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Procédé et dispositif pour la fabrication des enveloppes des boîtes métalliques
Un procédé particulièrement économique pour la fabrication des enveloppes des boîtes métalliques consiste à transformer un feuillard dont la largeur égale un multiple de la hauteur de l'enveloppe terminée.
Comparée à la fabrication d'enveloppes à partir de feuillards dont la largeur correspond à la hauteur simple de l'enveloppe terminée, la construction simultanée de plusieurs enveloppes à partir d'un feuillard suffisamment large conduit à un débit notablement plus grand. Dans ce procédé eonnu, le feuillard, d'une largeur égale à un multiple de l'enveloppe terminée, est d'abord transformé en un cylindre de profil convenable. Ensuite, les bords longitudinaux du. cylindre, qui forment le joint de l'enveloppe terminée, sont assemblés par soudure à l'étain ou autogène, ou par une opération équivalente, et finalement le cylindre est découpé en un nombre d'enveloppes qui correspond à sa hauteur.
Ce procédé exige des cylindres métalliques parfaitement uniformes et, surtout,bien dressés et lisses aux faces. Or on n'obtient pas ces cylindres dans cette qualité parfaite : Il arrive que les feuillards conformés que l'on introduit dans la soudeuse ne s'appliquent pas avec
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toute la partie, prévue à cet effet, de l'une des faces sur la butée prévue pour l'ajustement précis du cylindre, de sorte que les deux bords longitudinaux, destines à former le joint du cylindre sont plus ou moins décalés l'un par rapport à l'autre sur chaque face du cylindre, de telle façon que lesdites faces sont hélicoïdales au lieu d'être circulaires.
Ces cylindres métalliques, qui ne répondent pas aux exigences, ne se laissent pas sectionner en un nombre convenable d'enveloppes de boite, parce que leurs faces irrégulières en empêchent l'application exacte dans le dispositif de séparation des enveloppes. Sur ces cylindres métalliques qui ne sont qu'imparfaitement soudés les couteaux séparateurs dévient et découpent dans le cylindre des bandes de tôle hélicoïdales au lieu de le diviser sans déchets en enveloppes de boites.
Le même inconvénient se produit lorsque les cylindres métalliques à souder ne sont pas convenablement appliqués sur leurs butées. En outre la soudure des cylindres donne lieu à un autre inconvénient qui, même en cas de parfaite application sur la butée , produit une conformation irrégulière et, par suite, inutilisable pour le sectionnement par les couteaux séparateurs. En effet, au commencement et à la fin de la soudure continue le métal est refoulé vers l'extérieur en raison de la température élevée, nécessaire au soudage, ainsi que de la forte pression qu'il faut appliquer, de sorte que le cordon de soudure se prolonge par des saillies ou ergots dont la hauteur peut atteindre 1 millimètre et plus.
Ces saillies produisent, dans la forme exactement circulaire qui correspond à une parfaite application sur les butées, une discontinuité qui empêche pareillement un bon guidage du cylindre lors du sectionnement en enveloppes séparées. Il est vrai qu'il a été proposé d'éviter la formation de ces ergots en diminuant la compression des bords longitudinaux du cylindre par un espacement plus grand des différentes soudures.
Même s'il était possible d'éviter de cette façon la formation des ergots, des enveloppes soudées de cette manière ne donneraient pas un emballage parfait : en effet, c'est précisément aux bords que le joint doit être particulièrement résistant par sertissage et agrafage d'une fermeture, alors que l'extrémité, à soudure moins serrée, du joint ne saurait résister à de tels efforts.
La présente invention résout le problème de rendre économique la fabrication des enveloppes, indépendamment d'irrégularités éventuelles de l'allure et de la forme des faces du cylindre,,. de fagon à pouvoir transformer aussi des cylindres métalliques imparfaitement appliqués sur leurs butées, ou ceux comportant lesdits ergots, en une enveloppe donnant un récipient impeccable.
La solution de ce problème conformément à l'invention consiste à intercaler dans la fabrication des enveloppes une opération avant le sectionnement du cylindre en le nombre d'enveloppes correspondant à sa hauur, opération par laquelle les faces du cylindre sont transformées de telle sorte que la conformation, éventuellement irrégulière, des faces du cylindre n'empêche plus le découpage parfait et
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sans déchet du cylindre en un certain nombre d'enveloppes. En partant de la remarque que, de toute façon, les enveloppes obtenues par le découpa- ge du cylindre doivent être serties ou roulées dans la suite des opéra- tions, les deux faces du cylindre sont, selon l'invention, serties déjà avant le découpage.
En tout cas, la conformation, éventuellement irrégu- lière, des faces du cylindre n'empêohe d'aucune façon l'exécution de sertissages parfaits, et le cylindre serti sur ses deux faces possède désormais exactement la même longueur en tout point de sa circonférence, ce qui permet de le monter avec toute la précision et la régularité nécessaires au découpage en un nombre approprié d'enveloppes de boite.
Ainsi qu'il a été dit, les irrégularités éventuelles de la forme des faces du cylindre avant le sertissage n'empêchent pas l'exécution des sertissages, tout en étant sans influence sur ceux-ci, de telle sorte qu'un agrafage, un soudage ou un autre travail ultérieur ne soit.pas rendu plus difficile.
En tout cas, la prooédé selon l'invention permet la transformation sans déchet des cylindres métalliques ; en effet, une conformation éventuellement irrégulière des faces du cylindre est main- tenant sans aucune influence gênante sur le découpage, ce qui fait que @ l'on peut transformer des cylindres parfaitement appliqués aussi bien que ceux imparfaitement appliqués sur leurs butées, ainsi que, surtout, tous les cylindres soudés, en des enveloppes de boite sans déchet et parfaitement utilisables.
Selon l'invention, les enveloppes, de boîte peuvent être obtenues d'une façon particulièrement économique et réduisant le temps ainsi que la dépense pour les outillages, par le fait que le sertissage est immédiatement suivi du découpage dans un seul et même montage du cylindre.
Pour la mise en oeuvre de ce procédé on peut utiliser, par exemple, un dispositif de sectionnement des enveloppes connu, qui comporte une ou plusieurs paires de couteaux circulaires qui tournent en sens opposés et se rapprochent en vue du découpage du cylindre, dispositif que l'on complète selon l'invention de telle sorte qu'une paire d'anneaux de sertissage soit disposée coaxialement avec la ou les paires de couteaux dans la zone des deux faces du cylindre.
Au cours du travail ultérieur des enveloppes de botte obtenues par division du cylindre, celles-ci doivent être serties sur leurs deux faces. Conformément à l'invention, les faces des enveloppes obtenues par découpage du cylindre sont également soumises à un sertissage qui suit immédiatement, et dans le même montage, le découpage du cylindre. Cette opération se traduit encore, grâce à la supression du démontage et du remontage ainsi que d'un dispositif de sertissage spécial séparé du dispositif de découpage, par une notable éoonomie de temps et d'outillage pour la fabrication des enveloppes et, par suite, par une économie accrue.
On sait qu'un dispositif pour le sertissage de ces,enveloppes de boîte qui suit immédiatement le découpage dans le même montage du cylindre comporte plusieurs couples.de couteaux circulaires qui tournent en sens
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opposés et se rapprochent en vue du découpage du cylindre. Conformément à l'invention, ce dispositif est développé comme suit :
Sur l'arbre à couteaux qui reçoit le cylindre métallique (arbre porte-outil primaire) sont disposés, dans la zone des deux faces du cylindre, deux anneaux de sertissage à raison d'un anneau par face. Dans chacun de ces anneaux s'engage un anneau de sertissage monté sur un arbre porte-outil secondaire qui tourne en sens inverse de l'arbre porte-outil primaire et peut en être rapproché en vue du sertissage des deux faces du cylindre.
Un arbre porte-outil tertiaire reçoit, de façon connue, le ou les contre-couteaux, pour être rapproché de l'arbre primaire après le retour de l'arbre secondaire, ce qui produit le découpage du cylindre.
Finalement, l'arbre porte-outil secondaire porte encore, dans la zone des faces des différentes enveloppes obtenues par le découpage du cylindre, d'autres anneaux de sertissage. Ceux-ci s'engagent, par un nouveau rapprochement de l'arbre secondaire âpres le retour de l'arbre tertiaire, dans le ou les couteaux montés sur l'arbre primaire ou dans des appuis, montés sur ledit arbre primaire, pour les couteaux de l'arbre tertiaire.
Dans cette opération, les couteaux et appuis servent de contre-anneaux de sertissage, de sorte que les différentes enveloppes obtenues par le découpage du cylindre sont complètement serties.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple non limitatif, des formes de réalisation de l'invention.
La figure 1 montre un cylindre dont les bords longitudinaux ne se recouvrent pas exactement.
La figure 2 représente un cylindre soudé où les éléments de tôle sont refoulés aux extrémités du joint longitudinal et y forment des ergots.
La figure 3 est une élévation avec coupe partielle d'un dispositif pour la réalisation du procédé.
La figure 4 montre schématiquement et à une échelle plus petite une vue de profil du dispositif de la figure 3.
La figure 5 représente une partie d'un dispositif pour une autre réalisation du procédé.
La figure 6 montre schématiquement et à une éachelle plus petite une vue de profil du dispositif de la figure 5.
Les figures 7 et 8 montrent respectivement deux positions d'un autre dispositif pour la réalisation du procédé selon l'invention.
La figure 1 fait ressortir l'influence d'une application imparfaite du feuillard conformé avant la soudure sur la forme du cylindre métallique 1. La face 2 de ce cylindre ne s'est pas appliquée régulièrement sur la butée, de sorte que les bords longitudinaux 3 et 4 sont décalés aux extrémités au lieu de se recouvrir. La face 2 du cylindre 1, dont la forme n'est donc pas circulaire mais hélicoïdale, et, par suite, aussi la surface opposée 5 empêchent ainsi la transformation ultérieure du feuillard 1 par découpage en un certain nombre d'enveloppes de boite.
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Il en ast de même du cylindre soudé représenté par la figure 2. Bien que les borda longitudinaux 7 et 8 soient parfaitement ajustés, les faces
9 et 10 sont irrégulières parce que les extrémités du joint longitudinal
11 ont été refoulées vers l'extérieur par le soudage, de sorte que des saillies ou ergots 12, 13 se soient formés.
Pour transformer ces cylindres métalliques 1 et 6 sans déchets on se sert, par exemple, des dispositifs représentés par les figures 3 et 4 ou
5 et 6 dont la disposition des couteaux est inspirée des dispositifs séparateurs d'enveloppes connus.
Le dispositif selon la figure 3 comporte deux arbres porte-outils.
L'arbre en bas de la figure se oompose de deux parties sensiblement égales que l'on écarte axialement l'une de l'autre en vue de l'introduc- tion du cylindre 14 à découper, pour les rapprocher ensuite dans la position représentée par la figure 3. Cet arbre se compose des deux arbres creux 15, 15'. Entre des épaulements 16,16' et des bagues de serrage 17, 17' commandées par des tiges de serrage 18, 18' sont disposés les outils proprement dits. Ceux-ci comportent les anneaux de sertissage
19, 19', le couteau 20,1'appui 21 et les couples de bagues-supports 22,
22' qui sont maintenus dans la position représentée par la figure 3 par des couples de contre-bagnes 24, 24' sollicitées par des ressorts 23,23'.
L'arbre porte-outil en haut de la figure 3, arbre 25,porte le contre-couteau 26 en face duquel est disposée la bague de serrage 28 montée élastiquement sur des tampons en caoutchouc 27 ou sur un organe équivalent. Les deux éléments 26 et 28 sont serrés l'un contre l'autre sur la douille 30 au moyen d'écrous 29, 29'. Ils sont suivis latéralement par les contre-anneaux de sertissage 31, 31', et, ensuite, par des anneaux de guidage 33, 33' qui en sont séparés par des cales 32, 32'.
Les arbres 15 ou 15' et 25 tournent en sens opposés. Les couples d'outils coopérants sont constitués par les anneaux de sertissage 31, 19 et 31', 19' disposés dans la zone des deux faces du cylindre 14. Après l'introduction de ce cylindre, qui repose sur des embases des anneaux de sertissage 19, 19', on rapproche-l'arbre 25 des arbres 15, 15', de
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.pu tn Q unr.nt nutoel, 1± tnqdt/l1t: 1I1IJtlJ,l" sorte que es anneaux de sertissage 31,19 et 31', 19', les faces du cylindre 14 sont serties, ce dernier recevant ainsi la forme et la position indiquées en trait mixte sur la figure 3.
Les diamètres des outils de sertissage et de découpage sont ajustés de telle sorte que le couteau 26 ne rencontre le cylindre 14 et le découpe qu'après la fin du sertissage: Dans cette opération, la bague de serrage 28 applique élastiquement le cylindre 14 oontre le couteau 20. Le contre-couteau 26 ne se rapproche du couteau 20. que de la quantité juste suffisante pour le découpage du cylindre 14. Le couple de bagues-supports 22' cède chaque fois radialement, en comprimant le couple de contre-bagues 24'.
Une fois la coupe finie; l'arbre porte-outil,supérieur 25 s'éloigné-de l'outil inférieur, et les deux arbres porte-outil 15,15' s'écartent l'un de l'autre, de sorte que les deux enveloppes dé bote 34, 34' re-
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présentées en trait mixte sur la figure 3 peuvent être retirées en vue de la transformation ultérieure.
Le sertissage du cylindre aux deux faces lui a conféré une forme régulière, de sorte qu'il s'applique maintenant avec la précision nécessaire entre les anneaux de sertissage 19 et 19' pendant le découpage. Il s'ensuit que la coupe peut être exécutée d'une façon parfaite sans déchets, tout en évitant des surfaces de coupe incurvées ou des anneaux de déchets hélicoïdaux, de telle sorte qu'on puisse transformer aussi parfaitement des cylindres dont les faces présentent par exemple les irrégularités représentées par les figures 1 ou 2. Jusqu'à présent de tels cylindres constituaient du rebut.
Le sertissage des enveloppes de boîte étant nécessaire en soi pour la transformation ultérieure, le fait d'intercaler cette opération avant le découpage même ne constitue pas un travail additionnel du cylindre métallique, tel qu'il faudrait l'exécuter autrement pour pouvoir découper aussi des cylindres avec des faces ne répondant pas aux exigences. Pour le reste, le sertissage des faces du cylindre avant le découpage se fait d'une façon entièrement automatique et indépendante d'irrégularités éventuelles des faces du cylindre, de sorte qu'on peut travailler d'une façon continue tous les cylindres métalliques, et qu'on peut se dispenser de trier et de traiter individuellement de tels cylindres comportant des faces défectueuses.
Le dispositif représenté sur les figures 5 et 6 comporte un arbre porte-outil primaire 15, 15' qui correspond à l'arbre porte-outil en bas des figures 3 et 4, un arbre porte-outil secondaire 35 et un arbre porteoutil tertiaire 36 qui correspond sensiblement à l'arbre porte-outil 25 en haut des figures 3 et 4. Les arbres 35 et 36 peuvent être rapprochés des arbres 15, 15' et tournent en même sens, mais en sens contraire aux arbres 15, 15'. Le contre-couteau 26 et la bague de serrage 28 de l'arbre porte-outil 25 en haut du dispositif suivant les figures 3 et 4 est remplacé, sur l'arbre 35, par les anneaux de sertissage 37, 37',et les contre-anneaux de sertissage 31, 31' de l'arbre 25 sont remplacés, sur l'arbre porte-outil tertiaire 36, par des simples bagues de guidage, non représentées sur le dessin.
La transformation du cylindre 14 dans le dispositif représenté par les figures 5 et 6 diffère de celle qui vient d'être décrite en ce que le cylindre 14 est d'abord serti aux deux faces, ensuite découpé, et finalement serti.aux nouvelles faces produites par le découpage. Après le montage du cylindre 14 sur l'arbre primaire 15, 15' les contre-anneaux de sertissage 31, 31' s'engagent dans les anneaux de sertissage 19, 19', et donnent aux faces du cylindre 14 par sertissage la forme visible sur la figure 5. Après le retour de l'arbre secondaire 35, l'arbre tertiaire qui porte le contre-couteau 26 se rapproche de l'arbre primaire, en decoupant ainsi le cylindre 14 en les deux enveloppes de boite 34, 34'.
Ensuite on dégage l'arbre porte-outil 36 de l'arbre 15, 15', et l'on rapproche à nouveau l'arbre porte-outil secondaire 35 de l'arbre porte-outil primaire 15, 15'. C'est alors que commence le fonctionnement des contre-anneaux de sertissage 37, 37' qui sont disposés
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dans la zone des faces des deux enveloppes de boite 34, 34' produites par le découpage du cylindre 14, sur l'arbre 35. Les anneaux de sertissage sur les arbres 15 on 15' sont constitués par le couteau 20 ou par le contre-support 21 adjacent pour le contre-couteau 26 sur l'abre 36.
Immédiatement avant le retour du deuxième arbre porte-outil 35 à partir de l'arbre primaire 15, 15', les couples de bagues-support 22, 22' prennent la position représentée sur la figure 5, ces bagues supportant les enveloppes de boîte 34, 34' représentées en traits mixtes. En écartant les deux arbres 15, 15' on peut retirer les enveloppes de boite 34, 34'. Dans cette suite d'opérations, on n'a pas seulement obtenu deux enveloppes de boite parfaitement sectionnées, quel que soit le degré de finition des faces, mais ces enveloppes sont aussi complètement serties aux nouvelles faces produites par le découpage du cylindre, de sorte que lesdites enveloppes puissent être directement amenées à l'opération de transformation suivante.
Les autres éléments nécessaires aux dispositifs de sertissage oonnus, tels que des platines de guidage latérales etc., ne sont pas représentés sur le dessin. Le montage de telles platines permet, selon l'invention, le découpage du cylindre en plus de deux enveloppes de boête; de même, l'utilisation'd'outils de sertissage et de coupe connus en soi permet aussi le travail d'enveloppes autres que cylindriques, par exemple d'enveloppes à profil ovale ou polygonal.
Les figures 7 et 8 montrent un dispositif perfectionné. Ce perfec- tionnement réside-notamment dans le fait que, bien que la disposition dans l'espace soit très simple et que l'on supprime un troisième arbre porte-outil, les enveloppes de boîte terminées sont obtenues complètement serties aux deux faces, c'est-à-dire avec une conformation telle que les réalisations précédentes ne la permettent qu'avec trois arbres porteoutil. Il s'agit donc d'agencer dentelle sorte la partie de l'outil qui découpe le cylindre initial que les extrémités des enveloppes qui se produisent aux points de coupe soient serties en même temps.
Selon l'invention, ce problème est résolu par une construction de l'outil de coupe où ce dernier se compose d'un couteau de séparation disposé sur un arbre¯et de deux anneaux de sertissage disposés sur un contre-arbre. Le couteau séparateur estconstitué par deux troncs de cane. dont les grandes bases de touchent tout en formant le tranchant. Chaque anneau de sertissage oomporte une surface cylindrique et une surface radiale.
Les surfaces cylindriques maintiennent, tout comme les autres anneaux de sertissage disposés sur le contre-arbre dansla zone des deux faces du cylindre, lesquels anneaux ont déjà été décrits en détail avec référence aux figures 1 à 6, le cylindre à diviser lors du rapprochement des deux arbres, et les surfaces radiales des anneaux de sertissage déplacent les deux extrémités d'enveloppe, obtenues par le découpage du cylindre, le long des parties extérieures des deux petites bases des troncs de cône vers l'axe de l'un des arbres, en sertissant lesdites extrémités d'enveloppe.
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La figure 7 montre le dispositif perfectionné en élévation avec coupe partielle avant le commencement de l'usinage.
La figure 8 fait voir le même dispositif après la fin de l'usinage.
Sur ces figures, 14 désigne le cylindre primitif à découper ; 15, 15', des arbres creux ; 16, 16', des épaulements formant butées opposées aux bagues de serrage 17, 17' ; 18, 18' des tiges de serrage ; 19, 19', des anneaux de sertissage pour le sertissage des faces du cylindre 14 ; 22, 22', des couples de bagues-supports ; 23, 23' des ressorts de compression ; 24, 24', des couples de contre-anneaux. Tous ces éléments sont disposés en principe symétriquement sur l'un des arbres porte-outil 15, 15'. L'autre arbre porte-outil 25 supporte les éléments suivante : des écrous 29, 29' ; une douille 30 ; des contre-anneaux de sertissage 31, 31' coopérant avec les anneaux de sertissage 19, 19' ; des cales 32, 32' et des bagues de guidage 33, 33'.
Le couteau séparateur 20 supporté par l'élément d'arbre 15 contre lequel il est serré par la bague 17 est constitué par deux troncs de cône égaux qui se touchent par leurs grandes bases, de façon à former un tranchant 41. Les deux autres bases, plus petites, 42, 43 des troncs de cône servent de guidage aux autres bagues de sertissage 44, 44' qui sont disposées sur la douille 30 de l'autre arbre porte-outil 25 et serrées par les écrous 29, 29'.
Le fonctionnement de ce dispositif au commencement est analogue à celui décrit dans la première forme d'exécution. Les arbres 15 ou 15' et 25 tournent donc en sens opposés. Les anneaux de sertissage 19, 31 et 19', 31' forment des couples d'outils et coopèrent dans la zone des deux faces du cylindre 14. Le cylindre 14 repose d'abord sur des embases des anneaux de sertissage 19, 19'. Au cours du rapprochement de l'arbre 25 des arbres 15, 15', les anneaux de sertissage 19, 31 et 19', 31' s'engagent les uns dans les autres, en sertissant les faces du cylindre 14, de sorte que ce dernier prend la forme et la position indiquées en trait mixte sur la figure 7.
Comme dans le dispositif de la première forme d'exécution, dans la forme de réalisation représentée à titre d'exemple sur les figures 7 et 8 les diamètres des outils de sertissage et du couteau séparateur sont ajustés de telle sorte l'un sur l'autre que le couteau 20 ne coupe que lorsque les faces du cylindre 14 sont complètement serties. Peu avant le commencement du découpage du cylindre initial 14, ce dernier est maintenu par les anneaux de sertissage 31, 44, 44' et 31' contre les bagues-supporte 22, 22'. Au cours du rapprochement consécutif de l'arbre porte-outil 25 des arbres 15, 15', la tranchant 41 du couteau 20 vient en contact de l'enveloppe 14 et la sépare en les deux enveloppes de boite 34, 34'.
En même temps, les extrémités d'enveloppe immédiatement adjacentes au point de coupe 45, 45' sont d'abord appli- quées par les bagues de sertissage 44, 44' contre les surfaces coniques 46,47 du couteau séparateur 20, pour être ensuite déplacées le long des parties extérieures des deux petites bases 42, 43 vers l'axe des arbres
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15,15', tout en étant serties en la forme indiquée en trait mixte sur la figure 8. Après l'application du cylindre 14 sur les couples d'anneaux 22, 22', ceux-ci cèdent radialement d'une faible distance en comprimant les couples de contre-anneaux 24, 24' lors du rapprochement ultérieur de l'arbre 25.
Après la fin de l'opération combinée'de coupe et de sertissage, l'arbre porte-outil 25 s'écarte à nouveau des arbres 15, 15', et ces derniers s'écartent l'un de l'autre, de sorte que l'on'peut maintenant retirer les enveloppes 34, 34' complètement serties sur chaque face des outils.
Dans le cas où il s'agit de diviser un cylindre primitif en plus de deux enveloppes de boite, les deux arbres porte-outil sont munis d'un nombre approprié de couteaux séparateurs 20 et d'anneaux de sertissage 44, 44' coopérant avec ces couteaux.