BE897398A - Extremite de conteneur thermoplastique, methode et appareillage de soudure par rotation par inertie de ces extremites de conteneur - Google Patents

Extremite de conteneur thermoplastique, methode et appareillage de soudure par rotation par inertie de ces extremites de conteneur Download PDF

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BE897398A
BE897398A BE0/211251A BE211251A BE897398A BE 897398 A BE897398 A BE 897398A BE 0/211251 A BE0/211251 A BE 0/211251A BE 211251 A BE211251 A BE 211251A BE 897398 A BE897398 A BE 897398A
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wall
rotation
vertical axis
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V Fortuna
D Maclaughlin
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Cosden Technology
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Abstract

Une extrémité (110) de conteneur qui est adaptée pour recevoir par soudage par rotation une paroi de conteneur en carton. Cette extrémité possède une rainure annulaire (148) pour y insérer la paroi,et une configuration de paroi en U inversé qui permet de minimiser les forces exercées sur la soudure. L'extrémité possède également des nervures pour augmenter la résistance et la rigidité. Un appareil pour réaliser le conteneur,cet appareil possédant notamment un dispositif d'engagement pouvant s'expanser pour former une surface cylindrique d'un diamètre égal au diamètre interne de la paroi. On place également sur le mandrin un arret recouvert d'un matériau anti-friction de manière à définir la profondeur à laquelle la mandrin doit etre enfoncé dans le corps du conteneur.

Description


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   MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une DEMANDE DE BREVET D'INVENTION formée par la Société dite : COSDEN TECHNOLOGY INC. pour EXTREMITE DE CONTENEUR THERMOPLASTIQUE, METHODE ET APPAREILLAGE DE SOUDURE PAR ROTATION PAR INERTIE DE CES EXTREMITES DE CONTENEUR. 



  Inventeurs : Messieurs Vincent FORTUNA et Donald MAC LAUGHLIN Priorité d'une demande de brevet déposée aux Etats-Unis d'Amérique le 5 août 1982 sous le   NO S.   N. 405.642 au nom de Vincent FORTUNA et Donald MAC LAUGHLIN dont la Demanderesse est l'ayant-droit. 

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  EXTREMITE DE CONTENEUR THERMOPLASTIQUE, METHODE ET APPAREILLAGE DE SOUDURE
PAR ROTATION PAR INERTIE DE CES EXTREMITES DE CONTENEUR. 



   La présente invention se rapporte à une nouvelle amélioration utile des extrémités de conteneur. En particulier, la présente invention concerne les extrémités thermoplastiques d'un conteneur dont les parois sont en carton. La présente invention se rapporte également à une méthode et un appareillage pour fabriquer les composants de conteneur par soudure par rotation par inertie. 



   Les conteneurs ayant des parois en carton, utilisés jusqu'à présent pour contenir de l'huile, du jus d'orange ou d'autres liquides analogues, ou encore des poudres ou d'autres matériaux sous forme de granulés, avaient des extrémités métalliques attachées à la paroi cartonnée par gaufrage ou par d'autres types de soudure mécanique. De tels conteneurs   bien sont très chers et très compliqués à construire, aussTyëfu point de vue   matériaux utilisés que du point de vue méthode de fabrication. 



   Pour ces conteneurs, des extrémités en plastique seraient préférables, mais jusqu'à présent aucune méthode n'a été trouvée satisfaisante pour attacher une extrémité en plastique à la paroi en carton du conteneur. 



  Parmi les nombreux problèmes rencontrés, on peut citer les variations relativement larges, par rapport aux dimensions nominales, avec lesquelles les 

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 parois cartonnés sont produites, ainsi que la tendance des extrémités en plastique à être délogées du conteneur lorsqu'on lui applique une force dans une direction normale au plan de l'extrémité du conteneur, par exemple en laissant tomber ou en secouant un conteneur plein. 



   De plus, les extrémités plastiques du conteneur ont une tendance à se détacher de l'intérieur de la paroi du récipient. 



   Dans le brevet   américain "Reissue nO 29. 448" on   décrit des méthodes et un appareillage pour effectuer le soudage par rotation par inertie, de parties de conteneur thermoplastique. On décrit dans ce brevet que deux sections de conteneur thermoplastique s'accouplant axialement, sont montées respectivement sur des mandrins alignés axialement. Un des mandrins est temporairement couplé à un dispositif d'entraînement par rotation de manière à porter ce mandrin ainsi que la partie de conteneur véhiculée par celui-ci jusqu'à une vitesse de rotation prédéterminée ; à ce moment, on désengage le dispositif d'entraînement, et l'inertie de rotation ainsi développée est suffisante pour maintenir le mandrin en rotation par après.

   Les deux mandrins sont ensuite rapprochés l'un de l'autre et les deux parties de conteneur véhiculées par les mandrins respectifs sont ajustées l'une avec l'autre. 



  La friction générée par la rotation d'une partie de conteneur relativement à l'autre, échauffe la matière plastique tout en freinant simultanément le mouvement de rotation. Résultant de cet échauffement, la matière plastique fond et les deux parties fusionnent l'une avec l'autre lorsque le mouvement de rotation cesse. On laisse ensuite se refroidir les deux parties du conteneur. 



   Dans ce brevet US"Reissue 29. 448" les deux parties de conteneur 

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 qui sont soudées sont en matériau thermoplastique. Il faut également noter que de manière à générer la chaleur de friction requise pour fondre le matériau plastique les sections de conteneur qui s'accouplent doivent s'ajuster l'une avec l'autre avec un petit décalage. Lorsque les deux sections sont formées du même matériau thermoplastique, la réalisation du petit décalage comme défini ci-dessus n'est pas difficile car la dimension de la section de conteneur est établie avec précision dans la machine de formage et tout changement de dimension ultérieur dû à une expansion ou une contraction thermique, lorsque des sections sont stockées pour une certaine période de temps avant leur assemblage, affecte les deux sections de la même manière. 



   Comme énoncé ci-dessus, durant ces dernières années on a utilisé des conteneurs dont le corps ou les parois sont formés de carton, sur lesquels sont scellées des extrémités métalliques. A titre d'exemple, on peut citer des récipients pour huile moteur ou pour jus d'orange. Lorsque l'on utilise un conteneur dont le corps est en carton, il est souvent nécessaire de recouvrir l'intérieur du corps en carton avec un matériau étanche, notamment des matériaux thermoplastiques. Dans d'autres types de conteneurs, utilisés pour contenir des poudres ou des composés solides, il n'est pas nécessaire de recouvrir la paroi de carton. 



   Lorsque la paroi de carton est tapissée à l'intérieur avec un matériau thermoplastique,, on a proposé d'utiliser également un matériau thermoplastique pour constituer le fond du récipient, ce qui a conduit à la découverte que de tels fonds de conteneur peuvent être soudés par rotation au corps du conteneur lorsque celui-ci est tapissé à l'intérieur d'un ma- tériau thermoplastique. Cependant, on a rencontré des difficultés pour 

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 former et maintenir les corps de carton recouverts d'un matériau thermoplastique dans des tolérances de dimensions acceptables pour une opération de soudage par rotation.

   Afin d'appliquer le matériau thermoplastique contre le carton, on chauffe le matériau thermoplastique de manière à l'attacher au carton, ensuite on le laisse se refroidir, ce qui donne une rétraction du matériau de telle sorte que le conteneur soit sous-dimensionné. Une rétraction non uniforme peut également se produire lors du stockage, et les conteneurs en carton peuvent alors, au cours de manipulations ou d'opérations de convoyage devenir légèrement déformés. 



   Il est entendu que dans les cas où les parois de carton ne sont pas recouvertes avec des matières thermoplastiques, certains problèmes de soudage par rotation peuvent être évités, le premier étant de s'assurer qu'un lien d'une intégrité convenable existe entre l'extrémité en matériau thermoplastique du conteneur et la paroi en carton et que ce lien sera suffisamment dur pour résister aux forces qui pourraient lui être appliquées. 



   La présente invention a pour objet une extrémité en matière plastique appropriée pour être utilisée avec un conteneur ayant des parois de carton, cette extrémité étant destinée à être soudée par rotation sur cette paroi en carton. 



   La présente invention a également pour objet un conteneur approprié pour contenir des liquides comme de l'huile, ou des poudres, celui-ci étant solide et fabriqué aisément. 



   La présente invention a également pour objet une méthode et un appareillage améliorés pour premièrement attacher les extrémités de conteneur en matière thermoplastique sur les parois en carton, que les parois en 

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 carton soient recouvertes ou non d'un film thermoplastique, et deuxièmement produire des conteneurs complets. 



   La présente invention a également pour objet de faire des extrémités de conteneur qui sont attachées plus solidement qu'avec le gaufrage conventionnel de la feuille métallique, et dès lors de faire des objets ayant une meilleure étanchéité. 



   Ainsi, selon un mode d'exécution préféré, le conteneur de l'invention comprend une extrémité en matière plastique adaptée pour être attachée à la paroi en carton par un procédé de soudage par rotation. De préférence, l'extrémité en matière plastique comprendra une partie de lèvre divergente qui forme une rainure annulaire dans laquelle la paroi de carton vient se serrer convenablement pour former une soudure par rotation. 



   De manière à minimiser les forces sur la soudure, l'extrémité comprendra de préférence une paroi verticale adjacente à la lèvre qui a d'ailleurs une partie biseautée et qui se plie dans une arête parallèle au plan de l'extrémité et qui se plie alors doucement le long d'arcs disposés en serpentin jusqu'approximativement le niveau du fond du conteneur. La plupart des forces agissant sur l'extrémité en matière plastique seront par conséquent dirigées radialement par rapport à l'axe de l'extrémité du conteneur, en opposition à la direction normale, réduisant ainsi les forces qui agissent pour déloger l'extrémité du conteneur dans le cas où un conteneur plein tombe ou est secoué.

   De plus, l'extrémité de conteneur comprendra de préférence plusieurs nervures, disposées autour du bord intérieur de la lèvre et disposées comme des ailettes radiales de manière à donner de la résistance et de la rigidité à l'ensemble ; ces nervures fonctionnent égale- 

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 ment comme membre de transmission de force et amènent un freinage de l'arbre au cours de la fabrication. Il est également préférable d'augmenter la résistance et la rigidité de l'extrémité en donnant des caractéristiques topographiques. 



   Il est également préférable d'avoir une bride annulaire verticale opposée à la lèvre, cette bride pouvant servir de base ou de support pour le conteneur mais pouvant donner aussi un moyen d'empilage convenable et sûr. 



  On peut préparer le conteneur de l'invention par les techniques de soudage par rotation, pour former ensemble les parois et les extrémités. 



   Selon les aspects de fabrication de la présente invention, le mandrin qui supporte un conteneur cylindrique, à parois en carton tapissées ou non avec un film thermoplastique, au cours de l'opération de soudage par rotation, est équipé avec un dispositif d'engagement expansible de corps de conteneur, ce dispositif, qui est en position contractée, peut être inséré axialement dans le corps du conteneur. Les dispositifs d'engagement de paroi de conteneur, sous forme de segment circonférentiel de surface cylindrique, sont normalement maintenus dans la position contractée par un ressort d'attache circonférentiel. L'expansion du dispositif est réalisée par un jeu de cames qui glissent sur les surfaces internes inclinées disposées sur les segments ; cela donne un mouvement axial par rapport aux segments, ce qui provoque l'expansion du dispositif.

   Dans la position expansée, les surfaces cylindriques externes des segments sont disposées avec précision pour définir une surface cylindrique d'un diamètre précisément égal au diamètre interne de la paroi qui doit être soudée par rotation. Comme énoncé ci-dessus, on forme une extrémité de conteneur en ma- 

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 tière thermoplastique avec une partie montante verticale, qui part de la lèvre, dont la majeure partie de la surface extérieure est dimensionnée pour obtenir le petit décalage désiré vis-à-vis du diamètre intérieur de la paroi du conteneur. Le bord supérieur extérieur de cette partie montante est de préférence effilé vers le haut et l'intérieur de manière que le conteneur puisse être pressé à l'intérieur de la paroi du conteneur à la pression désirée. 



   On a monté un support à la partie inférieure du mandrin qui véhicule la paroi, afin d'établir la profondeur à laquelle on doit enfoncer le conteneur dans la paroi du conteneur. Le support est monté fixement sur le mandrin et est de préférence équipé d'un dispositif résilient anti-friction qui se projette axialement en-dessous du fond du support. Dans l'opération d'assemblage, l'extrémité du conteneur est élevée par son mandrin jusqu'à entrer en contact avec le dispositif résilient, après que le mandrin véhiculant l'extrémité de conteneur soit engagé avec la commande de transmission de rotation pour amener le mandrin à la vitesse de rotation voulue.

   L'engagement entre l'extrémité de conteneur et le dispositif résilient véhiculé par le mandrin entraînant la paroi ne provoquera que très peu de friction entre eux grâce à la composition anti-friction du support. 



   D'autres objets, avantages et nouvelles caractéristiques de l'invention seront décrits dans la description détaillée ci-après. 



   L'invention est également décrite à l'aide de dessins dans lesquels :   - la   Figure 1 représente une vue en élévation, d'une section partielle d'une extrémité de conteneur selon la présente invention ; 

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 - la Figure 2 représente une vue en plan selon la ligne A-A de l'extrémité de conteneur ; - la Figure 3 représente une vue en coupe, fragmentaire et agrandie d'une lèvre et de la partie incurvée de l'extrémité de conteneur de la Figure 1, montrant ainsi la bride, le support et/ou la structure d'empilage ; - la Figure 4 représente une vue en coupe, d'un appareillage de soudage par rotation utilisé dans l'invention, mais dont certains détails ont été omis ; la Figure 5 représente une vue en coupe du mandrin supérieur de l'appareil- lage décrit à la Figure 4 ;

   la Figure 6 représente une vue en coupe de l'appareillage selon la ligne
6-6 de la Figure 4 ; la Figure 7 représente une vue en coupe de l'appareillage selon la ligne
7-7 de la Figure 5 ; la Figure 8 représente une vue en coupe de l'appareillage selon la ligne
8-8 de la Figure 5 ; la Figure 9 représente une vue en coupe de l'appareillage selon la ligne
9-9 de la Figure 5 ; la Figure 10 représente une vue en coupe d'un corps de conteneur et du fond de conteneur à souder par rotation au moyen de l'appareillage décrit à la Figure 4 ; la Figure 11 représente une vue en coupe agrandie et détaillée du corps et du fond de conteneur indiquant leurs dimensions relatives. la Figure 12 représente une vue en coupe détaillée du fond et du corps de conteneur soudés l'un à l'autre ;

   et - les Figures 13-1 à 13-7 représentent des diagrammes schématiques    donnant 1   

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 la séquence des étapes d'une opération de soudage par rotation. 



   On se réfère maintenant à la Figure 1, qui montre une vue en élévation d'une extrémité 110 de conteneur, selon la présente invention. Cette extrémité 110 doit être soudée par rotation, par exemple, sur un cylindre en carton 112 de manière à former un conteneur. Les détails de l'extrémité 110 du conteneur seront discutés par après à la Figure 3. 



   On se réfère ensuite à la Figure 2 qui représente une vue en plan par le dessous, selon la ligne A-A de la Figure 1, de l'extrémité de conteneur de la présente invention. On peut y voir aisément les ailettes ou nervures 122 jointes à la partie de lèvre 150 du conteneur ainsi que les fentes de renforcement 124 disposées en étoile au centre de l'extrémité du conteneur. 



   On se réfère ensuite à la Figure 3, que représente en détail l'extrémité 110 de conteneur de l'invention. Le conteneur est préparé en une matière plastique soudable par rotation, en l'occurence un polyéthylène HDPE, ou toute autre matière équivalente. Cette extrémité de conteneur possède une lèvre ou rebord 150 pour recevoir la paroi en carton 112 du conteneur, celle-ci ayant la forme d'un cylindre circulaire droit. L'intérieur de la paroi du conteneur peut être recouverte avec un film d'un matériau thermoplastique, bien que cela ne soit pas toujours nécessaire. La rainure annulaire 148 sur laquelle la paroi vient s'ajuster, a une ouverture formée par deux parois divergentes, la paroi interne 136 et celle de la bride 134. 



  De préférence les parois divergeront de la verticale d'un angle d'environ   2 .   



  La rainure annulaire s'ajustera facilement sur un cylindre en carton, dont les dimensions peuvent varier par rapport aux spécifications nominales. Le 

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 rebord interne 152 aura de préférence un coin arrondi de manière à faciliter l'entrée de la paroi 112 dans la rainure 148. 



   Dans la direction opposée à la paroi 136, qui est généralement verticale, mais dans le prolongement de celle-ci, on trouve une bride circulaire 132 qui a plusieurs fonctions. Elle sert de base au conteneur ou comme guide d'empilage du conteneur fini. La bride 132 a des parois légèrement inclinées 131 et 133, chacune d'elles étant inclinée d'environ 2  par rapport à la verticale. Cette bride restera contre la partie biseautée 138 du conteneur au cours du transport. De plus, la bride 132 sert aussi à transférer la pression du fond du récipient vers la paroi 112 et à empêcher ainsi le détachement du fond du récipient de la paroi ou encore le cisaillement de celui-ci. 



   La partie verticale de la paroi 136 de l'extrémité du conteneur ainsi que le cylindre en carton et la bride 134 forment les dispositifs pour sceller le conteneur. Il faut noter que le scellement, effectué par soudage par rotation, se réalise le long des surfaces qui sont dans une position normale aux forces qui peuvent exister dans le conteneur lorsque celui-ci est rempli. Le soudage par rotation est une opération rapide, efficace et bon marché et qui donne un lien n'ayant qu'une résistance limitée dans la direction normale à la liaison, mais une résistance beaucoup plus grande dans la direction parallèle à cette liaison.

   Par conséquent, une extrémité de conteneur dont les surfaces attachées sont normales à la direction des forces exercées par le fluide dans le conteneur, aura une tendance à se détacher de la paroi, renversant ainsi le contenu du récipient, ce qui se produit particulièrement dans le cas où l'on secoue ou l'on laisse tomber un conteneur plein. 

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   On sait que le fluide présent dans le conteneur exerce des forces ayant une direction normale aux surfaces du conteneur. Ces forces sont particulièrement importantes lorsque le conteneur est utilisé pour contenir un liquide, et que ce liquide bouge, exerçant ainsi des forces sur les diverses parois du conteneur. Avec l'extrémité de conteneur dans sa conception actuelle, on voit que les forces exercées sur les parois de l'extrémité sont réduites par la structure, qui dirige vers des zones de plus forte résistance, c'est-à-dire normale à la paroi. Par exemple, si on laisse tomber un conteneur rempli, le fluide n'exerce aucune force sur la paroi 136 de l'extrémité du conteneur.

   Les forces exercées sur la partie supérieure 140 du récipient ainsi que sur la partie en biseau 138 sont dirigées par la paroi 136 et le support 122 pour agir soit en compression de la soudure par rotation, soit dans une direction parallèle à celle-ci. De la même manière, les forces exercées par le fluide sur les parties incurvées 142 et 144 agissent généralement en compression de la soudure par rotation ou dans une direction parallèle à celle-ci, généralement verticalement. Les autres forces qui agissent dans la direction de la paroi sont transférées par la base ou bride 132 pour aller s'exercer sur la paroi 112. 



   Au cours de l'assemblage, la partie en biseau 138 de l'extrémité du conteneur agit comme élément d'introduction pour positionner la paroi du conteneur et la diriger dans la rainure 148. Les supports 122 et 124 agissent pour accroître la rigidité de la structure de l'extrémité du conteneur. 



  Le support 122 agit également pour rediriger les forces exercées par le fluide sur la soudure. La structure obtenue est une extrémité de conteneur qui peut être 

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 attachée avec sûreté à la paroi. Cette extrémité a également pour avantage de rediriger dans d'autres directions les forces qui tendraient à faire se détacher l'extrémité. De plus, la structure est solide et rigide, elle est également empilable. 



   L'appareillage de la présente invention, considéré comme un tout, utilise beaucoup des caractéristiques décrites dans le brevet US"Reissue 29448". Dans la description et les dessins donnés ci-après, certaines parties de l'appareillage ont été représentées d'une manière simplifiée, ce sont celles qui se rapportent à des parties et structures similaires qui ont été décrites en détail dans le brevet US"Reissue 29448". 



   On se réfère à la Figure 4, dans laquelle on voit que le support fixe de l'appareil comprend une base 10 qui supporte fixement le pilier vertical central 12. On installe fixement un chemin cylindrique de came 14, au moyen du plateau 16 placé sur l'extrémité supérieure du pilier 12, coaxialement avec l'axe vertical du pilier 12. On installe fixement un second chemin cylindrique de came 18 sur la base 10. Toute la structure décrite ci-dessus constitue le support fixe de l'appareil et tout le reste de la structure, décrit à la Figure 1, est monté pour être mis en rotation autour de l'axe du pilier vertical 12 ; cependant, on ne montre qu'une partie de la structure pouvant tourner. 



   La structure pouvant tourner comprend un manchon central 20 monté sur le pilier 12, de manière à tourner autour de celui-ci au moyen d'une série d'engrenages 22 ; les plateaux supérieur et inférieur 24,26, fixement attachés au manchon 20, sont entraînés avec ce dernier. A la Figure 4, on ne montre qu'un simple jeu de mandrins qui    com- 1   

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 prend le mandrin supérieur 28, accroché au plateau supérieur 24, et le mandrin inférieur 30 accroché au plateau inférieur 26. Dans l'appareil que l'on utilise, il y a évidemment plusieurs jeux de mandrins supérieurs et inférieurs disposés symétriquement autour de l'axe de l'appareil. Cette disposition a d'ailleurs été décrite clairement dans le brevet US"Reissue 29448". 



   Un engrenage d'entraînement 32 est fixé avec sûreté à la partie inférieure du manchon 20 de manière à entraîner le manchon et les diverses parties qui y sont attachées, en rotation autour du pilier 12. Comme le manchon 20, les plateaux supérieur et inférieur 24 et 26 sont en rotation, les mandrins supérieur et inférieur 28 et 30 se meuvent sur un chemin circulaire autour du pilier central 12. Au cours de ce mouvement, un rouleau 34 placé sur le mandrin inférieur 30, se déplace le long d'une rainure 36 dans le chemin de came inférieur 18, pour relever et abaisser le mandrin inférieur 30 à des points appropriés au cours de son mouvement cyclique autour du pilier 12. 



  Un rouleau similaire 35 est engagé dans une rainure similaire dans le chemin de came supérieur 14, pour relever et abaisser verticalement le mandrin supérieur 28, tandis qu'un second rouleau 40 est engagé dans le chemin de came supérieur 14 ; ce rouleau opère comme un dispositif d'ajustement comme cela sera décrit par après. Les mouvements réciproques verticaux des mandrins sont similaires à ceux décrits en détail dans le brevet US"Reissue 29448". 



   On se réfère à la Figure 5 dans laquelle on voit que l'assemblage du mandrin supérieur 28 comprend un manchon rigide et creux 42 qui est fixé avec sécurité à l'extrémité supérieure du mandrin sur le plateau supérieur 24. Un logement 44 est monté sur l'extérieur du manchon 42 au moyen d'une glissière 46 pour pouvoir effectuer les mouvements verticaux réciproques sur 

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 le manchon 42. Le logement 44 est suspendu par une paire de tiges supports 48, comme indiqué à la Figure 6, qui sont fixées à leur extrémité inférieure à une bride 50 du logement 44, et qui passent en montant par les ouvertures 52 dans le plateau supérieur 24.

   Une traverse 54 est fixée à l'extrémité supérieure de la tige-support 48 et sert de support pour le rouleau à came 38, qui comme on peut le voir dans la Figure 4, roule dans la rainure supérieure du chemin de came 14. Le logement 44 est donc suspendu par les tigessupports 48, au rouleau à came 38 et se meut par conséquent vers le haut et vers le bas selon le chemin suivi par le rouleau 38. 



   En se référant de nouveau à la Figure 5, on remarque une tigeguide verticale 56 qui est fixée à son extrémité inférieure à une seconde bride 58 sur le logement 44. Cette seconde tige remonte par l'ouverture 60 dans le plateau supérieur 24 afin de guider verticalement le logement 44 dans son mouvement. 



   Quatre dispositifs d'engagement de corps de conteneur 62 sont suspendus à la partie inférieure de la bride 58. Comme cela est mieux illustré aux Figures 7 à 9, les quatre dispositifs d'engagement 62 ont la conformation d'un segment circonférentiel d'un cylindre creux, le pourtour circulaire de chaque corps du dispositif d'engagement 62 représente légèrement moins que le quart de la circonférence totale, de telle sorte que les espaces 64 entre les bords, disposés axialement, des dispositifs adjacents 62, permettent aux dispositifs de se mouvoir radialement l'un par rapport à l'autre sur un diamètre externe qui est plus petit que celui correspondant à leur surface extérieure.

   Le diamètre extérieur des dispositifs 62 est illustré dans les Figures 7,8 et 9 ; il est égal (avec une légère tolérance négative) au dia- 

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 mètre interne spécifié du corps de conteneur cylindrique qui doit être reçu sur le dispositif 62. Ce diamètre particulier est très important pour la présente invention, et sera étudié en détail par après. 



   En se référant en particulier aux Figures 5 et 6, on voit que quatre encoches radiales 66 sont découpées dans la face inférieure de la bride 58, chaque encoche, comme on le montre également à la Figure 7, recouvrant un des dispositifs d'engagement de corps de conteneur 62. A l'extrémité supérieure de chaque dispositif 62, on trouve un élément en saillie 68 qui passe dans l'encoche 66 et qui se termine par une broche-pivot 70 qui permet de suspendre chaque dispositif 62 depuis le logement 44 jusqu'à la face inférieure de la bride 58. Les broches-pivots 70 se trouvent dans un plan horizontal et sont orientées de telle sorte qu'elles soient tangentes à un cercle centré sur l'axe vertical central du pilier 42.

   Un ressort de fixation 72 est monté dans la rainure circulaire 74 de la face externe de chaque dispositif 62, ce qui a pour effet de décentrer radialement les faces externes de chacun des dispositifs 62, vers l'intérieur et l'une vers l'autre de manière à ce que les faces externes des quatre dispositifs 62 soient normalement inclinées vers l'intérieur et l'une vers l'autre. 



   En se référant en particulier à la Figure 5, on voit que l'on forme une surface de came 76 inclinée vers le bas et l'intérieur, sur la face interne de chaque dispositif 62, à proximité de son extrémité inférieure. Un dispositif à came 78 ayant des surfaces de came 80 d'inclinaison complémentaire, est logé entre le dispositif 62, et est monté fixement à l'extrémité inférieure d'une tige d'ajustage 82 qui passe librement et verticalement au centre du pilier 42, cette tige étant attachée à son extrémité supérieure 

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 (Figure 8) à un frein 84 qui comprend un rouleau à came 40. Comme on peut le voir à la Figure 4, le frein 84 reçoit également l'extrémité supérieure de la tige-guide 56. 



   En se référant à la Figure 8, on remarque que le dispositif à came 78 a une configuration en croix lorsqu'il est vu de dessus, les surfaces de came 80 étant logées aux extrémités de chacun des quatre bras de la croix. 



  La partie inférieure du logement 44 est pourvue de quatre rainures radiales 86 dans lesquelles peuvent se projeter librement les parties de bras du dispositif à came 78. 



   En se référant en particulier aux Figures 5 et 9, on remarque un dispositif annulaire de retenue 88 qui est fixé à l'extrémité inférieure du logement 44 soit par soudure soit par des vis 90 (Figure 9). Un support cylindrique 92 est tenu hermétiquement dans le dispositif de retenue 88 au moyen de vis 93 ou par soudure. On forme ainsi un retrait 96 sur la face inférieure du support 92, et l'on fixe sur ce retrait 96 un dispositif 98 résilient anti-friction, dont le rôle sera décrit ci-après ; ce dispositif est en saillie du retrait, et se prolonge vers le bas. Le dispositif 98 peut être comprimé de manière à se tenir entièrement dans le retrait 96. 



  De manière à minimiser la friction, le dispositif 98 est de préférence recouvert avec une matière à faible coefficient de friction comme par exemple du polytétrafluoroéthylène (teflon). 



   On place ensuite un plateau d'éjection 100 ayant une ouverture circulaire au niveau de l'extrémité inférieure de plusieurs tiges-supports 104, qui sont fixées solidement dans le plateau 24. 



   On se réfère maintenant aux Figures 10 à 12 dans lesquelles on 

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 montre des vues en coupe de la paroi et de l'extrémité du conteneur, qui doivent être soudées ensemble par rotation au moyen de l'appareil de l'invention. La Figure 10 représente une vue en coupe d'un corps de conteneur 112 de forme cylindrique. La paroi cylindrique 112 est formée par un tube cylindrique en carton 106 dont la surface interne peut être tapissée avec une revêtement étanche, en un matériau thermoplastique 108 comme le polyéthylène, le polystyrène ou le polypropylène. On forme une extrémité de conteneur 110 dans un matériau thermoplastique selon la méthode décrite dans les Figures 1 à 3.

   Comme on le voit également à la Figure   11,   la paroi 136 est formée à sa partie supérieure par des surfaces inclinées vers l'extérieur et vers l'intérieur, puisque pour effectuer l'opération de soudage par rotation, il doit exister un petit décalage entre la surface interne du corps de conteneur 112 et la surface externe de la paroi 136. L'inclinaison de la surface 138 permet de pousser la partie de paroi 136 à l'intérieur du conteneur à la manière d'un chausse-pied. 



   On trouve également une seconde bride 134 en saillie, située sur l'extrémité de conteneur 110. Celle-ci sert à protéger le bord inférieur de la partie en carton du corps de conteneur. La Figure 112 montre l'extrémité et la paroi du conteneur à la fin de l'opération de soudage par rotation. 



   Comme on l'a noté ci-dessus, le fond du conteneur 110 est de préférence équipé avec une bride 132 en saillie vers le bas, ainsi que de plusieurs nervures 122 s'étendant radialement depuis la face interne de la bride 132 vers le fond 144 de l'extrémité 110 de manière à coupler la trans- mission de la rotation entre le fond 110 et les attaches formées sur la 

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 surface supérieure du mandrin inférieur 30. 



   Les Figures 13-1 à 13-7 décrivent une séquence générale des diverses opérations. 



   La Figure 13-1 montre l'étape initiale au cours de laquelle le mandrin supérieur 28 est remonté à sa hauteur maximum et la tige d'ajustement de came est également remontée dans sa position la plus élevée, afin de placer le dispositif à came 78, relatif au dispositif d'engagement 62 de corps de conteneur, dans la position indiquée par la Figure 5. Comme on l'a décrit précédemment, le positionnement vertical du mandrin supérieur 28 et de la tige d'ajustement de came 82 sont contrôlés respectivement par les rouleaux 38 et 40, ces rouleaux circulant dans les rainures du chemin supérieur de came 14 afin de remonter et redescendre les rouleaux respectifs lorsque les mandrins supérieur et inférieur sont en rotation autour de l'axe central du pilier 12 de la machine.

   Les lignes interrompues 38C et 40C dans les Figures 13-1 à 13-7 indiquent la configuration approximative des chemins de came sur lesquels les rouleaux 38 et 40 circulent. D'une manière similaire, la ligne interrompue 34C indique le chemin de came sur lequel se meut le rouleau 34 responsable de la position du mandrin inférieur. 



   Lorsque la tige 82 et le dispositif à came 78 se trouvent dans leur position supérieure maximum par rapport au dispositif d'engagement 62 de corps de conteneur, le ressort de fixation 72 a contracté les extrémités inférieures du dispositif 62, de sorte que les surfaces cylindriques externes du dispositif 62 ressemblent à une surface tronconique convergeant vers le bas, et ayant un diamètre extérieur à sa partie inférieure légèrement moindre que le diamètre interne de la paroi de conteneur 112. 

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   Selon la Figure 13-1 on a placé un corps de conteneur 112 sur une table d'alimentation   FT-1,   en alignement coaxial avec le mandrin supérieur 28. On a amené une extrémité de conteneur 110 à partir d'une seconde table d'alimentation FT-2 placée sur l'extrémité supérieure du mandrin inférieur 30. 



   Selon la Figure 13-2, on a abaissé le mandrin supérieur 28 pour insérer le dispositif d'engagement 62 complètement à l'intérieur de la paroi de conteneur 112. Pendant le mouvement d'abaissement du mandrin supérieur 28, la tige d'ajustement de came 82 est abaissée simultanément de sorte qu'il n'y a pas de mouvement vertical relatif entre la tige 82 et le mandrin 28, et dès lors le dispositif d'engagement 62 situé à l'intérieur de la paroi 112 est encore dans la position contractée indiquée à la Figure 13-1. 



   Dans la Figure 13-3, la tige 82 a été abaissée par rapport au mandrin 28. En se référant brièvement à la Figure 5, l'action d'abaissement de la tige 82 illustrée par les Figures 13-2 et 13-3 oblige le dispositif à came 78 à se maintenir vers le bas dans la position indiquée par la Figure 5. Ce mouvement d'abaissement du dispositif à came 79 cause l'inclinaison de la surface de came 80 pour glisser vers le bas le long de la surface inclinée 76 sur le dispositif d'engagement 62, pour faire pivoter radialement ces dispositifs vers l'extérieur autour de leur pivot respectif 70 et les amener en contact complet avec la paroi intérieure du conteneur 112. 



   Comme on l'a déjà indiqué, les caractéristiques d'une paroi 112 de conteneur tapissé avec un matériau thermoplastique ainsi que le procédé pour fabriquer le corps de conteneur ainsi recouvert, sont telles qu'au 

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 moment où l'on amène le corps du conteneur dans l'appareil de soudage par rotation, le diamètre interne du corps est un peu plus petit que le diamètre spécifié. L'extrémité du conteneur en matériau thermoplastique est formée avec précision au diamètre spécifié, et maintient ses dimensions par après. 



  De manière à ce que le soudage par rotation de la paroi du conteneur à son extrémité puisse être réalisé efficacement, il est essentiel que la paroi du conteneur ait un diamètre interne défini au moment où l'extrémité est insérée dans la paroi, de manière que le petit décalage désiré entre les deux parties, l'une tournant autour de l'autre, provoque une quantité de chaleur de friction suffisante pour fusionner les deux surfaces en matière plastique, ou l'extrémité thermoplastique et la paroi en carton. 



   Comme on l'a décrit ci-dessus, les surfaces externes du dispositif d'engagement 62 du mandrin supérieur 28 sont machinées avec précision à un diamètre correspondant (à une légère tolérance négative près) au diamètre interne défini du corps de conteneur 112. L'expansion radiale du dispositif d'engagement 62, par ajustement de la tige à came 82, après que le dispositif ait été introduit dans la paroi, est également réglée avec précision de manière à ce qu'à la fin de l'expansion du dispositif d'engagement, les surfaces extérieures des dispositifs forment une surface cylindrique d'un diamètre égal au diamètre interne défini de la paroi de conteneur (avec une légère tolérance négative).

   Par conséquent, dans la Figure 13-3, à la fin de l'expansion du dispositif d'engagement 62, par abaissement de la tige 82, l'intérieur de la paroi de conteneur a été expansé avec précision, à son diamètre défini. Les extrémité inférieures des dispositifs d'engagement 62 sont espacés légèrement de l'extrémité de la paroi du conteneur pour per- 

 <Desc/Clms Page number 22> 

 mettre un jeu suffisant autour de l'axe de manière à insérer la partie 112 de l'extrémité du conteneur 110. 



   Dans la Figure 13-4, le mandrin inférieur 30 a été relevé pour positionner l'extrémité 110 du conteneur, juste en-dessous, mais hors de contact avec l'extrémité inférieure de la paroi 112 supportée par le mandrin supérieur 30. Dans cette étape du procédé, le mandrin inférieur est engagé avec une courroie de transmission DB qui met ce mandrin en rotation autour agit de son axe. La courroie de transmission DB le long d'une partie du chemin circulaire suivi par le mandrin inférieur ; pour les détails, voir le brevet US"Reissue 29448". L'extrémité 110 de conteneur est alors fixée par rota- tion au mandrin inférieur 28 au moyen du support 112 et tourne alors avec le mandrin inférieur. 



   Dans la Figure 4, la hauteur à laquelle on place le mandrin infé- rieur 30 par rapport au mandrin supérieur 28, est telle que le dispositif résilient 98 véhiculé par le support 92 est à ce moment directement au- dessus et espacé légèrement de l'extrémité 110 du conteneur. 



   L'étape suivante dans la séquence des opérations trouve le mandrin supérieur 28 descendu légèrement pour fixer l'extrémité 110 du conteneur dans l'extrémité de la paroi du conteneur. Juste avant cette étape d'abaissement, le mandrin inférieur 30 se dégage de l'engagement avec la courroie de transmission DB, cependant la rotation due à l'inertie main- tient le mandrin inférieur 30 en rotation jusqu'au moment où l'étape d'in- troduction de l'extrémité est terminée. Comme la paroi 112 de conteneur, véhiculée par le mandrin supérieur 28, est tenue contre un engin en rota- 
 EMI22.1 
 tion, la rotation relative entre la paroi 112 de conteneur et l'extrémité 1

Claims (46)

110 en rotation, dégage de la chaleur due à la friction, cette chaleur étant suffisante pour fondre les surfaces en présence ; simultanément, cette friction exerce une action de freinage sur le mandrin inférieur en rotation et sur le fond du conteneur. Cette action de freinage permet d'arrêter le mandrin inférieur, l'énergie dégagée par le freinage étant convertie en chaleur, qui permet de fondre, jusqu'au moment de l'arrêt, le fond du conteneur et la paroi du conteneur.
Dans la Figure 13-6, le mandrin inférieur a été descendu dans sa position originale, et la paroi de conteneur soudée à son extrémité est transportée sur une table d'évacuation OF, tandis que la tige 82 a été relevée pour permettre au dispositif d'engagement 62 de se remettre dans sa position contractée grâce au ressort de fixation 72.
Dans la Figure 13-7, le mandrin supérieur a été remonté dans sa position originale pour laisser tomber le conteneur terminé 112 sur la table d'évacuation, cette séparation ayant été effectuée à l'aide du plateau d'éjection 100 (voir Figure 5).
La présente invention a été décrite à l'aide de modes d'exécution préférés afin de mieux l'illustrer. Cependant, il est bien entendu que des modifications peuvent y être apportées par l'homme de métier sans pour autant sortir du cadre de celle-ci. Ainsi d'autres formes géométriques peuvent être soudées par rotation, pour autant que la rigidité soit assurée.
REVENDICATIONS 1) Extrémité de conteneur, adaptée pour recevoir par soudage par rotation, une paroi de conteneur, caractérisée en ce qu'elle comprend - une première partie destinée à recevoir la paroi de conteneur <Desc/Clms Page number 24> - une seconde partie attachée à cette première partie et ayant des moyens pour répartir les forces exercées sur la liaison obtenue par soudage par rotation qui tendent à séparer cette extrémité de cette paroi de conte- neur.
2) Extrémité de conteneurselon la revendication 1, caractérisée en ce que la dite première partie comprend une lèvre ou rebord, formant une partie d'une rainure annulaire destinée à recevoir cette paroi de conteneur.
3) Extrémité de conteneur selon la revendicatinn 1 caractérisée en ce que la seconde partie comprend en plus des moyens pour transférer les forces de cisaillement agissant sur cette extrémité.
4) Extrémité de conteneur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée en ce qu'elle comprend également une base comprenant une bride annulaire, dont les parois sont de préférence inclinées de manière conique, placée généralement à l'opposé de la rainure annulaire.
5) Extrémité de conteneur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que la rainure annulaire est également formée par une paroi verticale, placée radialement et. à l'intérieur du rebord.
6) Extrémité de conteneur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisée en ce que la paroi verticale et le rebord forment des parois s'étendant généralement verticalement, définissant ainsi la rai- nure annulaire.
7) Extrémité de conteneur selon l'une quelconque des revendications 5 et 6 caractérisée en ce que la paroi verticale se prolonge d'abord par une partie en biseau disposée radialement et intérieurement par rapport à la rainure annulaire, et se prolonge ensuite par une partie horizontale, <Desc/Clms Page number 25> cette dernière se prolongeant par une partie descendant radialement et intérieurement par rapport à la dite paroi verticale, définissant ainsi avec la partie en biseau et la partie horizontale un espace entre la paroi verticale et ces autres parties.
8) Extrémité de conteneur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comprend en plus plusieurs nervures générale- ment disposées radialement.
9) Extrémité de conteneur selon la revendication 8 caractérisée en ce que les nervures comprennent en plus des rainures radiales qui sont placées entre la paroi verticale et l'autre paroi, qui remplissent cet espace, ces rainures étant destinées à transférer les forces agissant sur l'ex- trémité de conteneur pour la séparer de la soudure, ces rainures servant aussi de moyen de transmission de mouvement de rotation à cette extrémité de conteneur.
10) Extrémité de conteneur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisée en ce qu'elle comprend en plus des moyens de renforcement sous forme d'un second jeu de rainures disposées généralement radiale- ment à partir du centre de l'extrémité du conteneur.
11) Conteneur ayant une paroi cylindrique en carton et une extrémité en matière plastique, ayant la forme d'un disque, fixée à la paroi par sou- dage par rotation, caractérisé en ce que l'extrémité comprend une rai- nure annulaire pour recevoir la dite paroi, une paroi verticale se ter- minant à la rainure, une autre paroi, des nervures pour répartir les la forces exercées sur l'extrémité du conteneur pour le déloger deyiiaison réalisée par soudage par rotation. <Desc/Clms Page number 26>
12) Conteneur selon la revendication 11, caractérisé en ce que la rainure annulaire est généralement de forme conique, les nervures de renforce- ment supportent et accroissent la résistance de l'extrémité du conte- neur et servent en plus de moyen d'attache du dispositif de transmis- sion de rotation à l'extrémité du conteneur.
13) Conteneur selon l'une quelconque des revendications 11 et 12 caractérisé en ce que la dite paroi forme avec la paroi verticale une forme de U in- versé par rapport à la rainure annulaire, les nervures de renforcement étant généralement placées dans la région en forme de U inversé. EMI26.1
14) Conteneur selon l'une quelconque des revendications Il à 13 caractérisé en ce que l'extrémité du conteneur comprend un second jeu de nervures de renforcement, et en plus une bride annulaire placée généralement du côté opposé à la rainure annulaire, et formée par extension de la pre- mière paroi, cette bride servant notamment pour l'empilage des extré- mités de conteneur.
15) Conteneur comprenant une paroi de conteneur et au moins une extrémité adaptée pour être soudée par rotation à cette paroi, caractérisé en ce que l'extrémité du conteneur comprend - une première partie destinée à recevoir la dite paroi - une seconde partie attachée à la première et ayant des moyens pour répartir les forces exercées sur la liaison obtenue par soudage par rotation qui tendent à séparer cette extrémité de cette paroi de conteneur.
16) Conteneur selon la revendication 15, caractérisé en ce que la paroi est en carton, formée pour avoir la configuration d'un cylindre droit, dé- EMI26.2 à <Desc/Clms Page number 27> finissant ainsi une paroi interne.
17) Conteneur selon la revendication 16, caractérisé en ce que cette paroi interne est recouverte d'une couche d'un matériau thermoplastique.
18) Conteneur selon l'une quelconque des revendications 15 à 17 caractéri- sé en ce que la première partie de cette extrémité de conteneur comprend une lèvre ou rebord, formant une partie d'une rainure annulaire destinée à recevoir la paroi du conteneur.
19) Conteneur selon l'une quelconque des revendications 15 à 17 caractérisé en ce que la seconde partie de l'extrémité de conteneur comprend en plus des moyens pour transférer les forces de cisaillement qui agissent sur cette extrémité pour détacher la liaison effectuée par soudage par rota- tion.
20) Conteneur selon l'une quelconque des revendications 15 à 19 caractérisé en ce que l'extrémité du conteneur comprend également une base compre- nant une bride annulaire placée généralement à l'opposé de la rainure annulaire.
21) Conteneur selon l'une quelconque des revendications 15 à 20 caractérisé en ce que la rainure annulaire est également formée par une paroi verti- cale, placée radialement et à l'intérieur du rebord.
22) Conteneur selon l'une quelconque des revendications 15 à 21 caractérisé en ce que la paroi verticale et le rebord forment des parois s'étendant généralement verticalement, définissant ainsi la rainure annulaire.
23) Conteneur selon l'une quelconque des revendications 21 et 22 caractérisé en ce que la paroi verticale se prolonge d'ahord par une partie en biseau disposée radialement et intérieurement par rapport à la rainure <Desc/Clms Page number 28> annulaire, et se prolonge ensuite par une partie horizontale, cette der- nière se prolongeant par une partie descendant radialement et intérieure- ment par rapport à la dite paroi verticale, définissant ainsi avec la partie en biseau et la partie horizontale un espace entre la paroi ver- ticale et ces autres parties.
24) Conteneur selon l'une quelconque des revendications 15 à 23 caractérisé en ce que l'extrémité comprend plusieurs nervures généralement disposées radialement.
25) Conteneur selon l'une quelconque des revendications 15 à 24 caractérisé en ce que les nervures placées sur l'extrémité du conteneur comprennent en plus des rainures radiales qui sont placées entre la paroi verticale et l'autre paroi, et qui remplissent cet espace, ces rainures étant des- tinées à transférer les forces agissant sur l'extrémité de conteneur pour la séparer de la soudure, ces rainures servant aussi de moyens de trans- mission de mouvement de rotation à cette extrémité du conteneur.
26) Conteneur selon l'une quelconque des revendications 15 à 25 caractérisé en ce que l'extrémité du conteneur comprend en plus des moyens de ren- forcement sous forme d'un second jeu de rainures disposées généralement radialement à partir du centre de l'extrémité du conteneur.
27) Procédé de fabrication de conteneur ayant une paroi en carton et une extrémité en matériau thermoplastique attachées l'une à l'autre par soudage par rotation, caractérisé en ce qu'il consiste à - former une extrémité sous forme d'un disque ayant un rebord annulaire pour recevoir, en l'enserrant, la dite paroi, et une partie pour transférer les forces qui agissent pour séparer la liaison obtenue <Desc/Clms Page number 29> par soudage par rotation, cette partie de l'extrémité transférant les forces comprenant une paroi interne s'élevant verticalement à partir du rebord annulaire et formant une partie du contour continu de l'ex- trémité, ainsi que plusieurs nervures s'étendant radialement dispo- sées dans ce contour ; et - placer la paroi en carton sur un premier mandrin ayant un axe verti- cal ;
- placer l'extrémité sur un second mandrin en alignement coaxial avec le premier mandrin ; - faire tourner le second mandrin autour de l'axe tandis que l'on engage le dispositif de transmission sur les nervures radiales de l'extrémi- té, de manière à la faire entrer en rotation ; - placer la paroi en carton dans le rebord annulaire de l'extrémité, tandis que l'inertie du mouvement de rotation du second mandrin déga- ge de la chaleur pour souder par rotation l'extrémité de la paroi.
28) Procédé selon la revendication 27 caractérisé en ce qu'il comprend une étape qui consiste à recouvrir la paroi de carton avec un revêtement thermoplastique, avant de placer la paroi sur le premier mandrin.
29) Procédé pour souder par inertie par rotation un fond de conteneur thermoplastique ayant une surface périphérique de réception s'étendant axialement, avec une extrémité d'un corps de conteneur cylindrique ou- EMI29.1 vert à une extrémité, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à - le fond et le corps sur des mandrins alignés axialement ; - temporairement un mandrin avec un dispositif de transmission <Desc/Clms Page number 30> de rotation, de manière à porter le mandrin à une vitesse de rotation prédéterminée ; - désengager le dispositif de transmission et permettre au mandrin de continuer à tourner ; et - faire se mouvoir les deux mandrins axialement l'un près de l'autre pour fixer le fond avec l'extrémité du corps ;
l'étape qui consiste à monter le corps sur le mandrin comprenant la contraction radiale du dispositif d'engagement expansible placé sur le mandrin, l'introduc- tion du dispositif d'engagement contracté dans le corps, l'expansion du dispositif pour donner au corps la forme cylindrique de diamètre prédéterminé.
30) Procédé selon la revendication 29, caractérisé en ce que le fond de conteneur est supporté sur le mandrin, le corps est tenu en rotation contre l'autre mandrin, le support du fond de conteneur est monté à l'extrémité de l'autre mandrin pour établir la profondeur à laquelle on doit introduire le fond dans le corps.
31) Procédé pour souder par inertie par rotation une partie de conteneur ayant une surface périphérique de réception thermoplastique s'étendant axialement, avec une partie de conteneur ayant une surface interne périphérique recouverte d'un matériau thermoplastique, caractérisé en ce qu'il consiste à : - montrer les parties sur des mandrins alignés axialement ; - engager l'un des mandrins avec un dispositif de transmission de rota- tion de manière à porter le mandrin à une vitesse de rotation pré- déterminée ; <Desc/Clms Page number 31> - désengager le dispositif de transmission de rotation et permettre au mandrin de continuer à tourner ;
et - faire se mouvoir les deux mandrins axialement l'un près de l'autre pour fixer une partie sur l'autre, et immédiatement avec cette étape, mettre en condition la partie à souder par contraction du dispositif d'engagement expansible placé sur le mandrin, introduire le disposi- tif d'engagement contracté dans cette partie, et expanser radi ale- ment le dispositif d'engagement pour donner à la surface interne de cette partie la surface cylindrique de l'autre partie.
32) Appareil de soudage par rotation caractérisé en ce qu'il comprend des mandrins inférieur et supérieur montés pour effectuer des mouvements verticaux pour se rapprocher ou s'éloigner l'un de l'autre le long d'un axe vertical commun, le mandrin supérieur étant adapté pour supporter un corps de conteneur cylindrique n'ayant pas d'extrémité, le mandrin inférieur étant adapté pour supporter un fond de conteneur en matériau thermoplastique ayant une bride périphérique en saillie dirigée axiale- ment vers le haut et insérable sous pression dans le corps du conteneur, un premier moyen de transmission pour mettre au moins un mandrin en rotation, autour de son axe vertical, par rapport à l'autre mandrin, et un second moyen de transmission pour mettre le mandrin en rotation,
en mouvement le long de l'axe vertical pour fixer le fond du conteneur avec le corps du conteneur, un des mandrins étant en rotation par rapport à l'autre pour insérer et souder par friction le fond du conteneur avec le corps du conteneur ; le mandrin supérieur comprenant également des dispositifs d'engagement pouvant s'expanser ou se contracter, ces L <Desc/Clms Page number 32> dispositifs étant placés à l'extrémité inférieure de ce mandrin et dispo- sés symétriquement autour de l'axe vertical, ce dispositif se trouvant dans la position contractée lorsqu'il est engagé axialement dans le corps du conteneur,
ce dispositif comprenant également des moyens pour s'expanser radialement en une position où les surfaces externes du moyen d'expansion sont en contact avec la surface cylindrique commune qui a un diamètre égal au diamètre interne spécifié du corps du conteneur.
33) Appareil selon la revendication 32 caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs dispositifs d'engagement identiques, chacun d'eux ayant une surface correspondant à un segment circulaire de la surface cylindrique commune.
34) Appareil selon l'une quelconque des revendications 32 et 33 caractérisé en ce que les dispositifs d'engagement sont espacés les uns des autres lorsqu'ils sont en position expansée, le contour formé par l'ensemble de ceux-ci restant circulaire.
35) Appareil selon l'une quelconque des revendications 32 à 34 caractérisé en ce qu'il comprend un pivot à l'extrémité supérieure de chaque disposi- tif d'engagement afin de permettre un mouvement de pivotement autour du mandrin supérieur selon un axe variant entre l'horizontale et la tangente à un cercle centré sur l'axe vertical du mandrin.
36) Appareil selon l'une quelconque des revendications 32 à 35 caractérisé en ce qu'il comprend un ressort adjacent à l'extrémité inférieure du dis- positif d'engagement destiné à remettre le dispositif en position contrac- EMI32.1 tée. <Desc/Clms Page number 33>
37) Appareil selon l'une quelconque des revendications 32 à 36 caractérisé en ce que les moyens d'expansion comprennent une came d'ajustement montée pour des mouvements verticaux réciproques des dispositifs d'engagement, cette came ayant plusieurs surfaces de came inclinées qui s'engagent sur des surfaces inclinées de manière complémentaire, disposées sur chacun des dispositifs de manière à forcer les dispositifs d'engagement dans un mouvement d'écartement radial, pour un mouvement vertical de la came dans une première direction relative au dispositif d'engagement.
38) Appareil selon l'une quelconque des revendications 32 à 37 caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'arrêt monté à l'extrémité infé- rieure du mandrin supérieur, ce dispositif pouvant s'engager avec le fond du conteneur pour établir la profondeur à laquelle le fond du conteneur doit être introduit dans le corps du conteneur.
39) Appareil de soudage par rotation caractérisé en ce qu'il comprend un mandrin inférieur pour supporter et mettre en rotation un fond de conte- neur thermoplastique ayant une surface périphérique se projetant vers le haut, un mandrin supérieur pour supporter un corps de conteneur cylin- drique, des moyens de transmission pour mettre le mandrin inférieur en rotation autour de son axe vertical, des moyens pour faire se mouvoir les mandrins l'un par rapport à l'autre le long de l'axe vertical pour placer la surface périphérique du fond de conteneur à l'extrémité infé- rieure du corps de celui-ci pendant que le mandrin inférieur est en rotation pour souder par friction ce fond et ce corps ;
le mandrin inférieur comprenant plusieurs dispositifs d'engagement disposés symé- <Desc/Clms Page number 34> triquement autour de cet axe vertical, chacun des dispositifs d'engage- ment ayant une surface externe correspondant à un segment de surface circulaire s'étendant radialement et ayant un diamètre égal au dia- mètre interne spécifié du corps du conteneur cylindrique, les disposi- tifs d'engagement montés sur le mandrin supérieur pouvant subir un mou- vement de contraction ou d'expansion par rapport à l'axe vertical entre une position expansée dans laquelle les surfaces externes des disposi- tifs d'engagement définissent la majeure partie d'une surface cylin- drique disposée coaxialement avec l'axe vertical et ayant un diamètre égal au diamètre interne spécifié,
et une position contractée dans la- quelle les dispositifs d'engagement peuvent être axialement introduits à l'intérieur du corps du conteneur, les moyens d'expansion n'entrant en action que lorsque les dispositifs d'engagement sont introduits axia- lement à l'intérieur du corps du conteneur, ceux-ci étant expansés pour placer le corps sur le mandrin supérieur et pour donner au corps une dimension égale au diamètre interne spécifié.
40) Appareil selon la revendication 39, caractérisé en ce que les disposi- tifs d'engagement du corps de conteneur comprennent, un pivot à l'ex- trémité supérieure de chacun de ceux-ci de manière à permettre un mouvement de pivotement par rapport au mandrin supérieur, autour d'un axe horizontal, cet axe étant tangent à un cercle centré sur l'axe ver- tical, et des ressorts, couplés aux dispositifs d'engagement et adja- cents à l'extrémité inférieure de ces dispositifs, qui permettent de décentrer ces dispositifs lorsqu'ils sont en position contractée.
41) Appareil selon l'une quelconque des revendications 39 et 40 caractérisé EMI34.1 ì <Desc/Clms Page number 35> en ce que les moyens d'expansion comprennent un dispositif à came monté sur le mandrin supérieur pour le soumettre à des mouvements verticaux, ce dispositif à came ayant plusieurs surfaces de came inclinées par rapport à l'axe vertical et des surfaces d'ajustement à l'intérieur des membres respectifs adjacents à leur extrémité inférieure, ce dispositif à came s'engageant sur les surfaces respectives de manière à causer un mouve- ment de pivotement du dit membre, pour un mouvement vertical de la came dans une première direction.
42) Appareil selon l'une quelconque des revendications 39 à 41 caractérisé en ce qu'il comprend en plus une encoche dans le fond du support, et un dispositif anti-friction dans cette encoche qui est normalement disposée axialement en-dessous du support pour engager d'abord le fond du conte- neur contre le support, ce dispositif anti-friction étant compressible dans cette encoche jusqu'à un point tel que le fond du conteneur est contre le support.
43) Appareil selon la revendication 42, caractérisé en ce que le dispositif anti-friction est en polytétrafluoroéthylène.
44) Appareil de soudage par rotation caractérisé en ce qu'il comprend des mandrins supérieur et inférieur montés pour se mouvoir verticalement le long de l'axe vertical, le mandrin supérieur étant adapté pour supporter la partie supérieure d'un conteneur ayant une surface périphérique en matière thermoplastique, le mandrin inférieur étant adapté pour suppor- ter la partie inférieure d'un conteneur ayant une surface périphérique en matériau thermoplastique, adaptable axialement à la surface de la partie supérieure avec un petit décalage, cet appareil comprenant.
<Desc/Clms Page number 36> également des premiers moyens de transmission pour amener les mandrins à se mouvoir verticalement le long de l'axe vertical de manière à se faire télescoper les surfaces des parties inférieure et supérieure, en les ac- couplant, des seconds moyens de transmission pour amener au moins un des mandrins en rotation autour de l'axe vertical, des moyens pour souder les surfaces par friction, des moyens pour expanser ou contracter radia- lement les dispositifs d'engagement montés à une extrémité d'un des man- drins et disposés symétriquement autour de l'axe vertical, ces disposi- tifs lorsqu'ils sont contractés pouvant être introduits à l'intérieur de l'une des parties,
des moyens pour expanser radialement ces dispositifs en une position dans laquelle les surfaces externes forment une surface cylindrique d'un diamètre égal au diamètre interne spécifié de la par- tie de conteneur dans laquelle il est introduit.
45) Appareil pour le soudage par rotation caractérisé en ce qu'il comprend des mandrins supérieur et inférieur, montés pour se mouvoir verticale- ment le long de l'axe vertical, le mandrin supérieur étant adapté pour supporter la partie supérieure d'un conteneur, le mandrin inférieur étant adapté pour supporter la partie inférieure d'un conteneur ayant une surface périphérique en matériau thermoplastique, adaptable axia- lement à la partie supérieure avec un petit décalage, cet appareil comprenant également des premiers moyens de transmission pour amener les mandrins à se mouvoir verticalement le long de l'axe vertical de manière à se faire télescoper les parties inférieure et supérieure en les accou- plant, des seconds moyens de transmission pour amener au moins un des mandrins en rotation autour de l'axe vertical,
des moyens pour souder <Desc/Clms Page number 37> les surfaces par friction, des dispositifs d'engagement montés à une extrémité d'un mandrin et qui agissent de manière cyclique simultanément avec les moyens des transmission pour expanser radialement une des par- ties de manière à créer ou à assurer l'ajustement.
46) Appateil pour le soudage par rotation caractérisé en ce qu'il comprend des mandrins supérieur et inférieur, montés pour se mouvoir verticale- ment le long de l'axe vertical, le mandrin supérieur étant adapté pour supporter la partie supérieure d'un conteneur, le mandrin inférieur étant adapté pour supporter la partie inférieure d'un conteneur ayant une surface périphérique en matériau thermoplastique, adaptable axia- lement à la partie supérieure avec un petit décalage, cet appareil comprenant également des premiers moyens de transmission pour amener les mandrins à se mouvoir verticalement le long de l'axe vertical de manière à se faire télescoper les parties inférieure et supérieure en les accou- plant, des seconds moyens de transmission pour amener au moins un des mandrins en rotation autour de l'axe vertical,
des moyens pour souder les surfaces par friction, et des moyens pour positionner en projetant axialement tout en étant en rotation, les dispositifs d'engagement pla- cés à une extrémité d'un mandrin dans la partie tenue par l'autre man- drin avant que les deux parties ne soient accouplées.
BE0/211251A 1982-08-05 1983-07-28 Extremite de conteneur thermoplastique, methode et appareillage de soudure par rotation par inertie de ces extremites de conteneur BE897398A (fr)

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