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@ "PROCEDE ET APPAREIL POUR LE FINISSAGE DES TUBES DE VERRE"
La présente invention concerne la fabrication de tubes de verre munis d'extrémités évasées et, plus particu- lièrement, un procédé et un appareil pour lisser et finir exactement les extrémités évasées des tubes.
Un des procédés couramment appliqués pour évaser ou munir d'une lèvre les extrémités des tubes de verre du genre de ceux utilisés en combinaison avec des poires ou ampoules de caoutchouc pour introduire du liquide dans le tube ou l'en expulser est celui dans lequel l'extrémité d'un flan de verre tubulaire est chauffée pais pressée contre une surface plate de façon qu'elle soit étalée. Non seulement les rebords ou lèvres ainsi constitués se brisent aisément, mais leur diamètre varie considérablement étant donné qu'on n'a aucun moyen de calibrer exactement ce diamètre.
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Un des buts de cette invention est de constituer la lèvre ou rebord par la force centrifuge, c'est-à-dire en faisant tourner rapidement le flan de tube pendant que son extrémité est à l'état fondu et plastique, et de limiter le diamètre des lèvres annulaires par des outils appropriés.
Un autre but de l'invention est de prévoir un mé- canisme servant à réaliser les opérations susmentionnées, ce mécanisme comprenant un dispositif transporteur de flans perfectionné, des moyens pour faire tourner les flans et des moyens pour présenter des outils ou butées aux rebords à des instants réglés par rapport à leur transport à travers la machine, de façon à donner auxdits rebords une forme exacte.
D'autres buts seront mis en évidence au cours de la description donnée ci-après d'un procédé préféré de fabrica- tion de tubes et d'une construction d'appareil permettant de réaliser ce procédé.
Sur les dessins annexés :
La figure 1 est une vue de face d'un mode de réa- lisation préféré de l'invention.
La figure 2 est une vue en plan de la machine.
La figure 3 est une coupe par la ligne 3-3 de la figure 2.
La figure 4 est une vue de détail avec coupe ver- ticalepartielle représentant la disposition de certaines ca- mes dans la machine.
La figure 5 est une vue analogue à la figure 4, mon- trant les cames et d'autres pièces dans des positions diffé- rentes.
La figure 6 est une vue de détail en coupe d'une butée de limitation d'outil réglable.
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La figure 7 est une coupe par la ligne 7-7 de la figure 6.
La figure 8 est une vue perspective d'un des élé- ments de crémaillère.
La figure 9 est un détail en coupe par la ligne 9-9 de la figure 3.
La figure 10 est un détail en coupe par la ligne 10-10 de la figure 3.
La figure 11 est un détail en coupe par la ligne 11-11 de la figure 3.
La figure 12 est une vue en plan partielle à plus grande échelle d'une machine du type transporteur sans fin à mouvement continu, l'outil calibreur étant une variante de celui des figures 1 et 5.
La figure 13 montre un détail en coupe de l'outil calibreur par la ligne 13-13 de la figure 12.
La figure 14 est une coupe par la ligne 14-14 de la figure 12.
La figure 15 est une coupe par la ligne 15-15 de la figure 13.
Les figures 16, 17 et 18 représentent les stades successifs de la formation d'un bourrelet à chacune des ex- trémités d'un flan de verre tubulaire.
Le mécanisme représenté sur les dessins est suppor- té par une charpente 15 ayant généralement la forme d'une table ou boîte ajourée munie de pieds 16, d'éléments de char- pente inférieurs 17 et d'éléments de charpente supérieurs 18.
Les éléments inférieurs supportent un moteur 19 qui, à l'aide d'une courroie 21, entraîne des disques 22, prévus au nombre de quinze de chaque côté de la ligne médiane de la machine.
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Le dispositif d'entraînement des disques 22 com- prend une poulie 23 montée sur un arbre intermédiaire 24 sur lequel est calée ou autrement fixée une roue dentée 25 et des roues dentées intermédiaires 26 montées sur des ar- bres 27 et engrenant avec des roues dentées 28 montées sur des arbres 29, qui sont placés parallèlement à un certain écartement les uns des autres et qui portent aussi les disques 22. Comme il ressort des figures 2 et 4, les arbres 27 et 29 tourillonnent dans un bâti 30 disposé longitudina- lement et fixé à la charpente. Il est évident que tous les disques tournent dans le même sens et, comme on le voit sur la figure 1, les disques adjacents sont décalés de telle sorte que leurs périphéries sont disposées à recouvrement pour constituer des coussinets en forme de selles servant à supporter les flans.
De cette façon, les flans de verre 31 sont non seulement supportés à leurs extrémités par des pai- res opposées de disques, mais ceux-ci communiquent aussi une rotation aux flans.
La machine représentée est destinée à évaser quator- ze flans simultanément, sept étant évasés à l'une des extré- mités et sept autres étant en même temps évasés à l'extrémité opposée des flans. Le dispositif prévu pour transférer les flans de tube ordinaires à partir d'une trémie ou magasin 32 à l'appareil d'évasement et les faire passer à travers cet appareil comprend une paire de crémaillères 33, 33' composées d'une série de barres plates verticales 34 munies de'saillies ou dents latérales 34' qui sont sensiblement triangulaires et constituent des dents de crémaillère adjacentes et en contact, les faces inclinées supérieures 35 et les faces verticalessensiblement adjacentes 36 constituant des creux.
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Un doigt agitateur 32' est fixé aux barres de crémaillère et des moyens sont prévus pour communiquer un mouvement de monte et baisse vertical aux crémaillères et au doigt 32'. Comme représenté sur les figures 3,4 et 5, les barres 34 de chaque paire convergent vers leurs extrémités inférieures où elles sont reliées à une barre longitudinale 37.
Sur la barre 37 sont montés fous, près de chacune de ses extrémités, des galets 38 qui coopèrent avec des cames 44 montées sur des arbres transversaux 39, 39'. Ces derniers arbres sont entraînés dans des sens opposés, mais à la même vitesse angulaire, l'arbre 39' recevant sa commande de l'arbre 39 par l'intermédiaire d'un arbre 40 et de pignons d'angle 41, 41'. L'arbre 39 reçoit sa commande, à l'aide d'une chai ne ou courroie 42, d'un arbre 43 qui fait partie d'un appareil servant à effectuer des opérations subséquentes sur les flans et qui, étant donné qu'il ne fait pas partie de cette inven- tion, n'a pas été représenté sur les dessins.
Les cames 44 ont une portion de repos relativement longue 45 et sept rampes ou saillies 46. Dans la position représentée sur la figure 5 et par des traits mixtes sur la figure 4,' les galets reposent sur la portion de repos 45.
A ce moment, la crémaillère est abaissée et les flans reposent . sur les disques 22. Lorsque les rampes de came soulèvent les crémaillères jusqu'à la position marquée par des traits pleins sur la figure 4, les dents de crémaillère s'élèvent jusqu'au moment où le point le plus bas de chacune des faces inclinées 35 a été élevé au-dessus du sommet des disques, ce qui a pour effet de soulever les flans au-dessus des dis- ques et de leur permettre de rouler sur les faces inclinées vers les faces verticales 36. Ces faces verticales sont
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placées d'un des côtés des axes des disques dans des posi- tions telles que, lorsque la crémaillère s'abaisse, chaque flan se trouve transféré à la paire suivante de dents de cré- maillère 34' pour être supporté par celles-ci.
De cette façon, avec sept mouvements de monte et baisse successifs de la cré- maillère, sept flans sont retirés du magasin 32 et déposés suc- cessivement sur les dents de crémaillère adjacentes.
Le premier flan, par exemple, sera élevé sept fois et amené successivement aux dents de crémaillère adjacentes jusqu'à ce qu'il repose entre les septième et huitième disques de la série, alors que le septième flan aura été élevé une fois et déposé entre le premier et le second disques de la sé- rie. La longue portion de repos des cames permet alors aux sept flans de rester quelque temps dans une position prédéter- minée dans laquelle ils sont chauffés à l'une des extrémités et animés d'une rotation rapide en vue de leur évasement, comme il sera expliqué plus loin.
Après avoir été évasés à l'une des extrémités (fig.
17), les sept flans sont mis en position, d'une manière ana- logue, sur les disques restants (du huitième au quinzième disques), les autres extrémités des flans étant évasées à ce moment (fig. 18). Près de chaque disque se trouve une plaque de guidage courbe fixe 47 qui possède en section la forme d'un U dont les ailes sont indiquées en 48, le bord de chaque aile s'élevant au-dessus de la périphérie du disque et lui étant concentrique, une partie ±$dudit bord étant inclinée, ce qui facilite le dépôt des flans entre les dents de crémaillère.
Le sommet de chaque dent de crémaillère est de préférence muni d'une patte ou saillie à côté rectiligne 50 dont le rôle est d'empêcher les flans de rouler sur la face inclinée et par-
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dessus le sommet dans le cas où ils seraient animés d'un mouvement de rotation trop rapide lorsque la crémaillère les soulève. Cette action est possible lorsque la rotation commu- niquée au flan s'effectue en sens inverse du roulement des flans sur la face inclinée de la dent de crémaillère:. Dans la présente machine, les disques tournent dans un sens tel qu'ils font tourner les flans de cette manière.
Les dents de crémaillère 34' et les ailes 48 peu- vent être établies de telle sorte que, pendant le transfert d'une paire de dents aux dents directement adjacentes, les flans n'entrent pas en contact avec les disques rotatifs.
Toutefois, lorsque la dernière rampe de la came 44 quittera le galet 38 et que celui-ci viendra reposer sur la portion de repos de la came 44, tous les flans seront supportés par les disques et en recevront un mouvement de rotation.
Comme on l'a dit précédemment, lorsque les flans s'abaissent pour reposer sur le siège constitué par les dis- ques adjacents, les galets 38 reposent sur la longue portion de repos des cames 44 et les flans tournent alors rapidement.
En même temps, une des extrémités de chaque flan est chauffée localement jusqu'à l'état plastique, de sorte que la force centrifuge a pour effet d'évaser l'extrémité fondue du flan ou de déplacer la matière du bord extrême radialement vers l'extérieur en constituant ainsi une lèvre ou rebord annu- laire sur le flan. Le dispositif servant à chauffer les extrémités des flans comprend une série de brûleurs 51, au nombre de quatorze dans le cas présent, espacés les uns des autres d'une distance égale à celle qui sépare les axes des disques adjacents et destinés à être placés directement
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au-dessous des extrémités des flans pendant que ceux-ci tour- nent.
Il y a lieu de noter que sept des brûleurs sont disposés en alignement le long d'un des côtés de la machine pour chauffer une des extrémités de chacun des sept premiers flans et que les sept brûleurs restants sont disposés de l'autre côté de la machine pour chauffer l'autre extrémité de flans qui ont déjà été façonnés par les sept premiers brûleurs. Tous les brûleurs sont montés sur un chariot à mouvement alternatif 52 qui coulisse le long de glissières 53 constituées à chacune des extrémités du bâti 30 (voir la figu- re 7). Ce chariot comprend un cadre rectangulaire aux longe- rons 54 duquel sont reliés des bras latéraux fendus 55 aux- quels sont fixées de façon réglable, à l'aide d'écrous à oreilles 57, des plaques 56 servant à supporter les brûleurs et outils.
On voit ainsi que les outils et brûleurs peuvent être réglés en position de façon à agir sur des flans de différentes longueurs.
Sur la figure 10 on voit qu'une came 58 portée par l'arbre 39 permet de donner trois positions au chariot sur le- quel sont montés les outils de calibrage et les brûleurs.
Dans une de ces positions, le chariot est poussé par la par- tie haute 58a de la came jusqu'à la position représentée sur la figure 5, dans laquelle les brûleurs sont situés au-dessous des extrémités des flans et chauffent ces extrémités. En temps normal, le chariot est sollicité vers la droite des fi- gures 4 et 5 par un ressort 59 dont les extrémités sont re- liées respectivement à la charpente et au chariot, la partie basse 58b de la came permettant au ressort de solliciter ainsi le chariot vers la droite d'une distance qui n'est
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limitée que par une butée qui sera décrite plus loin. La partie 58c de la came place le brûleur légèrement d'un côté de l'axe du flan et, à ce moment, le flan subit un chauffage préliminaire.
Pendant que les flans reposent sur les disques et en reçoivent une rotation, les brûleurs sont amenés au-dessous d'eux, comme indiqué en traits pleins sur la figure 5, mais, pendant la formation de la lèvre et les opérations de trans- fert des flans, les brûleurs ont été légèrement déplacés comme représenté par des traits mixtes sur la figure 5, l'amenée d'air et de gaz à ces brûleurs étant en même temps diminuée.
Sur l'arbre ±±' sont calées ou autrement fixées des cames 60 destinées à couper l'admission de gaz et d'air aux brûleurs pendant la formation de la lèvre. En même temps, un galet 61 porté par le chariot glisse sur la partie basse 58b de la came 58 et permet au ressort 22 de faire mouvoir le chariot vers la droite de la figure 1, en déplaçant ainsi les brû- leurs 51 et en amenant des outils de calibrage ou de façonna- ge 62, également supportés par le chariot, à la position mar- quée par des traits mixtes sur la figure 5, de sorte que ces outils entrent en contact avec les lèvres formées sur les extrémités des flans avant que ceux-ci aient été soulevés et, par conséquent, pendant qu'ils tournent encore rapidement.
La lèvre étant encore plastique, son diamètre est nettement limité par l'action de façonnage de l'outil.
Pour assurer une mise en position convenable des outils lorsque le chariot est déplacé par le ressort 59 et permettre de modifier la position de travail des outils, une vis d'arrêt 63(fig. 6) est vissée dans une patte 64 du cha- riot et prend appui contre l'extrémité de la charpente. De
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cette façon, les outils viennent occuper une position déter- minée par rapport aux flans lorsqu'ils sont tirés par le ressort 59,la vis 63 empêchant le chariot de se mouvoir au delà d'une position dans laquelle les outils occupent, par rapport aux lèvres des flans, une position telle qu'ils cali- brent la lèvre et limitent exactement son diamètre. Il est évident que la vis 63 est réglable pour permettre d'adapter les outils à des flans de divers diamètres.
On voit qu'il existe un outil pour chaque brûleur et que ces outils sont espacés les uns des autres de la même distance que les brûleurs occupant des positions fixes par rapport à eux et latéralement aux extrémités des tubes, de sorte que le façonnage des flans s'effectue aussitôt après qu'ils ont été munis d'une lèvre par la force centrifuge.
Au moment où les brûleurs s'éloignent des flans, les cames 60 commandent des robinets d'amenée de gaz et d'air. Il est évident que, lorsque les cames ont tourné d'un certain angle , la came'8 ramène les brûleurs au-dessous des flans, en pro- voquant la réouverture des robinets à gaz et à air.
De chaque côté de la machine se trouve un rail de guidage 65 qui s'étend sensiblement sur la moitié de la dis- tance comprise entre les disques extrêmes dans une position opposée aux brûleurs et aux outils. Ce rail sert de butée arrière pour celle des extrémités du flan qui est opposée à l'extrémité en cours de façonnage. Chacun des rails de gui- dage est déplaçable transversalement, une vis 66 coopérant avec un taraudage 67 constitué sur un prolongement 68 du rail et étant fixée par rapport à une pièce 69 solidaire de la charpente. Au-dessus des disques se trouvent une série de
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rouleaux ou disques obliques 70 qui bournent librement sur des leviers coudés 71, ceux-ci étant montés de façon pivo- tante sur une barre 72 fixée à des bras de support 73 soli- daires de la charpente.
Les disques 70 occupent, par rapport aux disques de support 22, des positions telles qu'ils sont en contact avec les flans pendant que ceux-ci tournent et, étant donné qu'ils sont disposés obliquement comme on le voit sur la figure 3, ils les sollicitent vers le rail de guidage 65. De cette façon, les extrémités des flans sont maintenues en alignement pendant que s'effectue leur chauffage et leur façonnage.
Bien entendu, la disposition angulaire des disques situés à l'extrémité avant de la machine est l'inverse de celle des disques restants pour cette raison que les rails de guidage respectifs sont situés de part et d'autre de la ma- chine. Les leviers 71 sont normalement sollicités vers la position de la figure 5 par des ressorts fixés aux leviers et à la barre 72, comme représenté. Lorsque les flans sont en cours de transfert, il est nécessaire d'élever les disques 70, et ceci s'obtient en faisant pivoter les leviers coudés.
Juste au-dessus de la barre 72 se trouve une seconde barre 75 montée pour effectuer un mouvement alternatif par rapport à la barre 72 et, à cet effet, les portions extrêmes de la barre 75 présentent des fentes 76 à travers lesquelles passent des boulons 77 passant aussi à travers des ouvertures appropriées des bras de support 73. Des galets 78 prévus à raison d'un galet pour chaque levier sont fixés à la barre 75 par des boulons 79. La barre 75 est animée périodiquement d'un mouvement de va-et-vient pour soulever les disques 70,
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pendant le transfert des tubes, ce mouvement lui étant communiqué par un bras oscillant 80 fixé à un arbre 81 et terminé par une fourche 82.
Un bras 83 est aussi fixé à l'ar- bre 81 et porte à son autre extrémité un galet 84 qui coopère avec une came 85 montée sur l'arbre 39.
En temps normal, la barre 75 est sollicitée vers la gauche de la figure 1 par un ressort 86, mais lorsque les tubes doivent être transférés, une rampe de la came 85 fait pivoter les bras 80 et 83 de façon à faire mouvoir la barre vers la droite. Lorsqu'un tel mouvement se produit, les galets 78 agissent sur les leviers 71 et élèvent les disques 70 qui restent élevés jusqu'à ce que la crémaillère 33 ait effectué sept mouvements alternatifs pour transférer un nombre égal de flans de tube. Les disques 70 sont alors abaissés par les ressorts 74 de façon qu'ils puissent jouer leur rôle consis- tant à solliciter les flans vers les rails de guidage situés de part et d'autre de la machine.
Les figures 12 à 15 représentent d'autres modes de réalisation de la machine et de l'outil calibreur. Dans la machine représentée sur la figure 12, le transporteur de flans et le dispositif de rotation sont animés d'un mouvement continu. Dans l'appareil particulier représenté, deux disques entaillés 87 supportent les flans 31' parallèlement et à une certaine distance les uns des autres, ces disques tournant continuellement. Une seconde paire de disques 88, tournant à une vitesse plus grande que les disques 87, sont disposés de façon à agir sur les flans pour leur communiquer une rotation rapide pendant que s'effectue le chauffage de leurs extrémités.
Les flans passent à travers les flammes de brûleurs 51 qui
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fondent leurs extrémités et, après évasement desdites ex- trémités par la force centrifuge, les extrémités évasées sont soumises à l'action d'outils calibreurs 62'. Chacun des ou- tils comprend un élément façonneur présentant des faces planes convergentes 89, 89' qui sont sensiblement parallèles au chemin suivi par le flan, la faible distance qui sépare ces faces étant égale au diamètre qu'on désire donner à l'extré- mité à lèvre finie du flan. De même que dans le mode'de réa- lisation préféré de la machine, représenté sur la figure 2, il est prévu des rails de guidage 65' contre lesquels les flans sont sollicités par des disques obliques 70'.
Chacun des outils façonneurs porte une broche 90 qui fait corps avec l'outil et qui s'ajuste dans une creusure 91 d'un support 92 qui est monté de façon oscillante sur un arbre 93 fixé au rail 65'. Comme on le voit sur la figure 14, l'arbre 93 présente en un point intermédiaire de sa lon- gueur un élargissement 94 qui présente une ouverture ou en- taille 95 avec laquelle une goupille 96 portée par le support 92 coopère de façon à maintenir le support et l'outil dans une position fixe par rapport au chemin des flans. Un ressort 97 sollicite le support vers l'élargissement 94 de l'arbre de façon que la goupille 96 repose dans l'entaille, mais ce ressort permet au support d'être retiré de façon à dégager la goupille pour permettre à l'outil de pivoter à l'écart du chemin des flans, lorsqu'on le désire.
De préférence, un contrepoids 98 est fixé de façon réglable au support 92 de façon à équilibrer l'outil façonneur.
Certains des détails ont été représentés sous leur forme préférée, mais il est évident que ces détails peuvent être modifiés. Par exemple, les crémaillères de transfert
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peuvent comporter chacune une seule barre dentée, ou bien elles peuvent être composées d'une série de pièces sensible- ment triangulaires 33" qui seraient solidaires ou feraient partie des barres verticales 36 et juxtaposées comme représenté sur la figure 4. Les outils de limitation des rebords peuvent présenter chacun un côté incliné destiné à entrer en contact avec le rebord, comme représenté sur la figure 5, ou bien, dans une machine telle que celle de la figure 12, l'outil peut posséder la forme d'un U pour entrer en contact en deux points diamétralement opposés avec l'extrémité à rebord.
Au lieu d'un tambour, on pourrait remplacer les disques 87 et 88 par un transporteur sans fin et une courroie, respectivement, et, dans ce cas, les flans se déplaceraient suivant un chemin sensiblement rectiligne au lieu d'un chemin courbe.
La machine représentée sur les figures 1 et 2 est une machine dans laquelle le mouvement des flans tubulaires à travers la machine est sensiblement rectiligne. Le mode de façonnage des tubes est également applicable à des machines rotatives, c'est-à-dire aux machines qui utilisent un tambour pour transporter le flan au-dessus des flammes chauffantes et en regard des outils façonnant les extrémités, comme repré- senté sur la figure 12. Il doit par conséquent être entendu que le procédé décrit n'est pas limité au mode de réalisation particulier qui a été représenté sur les dessins.
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@ "METHOD AND APPARATUS FOR FINISHING GLASS TUBES"
The present invention relates to the manufacture of glass tubes having flared ends and, more particularly, to a method and apparatus for smoothing and accurately finishing the flared ends of the tubes.
One of the methods commonly applied to flare or lip the ends of glass tubes of the kind used in combination with pears or rubber bulbs to introduce liquid into or out of the tube is that in which the The end of a heated tubular glass blank is pressed against a flat surface so that it is spread out. Not only do the rims or lips thus formed easily break, but their diameter varies considerably since there is no means of calibrating this diameter exactly.
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One of the objects of this invention is to constitute the lip or rim by centrifugal force, that is to say by rapidly rotating the tube blank while its end is in the molten and plastic state, and to limit the diameter of the annular lips by appropriate tools.
Another object of the invention is to provide a mechanism serving to carry out the aforementioned operations, this mechanism comprising an improved blank conveyor device, means for rotating the blanks and means for presenting tools or stops at the edges to. instants set with respect to their transport through the machine, so as to give said edges an exact shape.
Other objects will become apparent from the following description of a preferred method of manufacturing tubes and of an apparatus construction for carrying out this method.
In the accompanying drawings:
Figure 1 is a front view of a preferred embodiment of the invention.
Figure 2 is a plan view of the machine.
Figure 3 is a section through line 3-3 of Figure 2.
FIG. 4 is a detail view with partial vertical section showing the arrangement of certain cams in the machine.
Figure 5 is a view analogous to Figure 4, showing the cams and other parts in different positions.
FIG. 6 is a detailed sectional view of an adjustable tool limitation stop.
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Figure 7 is a section taken on line 7-7 of Figure 6.
Figure 8 is a perspective view of one of the rack elements.
Figure 9 is a sectional detail taken along line 9-9 of Figure 3.
Figure 10 is a sectional detail taken through line 10-10 of Figure 3.
Figure 11 is a sectional detail taken along line 11-11 of Figure 3.
Figure 12 is a partial plan view on a larger scale of a machine of the continuous motion endless conveyor type, the sizing tool being a variant of that of Figures 1 and 5.
Figure 13 shows a sectional detail of the sizing tool taken through line 13-13 of Figure 12.
Figure 14 is a section taken on line 14-14 of Figure 12.
Figure 15 is a section taken on line 15-15 of Figure 13.
Figures 16, 17 and 18 show the successive stages in the formation of a bead at each of the ends of a tubular glass blank.
The mechanism shown in the drawings is supported by a frame 15 generally in the form of a perforated table or box provided with legs 16, lower frame members 17 and upper frame members 18.
The lower elements support a motor 19 which, with the aid of a belt 21, drives discs 22, fifteen in number on each side of the center line of the machine.
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The disc drive device 22 comprises a pulley 23 mounted on an intermediate shaft 24 on which is wedged or otherwise fixed a toothed wheel 25 and intermediate toothed wheels 26 mounted on shafts 27 and meshing with toothed wheels. 28 mounted on shafts 29, which are placed parallel at a certain distance from each other and which also carry the discs 22. As can be seen from Figures 2 and 4, the shafts 27 and 29 are journaled in a frame 30 disposed longitudinally. and fixed to the frame. It is evident that all the discs rotate in the same direction and, as can be seen in Figure 1, the adjacent discs are staggered so that their peripheries overlap to form saddle-shaped pads serving to support them. blanks.
In this way, the glass blanks 31 are not only supported at their ends by opposing pairs of discs, but these also impart rotation to the blanks.
The machine shown is intended to flare fourteen blanks simultaneously, seven being flared at one end and seven others simultaneously flaring at the opposite end of the blanks. The device for transferring ordinary tube blanks from a hopper or magazine 32 to the flaring apparatus and passing them through this apparatus comprises a pair of racks 33, 33 'composed of a series of bars. vertical plates 34 provided with protrusions or side teeth 34 'which are substantially triangular and constitute adjacent rack teeth and in contact, the upper inclined faces 35 and the substantially adjacent vertical faces 36 constituting hollows.
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A stirrer finger 32 'is fixed to the rack bars and means are provided for imparting a vertical up and down movement to the racks and to the finger 32'. As shown in Figures 3, 4 and 5, the bars 34 of each pair converge towards their lower ends where they are connected to a longitudinal bar 37.
On the bar 37 are mounted idle, near each of its ends, rollers 38 which cooperate with cams 44 mounted on transverse shafts 39, 39 '. These latter shafts are driven in opposite directions, but at the same angular speed, the shaft 39 'receiving its command from the shaft 39 via a shaft 40 and angle pinions 41, 41'. The shaft 39 receives its command, using a chain or belt 42, from a shaft 43 which is part of an apparatus used to perform subsequent operations on the blanks and which, given that it does not form part of this invention, has not been shown in the drawings.
The cams 44 have a relatively long resting portion 45 and seven ramps or protrusions 46. In the position shown in Figure 5 and by phantom lines in Figure 4, the rollers rest on the resting portion 45.
At this time, the rack is lowered and the blanks rest. on the discs 22. When the cam ramps raise the racks to the position marked by solid lines in Figure 4, the rack teeth rise up to the point where the lowest point of each of the inclined faces 35 has been raised above the top of the discs, which has the effect of lifting the blanks above the discs and allowing them to roll on the faces inclined towards the vertical faces 36. These vertical faces are
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placed on one side of the axes of the discs in such positions that, as the rack lowers, each blank is transferred to the next pair of rack teeth 34 'for support thereon.
In this way, with seven successive up and down movements of the rack, seven blanks are withdrawn from the magazine 32 and deposited successively on the adjacent rack teeth.
The first blank, for example, will be lifted seven times and fed successively to the adjacent rack teeth until it rests between the seventh and eighth discs in the series, while the seventh blank will have been lifted once and deposited between the first and second discs in the series. The long resting portion of the cams then allows the seven blanks to remain for some time in a predetermined position in which they are heated at one end and given a rapid rotation with a view to their flaring, as will be explained. further.
After having been flared at one end (fig.
17), the seven blanks are placed in position, in an analogous manner, on the remaining discs (from the eighth to the fifteenth disc), the other ends of the blanks being flared at this time (fig. 18). Near each disc is a fixed curved guide plate 47 which has in section the shape of a U, the wings of which are indicated at 48, the edge of each wing rising above the periphery of the disc and being therein. concentric, a part ± $ of said edge being inclined, which facilitates the deposition of the blanks between the rack teeth.
The top of each rack tooth is preferably provided with a tab or protrusion with a straight side 50 whose role is to prevent the blanks from rolling on the inclined face and therefore.
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above the top in the event that they are driven by a too rapid rotation movement when the rack lifts them. This action is possible when the rotation communicated to the blank takes place in the opposite direction to the rolling of the blanks on the inclined face of the rack tooth :. In the present machine, the discs rotate in such a direction that they rotate the blanks in this manner.
The rack teeth 34 'and the wings 48 can be set so that, during the transfer of a pair of teeth to the directly adjacent teeth, the blanks do not come into contact with the rotating discs.
However, when the last ramp of cam 44 leaves roller 38 and the latter comes to rest on the rest portion of cam 44, all of the blanks will be supported by the discs and will receive a rotational movement.
As stated previously, when the blanks lower to rest on the seat formed by the adjacent discs, the rollers 38 rest on the long resting portion of the cams 44 and the blanks then rotate rapidly.
At the same time, one end of each blank is locally heated to the plastic state, so that the centrifugal force has the effect of flaring the molten end of the blank or of moving the material from the end edge radially towards the edge. outside thereby constituting an annular lip or rim on the blank. The device used to heat the ends of the blanks comprises a series of burners 51, fourteen in number in the present case, spaced from each other by a distance equal to that which separates the axes of the adjacent discs and intended to be placed directly.
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below the ends of the blanks as they rotate.
It should be noted that seven of the burners are arranged in alignment along one side of the machine to heat one end of each of the first seven blanks and that the remaining seven burners are arranged on the other side of the machine. machine for heating the other end of blanks which have already been shaped by the first seven burners. All the burners are mounted on a reciprocating carriage 52 which slides along slides 53 formed at each end of the frame 30 (see Fig. 7). This trolley comprises a rectangular frame to the lanyards 54 of which are connected split side arms 55 to which are fixed in an adjustable manner, by means of wing nuts 57, plates 56 serving to support the burners and tools.
It can thus be seen that the tools and burners can be adjusted in position so as to act on blanks of different lengths.
In FIG. 10 we see that a cam 58 carried by the shaft 39 makes it possible to give three positions to the carriage on which the calibration tools and the burners are mounted.
In one of these positions, the carriage is pushed by the upper part 58a of the cam to the position shown in FIG. 5, in which the burners are located below the ends of the blanks and heat these ends. Normally, the carriage is biased towards the right of FIGS. 4 and 5 by a spring 59, the ends of which are connected respectively to the frame and to the carriage, the lower part 58b of the cam allowing the spring to thus bias the carriage to the right by a distance that is not
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limited only by a stop which will be described later. Cam portion 58c places the burner slightly to one side of the blank axis and at this time the blank undergoes preliminary heating.
While the blanks rest on the discs and receive rotation from them, the burners are brought below them, as shown in solid lines in Figure 5, but, during lip formation and transfer operations blanks, the burners have been moved slightly as shown by dashed lines in Figure 5, the supply of air and gas to these burners being at the same time reduced.
On the shaft ± ± 'are wedged or otherwise fixed cams 60 intended to cut the admission of gas and air to the burners during the formation of the lip. At the same time, a roller 61 carried by the carriage slides on the lower part 58b of the cam 58 and allows the spring 22 to move the carriage to the right of FIG. 1, thus moving the burners 51 and bringing sizing or shaping tools 62, also supported by the carriage, in the position marked by phantom lines in Fig. 5, so that these tools come into contact with the lips formed on the ends of the front blanks that these have been lifted and, therefore, while they are still spinning rapidly.
As the lip is still plastic, its diameter is clearly limited by the shaping action of the tool.
To ensure proper positioning of the tools when the carriage is moved by the spring 59 and to allow the working position of the tools to be changed, a stop screw 63 (fig. 6) is screwed into a bracket 64 of the carriage. and rests against the end of the frame. Of
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in this way, the tools come to occupy a determined position with respect to the blanks when they are pulled by the spring 59, the screw 63 preventing the carriage from moving beyond a position in which the tools occupy, with respect to the lips of the blanks, a position such that they calibrate the lip and exactly limit its diameter. It is obvious that the screw 63 is adjustable to allow the tools to be adapted to blanks of various diameters.
It can be seen that there is a tool for each burner and that these tools are spaced from each other the same distance as the burners occupying fixed positions with respect to them and laterally at the ends of the tubes, so that the shaping of the blanks is carried out immediately after they have been provided with a lip by centrifugal force.
As the burners move away from the blanks, the cams 60 control gas and air supply valves. It is evident that, when the cams have rotated through a certain angle, the cam 8 brings the burners back below the blanks, causing the gas and air valves to reopen.
On each side of the machine is a guide rail 65 which extends substantially over half the distance between the end discs in a position opposite to the burners and the tools. This rail serves as a rear stop for that of the ends of the blank which is opposite the end being shaped. Each of the guide rails is movable transversely, a screw 66 cooperating with an internal thread 67 formed on an extension 68 of the rail and being fixed relative to a part 69 integral with the frame. Above the discs are a series of
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oblique rollers or discs 70 which turn freely on angled levers 71, the latter being pivotally mounted on a bar 72 fixed to support arms 73 integral with the frame.
The disks 70 occupy, with respect to the support disks 22, such positions that they are in contact with the blanks as they rotate and, since they are arranged obliquely as seen in Figure 3, they urge them towards the guide rail 65. In this way, the ends of the blanks are kept in alignment while their heating and their shaping takes place.
Of course, the angular arrangement of the discs located at the front end of the machine is the reverse of that of the remaining discs for this reason that the respective guide rails are located on either side of the machine. The levers 71 are normally biased toward the position of Figure 5 by springs attached to the levers and to the bar 72, as shown. When the blanks are being transferred, it is necessary to raise the discs 70, and this is achieved by rotating the angled levers.
Just above the bar 72 is a second bar 75 mounted to reciprocate with respect to the bar 72, and for this purpose the end portions of the bar 75 have slots 76 through which bolts 77 pass. also passing through appropriate openings in the support arms 73. Rollers 78 provided at the rate of one roller for each lever are attached to the bar 75 by bolts 79. The bar 75 is periodically reciprocated. back and forth to lift the discs 70,
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during the transfer of the tubes, this movement being communicated to it by an oscillating arm 80 fixed to a shaft 81 and terminated by a fork 82.
An arm 83 is also fixed to the shaft 81 and carries at its other end a roller 84 which cooperates with a cam 85 mounted on the shaft 39.
Normally, the bar 75 is biased to the left of Figure 1 by a spring 86, but when the tubes are to be transferred, a ramp of the cam 85 rotates the arms 80 and 83 so as to move the bar towards the right. When such a movement occurs, the rollers 78 act on the levers 71 and raise the discs 70 which remain high until the rack 33 has made seven reciprocating movements to transfer an equal number of tube blanks. The discs 70 are then lowered by the springs 74 so that they can play their role of urging the blanks towards the guide rails located on either side of the machine.
Figures 12 to 15 show other embodiments of the machine and the sizing tool. In the machine shown in Figure 12, the blank conveyor and the rotating device are driven in a continuous movement. In the particular apparatus shown, two notched discs 87 support the blanks 31 'parallel and at a certain distance from each other, these discs rotating continuously. A second pair of disks 88, rotating at a greater speed than the disks 87, are arranged to act on the blanks to impart rapid rotation to them while their ends are heated.
The blanks pass through the flames of 51 burners which
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their ends melt and, after the said ends have been flared by centrifugal force, the flared ends are subjected to the action of sizing tools 62 '. Each of the tools comprises a shaping element having converging planar faces 89, 89 'which are substantially parallel to the path followed by the blank, the small distance which separates these faces being equal to the diameter which it is desired to give to the end. rimmed with finished lip of the flan. As in the preferred embodiment of the machine, shown in Figure 2, guide rails 65 'are provided against which the blanks are urged by oblique disks 70'.
Each of the shaping tools carries a spindle 90 which is integral with the tool and which fits into a recess 91 of a support 92 which is mounted oscillatingly on a shaft 93 fixed to the rail 65 '. As can be seen in FIG. 14, the shaft 93 has at an intermediate point of its length an enlargement 94 which has an opening or notch 95 with which a pin 96 carried by the support 92 cooperates so as to maintain the support and the tool in a fixed position relative to the path of the blanks. A spring 97 biases the carrier toward the widening 94 of the shaft so that the pin 96 rests in the notch, but this spring allows the carrier to be removed so as to release the pin to allow the tool to move. pivot away from the path of the blanks, when desired.
Preferably, a counterweight 98 is adjustably attached to the support 92 so as to balance the shaping tool.
Some of the details have been shown in their preferred form, but it is obvious that these details can be changed. For example, transfer racks
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may each comprise a single toothed bar, or they may be composed of a series of substantially triangular parts 33 "which would be integral with or form part of the vertical bars 36 and juxtaposed as shown in FIG. 4. rims may each have an inclined side intended to come into contact with the rim, as shown in Figure 5, or, in a machine such as that of Figure 12, the tool may have the shape of a U to enter in contact at two diametrically opposed points with the flanged end.
Instead of a drum, the discs 87 and 88 could be replaced by an endless conveyor and a belt, respectively, and in this case the blanks would move in a substantially straight path instead of a curved path.
The machine shown in Figures 1 and 2 is a machine in which the movement of the tubular blanks through the machine is substantially rectilinear. The tube shaping mode is also applicable to rotary machines, i.e. machines which use a drum to transport the blank over the heating flames and opposite the end shaping tools, as shown. in Figure 12. It should therefore be understood that the method described is not limited to the particular embodiment which has been shown in the drawings.