Procédé de fabrication d'une capsule plissée pour bouteille, capsule obtenue
par ce procédé et dispositif pour la mise en oeuvre du procédé.
La présente invention a pour objet ml procédé de fabrication d'une capsule plissée pour bouteille, afin d'obtenir:
1" une application plus facile et plus parfaite de la capsule sur le goulot de la bouteille à décorer;
2" des possibilités nouvelles d'utilisation des procédés d'impression et de gaufrage sur la bande de métal servant de matière de départ pour fabriquer la capsule.
Ce procédé est caractérisé en ce que l'on découpe un flan circulaire dans une feuille métallique, en ce que l'on forme dans la partie centrale du flan des plis très rapprochés et de faible largeur, et sur la partie périphérique de ce flan des plis ayant une forme plate et relativement larges, et en ce que l'on emboutit le flan ainsi préparé en lui donnant 13 forme de la capsule.
On remarquera, en effet, que la partie des cols de bouteilles ou autres récipients qui est recouverte par les capsules est toujours constituée par deux éléments différents: la bague, dont le relief très accentué peut être de profil variable (rectangulaire, trapézoïdal, en demitore ou double demi-tore, etc.), et le col, dont la forme varie peu d'un réeipient à l'autre et qui est soit cylindrique, soit légèrement évasé, sans aspérité marquée.
Pour suivre le relief tourmenté de la ba- gue, tous les points de la circonférence de la capsule en contact avec la bague doivent pouvoir subir aisément une extension ou mle contraction, sans que l'aspect général de l ob- jet soit modifié.
Ce résultat est obtenu par l'emploi de petits plis en simple épaisseur. Le peu de profondeur de ces plis leur laisse la souplesse nécessaire pour se modeler sur le profil et leur grand nombre a pour conséquence que la section droite de chacun d'eux est peu déformée par la contraction ou l'extension imposée à leur ensemble. Ils se prêtent à cette modification sans s'écraser. Au contraire, pour s'appliquer sur le col, au-dessous de la bague, la structure de la capsule est différente, car il n'y a plus de gros reliefs à absorber. I1 est donc apparu avantageux de constituer ces derniers plis par une alternance de bandes relativement rigides, à épaisseurs multiples, et de petits plis très souples intercalés entre ces bandes.
L'invention se rapporte également à une capsule, caractérisée en ce qu'elle comporte une jupe munie de deux séries distinctes de plis, à savoir, à sa partie supérieure, des plis très rapprochés de faible largeur, susceptibles d'être écrasés contre la bague du goulot de la bouteille et, à sa partie inférieure, des plis ayant une forme plate et relativement larges, ces plis étant destinés à être appliqués sur le col de la bouteille et conservant sensiblement leur forme après la mise en place de la capsule sur la bouteille.
Les deux zones de plis peuvent être nettement séparées sur un cercle horizontal ou le passage de l'une à l'autre peut être moins brutalement marqué, ce qui facilite la fabrication de la capsule. De plus, on peut imprimer à l'avance, sur les portions du flan devant avoir des plis larges, des motifs oti des signes convenablement espacés. Ceux-ci se retrouvent sur la surface de la capsule terminée et, lorsque la capsule est appliquée sur le goulot, l'effet produit est celui d'iule inserip- tion continue.
Le dessin ci-annexé, donné à titre d'exemple, représente plusieurs formes d'exécution de la capsule obtenue par le procédé et une forme d'exécution du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé.
La fig. 1 est une vue en élévation montrant la capsule objet de l'invention;
la fig. 2 est une nie en élévation de la même capsule appliquée sur une bouteille;
la fig. 3 est une vue en plan de la bande de métal servant à fabriquer la capsule, sur laquelle ont été imprimés d'avance les couleurs et les signes que l'on désire faire apparaître à la surface de la capsule terminée;
la fig. 4 représente une nie en coupe partielle, à très grande échelle, à travers le bas de jupe d'une capsule à jupe courte et petits plis en simple épaisseur pratiqués en relief;
la fig. 5 représente une vue en coupe partielle de la même capsule, mais avec petits plis en simple épaisseur pratiqués en creux;
la fig. 6 représente une vue en coupe partielle d'une capsule à jupe longue comportant des superpositions de cinq épaisseurs de métal;
la fig. 6b représente une vne en coupe partielle de la même capsule à jupe longue, dans laquelle la superposition des cinq épaisseurs est réalisée dans un ordre différent;
la fig. 7 est une vue en plan de la bande de métal servant à fabriquer la capsule;
la fig. 8 est une vue en plan partielle d'un détail du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé;
la fig. 9 est une vue en coupe partielle suivant la ligne I-II de la fig. 8 ;
la fig. 10 est une vue en plan partielle, par-dessous, d'un autre détail;
la fig. 11 est une vue en coupe partielle suivant la ligne III-IV de la fig. 10;
la fig. 12 est une vue partielle d'non autre détail;
la fig. 13 est une vue en coupe verticale représentant d'autres détails du dispositif;
la fig. 14 est. une vue en élévation schématique d'un dispositif permettant d'exécuter les capsules et de les décorer.
Dans les fig. 1 à 3, on voit que les plis du goulot ou de la bague sont de très faible largeur et sont resserrés après la mise en place de la capsule. Par contre, les bandes rigides et plus larges prévues dans le bas de la jupe restent indéformées et seuls les plis creux ou en relief prévus entre deux bandes successives subissent une déformation. On peut dire que le bas de la jupe est constitué de bandes larges et rigides réunies par des charnières flexibles.
Pour rendre rigides les bandes verticales de la jupe, on les constitue de plusieurs épaisseurs superposées, en utilisant l'excédent de métal qui existe dans la partie inférieure de ladite jupe. Cet excédent est replié sous les bandes dès le début de la formation de la capsule, comme on le verra plus loin. Diverses formes de superposition sont utilisables suivant la hauteur de la capsule. Plns cette hau- teur est importante, plus grand est l'excédent de métal disponible et plus nombreuses sont les épaisseurs de métal que l'on peut superposer.
Une représentation schématique à très grande échelle précise la forme de la capsule.
Les fig. 4, 5, 6, 6b sont des coupes de fragment de capsule, au bas de la jupe. L'épaisseur du métal est représentée par un trait.
Les fig. 4 et 5 concernent des capsules à jupe courte. La fig. 4 montre une capsule dans laquelle les plis en simple épaisseur sont marqués en relief par rapport aux bandes, tandis que la fig. 5 montre les mêmes plis en creux.
Dans ces exemples, les capsules courtes comportent un nombre relativement important de bandes étroites. Elles pourraient aussi bien comporter nn petit nombre de bandes larges.
La fig. 6 est une coupe d'une capsule à jupe longue et larges bandes plates, conforme à la fig. 1. Dans le cas d'une jupe longue, le nombre d'épaisseurs superposées de métal est de cinq, sur une partie au moins de la largeur des bandes plates. La fig. 6h est également une coupe d'une capsule à jupe longue, mais ici l'ordre de superposition des cinq épaisseurs est différent de celui représenté à la fig. 6.
Pour accroître encore la rigidité latérale des bandes verticales plates constituant la jupe de la capsule, il peut être intéressant de donner au métal lui-même iine rigidité plus grande dans le sens voulu, par une utilisation particulière du gaufrage . Dans toutes les fabrications antérieures de capsules en feuille de métal, on employait déjà le gaufrage qui cst obtenu par pression sur le métal lors do son passage entre les rouleaux d'amenage qui alimentent la presse formant la capsule. Dans ce but, l'un des rouleaux, en acier, est gravé en molette, l'autre rouleau, en caoutchouc ou autre matière plastique, sert d'appui au moment de la gravure.
Par ce procédé usuel, la bande de métal est gaufrée de fanon uniforme sur toute sa largeur, c'est-à-dire qu'elle est uniformément raidie en tous les points suivant deux directions rectangulaires. Si, au lieu de graver uniformément le cylindre gaufreur, on reproduit, à la surface de celui-ci, toutes les cambrures que l'on désire tracer sur le flan, convenablement placées, on retrouvera ensuite ces cambrures à la surface de la capsule, disposées comme on le souhaitait. La fig. 7 montre, à titre d'exemple, un fragment de bande de métal après son passage entre des rouleaux gaufreurs établis comme il vient d'être dit. Il suffit de comparer le flan ainsi défini par gaufrage à celui qui avait été défini d'avance par impression sur la bobine (fig. 3) pour constater qu'ils se superposent exactement.
Ainsi, toutes les bandes verticales formant la jupe de la capsule portent, après finition, de fines cambrures horizontales qui raidissent la bande extérieure dans le sens de la largeur et laissent, au contraire, au métal toute sa souplesse dans le sens perpendiculaire.
La capsule est fabriquée en une seule opération, à cadence très élevée.
L'outil utilisé pour cette fabrication peut se monter sur une presse ordinaire de course suffisante. Il est a'djoint à un outil découpant le flan dans la bande par le même mouvement qui forme la capsule, suivant les procédés en usage dans ]e petit emboutissage.
La cadence de fabrieation peut être plus élevée que par les procédés usuels.
On va, dans ce qui suit, en regard des figures annexées, décrire à titre d'exemple une forme d'exécution du procédé selon l'ln- vention et montrer comment il peut être mis en oeuvre.
La couronne d'une matrice 3bits appropriée pouvant servir à former la capsule (fig. 8 et 9) porte autant de gorges radiales 3 que la jupe comporte de bandes verticales. Ces gorges ont une largeur uniforme correspondant à la largeur des bandes verticales à obtenir sur la capsule. Les secteurs angulaires séparant ces gorges et délimitant les excédents de métal à replier sont creusés, suivant leurs bissectrices, à une profondeur qui diminue depuis la périphérie de la couronne jusqu'à lm point situé près du sommet du secteur. Ces creusures sont désignées par 4 (voir fig. 8 et 9). Les secteurs angulaires sont tronqués vers leur sommet, de sorte qu'ils gardent une certaine largeur au point 4b.
Cette largeur correspond à la quantité de métal que l'on désire conserver en simple épaisseur, entre les bandes, pour pratiquer les petits plis verticaux.
Un serre-flan extérieur 18, montré en plan et en coupe dans les fig. 10 et 11, porte des dents radiales 5 qui viennent en face des creusures 4 de la couronne de la matrice montrée en plan et en coupe dans les fig. 8 et 9.
Ils peuvent également comporter avantageusement des saillies de moindre relief 6 destinées à se placer en face des gorges 3 de la couronne de la matrice.
Un serre-flan intérieur 17 (fig. 10 et 13) porte des dents 7 qui coopèrent avec les gorges radiales 3 et forcent le métal à prendre la forme de ces gorges.
Entre deux dents successives du serre-flan intérieur 17 est ménagée une arche 8 (fig. 12) laissant libre passage aux plis qui se forment pendant le travail.
Aux deux serre-flans, il est utile d'adjoindre un serre-flan central 9 (fig. 13), la partie active de ce serre-flan étant de forme tronconique et venant porter légèrement sur la matrice.
Il est nécessaire que la pression exercée par chaque serre-flan sur le flan soit lmifor- mément répartie sur toute la circonférence du flan et soit aussi élevée que le métal peut le supporter sans risque de déchirure. Cela implique, pour chaque serre-flan, la présente de ressorts réglables et prenant appui sur une pièce maintenue fixe pendant le travail sur le flan.
Dans ce qui va suivre, on va décrire maintenant un exemple de réalisation d'une ma- chine permettant la mise en oeuvre du procédé qui vient d'être décrit.
La fig. 13 représente en coupe axiale l'ensemble du dispositif destiné à former a capsule. On voit un porte-poinçon 10, solidaire du corps de presse, sur lequel est monté nn poinçon 11 dont l'extrémité porte les saillies provoquant le pliage de finition.
Des manchons 13, également solidaires du corps de presse, servent au guidage de colonnes 14 portant l'équipage des serre-flans.
Cet équipage se compose d'un plateau 15, fixé aux colonnes 14, mais dont la position en hauteur est réglable grâce à un filetage mé- nagé sur les colonnes 14 et à des écrous 16.
Le plateau 15 porte les serre-flans 9, 17 et 18.
Le serre-flan 9 a été montré dans l'exemple choisi comme faisant corps avec le plateau 15.
Le serre-flan 17 est fixé à ce plateau 15 au moyen de tiges 19, avec interposition de ressorts 23. Des écrous 24 permettent de régler la position en hauteur du serre-flan 17. Le serre-flan 18 est suspendu aux tiges 14 par le moyen de butées 20 de ces tiges. Une pression est exercée sur le serre-flan 18 par l'intermédiaire de ressorts 21 s'appuyant sur des tiges réglables 22.
Au-dessous de l'équipage qui vient d'être décrit se trouvent les éléments formant la contre-partie du poinçon et des serre-flans.
Le dispositif comporte un coulisseau 25 appartenant à la presse et comprend une couronne 26. Il est prévu une pièce de fond 27 comprenant un espace vide 28 dans le fond duquel est prévue la gravure usuelle de la capsule, c'est-à-dire le dessin que les consommateurs exigent généralement sur le haut de la capsule ou sur la partie centrale 100 (fig. 1).
Une bague tronconique 29 en caout choiic est serrée entre une plaque d'appui 30 et la pièce de fond 27. Un manchon tronconique 31 est introduit dans la couroiine 26 autour de la bague 29. Sur la partie supérieure de la couronne 26 est prévue la partie 3DiS (voir fig. 8, 9) formant matrice et portant les gravures 3, 4.
Le dispositif fonctionne de la façon suivante:
Au début de l'opération, le coulisseau 25 portant la partie 26 de l'outil se déplace vers l'équipage portant le poinçon 11. Chemin faisant, l'outil de coupe (non figuré) découpe un flan dans la bande de métal et le flan est maintenu à sa place entre la couronne 26 et les serre-flans.
Le serre-flan 18 vient en contact le pre- mier avec le flan (non représenté), l'applique et le tend fortement sur les gravures 3, 4.
Le serre-flan 18 étant repoussé vers le haut, c'est le tour du bord inférieur du serreflan 9 de faire contact avec le flan en l'entraînant légèrement à l'intérieur de la matrice formée par la couronne 26.
Le serre-flan 17 arrive en dernier à l'aplomb des gorges 3 de la couronne 26. Au même moment, la butée 20 touche des bossages 26' de la couronne 26.
Le poinçon 11 descend alors jusqu'au fond de la matrice 29, les dents 7 du serre-flan 17 portant au fond des gorges.
Grâce à l'élasticité de la bague 29, le poinçon 11, en fin de course, entraîne avec lui sur une faible distance les denx plaques 30 et 27. La bague 29 est comprimée sur les nervures du poinçon 11 et forme les plis en simple épaisseur.
La bague 29 aurait pu être comprimée par tout autre moyen mécanique ou hydraulique.
L'outil dont le fonctionnement vient d'être décrit, bien qu'utilisable sur lme presse ordinaire, peut être employé avec plus d'avantages sur une presse spéciale (fig. 14j qui permet d'effectuer automatiquement la déeo- ration des capsules.
Cette presse se eompose d'un certain nombre de poinçons 11 montés sur un tambour tournant 32 amenant successivement les poin çons en regard d'une matrice 33. Le tambour 32 est monté sur un axe monté rotativement dans un support solidaire du banc 34 de la presse. La matrice 33 est montée sur le banc 34 à l'aide d'une coulisse 35 et elle est animée d'un mouvement rectiligne alternatif au moyen d'un ensemble à bielle 36 et manivelle 37.
La matrice 33 porte le poinçon de coupe, tandis que la plaque de coupe est solidaire d'une boîte 38 portant l'équipage des serreflans et qui est fixée sur le bâti 34.
Au-dessus du bâti, et supporté par des piliers reposant sur celui-ci, est monté un berceau 46 contenant le dispositif d'alimentation de la machine. Ce dispositif comprend une bobine de métal 41 préalablement coloriée et imprimée, cette bobine pouvant tourner sur un axe horizontal, un rouleau gaufreur 42 muni de gravures convenables, un rouleau formant matrice 43 monté dans un sabot 44, pouvant osciller autour d'un axe 57 parallèle à celui du rouleau gaufreur et soumis à l'action d'un ressort 47 qui tend à appuyer le rouleau 43 sur le rouleau gaufreur avec une pression suffisante.
Le rouleau gaufreur 42 est entraîné au moyen d'une chaîne par un pignon 45 lui-même calé sur un pignon 59, actionné également au moyen d'une chaîne par un pignon 56 solidaire de l'axe du tambour porte-poinçons. Le mouvement de tout le dispositif est commandé par une butée fixée au coulisseau 35 qui, vers l'extrémité gauche de sa course, vient en contact avec un levier-came rotatif 51 relié par une biellette 52 à un encliquetage 53, 54, solidaire d'un pignon denté 55 monté fou sur son axe. Ce pignon 55 engrène avec un pignon denté 60 calé sur l'axe du tambour portepoinçons 32 et, par son intermédiaire, il entraîne à la fois le tambour porte-poinçons et les rouleaux 42 et 43.
De ce qui précède il découle:
1" que le coulisseau 35 attaque le leviercame 51 vers la fin de sa course de retour, alors que la capsule est formée et coiffe le poinçon 11 qui est dans l'axe de l'outil;
2O qu'à ce moment le poinçon est dégagé de l'outil et peut tourner avec le tambour 32;
3 qu'à ce moment également le passage est libre entre la matrice et la boîte des serreflans 38, de sorte que la bande de métal venant de la bobine 41 et serrée entre les rouleaux 42 et 43 peut descendre entre 33 et 38 sous l'action de la rotation desdits rouleaux.
Les diamètres respectifs des pignons 55, 60, 59, 56, 45 et du pignon porté par le rouleau 42 sont tels que, lorsque le coulisseau parvient au bout de sa course, d'une part, le poinçon 11 portant la capsule est passé à la position suivante et a été remplacé par un I;onveau poinçon qui se place dans l'axe de l'outil et, d'autre part, les rouleaux 42 et 43 ont entraîné une quantité suffisante de métal pour qu'un nouveau flan puisse être découpé par le poinçon de coupe solidaire de la matrice 33, lorsque celle-ci reprend sa course vers la droite.
Dans l'exemple représenté, le tambour porte-poinçons comporte quatre poinçons et tourne d'un quart de tour à chaque course complète du coulisseau. Chaque poingon prend donc quatre positions successives:
1" dans l'axe de la matrice qui le coiffe d'une capsule;
2" en position verticale, le sommet de la capsule dirigé vers le haut où il peut recevoir l'impression exécutée par une tete 39 dont le mouvement est synchronisé avec celui de la presse;
3O en position horizontale opposée à l'ou til;
4" en position verticale, dans laquelle la capsule dirigée vers le bas est alors éjectée par un moyen mécanique ou pneumatique et tombe dans une goulotte 40.
Le dispositif comporte également les organes assurant le repérage automatique de l'impression (faite à l'avance sur la bobine) avec le gaufrage marqué par le rouleau gaufleur et avec le poinçon de coupe découpant le flan.
Ces organes, décrits à titre d'exemple, sont constitués par un boîtier 48 contenant une cellule photo-électrique et une source de lumière munie d'un système optique concentrant les rayons lumineux sur un point choisi pour au'ils se réfléchissent sur la cellule après avoir frappé la bande de métal. Le point d'im pact des rayons lumineux est situé sur la marge de la bande de métal, en dehors des flans. La cellule est reliée, par les connexions nécessaires, à un amplificateur dont le courant de sortie actionne un relais fermant un circuit d'alimentation traversé par un courant puissant que l'on fait passer dans les bobinages de deux électro-aimants 49 et 50.
Les connexions électriques, l'amplificateur et le relais sont de types usuels et n'ont pas été représentés.
Lorsque le courant d'alimentation traverse les circuits des électros, l'électro-aimant 50 attire à lui la partie inférieure du sabot 44, eelui-ei tonne légèrement autour de son axe 57 en comprimant le ressort 47 et décolle- le rouleau 43 qui cesse d'être en contact avec la bande de métal et le rouleau gaufreur.
En même temps, l'électro-aimant 49 attire à lui un petit frotteur en acier 58 qui s'applique sur la bande et la maintient solidement dans sa position.
Il en résulte que, pendant l'action des électro-aimants 49 et 50, le rouleau 42 peut continuer à tourner sans que la bande de me- tal soit entraînée. Celle-ci est, au contraire, bloquée dans la position exacte qu'elle avait au moment où le circuit des électros a été fermé.
Pour réaliser la synchronisation, il convient d'abord de remarquer que le rouleau gaufrer 42 est lié mécaniquement de façon invariable, par l'intermédiaire de l'encliquetage 53, 54, des pignons 55, 60, 45 et de chaînes au coulisseau 35 de la presse qui, à chaque course, le fait tourner d'un angle constant. L'arc correspondant à cet angle sur la circonférence du rouleau peut correspondre exactement à la distance existant entre les centres de deux flans successifs. Cette dislance est égale au diamètre du flan augmenté de la largeur du déchet laissé entre deus flans.
Le repérage entre le gaufreur et le poinçon de coupe résulte donc du calcul de la transmission du mouvement et du calcul du diamètre du rouleau gauffreur dont la circonférence doit être un multiple exact de la distance entre les centres de deux flans.
Ceci étant réalisé, il suffit de créer sur la bande de métal, très près du bord de celle-ci, dans l'espace mort entre deux flans, des repères constitués par un trait imprimé ou une perforation, réalisé en même temps que l'impression. Lorsque le repère 1 passe devant le rayon lumineux qui frappe la cellule, la diffé- rence d'éclairement qui en résulte déclenche l'action de ladite cellule et, par conséquent, la fermeture du circuit des électro-aimants.
La bande est immédiatement bloquée et le rouleau gaufreur continue à tourner d'non angle infime, pendant un temps très court, sans entraîner la bande de métal qui n'est plus serrée sur sa surface.
Lorsque le coulisseau 35 est en bout de course et a achevé son action sur le leviercame 51, on provoque la réouverture du circuit des électro-aimants de commande dùne façon habituelle.
On aurait pu également remplacer l'action de soulèvement du rouleau 43 par un débrayage du rouleau 42 ou par le soulèvement du eliquet d'encliquetage 53, sous l'action de l'éleetro. aimant 50.
REVENDICATIONS:
I. Procédé de fabrication d'une capsule pour bouteille, cette capsule étant du type plissé, caractérisé en ce que l'on découpe un flan circulaire dans une feuille métallique,
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
Method of manufacturing a pleated cap for a bottle, cap obtained
by this method and device for implementing the method.
The present invention relates to a method of manufacturing a pleated cap for a bottle, in order to obtain:
1 "easier and more perfect application of the cap on the neck of the bottle to be decorated;
2 "new possibilities of using the printing and embossing processes on the metal strip serving as the starting material to manufacture the capsule.
This process is characterized in that a circular blank is cut from a metal sheet, in that very close together and narrow folds are formed in the central part of the blank, and on the peripheral part of this blank of folds having a flat shape and relatively wide, and in that the blank thus prepared is pressed into the shape of the capsule.
It will be noted, in fact, that the part of the necks of bottles or other containers which is covered by the caps is always made up of two different elements: the ring, whose very accentuated relief can be of variable profile (rectangular, trapezoidal, demitore or double half-torus, etc.), and the neck, the shape of which varies little from one container to another and which is either cylindrical or slightly flared, without marked roughness.
To follow the tormented relief of the ring, all the points of the circumference of the capsule in contact with the ring must be able to easily undergo an extension or even contraction, without the general appearance of the object being modified.
This result is obtained by the use of small folds in single thickness. The little depth of these folds leaves them the flexibility necessary to model themselves on the profile and their large number has the consequence that the cross section of each of them is little deformed by the contraction or extension imposed on them as a whole. They lend themselves to this modification without crashing. On the contrary, to apply to the neck, below the ring, the structure of the capsule is different, because there are no longer any large reliefs to absorb. I1 therefore appeared to be advantageous to constitute these latter folds by alternating relatively rigid strips, with multiple thicknesses, and small very flexible folds interposed between these strips.
The invention also relates to a capsule, characterized in that it comprises a skirt provided with two distinct series of folds, namely, at its upper part, very close folds of small width, liable to be crushed against the ring of the neck of the bottle and, at its lower part, folds having a flat and relatively wide shape, these folds being intended to be applied to the neck of the bottle and substantially retaining their shape after the installation of the cap on the bottle.
The two fold zones can be clearly separated on a horizontal circle or the passage from one to the other can be less abruptly marked, which facilitates the manufacture of the capsule. In addition, it is possible to print in advance, on the portions of the blank to have wide folds, patterns oti signs suitably spaced. These are found on the surface of the finished capsule and, when the capsule is applied to the neck, the effect produced is that of continuous insertion.
The accompanying drawing, given by way of example, shows several embodiments of the capsule obtained by the method and one embodiment of the device for carrying out the method.
Fig. 1 is an elevational view showing the capsule object of the invention;
fig. 2 is an elevation view of the same cap applied to a bottle;
fig. 3 is a plan view of the metal strip used to manufacture the capsule, on which the colors and signs which it is desired to appear on the surface of the finished capsule have been printed on in advance;
fig. 4 shows a section in partial section, on a very large scale, through the bottom of the skirt of a cap with a short skirt and small pleats in single thickness practiced in relief;
fig. 5 shows a partial sectional view of the same capsule, but with small single-ply folds made recessed;
fig. 6 shows a partial sectional view of a capsule with a long skirt comprising overlays of five thicknesses of metal;
fig. 6b shows a partial sectional view of the same capsule with a long skirt, in which the superposition of the five layers is carried out in a different order;
fig. 7 is a plan view of the metal strip used to make the capsule;
fig. 8 is a partial plan view of a detail of the device for implementing the method;
fig. 9 is a partial sectional view along the line I-II of FIG. 8;
fig. 10 is a partial plan view, from below, of another detail;
fig. 11 is a partial sectional view taken along line III-IV of FIG. 10;
fig. 12 is a partial view of another detail;
fig. 13 is a vertical sectional view showing further details of the device;
fig. 14 est. a schematic elevational view of a device for making the capsules and decorating them.
In fig. 1 to 3, it can be seen that the folds of the neck or of the ring are very narrow and are tightened after the capsule has been put in place. On the other hand, the rigid and wider bands provided in the bottom of the skirt remain undistorted and only the box or raised pleats provided between two successive bands undergo deformation. We can say that the bottom of the skirt is made up of wide and rigid bands joined by flexible hinges.
To make the vertical bands of the skirt rigid, they are made up of several superimposed thicknesses, using the excess metal which exists in the lower part of said skirt. This excess is folded back under the bands from the start of capsule formation, as will be seen later. Various forms of superposition can be used depending on the height of the capsule. The greater the height, the greater the excess metal available and the more metal thicknesses which can be superimposed.
A very large-scale schematic representation specifies the shape of the capsule.
Figs. 4, 5, 6, 6b are sections of capsule fragment, at the bottom of the skirt. The thickness of the metal is represented by a line.
Figs. 4 and 5 relate to capsules with a short skirt. Fig. 4 shows a capsule in which the single thickness folds are marked in relief with respect to the bands, while FIG. 5 shows the same intaglio folds.
In these examples, the short capsules have a relatively large number of narrow bands. They might as well have a small number of wide bands.
Fig. 6 is a sectional view of a capsule with a long skirt and wide flat bands, according to FIG. 1. In the case of a long skirt, the number of superimposed layers of metal is five, over at least part of the width of the flat bands. Fig. 6h is also a section through a capsule with a long skirt, but here the order of superposition of the five layers is different from that shown in fig. 6.
To further increase the lateral rigidity of the flat vertical bands constituting the skirt of the capsule, it may be advantageous to give the metal itself greater rigidity in the desired direction, by a particular use of embossing. In all previous manufactures of metal foil caps, the embossing which is obtained by pressure on the metal as it passes between the feed rollers which feed the press forming the cap was already used. For this purpose, one of the rollers, made of steel, is engraved as a wheel, the other roller, made of rubber or other plastic, serves as a support during the engraving.
By this usual process, the metal strip is embossed with uniform dewlap over its entire width, that is to say it is uniformly stiffened at all points in two rectangular directions. If, instead of uniformly engraving the embossing cylinder, we reproduce, on the surface of the latter, all the bends that we want to mark on the blank, suitably placed, we will then find these bends on the surface of the capsule, arranged as desired. Fig. 7 shows, by way of example, a fragment of a strip of metal after its passage between embossing rolls established as has just been said. It suffices to compare the blank thus defined by embossing with that which had been defined in advance by printing on the reel (fig. 3) to see that they overlap exactly.
Thus, all the vertical bands forming the skirt of the capsule carry, after finishing, fine horizontal arches which stiffen the outer band in the width direction and, on the contrary, leave the metal all its flexibility in the perpendicular direction.
The capsule is manufactured in a single operation, at a very high rate.
The tool used for this manufacture can be mounted on an ordinary press of sufficient stroke. It is a'djoint to a tool cutting the blank in the strip by the same movement which forms the capsule, according to the processes in use in] e small stamping.
The production rate can be higher than by the usual methods.
In what follows, with reference to the appended figures, a description will be given by way of example of an embodiment of the method according to the invention and to show how it can be implemented.
The crown of an appropriate 3-bit matrix which can be used to form the capsule (FIGS. 8 and 9) carries as many radial grooves 3 as the skirt has vertical bands. These grooves have a uniform width corresponding to the width of the vertical bands to be obtained on the capsule. The angular sectors separating these grooves and delimiting the excess metal to be bent are hollowed out, along their bisectors, to a depth which decreases from the periphery of the crown to the point located near the top of the sector. These recesses are designated by 4 (see fig. 8 and 9). The angular sectors are truncated towards their top, so that they keep a certain width at point 4b.
This width corresponds to the amount of metal that you want to keep in single thickness, between the bands, to make the small vertical folds.
An external blank holder 18, shown in plan and in section in FIGS. 10 and 11, bears radial teeth 5 which come opposite the recesses 4 of the crown of the die shown in plan and in section in FIGS. 8 and 9.
They can also advantageously comprise projections of lesser relief 6 intended to be placed opposite the grooves 3 of the crown of the die.
An internal blank holder 17 (Figs. 10 and 13) carries teeth 7 which cooperate with the radial grooves 3 and force the metal to take the form of these grooves.
Between two successive teeth of the inner blank holder 17 is formed an arch 8 (FIG. 12) allowing free passage to the folds which form during work.
To the two blank holders, it is useful to add a central blank holder 9 (FIG. 13), the active part of this blank holder being of frustoconical shape and coming to bear lightly on the die.
It is necessary that the pressure exerted by each hold-down on the blank be evenly distributed over the entire circumference of the blank and be as high as the metal can withstand it without risk of tearing. This implies, for each hold-down, the presence of adjustable springs and resting on a part held stationary during the work on the blank.
In what follows, we will now describe an embodiment of a machine allowing the implementation of the method which has just been described.
Fig. 13 shows in axial section the entire device for forming a capsule. We see a punch holder 10, integral with the press body, on which is mounted nn punch 11, the end of which carries the projections causing the finishing folding.
Sleeves 13, also integral with the press body, serve to guide columns 14 carrying the assembly of blank holders.
This assembly consists of a plate 15, fixed to the columns 14, but whose height position is adjustable by means of a thread formed on the columns 14 and by nuts 16.
The plate 15 carries the hold-downs 9, 17 and 18.
The blank holder 9 was shown in the example chosen as being integral with the plate 15.
The blank holder 17 is fixed to this plate 15 by means of rods 19, with the interposition of springs 23. Nuts 24 make it possible to adjust the height position of the blank holder 17. The blank holder 18 is suspended from the rods 14 by the means of stops 20 of these rods. Pressure is exerted on the blank holder 18 by means of springs 21 resting on adjustable rods 22.
Below the equipment which has just been described are the elements forming the counterpart of the punch and the blank holders.
The device comprises a slide 25 belonging to the press and comprises a crown 26. There is provided a bottom part 27 comprising an empty space 28 in the bottom of which is provided the usual engraving of the capsule, that is to say the drawing that consumers generally require on the top of the capsule or on the central part 100 (fig. 1).
A frustoconical ring 29 made of rubber is clamped between a support plate 30 and the bottom part 27. A frustoconical sleeve 31 is introduced into the crown 26 around the ring 29. On the upper part of the crown 26 is provided the 3DiS part (see fig. 8, 9) forming a matrix and bearing the engravings 3, 4.
The device works as follows:
At the start of the operation, the slide 25 carrying the part 26 of the tool moves towards the crew carrying the punch 11. Along the way, the cutting tool (not shown) cuts a blank in the metal strip and the blank is held in its place between the crown 26 and the blank holders.
The blank holder 18 first comes into contact with the blank (not shown), applies it and tightens it strongly on the engravings 3, 4.
The blank holder 18 being pushed upwards, it is the turn of the lower edge of the blank holder 9 to make contact with the blank by dragging it slightly inside the die formed by the crown 26.
The blank holder 17 arrives last in line with the grooves 3 of the crown 26. At the same time, the stop 20 touches the bosses 26 'of the crown 26.
The punch 11 then descends to the bottom of the die 29, the teeth 7 of the blank holder 17 at the bottom of the grooves.
Thanks to the elasticity of the ring 29, the punch 11, at the end of its travel, drives with it over a small distance the denx plates 30 and 27. The ring 29 is compressed on the ribs of the punch 11 and forms the folds in simple form. thickness.
The ring 29 could have been compressed by any other mechanical or hydraulic means.
The tool the operation of which has just been described, although it can be used on the ordinary press, can be used with more advantages on a special press (fig. 14j which enables the capsules to be deodorized automatically.
This press is composed of a number of punches 11 mounted on a rotating drum 32 successively bringing the punches facing a die 33. The drum 32 is mounted on a shaft mounted to rotate in a support integral with the bed 34 of the hurry. The die 33 is mounted on the bench 34 using a slide 35 and it is driven in a reciprocating rectilinear movement by means of a connecting rod 36 and crank 37 assembly.
The die 33 carries the cutting punch, while the cutting plate is integral with a box 38 carrying the set of clamps and which is fixed to the frame 34.
Above the frame, and supported by pillars resting on it, is mounted a cradle 46 containing the feed device of the machine. This device comprises a metal reel 41 previously colored and printed, this reel being able to rotate on a horizontal axis, an embossing roll 42 provided with suitable engravings, a roll forming a die 43 mounted in a shoe 44, being able to oscillate around an axis 57 parallel to that of the embossing roll and subjected to the action of a spring 47 which tends to press the roll 43 on the embossing roll with sufficient pressure.
The embossing roller 42 is driven by means of a chain by a pinion 45 itself wedged on a pinion 59, also actuated by means of a chain by a pinion 56 integral with the axis of the punch-holder drum. The movement of the entire device is controlled by a stop fixed to the slide 35 which, towards the left end of its stroke, comes into contact with a rotary cam lever 51 connected by a rod 52 to a snap 53, 54, integral with 'a toothed pinion 55 mounted idle on its axis. This pinion 55 meshes with a toothed pinion 60 wedged on the axis of the punch-holder drum 32 and, through it, it drives both the punch-holder drum and the rollers 42 and 43.
From the above it follows:
1 "that the slide 35 engages the cam lever 51 towards the end of its return stroke, while the capsule is formed and covers the punch 11 which is in the axis of the tool;
2O that at this time the punch is released from the tool and can rotate with the drum 32;
3 that at this moment also the passage is free between the die and the box of the clamps 38, so that the metal strip coming from the reel 41 and clamped between the rollers 42 and 43 can descend between 33 and 38 under the action of the rotation of said rollers.
The respective diameters of the pinions 55, 60, 59, 56, 45 and of the pinion carried by the roller 42 are such that, when the slide reaches the end of its stroke, on the one hand, the punch 11 carrying the capsule is passed through the next position and has been replaced by an I; onveau punch which is placed in the axis of the tool and, on the other hand, the rollers 42 and 43 have entrained a sufficient quantity of metal so that a new blank can be cut by the cutting punch integral with the die 33, when the latter resumes its course to the right.
In the example shown, the punch-holder drum has four punches and turns a quarter of a turn for each complete travel of the slide. Each punch therefore takes four successive positions:
1 "in the axis of the matrix which covers it with a capsule;
2 "in a vertical position, the top of the capsule directed upwards where it can receive the printing performed by a head 39 whose movement is synchronized with that of the press;
3O in a horizontal position opposite to the tool;
4 "in a vertical position, in which the capsule directed downwards is then ejected by mechanical or pneumatic means and falls into a chute 40.
The device also comprises the members ensuring the automatic registration of the printing (made in advance on the reel) with the embossing marked by the embossing roller and with the cutting punch cutting the blank.
These members, described by way of example, consist of a housing 48 containing a photoelectric cell and a light source provided with an optical system concentrating the light rays on a point chosen so that they are reflected on the cell. after hitting the metal strip. The point of impact of the light rays is located on the margin of the metal strip, outside the blanks. The cell is connected, by the necessary connections, to an amplifier whose output current actuates a relay closing a supply circuit through which a powerful current is passed which is passed through the windings of two electromagnets 49 and 50.
The electrical connections, the amplifier and the relay are of the usual types and have not been shown.
When the supply current passes through the circuits of the electros, the electromagnet 50 attracts the lower part of the shoe 44 to itself, it thunders slightly around its axis 57 by compressing the spring 47 and takes off the roller 43 which ceases to be in contact with the metal strip and the embossing roll.
At the same time, the electromagnet 49 attracts a small steel slider 58 to itself which is applied to the strip and holds it firmly in its position.
As a result, during the action of electromagnets 49 and 50, roller 42 can continue to rotate without the strip of metal being driven. It is, on the contrary, blocked in the exact position it had when the circuit of the appliances was closed.
To achieve the synchronization, it should first be noted that the embossing roller 42 is mechanically invariably linked, through the latching 53, 54, the sprockets 55, 60, 45 and chains to the slide 35 of the press which, with each stroke, rotates it at a constant angle. The arc corresponding to this angle on the circumference of the roller can correspond exactly to the distance existing between the centers of two successive blanks. This distance is equal to the diameter of the blank increased by the width of the waste left between two blanks.
The registration between the embosser and the cutting punch therefore results from the calculation of the transmission of movement and from the calculation of the diameter of the embossing roll, the circumference of which must be an exact multiple of the distance between the centers of two blanks.
This being done, it suffices to create on the metal strip, very close to the edge thereof, in the dead space between two blanks, marks consisting of a printed line or a perforation, produced at the same time as the impression. When the mark 1 passes in front of the light ray which strikes the cell, the resulting difference in illumination triggers the action of said cell and, consequently, the closing of the circuit of the electromagnets.
The strip is immediately blocked and the embossing roll continues to rotate at a tiny angle, for a very short time, without dragging the metal strip which is no longer tight on its surface.
When the slide 35 is at the end of its travel and has completed its action on the cam lever 51, the circuit of the control electromagnets is caused to reopen in the usual way.
We could also have replaced the lifting action of the roller 43 by disengaging the roller 42 or by lifting the ratchet 53, under the action of the electro. magnet 50.
CLAIMS:
I. A method of manufacturing a cap for a bottle, this cap being of the pleated type, characterized in that a circular blank is cut from a metal sheet,
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