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CA 02395237 2002-06-11
WO 01/44084 PCT/FR00/03298
Dispositif de convoyage d'entités discrètes
comportant un bras de transfert perfectionné
et Installation de soufflage de récipients munie d'un tel
dispositif
L'invention se rapporte au domaine des systèmes de convoyage
d'entités discrètes.
Elle concerne plus particulièrement un dispositif de convoyage
i0 d'entités discrètes comportant un support qui est entraîné en rotation de
manière continue autour d'un axe et qui porte un bras de transfert.
Le bras de transfert envisagé est de type télescopique et il comporte
une partie radiale interne fixée sur le support et une partie radiale externe
qui peut coulisser par rapport à la partie radiale interne selon un axe
1~ d'élongation contenu dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe de
rotation du support. L'élongation du bras est commandée par un système à
came en fonction de la position angulaire du bras autour de l'axe de
rotation du support.
Le bras comporte une tête de préhension qui est apte à supporter au
?o moins une entité et qui est montée à rotation sur la partie radiale externe
du bras autour d'un axe d'orientation sensiblement parallèle à l'axe de
rotation du support. L'orientation de la tête de préhension est commandée
par un système à came.
- On trouve des dispositifs de con-uoyage de ce type dans les
''S machines de soufflage de récipients dans lesquelles le récipient est
obtenu
par soufflage en introduisant dans un moule de soufflage une préforme
précédemment réalisée par moulage par injection. Ces machines sont par
exemple utilisées pour la fabrication de bouteilles en polyéthylène
téréphtalate (PET). La préforme présente la forme d'un tube qui est fermé
3o à une extrémité et dont l'autre extrémité possède déjà la forme définitive
du col du récipient.
La préforme est donc amenée à l'intérieur du moule après avoir été
amenée à une température appropriée dans un four de conditionnement
thermique. Une fois soufflé, chaque récipient est évacué du moule pour
~5 être dirigé vers la sortie de la machine.
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De nombreuses machines de soufflage de récipients sont de type
rotatif. Elles comportent alors un carrousel qui tourne de manière continue
autour de son axe et qui porte, à sa périphérie, une série de moules
identiques.
Les dispositifs de convoyage à bras de transfert, aussi connus sous
le nom d'étoiles de transfert, permettent donc d'une part d'introduire les
préformes dans les moules et de d'autre part de retirer les récipients une
fois formés, ceci sans avoir à arrêter le carrousel. Les bras de transfert à
élongation variable permettent d'éviter toute interférence entre les moules
io et les objets transportés.
De tel bras de transfert sont aussi utilisé pour amener dans le moule
de soufflage un corps qui est destiné à être au moins en partie surmoulé
par le matériau du récipient. C'est notamment le cas des poignées
rapportées sur les récipients en PET.
Par ailleurs, il est parfois nécessaire que l'objet transporté ait en
final un orientation bien déterminée. Dans une machine de soufflage, il
peut par exemple s'agir d'une orientation particulière de la préforme qui a
subi un réchauffage particulier en vue de la production d'un flacon plat, ou
du positionnement précis de la poignée dans le moule de soufflage.
2o Toutefois, il est une application dans laquelle l'orientation de la tête
de préhension des bras de transfert est particulièrement important : le cas
des machines "bi-empreintes" dans lesquelles chaque moule de soufflage
comporte deux cavités pour produire simultanément deux récipients. Les
bras de transfert doivent alors amener simultanément deux préformes dans
~5 le moule de soufflage, chaque préforme étant reçue dans une des cavités.
Une fois les deux récipients formés, ils doivent être récupérés
simultanément par un bras de transfert dont la tête de préhension
comporte deux paires de pinces de préhension.
Pour ce faire, il est connu de prévoir des bras de transfert
3o comportant des têtes de préhension orientable du type de ceux décrits ci
dessus. On trouve ce type de bras de transfert sur les machines "bi
empreinte" produites jusqu'à présent par le demandeur. Dans ces
dispositifs de convoyage, l'élongation du bras et l'orientation de la tête de
préhension sont obtenus par deux systèmes à came qui sont indépendants
3~ l'un de l'autre. Ainsi, la partie radiale externe du bras comporte un
suiveur
de came qui coopère avec un chemin de came pour commander, à lui seul,
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l'élongation du bras. La tête de préhension, qui est articulée à l'extrémité
de la partie radiale externe, porte elle aussi un suiveur de came qui
coopère avec un autre chemin de came pour commander, à lui seul,
l'orientation de la tête par rapport à l'axe d'élongation du bras.
Ce dispositif, bien qu'ayant donné satisfaction, présente toutefois
certaines limites quant à l'amplitude des mouvements qu'il est possible
d'obtenir. De plus, il nécessite de prévoir des moyens spécifiques pour
maintenir chacun des deux suiveurs de came sur le chemin de came
correspondant.
1o L'invention a donc pour but de proposer une nouvelle conception de
ces bras de transfert permettant de s'affranchir de ces limitations.
Dans ce but, l'invention propose un dispositif du type décrit
précédemment, caractérisé en ce que l'élongation du bras et l'orientation
de la tête de préhension sont commandés par un basculeur unique qui est
n articulé sur la partie radiale externe du bras et qui porte deux suiveurs de
came dont chacun coopère avec un chemin de came indépendant.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention
- le basculeur et la tête de préhension sont confondus ;
- le basculeur et la tête de préhension sont distinct l'un de l'autre, le
2o basculeur commandant l'orientation de la tête par l'intermédiaire d'un
dispositif de transmission
- le basculeur et la tête de préhension sont reliés l'un à l'autre par
l'intermédiaire d'une biellette
- le basculeur et la tête de préhension sont articulés sur la partie
~5 radiale externe du bras autour de deux axes distincts ;
- les chemins de came conjugués qui commandent l'élongation du
bras et l'orientation de la tête sont agencés chacun selon une boucle
fermée autour de l'axe de rotation du support ; il est prévu des moyens de
rappel élastique qui tendent à ramener la partie radiale externe du bras
3o vers une position de moindre élongation de telle sorte que les deux
suiveurs de came, qui sont disposés sur le basculeur de part et d'autre
d'une parallèle à l'axe d'?longation passant par l'axe d'articulation du
basculeur sur la partie radiale externe du bras, sont plaqués radialement
vers l'intérieur contre le chemin de came correspondant ;
35 - les moyens de rappel élastique sont interposés entre les parties
radiales interne et externe du bras ;
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- le dispositif comporte au moins deux plateaux fixes superposés qui
s'étendent chacun dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du
support, le bord externe de chacun des deux plateaux formant l'un des
deux chemins de came qui commandent l'élongation du bras et l'orientation
de la tête ;
- la partie radiale interne du bras est montée sur le support de
manière à pouvoir pivoter par rapport à ce dernier autour d'un axe de
pivotement sensiblement parallèle à l'axe de rotation du support, et le
pivotement du bras par rapport au support est commandé en fonction de la
1o position angulaire du support autour de son axe ;
- le pivotement du bras par rapport au support est commandé par un
système à came ;
la tête de préhension peut supporter simultanément deux entités ;
et
- le support comporte plusieurs bras de transfert identiques à tête
orientable.
L'invention concerne aussi une installation de soufflage de récipients
en matériau thermoplastique à partir de préformes précédemment réalisées
par moulage par injection, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un
dispositif de convoyage incorporant l'une quelconque des caractéristiques
précédentes.
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 figure 1 est une vue schématique et partielle, en perspective,
d'un dispositif de convoyage conforme aux enseignements de l'invention ;
et
- les figures 2 et 3 sont des vues schématiques en vue de dessus de
deux positions du bras de transfert illustré à la figure 1 , et sur lesquelles
on peut observer la commande de l'élongation du bras et de l'orientation
de la tête de préhension.
On a représenté sur la figure 1 un bras de transfert 10 d'une étoile
de transfert 12 du type de celle que l'on peut trouver dans les machines de
fabrication de récipients en PET par soufflage d'une préforme, la préforme
étant préalablement obtenue par moulage par injection puis étant réchauffé
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au-delà de la température de transition vitreuse du PET avant d'être
introduite dans un moule de soufflage.
L'étoile de transfert 12 peut servir au convoyage des préformes, au
convoyage des récipients, ou au convoyage de poignées destinées à être
rapportées sur ces récipients. Elle comporte tout d'abord un support 14 qui
est ici réalisé sous la forme d'un plateau et qui est entrainé en rotation de
manière continue autour d'un axe AO qui, par commodité, sera qualifié de
vertical. Ce support 14 porte donc un ou plusieurs bras de transfert 10.
Chaque bras de transfert 10 s'étend sensiblement dans un plan
1o horizontal perpendiculaire à l'axe A0, et comporte une partie radiale
interne 16 et une partie radiale externe 18 qui sont solidaires l'une de
l'autre mais qui peuvent coulisser l'une par rapport à l'autre selon un axe
d'élongation A1 du bras.
La partie radiale interne 16 du bras 10 est fixée à la périphérie du
i5 support 14 en forme de plateau de manière à pouvoir pivoter autour d'un
axe A2 qui est parallèle à l'axe AO mais non confondu avec celui-ci. La
partie radiale externe 16 porte, à l'extrémité d'un levier 20, un galet 22 qui
est destiné à se déplacer à l'intérieur d'une gorge 24 formée dans un
plateau fixe de commande 26 sensiblement horizontal. La gorge 24 s'étend
2o selon une boucle fermée autour de l'axe A0, la distance radiale de la
trajectoire de la gorge 24 par rapport à l'axe AO variant avec la position
angulaire autour de cet axe. Le galet 22 est reçu dans la gorge 24 de
manière à s'appuyer radialement vers l'intérieur ou vers l'extérieur contre
l'uni des deux faces latérales de la _forge 24 pour commander le
35 pivotement du bras 10 dans les deux sens autour de l'axe A1.
Ainsi, lorsque le support 14 entraîne le bras 10 en rotation autour de
l'axe A0, le galet 22 se déplace le long de la gorge fixe 24 et commande le
pivotement du bras 10 autour de l'axe A2. Ce pivotement permet
d'accélérer ou de ralentir le déplacement de l'extrémité libre du bras par
3o rapport à la rotation continue du support 14.
En effet, l'extrémité libre de la partie radiale externe 18 du bras 10
porte une tête de préhension 28 qui est orientable autour d'un axe A3 par
rapport aux deux parties 16, 18 du bras 10. L'axe A3 d'orientation de la
tête est par exemple parallèle à l'axe A2 de pivotement du bras 10. La tête
28 présente en l'occurrence deux pinces de préhension 30 pour pouvoir
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saisir simultanément deux préformes 32 (ou, en sortie du moule de
soufflage, deux récipients).
Selon l'invention, l'élongation du bras 10 et l'orientation de la tête 28
par rapport à l'axe d'élongation du bras 10 sont commandés par un
basculeur unique 34 qui est articulé sur la partie radiale externe 18 du
bras 10 et qui porte deux suiveurs de came 36, 38 dont chacun coopère
avec un chemin de came indépendant 40, 42.
Dans l'exemple illustré, le basculeur 34 est réalisé sous la forme
d'une pièce indépendante de la tête 28. De plus, alors que ces pièces
io indépendantes pourraient être articulées autour d'un même axe, il a été
choisi dans l'exemple illustré d'articuler le basculeur 34 sur la partie
radiale externe 18 du bras 10 autour d'un axe A4 qui est parallèle à l'axe
A3 mais qui est distinct de celui-ci.
Par ailleurs, en variante, on peut aussi mettre en oeuvre l'invention
i5 en prévoyant que les suiveurs de came 36, 38 soient portés directement
par la tête de préhension 28, le basculeur 34 et la tête de préhension 28
étant alors confondus.
Dans l'exemple illustré, les suiveurs de came 36, 38 sont réalisés
sous la forme de galets montés à rotation autour de leur axe vertical aux
20 deux extrémités du basculeur. Le basculeur est articulé sur le bras 10
sensiblement en son centre de telle sorte que les deux galets 36, 38 se
trouvent agencés de part et d'autre de l'axe d'élongation du bras 10.
Par ailleurs, on peut voir que les deux galets 36, 38 sont décalés
l'un~ar rapport à l'autre selon la direction de l'axe A3. En effet, les deux
?5 chemins de came 40, 42 avec lesquels ils sont destinés à coopérer sont
formés par le bord périphériques de deux plateaux fixes 26, 27 qui
s'étendent chacun l'un au-dessus de l'autre dans des plans horizontaux
perpendiculaires à l'axe A0. Comme dans l'exemple illustré, on peut
prévoir que l'un 26 des deux plateaux soit le même que celui dans lequel
3o est formée la gorge 24 de commande du pivotement du bras 10. Dans tous
les cas, les chemins de came forment donc un circuit fermé autour de l'axe
A0, l'éloignement par rapport à l'axe variant en fonction de la position
angulaire autour de l'axe A0.
Comme on peut le voir sur les figures, des moyens de rappel
~5 élastiques 44 tendent à ramener le bras 10 vers une position de moindre
élongation, c'est-à-dire à ramener la partie radiale externe 18 du bras 10
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radialement vers l'intérieur en direction de l'axe A2. Ces moyens de rappel
élastiques 44 sont par exemple réalisés sous la forme d'un ou plusieurs
ressort de traction dont les deux extrémités sont accrochées
respectivement sur les parties radiales interne 16 et externe 18 du bras 10.
En ramenant la partie radiale externe 18 du bras 10 vers l'intérieur,
les moyens de rappel élastique 44 plaquent chacun des deux suiveurs de
came 36, 38 sur le chemin de came 40, 42 correspondant. Du fait que les
deux galets 36, 38 sont répartis de part et d'autre du point d'articulation du
basculeur 34, ce dernier commence par s'orienter autour de l'axe A4 en
1o fonction de l'éloignement radial respectif des deux points de contact des
chemins de cames 40, 42 par rapport à l'axe A0. Pour une position donnée,
les deux galets étant en appui sur leur chemin de came, le basculeur 34
est bloqué radialement vers l'intérieur de sorte que l'élongation du bras 10
s'en trouve fixée.
i5 Dans l'exemple illustré, le basculeur 34 étant une pièce distincte de
la tête de préhension 28, les deux pièces doivent étre reliées par un
mécanisme de transmission de manière que l'orientation du basculeur
autour de l'axe A4 commande l'orientation de la tête 18 autour de l'axe A3.
Ainsi, on peut par exemple prévoir de relier ces deux pièces par une
2o biellette 46 qui est articulée à ses deux extrémités d'une part sur le
basculeur 34 et d'autre part sur la tête 28. Bien entendu, les points
d'articulation de la biellette ne sont agencés ni sur l'axe A4 d'articulation
du basculeur 34 ni sur l'axe A3 d'orientation de la tête 28. En fonction de
la p9sition de ces points d'articulation, on peut faire varier le rapport de
?5 démultiplication entre le mouvement angulaire du basculeur 34 et celui de
la tête 28.
Comme cela ressort de la comparaison des figures 2 et 3, lorsque le
support 14 tourne autour de l'axe A0, le bras 10 est animé globalement
d'un mouvement qui est la composition de deux rotations autour des axes
30 AO et A2, et, en fonction de ce mouvement composé, le basculeur est
amené à se déplacer le long des chemins de came 40, 42 pour commander
l'élongation du bras 10 et l'orientation de la tête 28.
Le dispositif de convoyage selon l'invention est simple et fiable, et il
permet d'avoir une grande amplitude pour le mouvement d'orientation de la
?~ tête de préhension 28. Ce mouvement peut aussi être réalisé avec des
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vitesses relativement importantes en obtenant une importante variation de
l'orientation de la tête 28 pour un faible déplacement global du bras 10.
Par ailleurs, on peut voir que, dans ce dispositif, ce sont les mêmes
moyens de rappel élastique qui maintiennent le contact des deux suiveurs
de came 36, 38 sur leurs chemins de came respectifs 40, 42.
