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Perfectionnements au procédé et au dispositif pour fabriquer des flans de capsules et des capsules en tôle minc e .
La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour fabriquer des flans de capsules et des capsules en tôle mince.
Dans la fabrication de capsules en tale mince, par exemple d'aluminium, destinées à des bouteilles ou à d'autres récipients, les flans sont découpés comme c'est bien connu dans des bandes de métal en un seul mouvement de travail (course) jusque sous la forme qu'ils auront avant l'étirage
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c'est-à-dire l'opération de façonnage. Le découpage et l'opération d'etirage ou de façonnage ont lieu habituellement dans le même dispositif. Les capsules pourvues d'une Datte de déchirement qui sont maintenant en usage sont faites à partir de flans sensiblement circulaires.
Les flans sont découpés dans une bande qui est toujours plus large que les flans, de sorte que lors du découpage de ceux-ci le métal de déchet est sous la forme d'une bande continue, ou bien le long du bord de la bande,le déchet est découpé d'un côté et éliminé de l'outil d'étirage ou de fa- çonnage pour supprimer le risque que des morceaux séparés de ..létal soient entraînés avec les capsules ou le risque de déranger l'opération d'étirage. Cette opération de sécurité implique toutefois, comme on l'a déjà mentionné, de grandes pertes de matière.
La plus grande partie des capsules actuellement en usage sont circulaires et doivent avoir un diamètre de 38 mm. et un rebord d'au moins 6 mm. et ceci entraîne, si l'on tient compte de l'étirage naturel de la matière pendant la formation de la capsule, l'emploi d'une bande de 51 mm dans laquelle le flan est formé avec un diamètre de 47 mm.
On comprend donc que dans la fabrication d'un grand nombre de capsules comme on en fabrique actuellement, le déchet de matière est réellement considérable, et le but principal de la présente invention est de réduire ce déchet au minimum.
Suivant la présente invention, les capsules sont formées à partir de flans qui ont la forme d'un polygone régulier ou une forme sensiblement polygonale ou même circulaire, dans une bande de métal dont la largeur est égale à la distance entre deux faces parallèles du flan ou au diamètre de celui-ci lorsque le flan est circula ire .
Les flans sont formés de préférence en polygones réguliers de nature telle que des côtés opposés sont parallèles et ayant un- nombre de côtés tel que de petits coins ou de/)
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petits morceaux seulement tombent lors de l'opération d'étirage et celle-ci est faite avant que le flan atteigne l'outil d'étirage ou de repliement. Il est ainsi possible de diminuer la largeur de la bande exactement jusqu'à la même largeur que celle du flan de sorte qu'aucun métal de déchet ne tombe sur les côtés. Le métal de déchet entre les flans est également diminué. Le degré d'économie de matière résultera de la comparaison donnée ci-dessous entre des flans circulaires et des flans octogonaux, ces derniers étant découpés suivant la présente invention.
Lorsqu'on fabrique les flans circulaires habituels avec une patte de déchirement conformément aux procédés en usage actuellement, le métal de déchet s'élève à environ 23% de la matière employée et lorsqu'on fait des flans circulaires sans patte de ce genre, à environ 30%.
Les valeurs correspondantes lors de la fabrication de flans suivant la présente invention sont environ 10% et 17% , respectivement.
En conséquence, l'invention implique une quantité considérable si l'on tient compte de la fabrication sur une grande échelle qui est envisagée dans ce cas. Comme on le sait, les capsules sont des articles qui sont fabriqués et vendus en de nombreux millions.
Pour ce qui concerne le procédé proprement dit, on peut expliquer l'invention brièvement en disant que,dans la bande, des flans sont découpés sous la forme de polygones réguliers dans lesquels au moins deux côtés opposés sont parallèles et sont mis en coïncidence avec les bords de la bande et dans lesquels deux autres côtés sont de préférence perpendiculaires à la bande. Les morceaux qui sont ainsi découpés peuvent être enlevés sans risque de pénétrer dans l'outil d'étirage et .d'adhérer-$ la capsule mais néanmoins, les flans,
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encore en forme de bandes sont introduits dans l'outil d'étirage un à la fois et séparés de la bande immédiatement avant l'opération d'étirage, comme on le verra dans la suite.
La capsule étirée à partir de ces flans aura un bord de forme ondulée avec autant de parties marginales en courbe et de pointes que le polygone a de cotes et d'angles respectivement.
L'invention est représentée aux dessins annexés. La fig. 1 montre une coupe verticale dans un dispositif pour découper des flans en combinaison avec leur étirage.
La fig. 2 montre une bande pendant le découpage, avec un flan partiellement formé.
La fig. 3 montre une capsule en coupe.
La fig. 4 montre une forme modifiée de capsule.
Les fig. 5 à 11 montrent des variantes de l'invention.
La fig. 5 montre le contour de l'outil d'étirage.
La fig. 6 est analogue à la fig. 2 .
La fig. 7 montre en disposition multiple des détails de la fig. 5.
La fig. 8 montre plusieurs fois la disposition de la fig. 6.
La fig. 9 est une coupe par la ligne IX-IX de la fig. 8 dans les poinçons et les matrices de découpage.
La fig. 10 montre un détail modifié.
La fig. 11 est un morceau d'une bande multiple destinée en substance à la fabrication de flans circulaires.
Parmi les détails déjà connus du dispositif,le chiffre 1 indique des rouleaux de guidage ou d'alimentation pour la bande 2.3 et 4 désignent l'outil d'étirage ou de façonnage, dont la partie femelle 3 coopère avec la partie 6 en vue d'étirer le flan jusqu'à la Corme représentée à la fig. 3. La manière dont ces pièces sont construites en détail et dont elles coopèrent l'une avec l'autre n'est pas décrite particulièrement vu que cela ne rentre pas dans le cadre de la présente invention
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L'outil de découpage comprend deux poinçons analogues 8 dont les positions résultent des carrés en traits de chaînette à la fige 2, ces poinçons étant vus en plan sur cette figure. Un seul poinçon 8 est visible à la fig. 1.
Sur le.dessin, la matrice 9 est représentée faite d'une pièce aver la partie inférieure 4 de l'outil d'étirage, mais elle peut constituer une pièce séparée. 10 désigne la pièce coupante de la matrice, 11 est un guide fixé à la pièce 9 pour les poinçons, c'est-à-dire que ce guide comporte une fente de guidage sur chaque poinçon. 1 2 indique une fente à travers laquelle la bande est introduite et passe en face des poinçons. Les poinçons 8 sont fixés à un chariot 13 mobile de bas en haut et de haut en bas dans le bâti 14 de la machine (ce bâti étant représenté seulement en partie) et actionnant l'organe 3 de l'outil d'étirage qui, comme on le voit, est monté dans le chariot 13. En conséquence, dans la forme de réalisation représentée, les pièces 3 et 8 se meuvent simultanément vers le haut et vers le bas.
Le dispositif fonctionne de la manière suivante:
La bande 2 est amenée vers l'avant par saccades, d'une distance à la fois qui est égale à la distance entre deux cotés opposés du flan. Les deux poinçons 8 sont placés 11-un par rapport à l'autre de telle manière que lors du mouvement de coulissement du chariot, ils découpent des morceaux indiqués par les triangles hachurés à la fig. 2, un de chaque côté de la bande, de telle sorte que les points a soient en face l'un de l'autre et soient situés sur une ligne s'étendant perpendiculairement à la bande. La distance entre les points a est égale à la longueur de chaque côté du flan.
La bande est alors déplacée d'un avancement de sorte que le flan libre, partiellement découpé,-ce.flan se voit le plus à gauche- vient se placer en-dessous de la pièce 3, les deux points d'angle arrivant en-dessous et au-dessus respectivement, de deuxbords
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coupants coopérant 15 et 16 ; lepremier est fixé à la pièce mobile 3 et le second à la pièce fixe 4. Avant le commencement de l'opération d'étirage, le flan est découpé de la bande suivant une ligne passant par les points a Le flan de forme octogonale est alors étiré d'une manière connue pour donner la forme de capsule représentée à la fig. 3.
Le flan représenté (fig. 2) ne comporte pas de patte de déchirement. Si une semblable patte est nécessaire, le poincom et la matrice sont établis suivant le contour indiqué par le chiffre 18 à la fig. 2 La patte obtenue est indiquée par des lignes 5 en traits de chaînette à la fig. 3.
L'invention n'est pas limitée à des flans octogonaux, on peut au contraire prévoir des flans ayant un nombre encore plus grand de côtés. Une caractéristique essentielle de l'invention est que la largeur de la bande est égale à la distance entre deux faces parallèles du flan lorsque celui-ci est polygonal, ou au diamètre du flan lorsque celui-ci est circulaire.
L'étirage de la capsule, comme on peut l'observer, avec une partie suffisante de la région marginale tout autour de la périphérie, est employé pour former le rebord de la capsule ou en d'autres termes les dimensions des bandes et des flans sont en corrélation telle que l'angle de repliement 19 pour former le rebord est situé à une distance à l'intérieur du cercle inscrit qui est inférieure ou tout au plus égale à la longueur du rebord, dans ce dernier cas lorsque des flans à côtés nombreux sont prévus, la distance à l'intérieur du cercle inscrit dépend du diamètre requis pour la capsule et si celui-ci est petit la capsule est d'autant plus grande.
Il est à remarquer qu'en conformant de façon appropriée les poinçons 8, on peut donner au flan une forme autre que celle d'un polygone régulier, les poinçons 8 peuvent par exem-
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ple être conformés de façon qu'on obtienne le flan représente
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à la fig. 4, c'est-à-direqu'entre les quatre points b-b et b'-b' de la fig. 2, 'au lieu d'être en ligne droite, le flan a en ses points la forme du cercle inscrit. On remarquera en pitre que si les bords coupants 15 et 16 sont façonnés de façon procurer des sectionnements incurvés et non des sectionnements rectilignes, on peut obtenir des découpages circulaires.
Un avantage du présent procédé de découpage des flans est, comme on l'a déjà indiqué, qu'il n'y a pas de métal de déchet du tout qui doit être enlevé de l'outil détirage; au contraire le métal de déchet tombe, comme on l'a représenté à la fig. 1, immédiatement après, l'opération de découpage, c'est-à-dire avant l'arrivée à l'outil d'étirage.
Le métal de déchet est indiqué par b. Dans les procédés utilisés jus'qu'à présent, dans lesquels le flan est de forme circulaire et la partie restante de la bande des flans continue son,chemin au-delà de l'outil d'étirage, on a trouvé très difficile en pratique d'empêcher la bande de métal de déchet de se briser, et difficile par conséquent d'empêcher que les morceaux soient emportés avec la capsule et provoquent des perturbations dans l'opération d'étirage.
Une caractéristique essentielle de la forme de realisation décrite ci-dessus est que l'on découpe ou qu'on forme les flans de capsules dans des bandes à flans de telle manière que leur largeur ne doit pas être plus grande que la dimension de la bande dans la même direction et l'on a montré à titre d'exemple comment cette idée peut être appliquée à des flans de forme sensiblement polygonale ou sensiblement circulaire. De cette manière dans le premier genre de flans, la distance entre deux coûtés parallèles doit être égale à la largeur de la bande. Dans le second genre, le diamètre sera égal à cette largeur de la bande. Le découpage du flan a lieu en deux phases suivant cette forme de réalisation.
Dans la première phase des morceaux sont découpés sur les côtés
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de la bande et dans la seconde phase le flan est détachée
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la bande comme on l'a décrit spécialement. On a indiqué en outre dans la spécification que la matrice 9 à la fig. 1 est représentée faite d'une pièce avec la partie inférieure 4 de l'outil d'étirage, maielle peut constituer une pièce séparée. Si c'est nécessaire; le poinçon 8 peut être séparé du chariot 13 et monté sur un autre chariot ou bien l'outil qui découpé les morceaux b peut être complètement séparé de l'outil d'étirage 3, 4 ét monté dans une autre machine, dans une autre usine et utilisé par un autre fabricant. Par stite de ce fait, ce dernier fabricant ne fournit pas des flans mais des bandes de flan prêtes à être découpées par le fabricant de capsules.
Il est possible en outre de modifier l'invention de manière que les flans sojent formés dans des bandes dont la largeur est un multiple des bandes mentionnées en premier lieu, c'est-a-dire des bandes simples. Pour la représenta- tion de ce cas, on se reportera aux fig. 5 à Il qui montrent schématiquement, supplémentairement aux premières figures men- tionnées, le perfectionnement de la présente invention.
Le principe de la construction des outils de découpage ayant été décrit à propos des fig. 1 et 2, ces outils sontou t-îl l'outil¯ simplement indiqués aux fig. 5 à 10. Pour la même raison/16a est indiqué par une simple barre .
4a indique la partie inférieure de l'outil d'étirage, 16a le bord tranchant pour sectionner les flans de la bande et 8 désigne les poinçons pour découper les morceaux b (non représen- tés).
Si on désire augmenter la capacité des bandes, c'est-à- aire le nombre ae flans obtenu à partir d'une bande d'une cer- taine longueur, les bandes 2a peuvent être poinçonnées de la ma-
8 nière représentée à la fig. 8. Les poinçons/sont placés à une distance l'un de l'autre, permettant de placer un troisième
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poinçon 8a entre eux. Le poinçon intermédiaire découpe alors dans la bande 2b un trou de forme telle que chacun des quatre côtés de celui-ci constitue un c8té du flan. La disposition fondamentale de ces trois poinçons 8 et 8a et de la matrice 9 a résulte clairement dans ce cas de la fig. 9.
En sectionnant alors la bande respectivement entre les points a-a et a1-a1, on obtient deux flans côte à côte. On emploie de préférence pour ces bandes un outil d'étirage double suivant la fig. 7, et un bord 16b correspondant au bord 16a est prévu entre les outils 4a. Ce bord 16b est évidemment destiné à coopérer avec un bord supérieur mobile comme on l'a décrit. Il résulte clairement de ce qui précède, sans autre explication, que si la largeur d'une bande simple est égale à w, la largeur de la bande de la fig. 8 sera égale à 2w. Rien n'empêche la fabrication de bandes ayant une largeur encore plus grande, par exemple égale à 3w, 4w et ainsi de suite.
Lorsqu'on applique l'invention au moyen de deux ou de plusieurs outils 4a, ceux-ci peuvent être placés de la manière représentée à la fig. 10, c'est-à-dire qu'un des outils 4a se trouve au moins en arrière de l'autre de la longueur de chaque avancement d'alimentation.
Il est également possible d'employer un seul outil 4a comme d'habitude au lieu d'un outil double ou multiple en correspondance avec la largeur de la bande; dans ce cas la bande doit recevoir un mouvement d'alimentation transversalement.aussi, c'est-à-dire d'abord un avancement longitu- dinalement pour amener l'un des flans d'avant exactement endessous du poinçon d'étirage, ensuite un déplacement transversal pour amener le second flan d'avant dans la même position.
La fig. 11 montre un morceau d'une bande à flans pour des flans partiellement circulaires. Les poinçons 8 et 8a pour
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le découpage de ce genre de bandes ont des c8tés qui sont légèrement incurvés vers l'intérieur comme on le voit au contour des ouvertures 25. Le découpage entre les points a-a et al-al respectivement se fait de la manière la plus simple par des arêtes rectilignes. Si l'on rend courtes les distances entre ces points, les arêtes rectilignes des bords de l'ébauche se produisant entre ces points n'auront pas d'importance.
Pour ces bandes également, l'outil d'étirage peut être disposésuivant la fig. 10.
Les bandes à flan en général et les bandes doubles ou multiples peuvent être formées de façon qu'on obtienne des attes de déchirement, comme èn l'a cité à propos de la fig. 2.
Un avantage particulier de ces bandes larges est que, même après le découpage des morceaux b., les bandes conservent une raideur avantageuse ce qui est important pour l'avancement vers l'outil de repliement (ou les outils de repliement
Un autre avantage est que la préparation indiquée ci-dessus des larges bandes est à peine plus coûteuse que celle d'une bande étroite de sorte que le prix de revient de chaque flan est réduit. Par suite du découpage des morceaux b, fig. 1 des dessins, avant l'envoi des bandes au fabricant de capsules, une certaine réduction de poids des rouleaux de bande est également obtenue.
R e v e n d i c a t i n ns.
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