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"MACHINE SERVANT A FORMER LES FONDS DES RECIPIENTS
FABRIQUES A L'AIDE DE FLANS TUBULAIRES"
Cette invention est relative à la fabrication de flacons ou récipients en verre et, plus particulièrement, à une machine servant à munir de fonds des flans tubulaires de section transversale sensiblement ovale.
Un procédé de fabrication de flacons à partir de tube de verre consiste à chauffer un tronçon de tube ou "double flan" en un point compris entre ses extrémités, à tirer alors les parties froides du tube de façon à les éloigner l'une de l'autre pour resserrer la partie intermédiaire chauffée et, à l'aide d'une flamme vive, à compléter finalement le chauffage de la partie qui a été resserrée par l'opération de traction de façon à couper cette partie et,
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en même temps, à former un fond sur les deux portions ou flans élémentaires séparés. Dans certaines opérations, on presse le fond chauffé contre une plaque pour former un fond plat.
Il est toutefois difficile, lorsqu'on fabrique des récipients en verre à partir de flans tubulaires ayant une section transversale autre que circulaire, de former convenablement un fond sur ces flans, surtout si le fond doit possé- der une forme semi-ellipsoïde allongée, c'est-à-dire une forme arrondie et ovale.
Un des buts de cette invention est d'établir un mécanisme servant à effectuer la mise en position exacte, par rapport à un moule, d'un flan comportant une extrémité plastique chauffée qui est sensiblement fermée, le moule présentant une cavité de forme telle qu'il constitue un fond semi-ellipsoïde allongé sur le flan destiné à constituer un récipient.
Un autre but de l'invention est de transporter les flans ou tronçons de tube en regard de brûleurs pour chauffer la partie intermédiaire du flan avant l'opération de rétrécissement et de coupe, et de présenter alors ces flans à des mandrins qui effectuent leur mise en position par rapport aux moules.
L'invention a en outre pour objet un dispositif servant à admettre de l'air sous pression par les mandrins dans les extrémités ouvertes des flans au moment où leurs extrémités fermées sont présentées aux moules.
D'autres buts de l'invention seront mis en évidence au cours de la description donnée ci-après en se référant aux dessins annexés sur lesquels :
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La figure 1 est une vue en plan d'un mode de réalisation préféré de la machine suivant l'invention.
La figure 2 est une vue en plan partielle d'arbres et d'engrenages de transmission destinés à la commande de la machine.
La figure 3 est une vue de côté du mécanisme de transport et de transfert de la machine, dans sa position initiale.
Les figures 4,5 et 6 sont des vues analogues à la figure 3, représentant le mécanisme dans d'autres positions.
La figure 7 est une coupe partielle du transporteur d'amenée par la ligne 7-7 de la figure 1.
La figure 8 est une coupe partielle par la ligne 8-8 de la figure 4.
La figure 9 représente par une vue de face avec coupe verticale partielle les mandrins, le moule et le mécanisme de transfert,-par la ligne 9-9 de la figure 5.
La figure 10 est une vue de côté avec coupe partielle par la ligne 10-10 (fig. 2) d'un mécanisme de commande à engrènement intermittent.
La figure 11 est une vue de face avec coupe partielle par la ligne 11-11 (fig. 6) du mécanisme représenté sur la figure 9.
La figure 12 est une vue de face avec coupe partielle par la ligne 12-12 de la figure 4 du mécanisme de la figure 9.
La figure 13 est une vue de côté partielle du dispositif servant à élever et abaisser le moule.
La figure 14 est une coupe partielle du transporteur de départ par la ligne 14-14 (fig. 6).
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La figure 15 est une coupe analogue à la figure 14, mais par la ligne 15-15 de la figure 3.
La figure 16 est une vue de face des cames et du mécanisme de commande des mandrins.
La figure 17 est une vue de face partielle des mandrins de la figure 17.
La figure 18 est une vue perspective d'un tube muni d'un fond et fini sur la machine.
Sur les dessins, le bâti de la machine, composé de cornières ou de profilés analogues, est indiqué en 25 et possède la forme générale d'un caisson comprenant des montants 26, des longerons 27 et des traverses 28. A chacune des extrémités de la machine se trouve uh transporteur, le transporteur avant, ou d'amenée, étant représenté en 29, et le transporteur arrière, ou de départ, étant représenté en 31.
Entre les transporteurs sont disposés un dispositif de transfert 32 et une série de mandrins de serrage 33, 33', ceux-ci étant prévus au nombre de six, trois de chaque côté de la machine et les trois mandrins situés d'un côté étant placés en regard des trois mandrins situés de l'autre coté de façon que les deux mandrins opposés de chaque paire serrent simultanément les extrémités des flans en cours de façonnage comme il sera expliqué plus loin.
A l'extrémité avant du bâti (fig. 3) se trouve un mécanisme d'entraînement composé d'une paire de disques entaillés 34, dont les entailles 35 ont une forme telle qu'elles se prêtent à la réception de flans tubulaires 36, ayant une forme généralement ovale en section. Ces disques entrent en prise avec les flans contenus dans une trémie 37 et les amènent au transporteur 29. Une lame de ressort
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39 retarde la mise en liberté des flans jusqu'au moment où ils sont déposés sur le transporteur à des intervalles ré- guliers..Comme il ressort des figures 3, 7 et 8, le transporteur avant comprend deux chaînes 41, 41' à chacune desquelles sont fixés quatre chariots 42.
Chaque chariot est composé d'une série de blocs ou maillons 43, au nombre de six dans le présent exemple, fixés aux chaînes 41 et percés en 44 pour constituer un palier destiné à supporter des arbres 45 à l'une des extrémités de chacun desquels est fixé un disque porte-flans 46. Des pignons à chaîne 47 sont fixés à l'autre extrémité des arbres 45, et sur ces pignons passent des chaînes plus petites 48 qui glissent sur des chemins 49 et sont entraînées par un pignon à chaîne 51. Chacune des chaînes 41 passe sur des pignons à chaîne 52, 52' portés par des arbres 53, 53' dont l'un est actionné par un dispositif qu'on décrira plus loin. On voit que, lorsque les chariots sont entraînés à une vitesse relativement faible, les disques 46 sont mis en rotation par les petites chaînes 48, qui se meuvent à une vitesse plus grande que les chaînes 41.
Il s'ensuit que les flans 36 tournent pendant qu'ils passent audessus d'une série de brûleurs préchauffeurs 54 longitudinalement alignés entre les chaînes transporteuses. On voit aussi que les divers flans sont supportés par quatre disques, deux de chaque côté du brûleur, et transportés en regard des brûleurs tout en restant à une certaine distance l'un de l'autre. Des plaques de guidage 55 assurent une position exacte des flans par rapport au brûleur.
Après que trois flans ont été- préchauffés sur une partie intermédiaire de leur longueur, ils sont enlevés du chariot et élevés par le dispositif de transfert 32. Ce dis-
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positif,comprend une paire intérieure de crémaillères 56, 56' présentant chacune six entailles rectangulaires distantes 57 et une paire de crémaillères extérieures 58, 58' ayant la moitié de la longueur des crémaillères intérieures et présentant chacune trois entailles 59 analogues aux entailles 57. Ces entailles sont séparées d'une distance égale à celle qui sépare trois des maillons du chariot 42 ainsi qu'à celle qui sépare les axes des mandrins adjacents 33, 33'. Il y a lieu de noter que la largeur des entailles 57, 59 est un peu plus grande que l'axe majeur de la section du flan.
Par suite, sous l'action de la pesanteur, chacun des flans tend à occuper une position dans laquelle l'axe majeur est horizontal pendant que le flan repose sur les crémaillères de transfert. Ceci assure une position exacte des flans par rapport aux mandrins 61 comme il sera expliqué plus loin.
Les crémaillères de transfert sont entraînées suivant un chemin généralement rectangulaire par un mécanisme représenté sur les figures 3 à 6 et sur la figure 8. Sur une partie fixe du bâti pivote en 62 un bras 63. L'autre extrémité du bras 63 est reliée par un assemblage à goujon et fente 64 à un coulisseau 65 animé d'un mouvement vertical, ce coulisseau étant muni d'une tête en forme de T 66 présentant une fente 67. Une came 68 portée par l'arbre 53' coopère avec un galet 69 porté par le bras 63 de façon à faire pivoter celui-ci et communiquer ainsi un mouvement de monte et baisse au coulisseau 65. Chaque crémaillère est munie d'une portion en forme de barre pendante 72 qui coulisse dans des glissières 73 présentant des fentes verticales 74 et chaque barre 72 porte une goupille 75 coulissant dans la fente 74.
A travers les glissières 73 passent un arbre
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76 qui tourne dans les dites glissières et pprte, goupillés sur lui, une série de bras de manivelle 77. Quatre de ces bras sonterespectivement reliés de façon pivotante à l'une des extrémités de quatre bielles 78, celles-ci étant reliées par leur autre extrémité aux goupilles 75. Un cinquième bras de manivelle 77' est goupillé sur l'arbre 76 et relié à une goupille 75' à l'aide d'une bielle 76', la goupille 75' coulissant dans la fente 74 de la glissière 73' ainsi que dans la fente 67 du coulisseau 65. On voit par conséquent que lorsque le coulisseau 65 monte ou baisse, les bras 77, 77' pivotent, élevait ou abaissant ainsi les crémaillères.
En plus du mouvement de monte et baisse des crémaillères, un mouvement de va-et-vient horizontal est communiqué aux dites crémaillères par deux barres 79 fixées à un organe de base coulissant 81 sur lequel sont montées les glissières 73. Une partie de chaque barre 79 est munie de dents de crémaillère 82 engrenant avec deux pignons 83 calés sur un arbre 84 sur lequel est en outre calé un second pignon 85 qui engrène avec une crémaillère verticale 86. Les barres 79 sont munies de contre-poids 87 qui tendent à les tirer vers la droite, en regardant les figures 5 et 6. Il est évident toutefois que, lorsque la crémaillère 86 reçoit un mouvement d'élévation d'une came 88, les crémaillères 79 se meuvent vers la gauche, les diverses crémaillères occupant alors la position représentée sur les figures 3 et 4.
Sur les figures 8, 9, 11, 12 et 13, on a représenté un moule 89 présentant des cavités semi-ellipsoïdes allongées 91 qui sont destinées à façonner les fonds des flans après que ceux-ci ont été rétrécis par des brûleurs 92. On notera que les axes majeurs des cavités sont situés dans un plan horizontal. Comme il sera expliqué plus loin, des¯mandrins
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se faisant face et prévus à raison de brois mandrins de chaque côté de la machine serrent les extrémités du flan et font tourner ce flan pendant qu'il est exposé à la flamme des brûleurs 92, comme représenté sur la figure 11. Les mandrins sont alors séparés de façon qu'ils tirent ou allongent la partie rétrécie du tube, la flamme coupant alors le verre pour séparer les moitiés du flan.
En raison de la rotation des flans tubulaires et de l'action des flammes, des fonds fermés sont constitués sur ces flans. Des brûleurs 93 disposés obliquement par rapport aux brûleurs 92 reçoivent alors un mouvement d'abaissement pour arrondir le fond du récipient et rassembler ou distribuer uniformément le verre qui constitue ce fond. Les flans pourvus d'un fond continuent à être séparés l'un de l'autre par la continuation du mouvement latéral des mandrins. Le moule 89 est alors élevé de la position de la figure 9 à une position où les cavités 91 sont alignées avec les axes des mandrins. ce moment, la rotation des mandrins est interrompue par des moyens qui seront expliqués plus loin et les mandrins sont déplacés vers l'intérieur et vers le moule de façon que les extrémités fermées des flans viennent coïncider avec les cavités (fig. 12).
Le fonctionnement du mécanisme servant à faire tourner les mandrins par intermittence est réglé dans le temps de telle sorte que l'axe long de chaque récipient se trouve dans un plan horizontal au commencement et à l'achèvement àe la rotation du mandrin, cet axe coïncidant avec l'axe de la cavité de moulage servant à façonner le fond du récipient. Chaque mandrin présente un alésage central communiquant par un conduit 94 avec une conduite d'alimentation d'air 95. Des
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soupapes à air appropriées s'ouvrent lorsque le fond du flan coïncide avec une cavité de moulage pour admettre de l'air sous pression dans l'extrémité ouverte du récipient de façon à presser ou refouler le fond du dit récipient contre les côtés de la cavité et à façonner ainsi exactement ce fond.
Au moment où l'air est admis à l'intérieur des récipients, les mandrins 33, 33' s'ouvrent et libèrent'les récipients, mais ils les serrent ensuite de nouveau pour les tirer à l'écart du moule.
Les figures 16 et 17 représentent les mandrins et leur mécanisme de commande. Un arbre longitudinal central 96 porte quatre cames 97, 97' et 98, 98' et est actionné en synchronisme avec le dispositif de transport et de transfert.
Les cames 97, 97' sont identiques mais décalées de 180 l'uneppar rapport'à l'autre pour communiquer aux mandrins qui se trouvent de part et d'autre de la machine des mouvements semblables mais opposés. Il en est de même des cames 98, 98' qui ouvrent et ferment les mandrins. Les trois mandrins qui se trouvent de chaque côté de la machine sont montés sur un coulisseau 99 lui-même monté sur un socle 101. Chaque mandrin comprend deux mâchoires pivotantes 102 fixées à des goupilles 103 qui tourillonnent dans un boîtier 104.
A ces goupilles sont aussi fixés deux bras 105 qui sont sollicités radialement vers l'intérieur par des ressorts 106 mais sont destinés à être repoussés dans la direction opposée, en surmontant la pression des ressorts, par une came conique à mouvement de va-et-vient 107. Les mâchoires sont pourvues de faces de serrage courbes qui possèdent un rayon relativement grand, de sorte qu'elles serrent les flans de telle manière
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que leurs axes majeurs passent sensiblement par les goupilles 103 lorsque celles-ci sont situées dans un plan horizontal. Ceci est la position fixe qu'occupent normalement les mâchoires du mandrin lorsque les flans sont serrés par elles et qu'ils sont présentés aux moules.
Les cames 107 sont déplacées vers l'extérieur pour desserrer les mâchoires et vers l'intérieur pour permettre aux mâchoires de se fermer par un mécanisme comprenant des cames 98, 98', un bras pivotant 108 qui est supporté par un arbre 109 tourillonnant dans le bâti 25,ce bras étant muni d'un prolongement latéral 111 et d'un galet 112, un coulisseau 113 et un levier coudé 114 pivotant en 115 sur le coulisseau 99.
Le coulisseau 113 porte une goupille 116 qui coopère avec une fente 117 du bras 108 , et le levier coudé 114 porte à l'extrémité de ses bras des goupilles 118, 119 qui coopèrent respectivement avec une fente 121 du coulisseau 113 et une gorge d'un collier 122 fixé à la came 107. On voit que la position du bras 108 détermine la hauteur de la fente 121, qui effectue à son tour la mise en position des cames 107 pour ouvrir ou fermer les mâchoires des mandrins. Il est évident que, quelle que soit la hauteur de la fente 121, les mandrins peuvent se rapprocher ou s'éloigner du moule sans que leurs mâchoires se desserrent, étant donné que l'axe de support du levier coudé 114 se meut avec le coulisseau 99.
Sur l'arbre 109 est en outre monté fou un bras 123 muni d'un prolongement latéral 124 portant un galet 125, celui-ci coopérant avec la came 97 ou la came 97', suivant le cas. Le bras 123 est fourchu et porte un galet 126 qui est engagé dans une chape 127 fixée au coulisseau 99.
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On expliquera l'action de la came 97 en se référant à la figure 16. Les mandrins sont maintenus dans leur position rappelée par la partie a--b des cames, après quoi les mandrins opposés de chaque paire suivent la partie b--c pour se mouvoir vers l'intérieur et entrer en prise avec les extrémités d'un flan. Un léger mouvement des mandrins vers l'extérieur, correspondant à la partie c--d des cames, rattrape le jeu susceptible d'exister et centre le flan. Pendant cette période, la flamme vive 92 fond le flan au milieu de sa longueur. Les mandrins sont alors éloignés l'un de l'autre par des rampes d--e, en vue de séparer le flan en deux moitiés, la distance de séparation étant indiquée par des lignes pointillées sur la figure 11.
Les mandrins suivent alors la partie e--f des cames pour placer les extrémités chauffées des moitiés au-dessous des brûleurs de fond 93, comme indiqué par la ligne de traits mixtes sur la figure 11.
Les rampes f--g des cames éloignent les mandrins suffisamment l'un de l'autre pour permettre au moule 89 d'être élevé jusqu'à la position de la figure 12, puis les mandrins desserrent momentanément les flans pour leur permettre de reposer sur les'crémaillères pendant que s'effectue l'introduction d'air comprimé dans les flans en vue de refouler leurs fonds dans les cavités de moulage. Les mandrins entrent de nouveau en prise avec les flans et sont séparés par la partie g--a et, pendant ce mouvement, les flans sont de nouveau desserrés et déposés sur les crémaillères.
Le dispositif servant à abaisser et élever le moule 89 est représenté sur la figure 13 sur laquelle on voit que le moule est supporté par une tige 128 coulissant dans un
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palier vertical 129. Sur une partie fixe de la machine pivote en 132 un bras 131 qui est relié par un assemblage à goujon et fente 133 à une des extrémités de la tige 128 et dont l'autre extrémité repose sur une came 134 portée par l'arbre 53', dont la rotation est réglée dans le temps de fa- çon que le moule s'élève et s'abaisse en synchronisme avec le mouvement latéral des mandrins.
Lorsque les mandrins se sont éloignés des récipients, ceux-ci reposent sur les crémaillères de transfert 56, 56', 58, 58' (fig. 4). Les crémaillères de transfert sont alors entraînées vers le transporteur arrière 31 par les contrepoids 87, la partie haute de la came 88 s'étant dégagée de la crémaillère 86 comme indiqué sur la figure 5. Le dispositif de transfert s'abaisse alors à la position de la figure 6, les récipients étant déposés sur des chariots 42', analogues aux chariots 42 du transporteur avant, lesquels chariots 42' portent des disques 46' qui sont actionnés par une chaîne 48' pour faire tourner les flans munis d'un fond pendant leur mouvement vers l'extrémité de sorbie de la machine.
Bien que deux paires de disques opposés suffisent pour supporter le flan sur le transporteur 29, on voit que, en raison de la séparation du flan en deux moitiés, on a prévu une série supplémentaire de disques 46" et le diamètre de ces disques est plus petit que celui des disques 46' de façon que l'axe longitudinal du récipient soit incliné. En inclinant ainsi les récipients, on assure leur appui contre une plaque de guidage 135 régnant lengitudinalement à la machine à midistance entre les côtés de celle-ci.
De chaque côté de la machine se trouve un boîtier 137 duquel s'étendent vers
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l'avant des plaques de guidage latérales 136 et dans lequel sont disposés des brûleurs 138 servant à ramollir les bords des extrémités ouvertes des récipients pour uniformiser ces bords. Après que les bords ont été uniformisés, le transporteur arrière dépose les récipients finis sur un plan incliné 159 .duquel ils glissent dans un réceptacle (non représenté).
Les figures 1, 2 et 10 représentent certains des arbres et engrenages prévus pour la commande de la machine.
D'autres arbres et engrenages n'ont pas été représentés parce qu'ils sont identiques à ceux représentés et qu'ils actionnent des mécanismes analogues prévus sur le côté opposé de la machine. Un moteur 142 actionne un arbre 143 à l'aide d'une courroie ou chaîne 144 et d'un engrenage réducteur approprié logé dans un carter 145. Un arbre 146 est entraîné à la même vitesse que l'arbre 143 grâce à des roues dentées 147, 148. Les arbres 143 et 146 portent chacun une vis sans fin 149 qui coopère avec des roues à vis sans fin 151 fixées respectivement à des arbres 150 et 150'.
Ceux-ci entraînent respectivement à l'aide de chaînes ou de courroies 160 des arbres 53'et 153', ce dernier actionnant une roue à chaîne 152' qui, avec la roue à chaîne 152, supporte et entraîne le transporteur arrière 31. A l'arbre 2± recevant sa commande de l'arbre 150 par un engrenage conique 154 sont fixées les cames de commande des mandrins. Comme représenté sur la figure 10, à l'arbre 150 est aussi fixée une roue à denture partielle 155 qui coopère avec une autre'roue à denture partielle 156 pour entraîner l'arbre 157 par intermittence.
Sur l'arbre 157 sont calées des roues dentées
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158 engrenant avec des roues dentées 159 portées par un arbre 159' qui, à l'aide de courroies à maillons 161 et de pignons à chaîne 162 reliés à un arbre 159', actionne un arbre 163. Les arbres mentionnés en dernier lieu font tourner les mandrins 33, 33' à l'aide d'un engrenage 164 visible sur les figures 1 et 16. On voit ainsi que les mandrins tournent par intermittence et en synchronisme avec la rotation de l'arbre 53.
L'arbre 96 est aussi relié à l'arbre 165 par une courroie ou chaîne 166. L'arbre 165 porte une série de cames 167 destinées à ouvrir et fermer des soupapes qui commandent l'arrivée et le départ d'air et de gaz aux brûleurs 92, 93 et d'air aux conduites d'alimentation 95. L'arbre 165 entraîne à l'aide d'une chaîne 169 l'arbre 168 qui, à l'aide de roues d'angle 171, entraîne à son tour les arbres 51, 51' qui actionnent les petites chaînes 48, 48'. La came 172 portée par l'arbre 168 actionne un mécanisme servant à élever et abaisser les brûleurs 92 et 93 en synchronisme avec la commande des mandrins.
A l'achèvement de la rotation des mandrins, il est bon de freiner l'arbre 169' et, à cet effet, un frein 173 (fig. 1) est amené en prise avec cet arbre par une came 174 de l'arbre 96. Ceci assure une mise en position exacte des flans dans les cavités de moulage 91.
Le fonctionnement et les buts de l'appareil ressortent de la description qui précède. On voit que les flans sont déposés sur le transporteur 29 à une certaine distance les uns des autres, de sorte qu'ils reposent sur des paires de disques rotatifs qui les font tourner autour de leurs axes longitudinaux pendant le stade de chauffage préliminaire.
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Ce chauffage préliminaire empêche le risque de rupture des flans au moment où ceux-ci atteignent les brûleurs de coupe et de façonnage. En quittant le transporteur avant, les flans sont déposés trois à la fois sur les crémaillères de transfert qui les disposent avec leurs axes majeurs horizontaux et à l'alignement des mandrins. Aussitôt que les mandrins ont serré les flans, ils sont mis en rotation et chauffés par les brûleurs de coupe et de façonnage.'Les mandrins séparent alors les flans, qui sont maintenant en deux parties, et le moule s'élève jusqu'à ce que leurs cavités soient arrivées au même niveau que les centres des mandrins.
Ceux-ci font alors mouvoir les flans, dont les fonds fermés sont encore chauds et plastiques, et les engagent dans les moules, puis desserrent momentanément ces flans pendant que l'air est admis dans leur extrémité ouverte pour forcer les fonds dans les cavités et façonner ainsi convenablement les fonds. Après le moulage, les mandrins dégagent les flans du moule, les crémaillères de transfert s'élèvent pour recevoir les flans et les mandrins desserrent ceux-ci et s'éloignent du centre de la machine pour leur permettre de reposer sur les crémaillères. Le dispositif de transfert amène alors les flans pourvus d'un fond au transporteur arrière, en même temps qu'il amène trois autres flans du transporteur avant à l'alignement des mandrins.
On remarquera que les transporteurs et le dispositif de transfert sont entraînés d'une façon continue et que les mandrins sont actionnés par intermittence mais à des intervalles de temps réglés de telle sorte que les flans
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sont transportés automatiquement à travers la machine et que trois frans sont moulés simultanément. Les flammes de coupe et de façonnage reçoivent aussi un mouvement d'éléva- tion et d'abaissement en synchronisme avec les mandrins, et il en est de même des soupapes qui commandent l'admission d'air aux extrémités ouvertes des flans et l'admission d'air et de gaz aux brûleurs. Il s'ensuit que les flans sont amenés aux biûleurs, façonnés et évacués successivement.
La mise en position des flans tubulaires ovales est effectuée très exactement de façon que les récipients soient convenablement façonnés, bien que ceci ait lieu très rapidement et avec le minimum d'opération manuelle. -,, part la tâche qui incombe à l' uvrier desservant la machine et qui consiste à maintenir la trémie remplie de flans et à enlever les récipients finis du réceptacle prévu à l'extrémité de sortie, il n'est uère besoin d'effectuer un réglage manuel des pièces dès que la machine a commencé à fonctionner.
On a dit que les flans moulés simultanément sont au nombre de trois, mais il est évident que, avec de légers changements, on pourrait façonner simultanément un nombre de flans supérieur ou inférieur à trois. Les formes particulières de transporteurs, de mécanisme de transfert et de mandrins sont celles qui ont été incorporées à une machine fonctionnant, mais il est bien entendu qu'elles ne doivent pas être considérées comme limitant l'invention, celle-ci étant au contraire susceptible de recevoir diverses modifications sans s'écarter de son esprit.
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"MACHINE SERVING TO FORM THE BOTTOMS OF CONTAINERS
MANUFACTURED USING TUBULAR BLANKETS "
This invention relates to the manufacture of glass bottles or containers and, more particularly, to a machine for providing bottoms of tubular blanks of substantially oval cross section.
A method of manufacturing flasks from glass tubes consists in heating a section of tube or "double blank" at a point between its ends, then pulling the cold parts of the tube so as to move them away from one of the ends. 'another to tighten the heated intermediate part and, using an open flame, to finally complete the heating of the part which has been tightened by the pulling operation so as to cut this part and,
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at the same time, in forming a base on the two separate elementary portions or blanks. In some operations, the heated bottom is pressed against a plate to form a flat bottom.
However, when making glass containers from tubular blanks having a cross-section other than circular, it is difficult to properly form a bottom on these blanks, especially if the bottom is to have an elongated semi-ellipsoid shape, that is, a rounded and oval shape.
One of the objects of this invention is to establish a mechanism serving to effect the exact positioning, relative to a mold, of a blank comprising a heated plastic end which is substantially closed, the mold having a shaped cavity such as 'it constitutes a semi-ellipsoid bottom elongated on the blank intended to constitute a container.
Another object of the invention is to transport the blanks or tube sections facing burners to heat the intermediate part of the blank before the shrinking and cutting operation, and then to present these blanks to mandrels which carry out their setting. in position relative to the molds.
The invention further relates to a device for admitting pressurized air through the mandrels into the open ends of the blanks at the moment when their closed ends are presented to the molds.
Other objects of the invention will become apparent during the description given below with reference to the appended drawings in which:
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Figure 1 is a plan view of a preferred embodiment of the machine according to the invention.
Figure 2 is a partial plan view of shafts and transmission gears for controlling the machine.
Figure 3 is a side view of the machine's transport and transfer mechanism, in its initial position.
Figures 4, 5 and 6 are views similar to Figure 3, showing the mechanism in other positions.
Figure 7 is a partial section of the supply conveyor via line 7-7 of Figure 1.
Figure 8 is a partial section taken on line 8-8 of Figure 4.
FIG. 9 represents a front view with partial vertical section of the mandrels, the mold and the transfer mechanism, by line 9-9 of FIG. 5.
Fig. 10 is a side view partially sectioned along line 10-10 (Fig. 2) of an intermittent engagement control mechanism.
Figure 11 is a front view partially sectioned by line 11-11 (Fig. 6) of the mechanism shown in Figure 9.
Figure 12 is a front view partially sectioned by line 12-12 of Figure 4 of the mechanism of Figure 9.
Figure 13 is a partial side view of the device for raising and lowering the mold.
Figure 14 is a partial section of the starting conveyor along line 14-14 (Fig. 6).
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Figure 15 is a section similar to Figure 14, but taken along line 15-15 of Figure 3.
Figure 16 is a front view of the cams and the mandrel control mechanism.
Figure 17 is a partial front view of the chucks of Figure 17.
Figure 18 is a perspective view of a tube provided with a bottom and finished on the machine.
In the drawings, the frame of the machine, composed of angles or similar profiles, is indicated at 25 and has the general shape of a box comprising uprights 26, side members 27 and cross members 28. At each end of the The machine is located on a conveyor, the front or feed conveyor being shown at 29 and the rear or starting conveyor being shown at 31.
Between the conveyors are arranged a transfer device 32 and a series of clamping mandrels 33, 33 ', these being six in number, three on each side of the machine and the three mandrels located on one side being placed facing the three mandrels located on the other side so that the two opposite mandrels of each pair simultaneously clamp the ends of the blanks being shaped as will be explained below.
At the front end of the frame (fig. 3) is a drive mechanism made up of a pair of notched discs 34, the notches 35 of which have a shape such that they lend themselves to the reception of tubular blanks 36, generally oval in section. These discs engage with the blanks contained in a hopper 37 and bring them to the conveyor 29. A leaf spring
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39 delays the release of the blanks until they are deposited on the conveyor at regular intervals. As can be seen from Figures 3, 7 and 8, the front conveyor comprises two chains 41, 41 'at each of which are fixed four carriages 42.
Each carriage is composed of a series of blocks or links 43, six in number in the present example, fixed to chains 41 and drilled at 44 to constitute a bearing intended to support shafts 45 at one end of each of which a blank holder disc 46 is attached. Chain sprockets 47 are attached to the other end of the shafts 45, and over these sprockets pass smaller chains 48 which slide on tracks 49 and are driven by a chain sprocket 51 Each of the chains 41 passes over chain sprockets 52, 52 'carried by shafts 53, 53', one of which is actuated by a device which will be described later. It can be seen that when the carriages are driven at a relatively low speed, the discs 46 are rotated by the small chains 48, which move at a greater speed than the chains 41.
As a result, the blanks 36 rotate as they pass over a series of preheater burners 54 longitudinally aligned between the conveyor chains. It can also be seen that the various blanks are supported by four discs, two on each side of the burner, and transported opposite the burners while remaining at a certain distance from each other. Guide plates 55 ensure an exact position of the blanks relative to the burner.
After three blanks have been preheated over an intermediate portion of their length, they are removed from the carriage and lifted by transfer device 32. This dis-
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positive, comprises an inner pair of racks 56, 56 'each having six distant rectangular notches 57 and a pair of outer racks 58, 58' having half the length of the inner racks and each having three notches 59 similar to the notches 57. These notches are separated by a distance equal to that which separates three of the links of the carriage 42 as well as that which separates the axes of the adjacent mandrels 33, 33 '. It should be noted that the width of the notches 57, 59 is a little greater than the major axis of the section of the blank.
Consequently, under the action of gravity, each of the blanks tends to occupy a position in which the major axis is horizontal while the blank rests on the transfer racks. This ensures an exact position of the blanks with respect to the mandrels 61 as will be explained later.
The transfer racks are driven along a generally rectangular path by a mechanism shown in Figures 3 to 6 and in Figure 8. On a fixed part of the frame, an arm 63 pivots at 62. The other end of the arm 63 is connected by a pin and slot assembly 64 to a slide 65 driven in a vertical movement, this slide being provided with a T-shaped head 66 having a slot 67. A cam 68 carried by the shaft 53 'cooperates with a roller 69 carried by the arm 63 so as to make the latter pivot and thus communicate an up and down movement to the slide 65. Each rack is provided with a portion in the form of a hanging bar 72 which slides in guides 73 having slots vertical 74 and each bar 72 carries a pin 75 sliding in the slot 74.
A tree passes through the slides 73
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76 which rotates in said slides and pprte, pinned to it, a series of crank arms 77. Four of these arms are respectively pivotally connected to one of the ends of four connecting rods 78, these being connected by their other end to the pins 75. A fifth crank arm 77 'is pinned to the shaft 76 and connected to a pin 75' using a connecting rod 76 ', the pin 75' sliding in the slot 74 of the slide 73 'as well as in the slot 67 of the slider 65. It can therefore be seen that when the slider 65 goes up or down, the arms 77, 77' pivot, thus raising or lowering the racks.
In addition to the up and down movement of the racks, a horizontal back-and-forth movement is communicated to said racks by two bars 79 fixed to a sliding base member 81 on which the slides 73 are mounted. A part of each bar 79 is provided with rack teeth 82 meshing with two pinions 83 wedged on a shaft 84 on which is further wedged a second pinion 85 which meshes with a vertical rack 86. The bars 79 are provided with counterweights 87 which tend to them. pull to the right, looking at Figures 5 and 6. It is evident, however, that when the rack 86 receives an upward movement from a cam 88, the racks 79 move to the left, the various racks then occupying the position shown in Figures 3 and 4.
In FIGS. 8, 9, 11, 12 and 13, there is shown a mold 89 having elongated semi-ellipsoid cavities 91 which are intended to shape the bottoms of the blanks after these have been narrowed by burners 92. note that the major axes of the cavities are located in a horizontal plane. As will be explained later, ¯ mandrels
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facing each other and provided at the rate of grind mandrels on each side of the machine clamp the ends of the blank and rotate this blank while it is exposed to the flame of the burners 92, as shown in figure 11. The mandrels are then separated so that they pull or elongate the narrowed part of the tube, the flame then cutting through the glass to separate the halves of the blank.
Due to the rotation of the tubular blanks and the action of the flames, closed bottoms are formed on these blanks. Burners 93 disposed obliquely with respect to the burners 92 then receive a lowering movement to round the bottom of the container and to collect or uniformly distribute the glass which constitutes this bottom. The blanks provided with a bottom continue to be separated from each other by the continued lateral movement of the mandrels. The mold 89 is then raised from the position of FIG. 9 to a position where the cavities 91 are aligned with the axes of the mandrels. At this moment, the rotation of the mandrels is interrupted by means which will be explained later and the mandrels are moved inwardly and towards the mold so that the closed ends of the blanks coincide with the cavities (fig. 12).
The operation of the mechanism used to rotate the mandrels intermittently is regulated in time so that the long axis of each container lies in a horizontal plane at the beginning and at the end of the rotation of the mandrel, this axis coinciding. with the axis of the mold cavity serving to shape the bottom of the container. Each mandrel has a central bore communicating via a duct 94 with an air supply duct 95.
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suitable air valves open when the bottom of the blank coincides with a mold cavity to admit pressurized air into the open end of the container so as to press or force the bottom of said container against the sides of the cavity and thus shaping exactly this background.
As air is admitted into the interior of the containers, the mandrels 33, 33 'open and release the containers, but then squeeze them again to pull them away from the mold.
Figures 16 and 17 show the mandrels and their operating mechanism. A central longitudinal shaft 96 carries four cams 97, 97 'and 98, 98' and is actuated in synchronism with the transport and transfer device.
The cams 97, 97 'are identical but offset by 180 relative to each other to communicate to the mandrels which are on either side of the machine similar but opposite movements. The same is true of the cams 98, 98 'which open and close the mandrels. The three mandrels which are on each side of the machine are mounted on a slide 99 which is itself mounted on a base 101. Each mandrel comprises two pivoting jaws 102 fixed to pins 103 which are journaled in a housing 104.
To these pins are also fixed two arms 105 which are urged radially inwards by springs 106 but are intended to be pushed in the opposite direction, overcoming the pressure of the springs, by a conical cam with reciprocating movement. comes 107. The jaws are provided with curved clamping faces which have a relatively large radius, so that they clamp the blanks in such a way
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that their major axes pass substantially through the pins 103 when the latter are located in a horizontal plane. This is the fixed position that the mandrel jaws normally occupy when the blanks are clamped by them and presented to the molds.
The cams 107 are moved outward to loosen the jaws and inward to allow the jaws to close by a mechanism comprising cams 98, 98 ', a swivel arm 108 which is supported by a shaft 109 journaled in the shaft. frame 25, this arm being provided with a lateral extension 111 and a roller 112, a slide 113 and an angled lever 114 pivoting at 115 on the slide 99.
The slide 113 carries a pin 116 which cooperates with a slot 117 of the arm 108, and the angled lever 114 carries at the end of its arms pins 118, 119 which respectively cooperate with a slot 121 of the slide 113 and a groove of a collar 122 fixed to the cam 107. It can be seen that the position of the arm 108 determines the height of the slot 121, which in turn effects the positioning of the cams 107 to open or close the jaws of the chucks. It is evident that, whatever the height of the slot 121, the mandrels can move towards or away from the mold without their jaws loosening, since the supporting axis of the elbow lever 114 moves with the slide. 99.
On the shaft 109 is furthermore mounted an arm 123 provided with a lateral extension 124 carrying a roller 125, the latter cooperating with the cam 97 or the cam 97 ', as the case may be. The arm 123 is forked and carries a roller 126 which is engaged in a yoke 127 fixed to the slide 99.
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The action of cam 97 will be explained with reference to Fig. 16. The mandrels are held in their recalled position by part a - b of the cams, after which the opposing mandrels of each pair follow part b - c. to move inward and engage the ends of a blank. A slight outward movement of the mandrels, corresponding to the part c - d of the cams, takes up any play that may exist and centers the blank. During this period, the live flame 92 melts the blank in the middle of its length. The mandrels are then moved away from each other by ramps d - e, in order to separate the blank into two halves, the separation distance being indicated by dotted lines in FIG. 11.
The mandrels then follow the e - f portion of the cams to place the heated ends of the halves below the bottom burners 93, as indicated by the dashed line in Figure 11.
The ramps f - g of the cams move the mandrels far enough from each other to allow the mold 89 to be raised to the position of figure 12, then the mandrels momentarily loosen the blanks to allow them to rest. on les'crémaillères while the introduction of compressed air into the blanks is carried out in order to force their bottoms into the mold cavities. The mandrels again engage the blanks and are separated by part g - a and, during this movement, the blanks are again loosened and deposited on the racks.
The device for lowering and raising the mold 89 is shown in FIG. 13 in which it can be seen that the mold is supported by a rod 128 sliding in a
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vertical bearing 129. On a fixed part of the machine, an arm 131 pivots at 132 which is connected by a pin and slot assembly 133 to one end of the rod 128 and the other end of which rests on a cam 134 carried by the 'shaft 53', the rotation of which is regulated in time so that the mold rises and falls in synchronism with the lateral movement of the mandrels.
When the mandrels have moved away from the containers, the latter rest on the transfer racks 56, 56 ', 58, 58' (FIG. 4). The transfer racks are then driven towards the rear conveyor 31 by the counterweights 87, the upper part of the cam 88 having disengaged from the rack 86 as shown in FIG. 5. The transfer device is then lowered to the position. of FIG. 6, the containers being placed on carriages 42 ', similar to the carriages 42 of the front conveyor, which carriages 42' carry discs 46 'which are actuated by a chain 48' to rotate the blanks provided with a bottom during their movement towards the sorbie end of the machine.
Although two pairs of opposing discs are sufficient to support the blank on conveyor 29, it is seen that, due to the separation of the blank into two halves, an additional set of discs 46 "has been provided and the diameter of these discs is larger. smaller than that of the discs 46 'so that the longitudinal axis of the container is inclined By thus tilting the containers, they are supported against a guide plate 135 ruling longitudinally to the machine midway between the sides of the latter.
On each side of the machine is a housing 137 from which extend towards
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the front of the side guide plates 136 and in which are disposed burners 138 serving to soften the edges of the open ends of the containers to uniform these edges. After the edges have been smoothed out, the rear conveyor deposits the finished containers on an inclined plane 159 where they slide into a receptacle (not shown).
Figures 1, 2 and 10 show some of the shafts and gears provided for controlling the machine.
Other shafts and gears have not been shown because they are identical to those shown and they actuate similar mechanisms provided on the opposite side of the machine. A motor 142 drives a shaft 143 by means of a belt or chain 144 and an appropriate reduction gear housed in a housing 145. A shaft 146 is driven at the same speed as the shaft 143 by means of toothed wheels. 147, 148. The shafts 143 and 146 each carry a worm 149 which cooperates with worm wheels 151 respectively attached to shafts 150 and 150 '.
These drive respectively using chains or belts 160 shafts 53 ′ and 153 ′, the latter actuating a chain wheel 152 ′ which, together with chain wheel 152, supports and drives the rear conveyor 31. A the shaft 2 ± receiving its control from the shaft 150 by a bevel gear 154 are fixed the mandrel control cams. As shown in Fig. 10, to the shaft 150 is also attached a partially toothed wheel 155 which cooperates with another partially toothed wheel 156 to drive the shaft 157 intermittently.
On the shaft 157 are cogwheels
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158 meshing with toothed wheels 159 carried by a shaft 159 'which, by means of link belts 161 and chain sprockets 162 connected to a shaft 159', actuates a shaft 163. The last mentioned shafts rotate the mandrels 33, 33 'using a gear 164 visible in Figures 1 and 16. It can be seen that the mandrels rotate intermittently and in synchronism with the rotation of the shaft 53.
Shaft 96 is also connected to shaft 165 by a belt or chain 166. Shaft 165 carries a series of cams 167 intended to open and close valves which control the inflow and outflow of air and gas. to the burners 92, 93 and air to the supply pipes 95. The shaft 165 drives by means of a chain 169 the shaft 168 which, by means of angle wheels 171, drives at its turn the shafts 51, 51 'which actuate the small chains 48, 48'. The cam 172 carried by the shaft 168 actuates a mechanism for raising and lowering the burners 92 and 93 in synchronism with the control of the mandrels.
On completion of the rotation of the mandrels, it is good to brake the shaft 169 'and, for this purpose, a brake 173 (fig. 1) is brought into engagement with this shaft by a cam 174 of the shaft 96 This ensures exact positioning of the blanks in the mold cavities 91.
The operation and purposes of the apparatus emerge from the foregoing description. It is seen that the blanks are deposited on the conveyor 29 at a certain distance from each other, so that they rest on pairs of rotating discs which rotate them around their longitudinal axes during the preliminary heating stage.
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This preliminary heating prevents the risk of the blanks breaking when they reach the cutting and shaping burners. Leaving the front conveyor, the blanks are deposited three at a time on the transfer racks which arrange them with their major axes horizontal and in alignment with the mandrels. As soon as the mandrels squeeze the blanks, they are rotated and heated by the cutting and shaping burners. 'The mandrels then separate the blanks, which are now in two parts, and the mold rises until that their cavities have arrived at the same level as the centers of the mandrels.
These then move the blanks, whose closed bottoms are still hot and plastic, and engage them in the molds, then momentarily loosen these blanks while the air is admitted into their open end to force the bottoms into the cavities and thus suitably shape the backgrounds. After molding, the mandrels release the blanks from the mold, the transfer racks rise to receive the blanks, and the mandrels loosen these and move away from the center of the machine to allow them to rest on the racks. The transfer device then feeds the bottomed blanks to the rear conveyor, at the same time as it brings three other blanks from the front conveyor to the alignment of the mandrels.
It will be noted that the conveyors and the transfer device are driven continuously and that the mandrels are operated intermittently but at time intervals set so that the blanks
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are transported automatically through the machine and three frans are molded simultaneously. The cutting and shaping flames also receive an up and down movement in synchronism with the mandrels, and so are the valves which control the intake of air at the open ends of the blanks and the valve. air and gas intake to the burners. It follows that the blanks are brought to the biûleurs, shaped and evacuated successively.
The positioning of the oval tubular blanks is carried out very exactly so that the containers are suitably shaped, although this takes place very quickly and with the minimum of manual operation. - ,, Apart from the task incumbent on the operator servicing the machine and which consists of keeping the hopper filled with blanks and removing the finished containers from the receptacle provided at the outlet end, there is no need to perform manual part adjustment as soon as the machine has started to operate.
It has been said that the simultaneously molded blanks are three in number, but it is evident that with slight changes one could simultaneously shape a number of blanks greater or less than three. The particular forms of conveyors, transfer mechanism and mandrels are those which have been incorporated into a functioning machine, but it is understood that they should not be regarded as limiting the invention, the latter being on the contrary susceptible to receive various modifications without departing from his mind.