une ou plusieurs tourelles telles que la tourelle 26 de la figure 5. La tourelle 26 représentée est supportée afin qu'elle puisse tourner autour de l'axe vertical 28 et elle porte plusieurs organes de sup- port de récipients ou mandrins 30 de formage de gobelets disposés radialement vers-l'extérieur. Chaque mandrin 30 a une section non circulaire qui est uniforme sur toute sa longueur et qui correspond à la section interne d'un réci- pient tel que le récipient 10. La tourelle est supportée afin qu'elle soit déplacée de valeur déterminée par rapport à la table et vienne en face de plusieurs postes successifs de travail régulièrement répartis autour de l'axe de la tourelle, d'une manière bien connue dans la technique de fabrication des récipients. L'appareil représenté 20 coopère avec les mandrins et est destiné à sertir le bord inférieur 17 vers l'inté- rieur autour de la jupe 16 afin que la paroi latérale 12 soit associée au fond 14; l'appareil comporte un porte-outil 32 destiné à tourner autour d'un.axe horizontal. Un outil de formage 34 au moins est monté sur le porte-outil avec lequel il tourne. Un mécanisme 36 à came et toucheau mieux repré- senté sur la figure 7, déplace l'outil 34 de formage par rapport au porteoutil 32 lorsque celui-ci tourne autour de son axe afin que l'outil de formage parcoure un trajet non circulaire autour de l'axe du porte-outil. Ce dernier se déplace de façon générale en translation par rapport à la tourelle 26 sous la commande d'un mécanisme 38 représenté sur la figure 8, assurant la mise de l'outil 34 en position de travail avec un bord non circulaire d'un récipient tel que le récipient représenté 10 supporté par un mandrin associé 30, ou hors de cette position de travail. L'outil de formage sertit le bord inférieur 17 vers l'intérieur au- tour de la jupe 16 comme décrit plus en détail dans la suite du présent mémoire. On considère maintenant plus précisément l'appareil , en référence notamment à la figure 5, et on note que le porte-outil 32 est claveté à une première extrémité d'un ar- bre 40 d'entraînement qui tourillonne sur un chariot 42 et qui est entraîné par un moteur 44 porté sur le chariot et raccordé par une courroie-et des poulies à l'autre extrémité de l'arbre 40 qu'il entraîne. Le chariot est supporté de manière qu'il puisse coulisser en translation par rapport à la tourelle 26 par un berceau 46 qui comprend deux tiges 48 de coulissement portées au-dessus de la surface de la table 24 par deux supports distants 50, 52 fixés à la sur- face de la table. Le porte-outil est de préférence muni de plusieurs outils de formage. Le porte-outil 32 représenté plus- claire- ment sur les figures 6 et 7 porte quatre outils de formage 34 régulièrement répartis autour de l'axe de l'arbre 40 et comporte une plaque circulaire 54 de support clavetée à l'extrémité avant de l'arbre 40. La plaque 54 a quatre fentes radiales 56 régulièrement réparties et débouchant vers l'extérieur, au bord périphérique. Chaque outil 34 de formage a un support 58 de galet qui peut coulisser dans une fente associée 56 et un galet 60 de formage ou de ser- tissage pouvant tourillonner sur le support 58 en avant de la plaque 54, autour d'un axe sensiblement radial par rapport à l'axe de l'arbre 40 d'entraînement, les galets pouvant tourner librement. Un support de galet représenté en coupe sur la figure 7 a un corps de forme générale rectangulaire qui se loge dans une fente associée 56 et qui peut coulis- ser entre les parois en regard de la fente. Le support 58 a deux bras distants radialement qui sont plus étroits que la fente 56 et qui dépassent en avant, au-delà de la plaque 54 de support. Le galet représenté 60 de sertissage tou- rillonne sur un axe 62 passant dans les bras pratiquement comme représenté. L'extrémité externe de l'axe du galet a un diamètre accru et un épaulement tourné vers l'intérieur afin que le roulement extérieur du galet 60 de sertissage prenne appui contre lui. Une rondelle 64 d'entretoise est disposée sur l'axe 62 entre l'extrémité interne du galet et le bras interne du support 58, pratiquement comme re- présenté sur la figure 7. Une vis 66 d'arrêt vissée dans le bras externe est au contact de l'axe 62 et retient l'axe, le galet et la rondelle en coopération avec le support 58. Les supports 68 des galets sont maintenus en coo- pération avec la plaque 54 par une plaque circulaire 68 de retenue qui est boulonnée à la face arrière de la plaque 54. Quatre fentes radiales 70 (une seule est représentée sur la figure 6) sont formées dans la plaque 68, chaque fente 70 étant disposée en face d'une fente associée 56 de la plaque 54. Les fentes 70 sont plus étroites que les fentes asso- ciées 56 de la plaque de support. Quatre segments 72 de la plaque de retenue sont boulonnés près de la face avant de la plaque 54 entre les supports 58 des-galets, et ont des parties marginales qui sont dirigées vers l'intérieur au- delà des parois associées des fentes 56 et ont pour rôle de retenir aussi les supports des galets dans les fentes 56. Le mécanisme 36 à came et toucheau destiné à dé- placer les outils 34 de sertissage comporte une plaque fixe 74 de came fixée à demeure sur le chariot 42 en arrière du porte-outil 32. Une voie non circulaire de came 76 débou- chant vers l'avant, formée dans la plaque 74 loge des tou- cheaux 78 sous forme de galets portés par les supports 58. Chaque toucheau 78 est monté sur un arbre associé 80 pas- sant dans une fente 70 de la plaque de retenue et vissé dans un support associé 58 de galet. Comme indiqué sur les figures 5 et 8, le mécanis- me 38 de déplacement du chariot 42 a un levier coudé 82 et un excentrique 84. Une première extrémité du levier coudé 24868?1 est articulée sur un bloc coulissant 86 logé dans une fente 88 du chariot. L'autre extrémité du levier coudé 82 est raccordée à l'excentrique 84 par une bielle 90. L'excen- trique estentraîné en synchronisme avec le mécanisme d'en- traînement de tourelle si bien que le chariot 42 se déplace en translation par rapport à la tourelle 26 uniquement lors- qu'un mandrin associé 30 est au repos au poste 20 de travail et dans l'alignement du porte-outil 32. Comme indiqué précédemment, la machine 22 a plu- sieurs postes de travail mais on n'en a représenté qu'un seul 20. La paroi latérale 12 d'un récipient est forméepar enroulement d'une feuille unique de forme générale rectan- gulaire, formée de papier traité, autour d'un mandrin as- soci9*30, et par raccordement des bords opposés de la feuille afin qu'ils forment un raccord 15 à recouvrement. La paroi latérale 12 est placée sur le mandrin afin que son bord 17 dépasse de l'extrémité externe du mandrin comme indiqué clairement sur la figure 5 sur laquelle le récipient partiellement formé 10 est représenté en traits mixtes. Le fond 14 du récipient est de préférence découpé dans un seul morceau de papier traité et il est embouti à la presse afin qu'il forme une jupe 16. Le fond préformé 14 est placé dans la partie de paroi 12 qui forme un prolongement et près de l'extrémité externe du mandrin avant que la tourelle place celui-ci au poste 20 de travail. Le bord 17 et la jupe 16 peuvent le cas échéant être chauffés afin que le papier trai- té soit collant juste avant mise en position au poste 20. Lorsqu'un mandrin 30 portant un récipient par- tiellement formé 10 a pris la position convenable au poste 20 de travail, le mécanisme 38 déplace le porte-outil 32 vers le mandrin, en coopération avec le bord 17 exposé au- delà de l'extrémité du mandrin. Le porte-outil 32 tourne de façon continue autour de son axe sous la commande du moteur 46. Les toucheaux 78 coopèrent avec la voie 76 de came et entraînent chacun des galets 60 de sertissage sui- vant un trajet non circulaire autour de l'axe du porte- outil 32 lorsque celui-ci tourne autour de son axe. Comme indiqué sur la figure 9, chaque galet 60 de sertissage a une configuration concave délimitée par une partie externe tronconique 92 convergeant vers l'inté- rieur et une partie interne tronconique 94 convergeant vers l'extérieur. Lorsque les galets 60 viennent coopérer avec le bord exposé 17, celui-ci vient au contact des parties ex- ternes 92 du galet de sertissage comme indiqué en trait plein sur la figure 9, si bien que le bord 17 se replie ra- dialement vers l'intérieur ou vers l'axe du porte-outil 32. Lorsque le galet continue à se déplacer vers le mandrin, le bord 17 vient en coopération avec les parties internes 94 du galet, et est dirigé vers la cavité formée dans le fond 14 et vers une position de coopération avec la jupe 16 qui est ainsi sertie. Le mécanisme 38 d'entraînement éloigne alors le porte-outil 32 du mandrin 30, à distance du récipient 10. La tourelle 26 peut alors déplacer le mandrin représenté avec le récipient 10 vers un autre poste de travail non représenté dans lequel un dispositif classique d'expansion place la partie marginale 17 en coopération étanche avec la jupe 16. Lorsque la position d'un ou plusieurs galets de sertissage doit être réglée afin que la déformation du bord 17 soit elle-même réglée, l'opération peut être réalisée par desserrage de la vis d'arrêt 66, enlèvement de l'axe 62 et remplacement de la rondelle 64 par une autre rondelle d'épaisseur plus ou moins grande, selon le cas, afin que le galet prenne une position donnant le contact initial conve- nable avec le bord 17. Comme indiqué précédemment, l'appareil selon l'in- vention peut aussi être utilisé pour la formation d'un bour- relet sur un bord non circulaire d'un récipient en forme de gobelet ou analogue. La figure 10 représente un autre appa- reil selon l'invention portant la référence générale 20a, formant le bourrelet 18 dépassant vers l'extérieur d'un bord supérieur non circulaire d'un récipient 10, ce bord étant repéré par la référence 17a. L'appareil 20aest analogue à de nombreux égards à l'appareil 20 déjà décrit mais il en diffère par la configuration des galets de formage, l'un étant repéré par la référence 60a. D'autre parties de l'ap- pareil qui correspondent à des parties de l'appareil 20 déjà décrit, portent les mêmes références numériques, avec le suffixe a, et on ne les décrit pas. L' appareil 20a est utilisé avec un support 96 de récipient ou de gobelet qui est monté sur une tourelle telle que la tourelle 26 décrite précédemment. Le support 96 a une cavité 98 de section non circulaire destinée à loger le gobelet 10 et ayant une forme complémentaire. Le support a aussi une paroi radiale d'extrémité et une gorge non cir- culaire 100 formée dans cette paroi autour de la cavité 98 de logement du gobelet. Le galet 60a de formage a une forme concave, les parties tronconiques externe et interne 92a et 94a ayant cependant une configuration légèrement différente des parties correspondantes décrites en référence au galet de sertissage. Le galet 60a de formage du bourrelet est disposé de manière que la partie interne 94a vienne d'abord au con- tact du bord externe 17a et dévie celui-ci radialement vers l'extérieur, par rapport à l'axe du porte-outil rotatif 32a lorsque celui-ci se rapproche du support 96. Lorsque le galet 60a de formage du bourrelet continue à avancer vers le support 96, le bord 17a vient au contactde la partie conique externe 92a et s'enroule vers le support 96 et dans la gorge 100 si bien qu'un bourrelet non circulaire 18 se forme autour de l'extrémité ouverte du récipient-10. Le porte-outil 32a est alors éloigné du gobelet 10 par le mécanisme à levier coudé si bien que le support 96 dans lequel est placé le gobelet 10 peut passer au poste suivant de travail auquel le gobelet terminé peut être éjecté de la machine. Il est bien entendu que l'invention n'a été dé- crite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Appareil de formage d'un bord non circulaire d'un récipient en forme de gobelet, caractérisé en ce qu'il com- prend un dispositif (30) de support d'un récipient, un porte- outil (32), un dispositif (42) de support du-porte-outil afin qu'il tourne autour d'un axe, au moins un outil (60) de for- mage monté sur le porte-outil et destiné à tourner avec celui- ci et à se déplacer radialement par rapport audit axe, un dispositif (36) de déplacement de l'outil de formage radia- lement par rapport au porte-outil de manière que l'outil parcoure un trajet non circulaire autour de l'axe du porte- outil lorsque ce dernier tourne autour de son axe, et un dispositif (38) de déplacement du porte-outil en transla- tion par rapport au dispositif de support du récipient afin que l'outil vienne en coopération avec un bord du récipient disposé sur le dispositif de support ou s'éloigne de ce bord. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif (36) de déplacement d'outil comprend un dispositif destiné à déplacer cet outil (60) à la suite de la rotation du porte-outil (32) autour de son axe. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif (36) de déplacement d'outil comporte une came (74) et un toucheau (78). 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que la came (74) est fixe, et le toucheau (78) est porté par le porte-outil (32) afin qu'il tourne avec celui-ci en coopération avec la came fixe et par rapport à celle-ci. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que la came (74) forme une voie continue non circulaire, et le toucheau (78) comporte un galet placé dans cette voie. 6. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'outil (60) de formage est supporté afin qu'il puisse tourner autour d'un axe disposé radialement par rapport à l'axe du porte-outil (32). 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'outil de formage (60) est un galet. 8. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'outil de formage (60) comporte un support (58) destiné à coulisser dans une fente du porte-outil (32) et un élément monté sur ce support. 9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'élément monté sur le support est un galet qui tourillonne par rapport au support (58). 10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que le galet tourillonne autour d'un axe (62) disposé radialement par rapport à l'axe du porte-outil (32). 11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que le dispositif (30) de support de récipient est un mandrin, et le galet est destiné à déformer le bord non circulaire radialement vers l'intérieur. 12. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que le dispositif de support de récipient forme un loge- ment (96) et le galet est destiné à déformer Le bord non circulaire radialement vers l'extérieur. 13. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs jeux d'outils (60) de formage diamétralement opposés.