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WO 00/76888 CA 02374574 2001-12-06 pCT/FR00/01600
Système de convoyage et
installation de moulage par soufflage de récipients
L'invention se rapporte au domaine des systèmes de convoyage
d'entités discrètes, c'est-à-dire de convoyage d'éléments individuels.
L'invention sera plus particulièrement décrite dans le cadre de son
application à une installation de soufflage de récipients dans laquelle le
récipient est obtenu par soufflage d'une préforme précédemment réalisée
par injection.
Toutefois, l'invention trouvera application dans tout système de
convoyage dans lequel on veut regrouper en une seule ligne et à un pas
déterminé des entités provenant de plusieurs sources .
Un tel regroupement se trouve par exemple nécessaire lorsque, dans
une installation en ligne, plusieurs machines de faible cadence sont
utilisées pour effectuer une même étape, en parallèle, les entités étant
ensuite toutes traitées, pour une seconde étape, par une machine à haute
cadence.
L'exemple qui sera développé est celui de l'alimentation d'un four de
conditionnement thermique de préformes. Un tel four comporte
généralement une chaîne ou une couronne de convoyage qui transporte les
préformes devant des lampes à infrarouge afin de les porter à une
température à laquelle le matériau thermoplastique devient déformable
pour l'opération ultérieure de soufflage.
Le four est généralement alimenté en préformes par une unité
d'alimentation unique. Cette unité d'alimentation comporte généralement
un bac dans lequel les préformes sont stockées en vrac, un ascenseur à
tapis roulant incliné, un démêleur, et un rail d'alimentation incliné au bas
duquel les préformes orientées verticalement sont accumulées pour former
un stock tampon. Au bas de ce rail, un portillon automatique laisse passer
à intervalles réguliers une préforme qui est alors prise en charge par une
roue à encoches.
De telles unités d'alimentation présentent l'inconvénient d'un
manque de fiabilité à haute cadence, notamment du fait de l'opération de
démêlage qui est très délicate.
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Aussi, pour un bon fonctionnement de l'installation de soufflage, on
propose ici d'alimenter l'installation par deux unités d'alimentation qui
travaillent en parallèle. Chaque unité d'alimentation n'a ainsi plus qu'à
assurer la moitié de la cadence de l'installation de soufflage.
Cependant, il s'avère alors nécessaire de prévoir un système de
convoyage qui regroupe les préformes fournies par les deux unités
d'alimentation de telle sorte que, au niveau du four, tout se passe comme
si l'installation était munie d'une unique unité d'alimentation.
Ce système doit être à la fois simple, fiable et de faible
encombrement.
L'invention propose donc un système de convoyage d'entités
discrètes du type comportant un organe de regroupement alimenté par au
moins deux unités amont qui amènent chacune à l'organe de regroupement
des entités espacées selon un premier pas, et du type dans lequel les
entités sortent de l'organe de regroupement en une seule file selon un
second pas, caractérisé en ce que l'organe de regroupement comporte une
roue de regroupement qui est entraînée en rotation et qui est pourvue de
plusieurs séries d'encoches- débouchant radialement à la périphérie de la
roue, en ce que les entités sont engagées radialement de l'extérieur vers
l'intérieur chacune dans une encoche, en ce que les encoches d'une même
série présentent la même profondeur radiale, les séries d'encoches étant
différenciées par la profondeur de leurs encoches, en ce que chaque série
d'encoches est associée exclusivement à une unité amont.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention :
- les différentes séries d'encoches sont intercalées l'une dans
l'autre ;
- chaque unité amont délivre ses entités au niveau d'un point de
chargement distinct qui occupe une position fixe angulairement autour de
l'axe de la roue de regroupement, et le point de chargement associé à la
série d'encoches les plus profondes est disposé le plus en amont sur la
trajectoire des encoches de la roue de regroupement ;
- après le point de chargement, l'entité est guidée entre deux
glissières interne et externe qui sont disposées dans un plan décalé
axialement par rapport au plan de la roue de regroupement, et la glissière
externe force l'entité vers le fond de l'encoche ;
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- la différence de profondeur entre deux encoches de deux séries
distinctes est supérieure à la dimension d'une entité selon la direction
radiale ;
- l'organe de regroupement comporte une glissière qui, sur une
partie de la trajectoire de la roue comprise entre le point de chargement de
la dernière série d'entités et le point de déchargement, coopère avec les
entités pour les pousser vers le bord périphérique de la roue de
regroupement ;
- l'une au moins des unité amont comporte une roue à encoches qui
est disposée tangentiellement à la roue de regroupement ; et
- les entités sont des préformes pour la fabrication par soufflage de
récipients en matière thermoplastique.
L'invention propose aussi une installation de moulage par soufflage
de récipients à partir des préformes préalablement injectées, du type
comportant un four de conditionnement thermique de préformes,
caractérisée en ce que le four est alimenté en préformes par au moins
deux unités d'alimentation qui sont agencées en parallèle et qui délivrent
chacune une série de préformes régulièrement espacées, et en ce que,
entre les unités d'alimentation et le four, les préformes sont transportées
par un système de convoyage incorporant l'une quelconque des
caractéristiques précédentes, le système opérant un regroupement des
séries de préformes pour former une suite unique de préformes.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à
la lecture de la description détaillée qui suit ainsi que dans les dessins
annexés dans lesquels :
- la fjgure 1 est une vue schématique illustrant une installation de
soufflage de récipients dont le four est alimenté en préformes par deux
unités fonctionnant en parallèle ; et
- la figure 2 est une représentation schématique d'un système de
convoyage selon l'invention.
Sur la figure 1, on a illustré une machine 10 de moulage par
soufflage de récipients en matière thermoplastique, par exemple de
bouteilles en polyéthylène téréphtalate (PET). La machine 10 comporte
pour l'essentiel une unité de soufflage 12 et un four de conditionnement
thermique 14 dans lequel des préformes 11, 13, préalablement réalisées
par moulage par injection, sont amenées à une température supérieure à la
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température de transition vitreuse du matériau qui les constitue. De
manière originale, il est prévu d'alimenter le four 14 grâce à deux unités
d'alimentation 16, 17 agencées en parallèle. Les unités 16, 17 pourront
être des éléments standard du commerce.
Ces unités 16, 17 sont par exemple du type comportant un bac 18 en
forme de trémie, un ascenseur à tapis roulant 20, un démêleur 22 et un rail
d'alimentation incliné 24. Les préformes sont prélevées du bac 18,
orientées verticalement par le démêleur 22, et elles s'accumulent en bas
du rail 24 par simple gravité. Elles sont alors soutenues par exemple par
une collerette située à la base de leur col. Au bas du rail, un portillon (non
représenté), par exemple réalisé sous la forme d'un doigt escamotable,
laisse passer les préformes une par une pour que celles-ci s'engagent sur
une roue de mise au pas 26, 27. La roue de mise au pas est constituée ici
par une roue à encoches. Chaque unité d'alimentation 16, 17, munie de sa
roue de mise au pas 26,27, est donc capable de fournir une série de
préformes espacées selon un premier pas. Des unités d'alimentation de ce
type sont par exemple utilisées dans les installations de soufflage
commercialisées par la demanderesse.
Sur la figure 2, on retrouve les deux roues de mise au pas 26, 27
des deux unités 16, 17, ainsi que l'extrémité inférieure des deux rails
d'alimentation 24 associés par lesquels arrivent respectivement les deux
séries 11, 13 de préformes.
De manière connue, les roues de mise au pas 26, 27 sont
constituées chacune d'un disque 28 qui est muni à sa périphérie
d'encoches 30 sensiblement semi-circulaires et espacées régulièrement.
Les disques 28 sont entraînés en rotation de manière continue autour de
leurs axes respectifs Al et A2. Le portillon (non représenté) du système
d'alimentation est commandé pour que, lorsqu'une encoche 30 se trouve
en face de l'extrémité du rail 24, une préforme soit libérée et vienne
s'engager dans l'encoche qui l'entraîne alors en rotation. Un guide
circulaire extérieur 32, 34 permet d'éviter que la préforme ne s'échappe de
l'encoche 30 dont la profondeur radiale est généralement sensiblement
égale à la moitié du diamètre de la préforme seulement. A partir de leur
prise en charge par les roues de mise au pas, les préformes sont toujours
convoyées de manière individualisée, le transfert s'effectuant toujours en
prise, c'est-à-dire sans que la préforme ne soit relachée. Il est en effet
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important que la préforme conserve son orientation, notamment pour
pouvoir être prise en charge dans le four.
Conformément aux enseignements de l'invention, les deux roues de
mise au pas 26, 27, qui sont identiques, sont destinées à alimenter une
5 même roue de regroupement 36. A la sortie de cette roue de
regroupement, les deux séries 11, 13 de préformes fournies par les unités
d'alimentation sont regroupées en une unique suite de préformes espacées
selon un nouveau pas, de préférence au pas du système de convoyage des
préformes dans le four 14.
La roue de regroupement 36 est elle aussi constituée d'un disque qui
est entraîné en rotation autour de son axe A3 en synchronisme avec les
deux roues de mise au pas 26, 27. Selon l'invention, la roue de
regroupement comporte des encoches qui sont agencées à la périphérie du
disque et qui sont réparties en autant de séries qu'il y a d'unités
d'alimentation. Les séries d'encoches diffèrent par la profondeur radiale de
leurs encoches, lesquelles sont orientées radialement par rapport à l'axe
A3 et sont ouverts vers l'extérieur.
Dans l'exemple illustré, la roue de regroupement 36 comporte donc
deux séries d'encoches 38, 40. Les encoches 38 de la première série
présentent une profondeur radiale relativement importante, par exemple de
l'ordre de deux fois le diamètre des préformes. Les encoches 40 de la
seconde série sont sensiblement semi-circulaires et présentent une
profondeur de l'ordre de la moitié du diamètre de la préforme.
Les encoches des deux séries sont intercalées en ce sens que, le
long de la périphérie du disque, on retrouve alternativement une encoche
de l'une des séries puis une encoche de l'autre série. Les encoches 38, 40
de la roue de regroupement sont espacées circonférentiellement d'un pas
qui est moitié de celui séparant deux encoches 30 des roues de mise au
pas 26, 27.
Les deux roues de mise au pas 26, 27 sont disposées
tangentiellement à la roue de regroupement 36 et elles sont synchronisées
avec celle-ci pour que, lorsqu'une encoche 30 se trouve au niveau du point
de tangence, elle se retrouve juste en regard d'une encoche 38, 40 de la
roue de regroupement. Selon l'invention, les encoches 30 d'une roue de
mise au pas donnée se trouveront obligatoirement en regard d'une
encoche d'une série donnée de la roue de regroupement 36. Inversement,
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les deux points de tangence de la roue de regroupement 36 sont choisis
pour que les encoches 38, 40 d'une même série ne puissent se retrouver
en regard qu'avec les encoches de l'une des deux roues de mise au pas.
Le chargement des préformes dans les encoches de la roue de
regroupement se fait radialement, de l'extérieur vers l'intérieur. Même au
moment du passage de la roue de mise au pas à la roue de regroupement,
la préforme continue d'être parfaitement maintenue et indexée, ce qui
permet de conserver exactement le pas entre deux préformes d'une même
série.
Le système de guidage selon l'invention comporte par ailleurs des
glissières qui permettent de déterminer la position radiale des préformes
qui sont prises dans les encoches de la roue de regroupement. Ces
glissières sont par exemple réalisées sous la forme d'éléments de plaques
fixes qui sont agencés dans un plan axialement décalé par rapport au plan
des disques des roues, et dont un bord forme une glissière sur laquelle les
préformes prennent appui radialement et glissent lorsqu'elles sont
entraînées en rotation par les roues.
Sur la figure 2, on peut voir que la première roue de mise au pas 26,
dont le point de tangence est le plus éloigné du point de tangence de la
roue de regroupement 36 avec une roue de sortie 42, est destinée à
amener des préformes 11 dans les encoches profondes 38 de la roue de
regroupement. Le chargement des préformes 11 de cette première série
est donc effectué en ce point de tangence, grâce à une glissière interne 44
et à une première glissière externe 46. La glissière externe 46 oblige les
préformes à s'échapper des encoches 30 de la première roue de
chargement 26. Ensuite, les deux glissières 44, 46 coopèrent avec les
préformes de cette première série pour les pousser radialement vers
l'intérieur au fond des encoches 38, au fur et à mesure de leur progression
angulaire autour de l'axe A3.
On peut voir que, sous l'action des glissières 44, 46, les préformes
11 de cette première série ont atteint le fond de l'encoche 38
correspondante avant qu'elles n'aient atteint angulairement le point de
tangence de la seconde roue de mise au pas 27 avec la roue de
regroupement 36.
Dans l'exemple illustré, la glissière extérieure 46 correspondant à la
première roue de mise au pas 26 et le guide 34 de la seconde roue de
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mise au pas 27 sont formés par deux bords d'un même élément de plaque
qui présente ainsi une pointe effilée 48 délimitée par les extrémités
respectives du guide 34 et de la première glissière extérieure 46.
L'extrémité de cette pointe 48 est située angulairement juste avant le point
de chargement des préformes de la seconde série, ce point correspondant
au point de tangence de la seconde roue de mise au pas 27 avec la roue
de regroupement 36. Cette pointe 48 s'étend radialement par rapport à
l'axe A3 entre le fond des encoches 38 de la première série et celui des
encoches 40 de la seconde série. Bien entendu, la pointe 48 ne doit pas
faire obstacle à une préforme 11 de la première série qui serait emmenée
par une encoche 38 de la roue de regroupement 36.
Grâce à l'invention, on voit que les premières préformes 11 sont
ainsi dégagées radialement vers l'intérieur pour ne pas interférer avec le
guide 34 de la seconde roue de mise au pas 27.
Une seconde glissière extérieure 50 s'étend selon un arc de cercle
autour de l'axe A3 entre le point de chargement des préformes 13 de la
seconde série et le point de déchargement de toutes les préformes qui
correspond au point de tangence de la roue de regroupement 36 avec la
roue de sortie 42. Cette seconde glissière 50 a pour première fonction de
maintenir les préformes de la seconde série en appui au fond de leurs
encoches 40, sans quoi ces préformes ne pourraient tenir sur la roue 36.
Contrairement à la première glissière extérieure 46, la glissière
intérieure 44 se prolonge selon un second tronçon entre le point de
chargement de la seconde série de préformes 13 et le point de
déchargement. Le profil de ce second tronçon est tel qu'il repousse les
préformes 11 de la première série radialement vers l'extérieur une fois
qu'elles ont franchi le point de chargement de celles de la seconde série.
En effet, au-delà de ce point, les préformes 11 de la première série ne
risquent plus d'interférer avec un guide de la seconde roue de mise au
pas. Le second tronçon de la glissière intérieure permet ainsi de ramener
radialement les préformes 11 de la première série sur le même rayon que
celles 13 de la seconde série.
Ainsi, au niveau du point de déchargement, les préformes 1 1, 13 des
deux séries se trouvent prises radialement entre la glissière intérieure 44
et la seconde glissière extérieure 50. Elles peuvent alors être prises en
charge de manière conventionnelle par la roue de sortie 42.
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L'organe de regroupement ainsi proposé est donc parfaitement fiable
car les entités qu'il transporte, par exemple les préformes, restent à
chaque instant parfaitement indexées le long de leur trajectoire du fait
qu'elles restent prises dans des encoches. Il n'y a donc aucun risque de
les voir s'emmêler ou de les voir se bloquer contre une partie de cet
organe, contrairement à ce qui peut se passer avec un mécanisme à
aiguillage. Elles conservent bien entendu leur orientation verticale tout au
long du trajet sur les roues de mise au pas et de regroupement.
L'invention vient d'être décrite dans le cas où l'unité amont comporte
des roues à encoches qui assurent une mise au pas. Toutefois, on pourrait
aussi mettre en ceuvre une roue de regroupement selon l'invention en
l'absence d'un système de mise au pas ou en utilisant un système
différent. Les entités pourraient ainsi être directement amenées à la roue
de regroupement par des bras de transferts synchronisés.
