Brevet FR2710569A1 — publié le 19950407

"Machine de moulurage annulaire sur un élément tubulaire métallique" L'invention se rapporte au moulurage annulaire d'un élément tubulaire métallique, notamment un corps de botte réalisé en tôle, plus particulièrement une tôle d'acier mince dite "double réduction". L'invention concerne plus particulièrement une machine de moulurage pour un tel élément tubulaire. La demande de brevet FR 88.15 548 décrit un procédé de formation d'un rebord annulaire interne dans un corps de botte. Ce rebord annulaire, situé légèrement en retrait axial de l'ouverture, permet de sceller un opercule souple obturant de façon hermétique ladite ouverture, jusqu'au premier prélèvement du produit contenu dans la boite. Ce rebord annulaire est le résultat de deux opérations. On pratique d'abord un moulurage annulaire, à une faible distance axiale de l'ouverture et on réalise ensuite un écrasement axial approprié de cette moulure. Cette dernière doit être relativement profonde pour donner ultérieurement naissance à un rebord annulaire suffisant pour le thermoscellage de l'opercule. Ceci peut poser des problèmes avec certains métaux ou alliages, tels que notamment l'acier "double réduction", de plus en plus utilisé, avec lequel on réalise des boîtes métalliques de faible épaisseur et résistance mécanique élevée. L'invention permet notamment d'atteindre ces objectifs et résoudre ces problèmes. L'invention concerne en premier lieu une machine de moulurage annulaire sur un élément tubulaire métallique tel que par exemple un corps de boite, du type comportant une molette extérieure, caractérisée en ce qu'elle comporte un noyau-support comprenant deux molettes intérieures destinées à maintenir ledit élément tubulaire et à le soutenir de part et d'autre d'une zone de moulurage, ladite molette extérieure et ledit noyau-support ayant des axes de rotation respectifs parallèles et l'un d'eux étant déplaçable en direction de l'autre pour pratiquer le moulurage, et en ce que le bord d'attaque de ladite molette extérieure présente un profil sensiblement elliptique, en section dans un plan contenant son axe de rotation. Ainsi, la machine de moulurage telle que définie ci- dessus, bien que convenant pour tous types de moulurage, notamment profonds, peut avantageusement être utilisée pour réaliser la première étape, rappelée ci-dessus, de la formation d'un rebord annulaire interne dans un corps de boîte d'un emballage métallique à opercule souple, spécialement si ce corps de botte est réalisé à partir d'une tôle mince d'acier "double réduction". Selon d'autres caractéristiques importantes, les bords des molettes intérieures situées au voisinage de la zone de moulurage sont arrondis. Avantageusement, au moins l'un de ces bords présente un profil sensiblement elliptique en section dans un plan contenant l'axe de rotation de la molette intérieure correspondante. De préférence, les deux bords précités des molettes intérieures situés au voisinage de ladite zone de moulurage présentent chacun un profil sensiblement elliptique. Ces deux bords ont avantageusement le même profil sensiblement elliptique. Enfin, le profil sensiblement elliptique de ces deux bords est de préférence le même que celui de la molette extérieure. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'une machine de moulurage conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue partielle en coupe d'une machine de moulurage conforme à l'invention, la coupe étant pratiquée dans un plan contenant les axes de rotation parallèles de la molette extérieure et du noyau-support; - la figure 2 est une vue à plus grande échelle de l'encadré II de la figure 1; - la figure 3 est une vue schématique partielle en coupe, montrant le profil de la moulure obtenue dans le corps de boite; et - la figure 4 représente le même corps de boîte dans lequel la moulure de la figure 3 a été écrasée axialement pour former un rebord interne de thermoscellage d'un opercule. La machine de moulurage 11 représentée, se compose essentiellement de deux sous-ensembles: une molette extérieure 12 et un noyau-support 13 sur lequel vient prendre place un élément tubulaire métallique 15 tel que par exemple un corps de boite cylindrique en acier "double réduction". La molette extérieure 12, en forme de disque, est solidaire d'un arbre rotatif 16 monté à rotation libre autour d'un axe 16a dans un bâti 18. Ce dernier (et par conséquent la molette 12) peut être déplacé de façon rigoureusement contrôlée suivant la direction perpendiculaire & l'axe de rotation 16à, comme symbolisé par la double flèche F. L'arbre 16, tubulaire, est monté mobile suivant la direction de son axe longitudinal entre deux positions extrêmes définies par des butées à aiguilles 19, 20. En l'absence d'opération de moulurage, l'une des extrémités de l'arbre 16 est en contact avec l'une des butées à aiguilles, ici la butée 19 et est appliquée contre celle-ci par la force d'un ressort 21 monté avec compression initiale entre la molette 12 et l'autre butée à aiguille 20. Ainsi, la position de la molette extérieure le long de l'axe 16a, vis- à-vis du noyau-support 13 est définie et stabilisée avec précision en l'absence de moulurage. En revanche, pendant le moulurage, ladite molette extérieure 12 a la possibilité de se déplacer de quelques millimètres le long de son propre axe de rotation 16a, dans le sens de la flèche Fl. Par ailleurs, le noyau-support 13 se compose de deux parties coaxiales 25, 26 portant respectivement deux molettes intérieures 28, 29, de même diamètre, destinées à maintenir l'élément tubulaire 15 et à le soutenir de part et d'autre d'une zone de moulurage 30 délimitée entre les faces frontales en regard, 28a, 29q de ces molettes intérieures. L'axe de rotation 31 commun, des deux parties coaxiales , 26 est parallèle à l'axe de rotation 16_ de la molette Textérieure 12. Dans l'exemple, c'est la molette extérieure 12 qui est mobile en direction du noyau-support 13 mais ce pourrait être l'inverse. La partie 25 comporte un arbre 34 dont l'axe est confondu avec l'axe 31 et sur lequel un manchon 36 est monté coulissant. Une première molette intérieure 28 (celle qui est axialement la plus engagée dans l'élément tubulaire 15) est venue de matière avec le manchon 36 et s'étend à une extrémité de ce dernier. Ladite première molette intérieure 28 est ainsi montée avec possibilité de déplacement axial; elle est sollicitée par un ressort 39 en direction de la seconde molette intérieure 29, la plus proche d'un bord circulaire de l'élément tubulaire 15. A une certaine distance axiale de la molette 28, l'arbre 34 est solidaire d'une pièce de centrage 38 dont une partie cylindrique est au même diamètre que celui des molettes 28 et 29, correspondant au diamètre interne de l'élément tubulaire formant corps de bolte. Cette pièce de centrage 38 renferme un système de blocage, non représenté, qui s'applique contre la paroi interne de l'élément tubulaire 15, pour le rendre solidaire dudit noyau-support. Des moyens de butée 40 sous forme d'une bague 41 montée sur l'arbre 34 et en appui contre un circlip 35 lui-même immobilisé dans une gorge de l'arbre 34, stabilisent la position axiale de ladite première molette intérieure 28, en l'absence de moulurage. Ainsi, la position de cette molette 28 par rapport à celle de la molette extérieure 12 est prédéterminée par construction, en l'absence de moulurage. Le ressort 39 est monté avec compression initiale entre la molette intérieure 28 et la pièce de centrage 38, avec interposition d'une butée à aiguille 37. T TTPar ailleurs, la partie 26 comporte un arbre creux 42 dont l'axe est confondu avec l'axe 31 et à l'extérieur duquel coulisse un manchon 44. La seconde molette intérieure 29 est définie à l'extrémité de ce manchon. Un ressort 46 est monté avec précontrainte entre une butée à aiguilles 45 adossée à une bague 45a solidaire de l'arbre 42 et le manchon 26. Une bague coulissante 47 est intercalée entre le ressort 46 et le manchon 44. Cette bague 47 est également susceptible d'entrer en contact avec un épaulement 48 de l'arbre creux 42, ce qui limite l'extension du ressort 46. Ainsi, ladite seconde molette intérieure 29 est élastiquement sollicitée par ressort vers ladite première molette intérieure. Elle porte des moyens de butée adaptés à entrer en contact avec un bord circulaire dudit élément tubulaire 15. Dans l'exemple, ces moyens de butée sont constitués par une bague 50, tubulaire cylindrique, entourant une partie élargie du manchon 44, au voisinage de la molette 29 proprement dite. Le diamètre de cette bague est supérieur a celui de la molette 29. Ladite bague est solidarisée au manchon 44, de façon réglable axialement, au moyen d'une vis 51 engagée radialement dans un trou taraudé de la bague 50 et prenant appui contre un méplat 52 du manchon 44. De cette façon, la bague 50 à positionnement axial réglable permet de déterminer la position de la moulure sur l'élément tubulaire 15, à une certaine distance du bord circulaire de ce dernier. L'arbre 34 est engagé à coulissement axial dans l'arbre creux 42, ce qui assure leur alignement. Les deux parties 25, 26 du noyau- support 13 sont entraînées en rotation & la même vitesse par des moyens d'entraînement non visibles sur les dessins. La vitesse de rotation peut par exemple être comprise entre 200 et 300 tours/minute. Selon une caractéristique de l'invention, le bord d'attaque 56 de la molette extérieure 12 présente un profil sensiblement elliptique, ce profil étant vu en section dans un plan contenant l'axe de rotation de la molette, comme sur les figures 1 et 2. En outre, les bords 28b et 29b de ces molettes intérieures 28, 29 situés au voisinage de la zone de moulurage 30 sont arrondis. De préférence, au moins l'un de ces bords présente un profil sensiblement elliptique, en section dans un plan contenant l'axe de rotation 31 de la molette intérieure correspondante. Selon l'exemple et de préférence, les deux bords précités 28k et 29k présentent chacun un tel profil sensiblement elliptique. Il s'agit du même profil elliptique (figure 2) qui est, encore de préférence, le même que celui de la molette extérieure 12. Plus précisément, en considérant la figure 2, on a représenté les ellipses en question qui se confondent en partie avec les bords de la molette extérieure d'une part et ceux des deux molettes intérieures d'autre part. On voit ainsi que le profil de la molette extérieure se confond avec la moitié d'ellipse située tout entière du même côté du petit axe de celle-ci tandis que le profil du bord de chaque molette intérieure se confond avec un quart d'ellipse s'étendant entre le petit axe et le grand axe de celle-ci. Les petits axes des ellipses sont parallèles aux axes 16a et 31. Les dimensions de l'ellipse dépendent de la moulure que l'on désire obtenir et du type d'élément tubulaire métallique sur lequel on veut la pratiquer. A titre d'exemple, pour un tube d'un diamètre compris entre 70 et 80 mm réalisé dans une tôle d'acier "double réduction" de faible épaisseur (0,12 à 0,18 mm, typiquement 0,14 mm) les caractéristiques du profil elliptique défini ci-dessus tant pour la molette extérieure que pour les deux molettes intérieures, peuvent être les suivantes: - grand axe: 8 mm petit axe: 6 mm L'élément tubulaire métallique pourra être entraîné en rotation à une vitesse de l'ordre de 250 tours/minute et la pénétration de la molette extérieure pourra être comprise entre 0,3 et 0,4 mm par tour, typiquement 0,335 mm par tour. Dans un tel cas, la moulure sera obtenue en dix tours. Bien entendu, les valeurs numériques qui viennent d'être données illustrent simplement un exemple de réalisation et de mode opératoire ayant donné satisfaction. D'autres combinaisons de profil, de vitesse de rotation et de pénétration, peuvent être efficaces. Enfin, selon une autre caractéristique remarquable, il est à noter que le plan médian P0 de la molette extérieure 12 passant par le bord d'attaque 56 précité est axialement décalé, en position dégagée de moulurage (comme représenté & la figure 2), par rapport au plan de la face frontale 28A, situé au voisinage de ladite zone de moulurage 30, de ladite première molette intérieure 28 (c'est-à-dire la molette axialement la plus engagée dans ledit élément tubulaire) de façon que le bord d'attaque 56 soit davantage en regard du bord arrondi 28b de cette molette que du bord arrondi 29b de l'autre molette. En fonctionnement, l'élément tubulaire 15 formant corps de boite est engagé sur le noyau-support à partir de la pièce de centrage 38 (c'est-àdire par la gauche en considérant la figure 1). L'élément cylindrique 15 dont la longueur est connue est engagée ainsi axialement sur les deux molettes intérieures jusqu'à repousser légèrement le manchon 44 lorsqu'il entre en contact avec la bague 50. A partir de ce moment, une certaine zone de moulurage 30 apparaît entre les deux molettes intérieures mais sa position et ses dimensions vont évoluer au fur et à mesure du moulurage. En effet, il ressort clairement de la description précédente que toutes les molettes sont montées "flottantes" axialement, c'est-à- dire qu'elles peuvent se déplacer axialement pendant le moulurage, pour mieux s'adapter à l'évolution de la forme de la moulure en formation sans risquer une détérioration, voire un cisaillement de la paroi de l'élément tubulaire. Au fur et à mesure de la pénétration de la molette extérieure, le métal commence à se déformer au voisinage immédiat du bord arrondi 28b à profil elliptique, en raison du décalage axial indiqué ci-dessus. De ce fait, c'est essentiellement le métal situé entre cette zone de déformation et le bord circulaire en contact avec la bague 50 qui se "déplace" pour former la gorge. Le montage flottant des molettes facilite la déformation du métal et on peut obtenir une moulure 55 plus profonde que par les techniques usuelles, toutes choses égales par ailleurs, comme représenté à la figure 3. Ensuite, un écrasement axial de cette moulure, du type décrit dans le document FR 88.15 548 permet d'obtenir un rebord annulaire interne du genre illustré à la figure 4, de largeur suffisante pour permettre le thermoscellage d'un opercule souple. REVENDICATIONS 1- Machine de moulurage annulaire sur un élément tubulaire métallique (15) tel que par exemple un corps de boite, du type comportant une molette extérieure (12), caractérisée en ce qu'elle comporte un noyau- support comprenant deux molettes intérieures (28, 29) destinées & maintenir ledit élément tubulaire et à le soutenir de part et d'autre d'une zone de moulurage, ladite molette extérieure et ledit noyau- support ayant des axes de rotation respectifs parallèles et l'un d'eux étant déplaçable en direction de l'autre pour pratiquer le moulurage et en ce que le bord d'attaque (56) de ladite molette extérieure (12) présente un profil sensiblement elliptique, en section dans un plan contenant son axe de rotation. 2- Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit noyau-support se compose de deux parties coaxiales (25, 26) portant respectivement lesdites molettes intérieures et dont l'une au moins est montée avec possibilité de déplacement axial et est élastiquement sollicitée vers l'autre et en ce que les bords (28k, 29b) de ces molettes intérieures situés au voisinage de ladite zone de moulurage (30) sont arrondis. 3- Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que au moins l'un de ces bords présente un profil sensiblement elliptique, en section dans un plan contenant l'axe de rotation de la molette intérieure correspondante. 4- Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que les bords (28b, 29b) précités des molettes intérieures situés au voisinage de ladite zone de moulurage présentent chacun un profil sensiblement elliptique. 5- Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que ces deux bords ont le même profil sensiblement elliptique. 6- Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que le profil sensiblement elliptique des deux bords (28k, 29b) est le même que celui de ladite molette extérieure (12). 7- Machine selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que le plan médian (PO) de ladite molette extérieure (12) passant par le bord d'attaque précité est axialement décalé, en position dégagée de moulurage, par rapport au plan de la face frontale (284), située au voisinage de ladite zone de moulurage, d'une première molette intérieure (28), axialement la plus engagée dans ledit élément tubulaire, pour que ledit bord d'attaque soit en regard du bord arrondi de cette molette. 8- Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que cette première molette intérieure (28) est montée avec possibilité de déplacement axial et est élastiquement sollicitée par ressort (39) en direction de la seconde molette intérieure et en ce que sa position axiale en l'absence de moulurage est stabilisée par des moyens de butée (40). 9- Machine selon la revendication 8, caractérisée en ce que ladite seconde molette intérieure (29) est élastiquement sollicitée par ressort (46) vers ladite première molette intérieure et en ce qu'elle comporte des moyens de butée (50) adaptés à entrer en contact avec un bord circulaire dudit élément tubulaire (15), pour déterminer la position de ladite moulure sur ladite portion tubulaire.