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" Machine pour la fabrication automatique d'ampoules en verre ".
La présente invention concerne une machine pour la fa- brication automatique d'ampoules en verre destinées à contenir des produits chimiques, et, plus particulièrement, des produits pharmaceutiques.
L'invention permet de créer une machine dont la cons- truction et le fonctionnement sont nouveaux par rapport à ceux
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des machines connues pour la fabrication d'ampoules, machine qui assure également par rapport aux machines connues une plus grande production d'ampoules. Dans une machine existante, des- tinée à la fabrication d'ampoules en verre, les paires de man- drins sont montées en rangée circulaire. Il en résulte une ma- chine circulaire dans laquelle les mandrins tournent autour de l'axe vertical de la machine. Le principal inconvénient de cette machine consiste en ce que le nombre des mandrins est nécessai- rement limité. Le fonctionnement de cette machine connue diffère également de celui de la machine faisant l'objet de l'invention.
Alors que, dans cette machine antérieure, tous les mandrins se déplacent en ce sens qu'ils exécutent un mouvement de transla- tion (circulaire autour de l'axe de la machine) et coopèrent successivement avec des brûleurs différents, tous les mandrins de la machine suivant l'invention sont latéralement fixés et, abstraction faite du mouvement de rotation autour de l'axe de chaque paire, l'un des mandrins ne reçoit qu'un mouvement d'élé- vation et d'abaissement axial par rapport à l'autre mandrin qui est également fixe dans la direction axiale.
La machine suivant l'invention se distingue donc par un agencement des mandrins en rangées linéaires. Chaque paire se compose d'un mandrin localement fixe et d'un mandrin animé d'un mouvement de va-et-vient vertical et placé axialement en ceux regard du premier. Tous les mandrins, aussi bien/qui sont loca- lement fixes que ceux qui se déplacent verticalement en va-et- vient, sont simultanément entraînés en rotation autour de leur axe par un dispositif commun. Pour chaque paire de mandrins sont prévus des brûleurs. Les mouvements de va-et-vient vertical de tous les mandrins mobiles, le mouvement de rotation des deux mandrins de chaque paire, l'ouverture de tous les mandrins, ainsi que les brûleurs de tous ces mandrins, sont commandés par des dispositifs communs.
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Les principales caractéristiques générales de la machine suivant l'invention, ainsi que les caractéristiques particu- lières, seront décrites en détail ci-après à l'aide du mode de réalisation représenté sur le dessin annexé.
Bien entendu, sans s'écarter du principe de l'invention, certains détails de la machine peuvent subir des modifications par rapport à ce mode de réalisation.
La figure 1 est une vue schématique de face de la machine
La figure 2 en est une vue en plan.
La figure 3 est une vue en élévation latérale.
La figure 4 est une vue en perspective d'une partie de la machine.
La figure 5 est une vue en coupe axiale d'un mandrin mobile.
La figure 6 est une vue en coupe axiale du distributeur du brûleur à gaz.
La figure 7 montre le dispositif pour la fabrication d'ampoules à fond soufflé.
Les figures 8 et 9 sont respectivement des vues en coupe longitudinale et en élévation de face d'un brûleur pour le façonnage de la pointe de l'ampoule.
La figure 10 est une vue en coupe longitudinale du mé- langeur de gaz.
Les figures 1 à 3 montrent que le bâti A de la machine porte deux rangées de mandrins localement fixes B recevant les tubes de verre, et deux rangées de mandrins axialement mobiles C. Les mandrins B et C forment deux par deux une paire.
Le bâti A de la machine est constitué par des montants 10 et 12 reliés entre eux à l'extrémité supérieure par une tra- verse fixe 14, et présentant sur les faces en regard les unes des autres des glissières 15 dans lesquelles peut coulisser verticalement une traverse mobile 16. Sur la traverse fixe 14
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sont montés les mandrins localement fixes, tandis que la tra- verse 16 porte les mandrins axialement mobiles. Les paires de mandrins sont donc disposées en rangées linéaires parallèles à l'axe de la machine.
Tous les mandrins, c'est-à-dire les mandrins localement fixes aussi bien que les mandrins axialement mobiles, comportent une tête de serrage 18 à ouverture centrale 20 pour le passage et le serrage du tube de verre ou des ampoules. Les mandrins B et C de chaque paire tournent en commun autour de leur axe.
Les mandrins C peuvent s'élever et s'abaisser-simultanément, étant donné que la traverse 16 est guidée à coulissement verti- cal dans les glissières 15 des montants 10 et 12.
Le mouvement de rotation des mandrins 18 est produit par un pignon 22 solidaire de leur axe. Une chaîne 24 actionne les pignons de la rangée B, tandis qu'une autre chaîne 25 actionne les pignons de la rangée C. Ainsi que l'indique la figure 2, les chaînes 24, 25, actionnent les deux rangées de mandrins de la machine. Les chaînes passent respectivement sur des pignnn- d'entraînement 26 et 27 à tendeurs de chaîne 28, 29. Le premier de ces pignons est monté sur le montant 10, le deuxième sur la traverse 16.
Les pignons d'entraînement 26, 27, sont fixés sur un arbre vertical 34 monté sur un côté latéral du montant 10.
Dans cet arbre est pratiquée une rainure longitudinale permet- tant le mouvement de rotation et le mouvement de coulissement vertical du pignon d'entraînement 27. Ce pignon est porté par une console 35 solidaire de la traverse 16.
L'entraînement de l'arbre 34 a lieu par l'intermédiaire d'un train de pignons coniques 36, de poulies étagées 38, d'un arbre 40, de poulies étagées 42, et par un moteur non représenté Les pignons d'entraînement 26, 27 peuvent donc tourner à des vitesses variables à volonté. L'arbre 40 porte également une vis
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sans fin 44 en prise avec une roue hélicoïdale 45 accouplée à une came 46 qui commande un levier 48 solidaire d'un arbre transversal 50. Ce dernier porte deux leviers 52 articulés à des bielles 54 qui commandent les mouvements d'élévation et d'abaissement de la traverse mobile 16 dans les glissières 15.
La roue hélicoïdale 45 de la vis sans fin 44 commande également un levier 58 relié à l'arbre vertical 60 portant des leviers 62 et 63 solidaires de barres 64 et 65. Chacune des bar- res 64 et 65 porte des coins 66, 67 qui agissent sur des collier- 58 prévus sur chacun des mandrins, de sorte que la commande des barres 64 et 65 a pour effet d'actionner simultanément tous les mandrins fixes B et tous les mandrins mobiles C. 3ntre les mandrins fixes B et la position la plus élevée des mandrins mobiles C sont disposés des brûleurs 68 qui sont raccordés au conduit à gaz 70.
Le fonctionnement de la machine décrite en regard des figures 1 à 3 est le suivant : les tubes de verre sont intro- duits de haut en bas dans les ouvertures 20 des mandrins B.
Les tubes de verre sont maintenus à la hauteur désirée par des éléments de blocage 74, suivant le genre des ampoules à fabri- quer. Les éléments de blocage sont montés sur la barre 64. Au démarrage de la machine, la commande est d'abord transmise à la barre transversale supérieure 64 et à la barre transversale inférieure 65, qui ferme les mandrins à l'aide des coins 66 et 67. Les mandrins sont ensuite entraînés en rotation autour de leur axe par les chaînes 24 et 25. Chaque paire de mandrins maintient donc et fait tourner un tube de verre. Après amorçage de ce mouvement de rotation, la came 46 commande le mouvement de descente des mandrins mobiles C. Au moment de la fermeture, ces mandrins occupent leur position supérieure, telle qu'elle est indiquée en 18' de la figure 1, et ils commencent donc leur mouvement de descente.
Les flammes sortant des brûleurs 68
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chauffent chaque tube de verre dans la partie comprise entre les deux mandrins B et C. Le mouvement de descente des mandrins C produit donc un étirage axial du tube de verre, et forme le col de l'ampoule. Dès que les mandrins mobiles atteignent leur position inférieure, les flammes des brûleurs 68 produisent la séparation de l'ampoule terminée engagée dans le mandrin infé- rieur C, et assurent également le façonnage du fond de l'ampoule suivante à l'extrémité inférieure du tube de verre engagé dans le mandrin supérieur.
Pour la fabrication d'ampoules à col étranglé, on prévoit un brûleur supplémentaire dont la flamme chauffe partiellement le col de l'ampoule, ce qui conduit à la formation de l'étran- glement.
Après l'achèvement des ampoules fabriquées de la manière décrite, les mandrins C sont ouverts, de sorte que les ampoules qu'ils contiennent tombent dans un récipient placé au-dessous.
Pendant l'ouverture des mandrins B, les éléments de blocage 74 sont également déplacés et rapprochés des ouvertures 20 des mandrins B, de sorte que les tubes de verre qu'ils contiennent, et qui descendent sous l'action de la pesanteur, sont arrêtés.
Les mandrins C reçoivent alors un mouvement rapide d'élévation et s'engagent sur l'extrémité inférieure des tubes de verre sortant par le bas des mandrins B. Dès que les mandrins C atteignent leur position supérieure, le cycle qui vient d'être décrit recommence.
Les brûleurs 68 sont alimentés par un conduit à gaz 70 qui amène un mélange approprié de gaz combustible et de gaz oxydable, pour maintenir aussi constantes que possible les flammes et la chaleur qu'elles produisent. La figure 10 repré- sente un mode de réalisation particulier d'un dispositif mélan- geur qui sera décrit plus loin.
On décrira maintenant les modes de réalisation des diffc
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rents détails de la machine tels que les montrent les figures 4 à 9. Les mandrins B et C sont sensiblement identiques et in- diqués en 18. Ils sont constitués par un tube 80 dans lequel (pour les mandrins B) le tube de verre est introduit par le haut. A l'extrémité inférieure, le tube est muni d'une tête 82 dans laquelle sont pratiqués trois trous (ou plus) inclinés par rapport à l'axe du tube. Dans ces trous sont guidées des griffes de serrage 84. Les extrémités inférieures des griffes pénètrent dans le conduit du tube 80 et sont destinées à serrer le tube de verre. Les extrémités supérieures des griffes portent des ergots 85 qui s'engagent dans la bride périphérique 86 d'un autre tube 88, coulissant sur le premier 80.
Le tube 88 est axialement immobile, et il est maintenu par un manchon 90, une bague 89 et un coussinet 92 sur la traverse de la rangée correspondante de mandrins. Au tube 82 est fixé le pignon d'entraînement en rotation 22. Le tube 80 peut coulisser axialement et il est soumis à l'action d'un ressort 94 qui applique la tête 82 contre la bride 86. De cette manière, les griffes 84 du mandrin sont poussées radialement vers l'intérieur et serrent le tube de verre introduit dans le tube 80. L'extrémité supérieure du res- sort 84 s'appuie contre une bague 95 qui est vissée sur l'extré- mité supérieure du tube 80, et qui permet le réglage de la pous- sée du ressort.
Sur l'extrémité supérieure du tube 80 est égale- ment fixé un capuchon à ouverture calibrée 96 qui coopère avec un diaphragme à iris 97, et dont la rotation permet de faire varier le diamètre de l'ouverture du diaphragme. Le capuchon 96 coiffe un chapeau 98 présentant une partie élargie 100 et sur lequel peut agir une fourchette 102 pour déplacer le tube axiale ment à l'encontre de la poussée du ressort 94. Ce déplacement commande l'ouverture des griffes 84 du mandrin.
Les fourchettes 102, destinées à l'ouverture des mandrins supérieurs localement fixes B, sont commandées par une barre
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104 prévue pour toute la rangée correspondante des mandrins et qui est parallèle à la traverse 14 (figure 4). Les barres 104 portent à une extrémité un levier 105 sur lequel agit un pous- soir 106, qui commande également les leviers 105 actionnant les mandrins de l'autre rangée. L'extrémité inférieure du poussoir 106 coopère avec une came 108 solidaire d'un arbre 110.
Les mandrins inférieurs C, mobiles axialement, sont com- mandés d'une manière similaire. Leurs fourchettes 102 sont actionnées par un levier 112 et un parallélogramme articulé 114, 115, 116. Les bras 115 et 116 des deux parallélogrammes en regard l'un de l'autre des deux rangées de mandrins portent aux extrémités des secteurs dentés en prise les uns avec les autres. L'un des bras 116 est constitué par un levier coudé à branche 118 à laquelle est articulée une tringle de traction 120, qui est commandée par une came 122. Celle-ci est également solidaire de l'arbre 110. Chaque mouvement d'élévation du levier 118 produit une déformation des deux parallélogrammes, et l'ou- verture des mandrins C.
Cette commande de l'ouverture des man- drins C est indépendante de leurs mouvements d'élévation et d'abaissement, étant donné que les leviers 112 peuvent glisser sur les côtés 114.
Les mouvements d'élévation et d'abaissement de la traver se mobile 16 sont produits par un mécanisme permettant de régler la hauteur ou la longueur de la course. A la traverse est articulée une bielle 124 dont la longueur est réglable et qui est elle-même articulée à un levier.125, dont l'extrémité oppo- sée est à son tour articulée en un point fixe de la machine.
Le levier 125 est commandé par un galet 126 monté à rotation à l'extrémité d'une tige 128, et roulant sur la tranche infé- rieure du levier 125. Ce galet 126 est lui-même actionné par un levier 130 orienté parallèlement au levier 125 et muni d'un talon 1,32-en contact avec la came 46 solidaire de l'arbre 110
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et destinée à commander les mouvements d'élévation et d'abaisse- ment de la traverse 16. On peut donc faire varier la course de la traverse 16 en faisant varier la position longitudinale du galet 126 entre les leviers 125 et 130, ce qui modifie le point d'attaque sur le levier 125.
La came 46 comporte un secteur 47 qui produit pendant le façonnage du col de l'ampoule un déplacement supplémentaire de la traverse 16, en vue d'un rétrécissement ou d'un élargis- sement dudit col.
Pour le façonnage du col de l'ampoule, on prévoit entre chaque paire de mandrins B-C un brûleur 68 (figures 8 & 9) qui est constitué par une pièce tubulaire 134 dans laquelle sont pratiqués des orifices 135 par lesquels sortent les flammes destinées au chauffage du tube de verre. Suivant le genre de l'ampoule à fabriquer, on peut allonger ou raccourcir les flam- mes. A cet effet, la pièce tubulaire 134 contient un distribu- teur rotatif 16 dont l'extrémité inférieure 138 est taillée en hélice. En faisant tourner le distributeur 136, on peut masquer une partie des orifices 135.A l'extrémité inférieure de la pièce tubulaire 134 est prévu un petit brûleur d'allumage 140 qui allume tous les brûleurs principaux 68 lorsque le dis- tributeur du conduit à gaz est complètement ouvert.
Les brûleurs 68 sont raccordés au conduit 70 qui amène le mélange combustible provenant du mélangeur 142 (figure 4).
Ce mélangeur est raccordé au conduit à gaz 145 et au conduit 144 prévu pour l'adduction du gaz oxydable, et ces conduits sont commandés par des distributeurs 146 et 147. Chacun de ces dis- tributeurs (dont l'un est représenté en détail sur la figure,6) est actionné par l'une des cames 148, 149 solidaires de l'ar- bre 110. Chaque came agit sur un levier 150 actionnant un bec 152 monté à l'intérieur du distributeur, et qui agit à son tour sur l'extrémité de la queue 154 d'un clapet 155, dans le sens
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de l'ouverture de ce clapet et à l'encontre de l'action d'un ressort 156. Ce distributeur commande donc le passage du gaz de la tubulure 158 vers la tubulure 160, en fonction des mouve- ments des cames 148 ou 149.
Afin que les veilleuses d'allumage des brûleurs commandés par ces distributeurs soient constamment allumés, chaque distri- buteur est muni d'un conduit de dérivation 162-164 qui permet un passage permanent du gaz de la tubulure d'entrée 158 vers la tubulure de sortie 160. La section de passage du conduit de dé- rivation peut être réglée à l'aide d'une vis 165.
Lorsque la machine doit fabriquer des ampoules à fond soufflé, elle peut être équipée d'un dispositif complémentaire constitué par un petit tube 168 qui est introduit dans le haut du tube de verre utilisé pour la fabrication des ampoules. Ainsi que le montrent les figures 4 et 7, le petit tube est relié par un raccord en caoutchouc 170 à un conduit adducteur d'air 172 dans lequel est intercalé un distributeur 174 commandé de la manière précédemment décrite par une came 150. La longueur du petit tube 168 est à peu près égale à celle du tube de verre utilisé pour la fabrication des ampoules, et l'extrémité infé- rieure du petit tube 168 s'arrête à peu près à la hauteur du brûleur 68, c'est-à-dire au niveau du fond de l'ampoule à façon- ner.
Les cames qui commandent les mouvements des organes dé- crits, et plus particulièrement les cames 108 et 122, présen- tent un profil variable pour permettre la modification des pé- riodes d'ouverture et de fermeture des mandrins. A cet effet, chaque came est composée de deux éléments 108, 109 et 122, 123, qui sont respectivement réglables l'un par rapport à l'autre.
Lorsque les deux éléments se recouvrent exactement, la période de commande est la plus courte, et cette période peut être pro- longée par décalage d'un élément par rapport à l'autre.
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Les éléments de blocage 74 des tubes de verre sont montés à pivotement pour pouvoir être amenés dans la position de blo- cage. Ils sont commandés par la came 180 solidaire de l'arbre 110, et dont les mouvements sont transmis par un poussoir 182, un levier coudé 184 et une tringle de traction 186, à laquelle sont articulés les leviers 188 portant les éléments de blocage 74. De cette manière, les éléments de blocage 74 sont animés d'un mouvement de pivotement horizontal au-dessous des mandrins B.
Le moteur M actionne, par l'intermédiaire d'un réducteur N et du train à vis sans fin et roue hélicoïdale 44, 45, l'arbre 110 sur lequel sont montées les cames commandant les différents organes de la machine.
Le mélangeur représenté sur la figure 10 est composé de deux éléments principaux 210, 212 vissés l'un dans l'autre en 214. Dans le filetage intérieur de l'élément 210 est également vissé un diaphragme annulaire 216 dans lequel sont pratiqués des canaux 218. Le diaphragme 216 divise en deux compartiments 220, 222 la chambre formée par les éléments 210, 212. Les compar= timents communiquent entre eux par les canaux 218. L'élément 212 est muni d'une tubulaire latérale 224 avec un raccord 225 qui est relié au conduit adducteur du gaz. Dans l'élément 212 pénètre axialement à travers le diaphragme 216 une tuyère 226, dont l'extrémité postérieure présente une tubulure 228 pour le raccordement du conduit adducteur du gaz oxydable, tel que l'air ou l'oxygène.
La tuyère 226 est axialement réglable par le fait qu'elle est vissée dans l'élément 212 par un filetage 230. L'é- tanchéité est assurée par une rondelle 232 serrée par un contre écrou de blocage.
L'élément 210 présente un canal 236 de section réduite par rapport à celle de la chambre contenant le diaphragme et l'extrémité de la tuyère. Le gaz et l'air se mélangent dans la
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section de raccordement 222. Le mélange passe par les tubulures 238 dans les brûleurs 68.
En modifiant la position de l'extrémité de la tuyère 226 par rapport à la section de raccordement 222, et en modifiant la position du diaphragme 216 par rapport à l'extrémité de la tuyère, on peut faire varier la quantité et la composition du mélange des' deux gaz.
Bien entendu, sans s'écarter du principe de l'invention, on peut imaginer des modifications de certains détails du mode de réalisation décrit et représenté de la machine.
Par exemple, on peut prévoir des mandrins interchangeable pour le traitement de tubes de verre de diamètres plus ou moins grands. De même, on peut équiper la machine d'un nombre plus ou moins élevé de paires de mandrins.