Brevet FR2716394A1 — publié le 19950825

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR COUPER DES CORPS CREUX La présente invention concerne un procédé pour couper à longueur des corps creux ronds comNe des boites, des tubes ou analogues et séparer le bord annulaire découpé, ainsi qu'un dispositif à cet effet avec un guidage d'alimentation et d'évacuation, longitudinalement coulissant, pour les corps creux, avec une butée pour une première extrémité de ceux- ci, vers un dispositif de coupe à longueur se composant d'un outil de coupe interne et d'un contre-outil de coupe externe et vers un dispositif de séparation se composant d'un outil de séparation interne et d'un contre-outil de séparation externe pour le bord annulaire sectionné. De tels procédés et de tels dispositifs sont connus. Par exemple, un dispositif pour couper un corps métallique cylindrique est connu par le brevet DE-C2-27 25 188, ou aussi par la demande de brevet DE-AS 16 27 161. Ici, l'ébauche de boîte ouverte d'un côté est enfilée sur un mandrin tournant, au moyen d'un piston ou encore avec de l'air comprimé. Le mandrin présente un couteau interne, duquel peut s'approcher un couteau externe tournant. A côté du couteau interne est disposée une roue dentée, qui engrène avec une roue dentée extérieure entraînée et provoque le mouvement de rotation du mandrin, le métal découpé de l'ébauche de boîte étant aussi emporté par les dents de la roue dentée en prise, c'est-àdire que la paire de roues dentées sert aussi de dispositif de séparation. Dans ce dispositif, le fond de l'ébauche est appuyé sur la face d'extrémité du mandrin, ce qui fixe la longueur de coupe de la boîte. Pour des épaisseurs différentes du fond, ceci conduit aussi à des boites ayant des longueurs extérieures différentes. Etant donné que les ébauches de boîtes sont fournies avec une température d'environ 120"C, le mandrin s'échauffe et se dilate, ce qui conduit à nouveau à des boîtes toujours plus longues. Des problèmes naissent encore du fait que l'ébauche de boîte doit être entièrement enfilée sur le mandrin, ce qui d'une part nécessite du temps et ainsi limite les durées des cycles et d'autre part, étant donné que le mandrin se trouve en rotation lors de l'enfilage et du retrait,implique que l'ébauche de boîte soit accé- léréede zéro jusqu'à la vitesse de rotation, ce qui peut créer à l'intérieur des boîtes des traces de frottement, qui peuvent former des points faibles ou des défauts lors du laquage ultérieur et ainsi dégrader la qualité du laquage. La boîte coupée doit alors être retirée sur toute la longueur du mandrin, ce qui réduit à nouveau la vitesse des cycles. Etant donné que les ébauches de boîtes présentent des irrégularités sur la longueur et aussi sur la section, (on parle aussi de "bananesD, le mandrin doit pouvoir tolérer certains écarts par rapport à la forme idéale, c'est-à-dire qu'il doit exister un certain jeu. Plus le jeu est faible entre le diamètre intérieur de l'ébauche et le diamètre extérieur du couteau interne, et plus élevée est la qualité de l'opération de coupe. Le couteau externe est réalisé sous la forme d'un couteau segmenté périphérique, car il ne doit entrer en contact avec le couteau opposé que lors de la coupe, et doit au contraire être écarté pendant le retrait et l'enfilage de la boîte sur le mandrin. Cette disposition impose un encombrement important et complique la collecte et l'enlèvement des copeaux de métal séparés. -3 - L'objet de l'invention est d'améliorer un procédé et un dispositif pour couper à longueur des corps creux ronds comme des boîtes, des tubes ou analogues et séparer le bord annulaire découpé, le dispositif présentant les caractéristiques du préambule de la revendication 2, en partant du fait qu'une coupe rapide et nette à des longueurs extérieures constamment égales est réalisable de manière simple et rapide, avec de grandes vitesses de cycle. Ce problème est résolu par un procédé ayant les caractéristiques de la revendication i ainsi que par un dispositif ayant les caractéristiques de la revendication 2. Des variantes avantageuses du dispositif sont divulguées dans les revendications secondaires. L'invention est expliquée de façon plus détaillée ci- dessous à l'aide d'un exemple de réalisation, en faisant référence aux dessins annexés dans lesquels la Fig. 1 montre la vue d'ensemble d'un dispositif pour couper des ébauches de boîtes; la Fig. 2 illustre le moyen de transport pas à pas et le guidage d'alimentation et d'évacuation pour les ébauches de boîtes, respectivement les boîtes coupées; la Fig. 3 représente, en coupe partielle, lemécanisme de coupe et de séparation du dispositif; la Fig. 4 est une vue de bout du dispositif de coupe et de séparation dans la direction de la flèche F sur la Fig. 3; et la Fig. 5 illustre une coupe suivant V-V dans la Fig. 3. Le dispositif pour couper des ébauches de boîtes représenté dans les Fig. 1 à 5 présente un châssis 1, sur lequel est disposé un moteur pas à pas 2 pour un tambour de transport 3. Ce tambour de transport 3 présente des creux en forme de coquilles 4, répartis sur sa périphérie, pour le placement d'ébauches de boîtes, respectivement de boîtes 5. Dans les creux 4, sont prévusun ou plusieurs orifice(s) de sortie 6, disposés en une rangée, raccordés à une conduite 7 d'aspiration d'air. Un guidage d'alimentation et d'évacuation 8 est disposé dans le châssis 1, au-dessus du tambour de transport 3. Le guidage d'alimentation et d'évacuation 8 sert à recevoir et à envoyer une ébauche de boite à la coupe et à reporter la boite coupée sur le tambour de transport, n'importe quel moyen de transport connu pouvant être utilisé à cet effet. Dans l'exemple de réalisation, le guidage d'alimentation et d'évacuation 8 présente une coquille de serrage 9, de préférence interchangeable, dont la forme de la coquille peut être adaptée au corps creux respectif à façonner. La coquille de serrage 9 est applicable et relevable (voir flèche a dans la Fig. 1) par un moteur non représenté, au moyen de guides 10, d'un levier basculant 11 (Fig. 2),ainsi que d'un arbre de commande 12. Pour limiter la force de serrage sur l'ébauche de boîte, respectivement la boîte 5 dans la direction du tambour de transport 3, la coquille de serrage 9 est poussée par un ressort de pression 13 éventuellement réglable. Au lieu d'une coquille de serrage 9, d'autres dispositifs quelconques pour la prise de boîtes, par exemple des dispositifs de saisie ou de maintien avec utilisation de forces d'aspiration ou de forces magnétiques, peuvent également être prévus. Un coulisseau 14 avec une butée réglable 15 est relié aux guides 10. Le guidage d'alimentation et d'évacuation 8 est disposé sur un arbre de guidage 16 supporté dans le châssis i et peut être déplacé en va-et-vient dans la direction du dispositif de coupe 17 (voir flèche b dans la Fig. 1), vers et loin de celui-ci, au moyen d'une tige de traction 16a et d'un moteur non représenté. Le dispositif de coupe 17 est, en combinaison avec un dispositif de séparation 18, disposé sur un porte-outil tournant autour d'un axe fixe 19, qui est fixé au châssis 1. A l'extrémité libre de l'axe fixe 1 pointant vers le tambour de transport 3, est disposée une tête de coupe interchangeable 21, qui présente un outil de séparation interne 22 sous la forme d'une roue de séparation et un outil de coupe interne 23 sous la forme d'un couteau annulaire, avec un cône d'entrée 24 pour l'entrée centrée de l'ébauche de boîte 5 sur ce couteau annulaire. Sur l'axe 19 est montée une roue motrice 25, qui porte deux courbes de commande 26, 27. Le porte-outil rotatif est supporté d'une part sur l'axe 19 et d'autre part sur la roue motrice 25. Dans le porte-outil 20, deux axes oscillants 28 sont disposés en position diamétralement opposée, sur chacun desquels est disposé un levier pivotant 29 avec des galets 30 (Fig. 5) aux extrémités libres. Un des galets 30 se trouve en contact avec une des courbes de commande 26, respectivement 27, tandis que l'autre galet 30 est soumis à l'action d'un mécanisme à ressort 31, pour permettre une application sans jeu de l'autre galet 30 sur la courbe de commande considérée 26, respectivement 27. Les axes oscillants 28 sont prolongés hors du porte-outil 20 dans la région de la tête de coupe 21 et portent chacun un levier basculant 32, 33 (Fig. 4). Au premier levier basculant 32 est fixé un outil de coupe externe 34, sous la forme d'un couteau roulant supporté de manière rotative, et à l'autre levier basculant 33 est fixé un outil de séparation externe 35, sous la forme d'une roue de séparation supportée de manière rotative. Entre l'outil de séparation externe 35 et le levier basculant 33, peut être prévu un élément élastique, par exemple sous la forme d'une lame de ressort 36 (voir Fig. 4), afin que la roue de séparation, ainsi montée de façon élastique, puisse s'écarter lorsque des pièces de métal séparées parviennent dans la région de prise des -6 - deux roues de séparation. Pour augmenter la résistance à l'usure et/ou pour diminuer l'adhérence et le frottement, la surface, en particulier celle des outils de séparation, est avantageusement traitée, par exemple par le procédé PVD (Plasma Vapor Deposition = Dépôt de Vapeurs par Plasma) ou par nitruration ou par le procédé CVD (Chemical Vapor Deposition = Dépôt Chimique de Vapeurs). La roue motrice 25 est raccordée, par l'intermédiaire d'une transmission 37 (Fig. 3), avec une poulie motrice 38 et le porte-outil 20 est raccordé, par l'intermédiaire d'une transmission 37', avec une poulie motrice 38', qui sont, en commun, disposées sur un axe et entraînées par un moteur non représenté. Les poulies motrices 38 et 38' présentent un diamètre différent, pour obtenir un rapport de démultiplication désiré. Il convient dès lors de prévoir, entre le porte-outil rotatif 20 et la roue motrice rotative 25, une différence de vitesse de rotation d'une révolution par cycle, par exemple 3:4, 4:5, 6:7, etc. A l'intérieur de l'axe fixe 19, on a réalisé un canal 39, qui peut être raccordé à une source d'air de soufflage, non représentée. Dans la région de la tête de coupe 21 et du porte-outil 20 avec l'outil de coupe externe 34 et l'outil de séparation externe 35, est disposé un boîtier fermé 40 (indiqué dans la Fig. 1), qui présente dans la région de la tête de coupe 21 une ouverture pour le passage des ébauches de boîtes, respectivement des boîtes 5. Le boîtier 40 est, à sa partie inférieure, raccordé à un dispositif d'aspiration (non représenté), pour aspirer immédiatement les parties du bord découpé de l'ébauche de boîte séparées par le dispositif de séparation 18 et les évacuer hors de l'espace de coupe et de séparation. De cette manière, l'enlèvement de ces parties peut s'effectuer de façon appropriée et sans perturbation, aucune partie séparée ne pouvantêtre éjectée de manière incontrôlée dans l'espace. -7 - Le dispositif travaille de la façon suivante. Par un moyen de transport quelconque connu, les ébauches de boîtes 5 sont amenées d'une presse au tambour de transport 3, et sont maintenues dans les creux 4 de celui-ci au moyen d'air aspiré fourni par les orifices de sortie 6, pendant leur transport pas à pas ultérieur. Dans leur position la plus haute, les ébauches de boîtes sont prises par la coquille de serrage 9 abaissée, le coulisseau 14 venant avec sa butée 15 en position derrière l'ébauche de boîte, par le mouvement de la tige de traction 16a, et déplaçant celle-ci en direction de la tête de coupe 21. La butée 15 est réglée de telle manière que l'extrémité ouverte de l'ébauche de boîte 5 parvienne sur l'outil de séparation interne 22 audelà de l'outil de coupe interne 23, comme cela est représenté dans la Fig. 3, la distance entre la butée 15 et les couteaux du dispositif de coupe déterminant la longueur finale des boîtes. Dans l'exemple de réalisation, le rapport de démultiplication des poulies motrices 38, 38' avec la roue motrice 25, respectivement avec le porteoutil 20 est choisi égal à 4:5 révolutions par cycle complet, seul un quart d'un cycle de travail étant disponible pour l'opération de coupe, parce que le temps restant est requis pour les fonctions de manipulation. Pendant l'opération de coupe, le porte-outil 20 effectue 1,25 révolutions, c'est-à-dire 5 révolutions (4 fois 1,25) par cycle complet. Dans ces conditions, l'outil de coupe externe 34 et l'outil de séparation externe 35 sont commandés par l'intermédiaire des courbes de commande correspondantes 26, 27, ce qui suppose que ces courbes de commande 26, 27 effectuent une révolution par rapport au porte-outil 20, par cycle de travail. Cette condition est réalisée par le fait que l'on entraîne les courbes de commande 26, 27 par l'intermédiaire de la roue motrice 25, avec une différence de vitesse de rotation d'une révolution par cycle de travail par rapport au porte- outil 20. Le rapport de démultiplication de la poulie 8 - motrice 38 avec la roue motrice 25 par rapport à la poulie motrice 38' avec le porte-outil 20, a été choisi égal à 5:4 révolutions par cycle complet. On obtient ainsi que l'outil de coupe externe 34 soit positionné sur l'ébauche de boîte 5 se trouvant sur la tête de coupe 21 et coupe une boîte avec précision à la longueur désirée,l'anneau découpé pouvant ensuie dtre séparé par l'outil de séparation positionné 35, aussitôt aspiré hors du boîtier 40 au moyen du dispositif d'aspiration mentionné plus haut et envoyé à un enlèvement simple. Dans le cycle, il reste suffisamment de temps pour enlever de la tête de coupe 21 la boîte exactement coupée, à nouveau au moyen de la coquille de serrage 9, éventuellement avec le soutien d'air de soufflage amené par le canal 39 dans l'axe 19. Il convient ici d'être attentif au fait que l'action de l'air de soufflage et l'action de serrage de la coquille de serrage 9 sur la boîte coupée 5 doit être plus forte que le frottement à l'intérieur du creux 4, pour garantir un retour sans perturbation de la boîte coupée,de la tête de coupe sur le tambour de transport 3. A cet effet, la coquille de serrage 9 peut être munie d'une surface active augmentant le frottement, par exemple d'un revêtement de cette nature. En plus ou aussi en variante, la coquille de serrage 9 peut aussi être raccordée à une source d'aspiration d'air, de préférence réglable. Les boîtes coupées sont envoyées par l'intermédiaire du tambour de transport 3 à un point de prélèvement et à un façonnage ultérieur non représentés. Du fait que la butée 15 est appliquée sur le fond extérieur de l'ébauche de boite 5, toutes les boîtes sont coupées avec une longueur extérieure égale, étant donné que l'épaisseur du fond des boîtes n'exerce aucune influence sur la longueur de coupe, comme dans l'état de la technique. Du fait qu'il n'est prévu aucun mandrin d'enfilage allongé,il ne peut donc pas non plus être échauffé par les ébauches de boîtes venant de la presse - 9 - avec des températures jusqu'à 120 C, ni modifier la longueur de coupe par dilatation. Du fait que la tête de coupe 21 reste immobile, l'ébauche de boite n'a plus besoin d'être mise en rotation, de telle sorte qu'il ne peut pas apparaître de traces de frottement en résultant. Grâce au cône de centrage 24 relativement court, une ébauche de boite n'est enfilée que sur un tronçon nécessaire minimal sur l'outil de coupe interne 23 et l'outil de séparation interne 22, de telle sorte que l'outil de coupe interne 23 peut également être adapté de façon plus précise au diamètre intérieur des boîtes, lequel est aussi le siège de plus petites variations dans unfaible domaine, ce qui a pour effet de permettre une meilleure qualité de coupe. Grâce à la faible course d'enfilage, la puissance du dispositif est pratiquement indépendante de la longueur des boîtes. Du fait que l'outil de coupe externe et l'outil de séparation externe sont disposés dans un porte-outil rotatif, celui-ci est extrêmement petit et aisément accessible, de telle sorte que,même lors de changements de format, seules quelques pièces, qui peuvent d'ailleurs être préréglées, doivent être interchangées de façon aisée,en un temps très court. Ainsi, même un changement de format est sensiblement facilité et peut être effectué beaucoup plus rapidement. Grâce au boîtier fermé 40, la séparation peut pratiquement êtreà l'abri, ce qui accroît la sécurité et permet un meilleur enlèvement. Le dispositif conforme à l'invention permet de conserver constante la position de l'arête de coupe par rapport à la position de transport dans une installation de fabrication de boîtes, même pour des longueurs de boîtes différentes. - 10 - REVENDICATIONS R E V E N D I C A T I O N S 1. Procédé pour couper à longueur des corps creux comme des boîtes, des tubes ou analogues, et pour séparer le bord annulaire découpé, caractérisé en ce que les corps creux sont enfilés, sur une longueur définie, au moyen d'un guidage d'alimentation avec une butée réglable, par une extrémité avec uniquement une courte longueur sur un outil de séparation disposé à poste fixe au-delà d'un outil de coupe disposé également à poste fixe, et sont coupés à longueur par un couteau opposé tournant autour de l'axe du corps creux et en ce que le bord annulaire découpé est séparé par un contre-outil de séparationtournant également autour de l'axe du corps creux. 2. Dispositif pour couper à longueur des corps creux comme des boîtes, des tubes ou analogues, et séparer le bord annulaire découpé, avec un guidage d'alimentation et d'évacuation des corps creux vers un dispositif de coupe à longueur (17) se composant d'un outil de coupe interne (23) et d'un contre- outil de coupe externe (34) et vers un dispositif de séparation (18) se composant d'un outil de séparation interne (22) et d'un contre-outil de séparation externe (35) pour le bord annulaire découpé, caractérisé en ce que le guidage d'alimentation et d'évacuation (8) présente un support mobile en va-et-vient, coulissant longitudinalement, s'appliquant à la périphérie du corps creux, avec une butée (15) pour le corps creux, en ce que l'outil de séparation interne (22) et l'outil de coupe interne (23) sont disposés à poste fixe et l'outil de séparation externe (35) et l'outil de coupe externe (34) sont disposés de façon à pouvoir tourner autour de l'axe longitudinal du corps creux. 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé - il - en ce que le support présente une coquille de serrage (9), disposée de façon interchangeable, adaptée au corps creux. 4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la coquille de serrage (9) est soumise à l'action d'un ressort (13). 5. Dispositif suivant la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la coquille de serrage (9) présente une surface active augmentant le frottement. 6. Dispositif suivant l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la coquille de serrage (9) est raccordée à une source d'aspiration d'air réglable. 7. Dispositif suivant l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que la butée (15) est disposée de façon réglable et/ou interchangeable. 8. Dispositif suivant l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que l'outil de coupe interne (23) présente un cône d'entrée (24). 9. Dispositif suivant l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que l'outil de séparation externe (35) et l'outil de coupe externe (34) sont disposés chacun de façon basculante sur un porte-outil rotatif (20). 10. Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé en ce que les mouvements de basculement de l'outil de coupe externe (34) et de l'outil de séparation externe (35) peuvent chacun être commandés au moyen d'un levier, d'un axe de basculement (28), d'un levier pivotant (29) avec des galets (30), chacun par l'intermédiaire d'une courbe de commande (26, respectivement 27). - 12 - 11. Dispositif suivant la revendication 10, caractérisé en ce que les courbes de commande (26;27) sont formées sur une roue motrice (25). 12. Dispositif suivant l'une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que les mouvements de rotation du porte-outil rotatif (20) et de la roue motrice (25) sont couplés l'un à l'autre par l'intermédiaire d'un mécanisme de transmission. 13. Dispositif suivant la revendication 12, caractérisé en ce qu'il existe une différence de vitesse de rotation d'une révolution par cycle entre le porte- outil rotatif (20) et la roue motrice rotative (25). 14. Dispositif suivant l'une des revendications 2 à 13, caractérisé en ce que l'outil de séparation externe (35) est disposé de manière élastique. 15. Dispositif suivant l'une des revendications 2 à 14, caractérisé en ce que le dispositif de coupe et de séparation (17, 18) est disposé à l'abri dans un boîtier (40),avec un évidement pour le passage du corps creux. 16. Dispositif suivant la revendication 15, caractérisé en ce que le boîtier (40) est raccordé à une conduite d'aspiration. 17. Dispositif suivant l'une des revendications 2 à 16, caractérisé en ce que les outils de séparation (22, 35) sont traités en surface pour augmenter la résistance à l'usure et/ou diminuer l'adhérence et le frottement.