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CA 02674898 2012-04-16
DISPOSITIF DE POSE DE MANCHONS SUR DES OBJETS EN DÉFILEMENT
La présente invention concerne la pose de manchons, en
particulier la pose de manchons thermorétractables, sur des
objets en défilement, les objets revêtus de leur manchon
passant ensuite au niveau d'un four de rétraction.
ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION
Pour la pose de manchons thermorétractables sur des objets en
défilement, on utilise classiquement une technique selon
laquelle les manchons sont tronçonnés à la partir d'une gaine
continue passant sur un conformateur d'ouverture de gaine, qui
est maintenu flottant par coopération entre des galets
extérieurs et des contregalets d'axes parallèles portés par le
conformateur, lesquels galets extérieurs assurent l'avance de
la gaine le long du conformateur, en général vertical, jusqu'à
et au-delà d'un moyen de coupe. D'autres galets sont en
général prévus en aval du moyen de coupe pour éjecter le
tronçon de gaine coupé sur l'objet venant à l'aplomb du
conformateur. Ainsi, dans la plupart des techniques utilisées,
on trouve des premiers galets extérieurs destinés à assurer
l'avance de la gaine sur le conformateur, et des seconds
galets extérieurs servant à éjecter le tronçon de gaine coupé
sur l'objet concerné. Tous ces galets extérieurs sont bien
entendu motorisés, et leur motorisation a donné lieu à
différents types d'agencements.
il a ainsi été proposé d'avoir une motorisation
complètement indépendante pour les seconds galets et les
premiers galets, afin de pouvoir faire tourner les seconds
galets beaucoup plus vite que les premiers, ceci pour
précipiter la chute verticale du tronçon de gaine coupé sur
l'objet concerné. Cette approche est illustrée dans le
document EP-A-O 109 105. Selon une autre approche, on a prévu
une synchronisation de l'entraînement en rotation des premiers
et seconds galets, comme cela est illustré dans le document
EP-A-O 000 851.
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On s'est cependant aperçu que les techniques
précitées imposaient des limites en termes de cadencement,
car, lorsqu'on arrive aux cadences élevées, on a constaté
que des manchons étaient fréquemment mal positionnés sur
des objets, et ce a fortiori s'il s'agissait de manchons de
hauteur importante.
Un pas important a été franchi plus récemment avec
une technique mettant en oeuvre une commande des moteurs
électriques concernés réalisée en synchronisme par un
programmateur électronique commun agencé pour déterminer un
profil continu de variation des vitesses, afin de piloter
l'éjection de chaque tronçon de gaine, ledit programmateur
incluant au moins une carte de commande qui coopère avec un
codeur adjacent monté en bout d'un arbre entraîné en
rotation par un groupe moto-réducteur central. Ceci est
illustré dans le document WO-A-99/59871 de la demanderesse.
Avec cette dernière technique, la synchronisation a permis
d'envisager des cadences plus élevées que précédemment, et
ce avec un diamètre de manchon à peine supérieur au
diamètre maximal des objets.
Il existe cependant une demande croissante de
cadencements de plus en plus élevés, atteignant couramment
des valeurs de 300 à 600 coups par minute.
On a alors préféré utiliser des machines plus
perfectionnées, en abandonnant le système d'avancement pas
à pas des objets, ainsi que le système de codeur monté en
bout d'un arbre entraîné en rotation par un groupe moto-
réducteur central (comme décrit dans le document
WO-A-99/59871 précité), et utiliser un programmateur
électronique commun à arbre virtuel pour commander tous les
moteurs électriques, l'instruction d'éjection du tronçon de
gaine coupé étant donnée par une cellule devant laquelle
passent les objets en défilement.
Parallèlement à cette recherche de cadences très
élevées, il existe également une tendance à utiliser des
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gaines constituées à partir d'un film thermorétractable
d'épaisseur de plus en plus faible. A titre indicatif, les
techniques classiques utilisaient des films
thermorétractables dont l'épaisseur était de l'ordre de
50 pm, alors que maintenant on cherche à utiliser des films
de matière plastique thermorétractable de plus faible
épaisseur, c'est-à-dire pouvant descendre jusqu'à 25 pm, et
aussi de plus faible densité.
La double exigence précitée complique ainsi
considérablement l'agencement des dispositifs de pose de
manchons, et l'on peut relever un type de problème
technique qui se pose de façon de plus en plus aiguë, et
qui concerne le positionnement de la gaine sur le
conformateur au moment de l'immobilisation de celle-ci pour
la passe de coupe et d'éjection.
En effet, la moindre variation dans la position de
la partie aval de la gaine sur le conformateur, qui va
donner naissance au tronçon à éjecter après la passe de
coupe, a pour conséquence de donner des hauteurs très
variables pour les tronçons de gaine coupés (la hauteur du
tronçon se mesurant dans la direction des génératrices
dudit tronçon).
Dans le document WO-A-99/59871 précité, il a été
proposé d'agencer la commande des moteurs électriques
associés aux premiers galets d'avance de gaine et aux
seconds galets d'éjection des tronçons coupés de telle
façon que les profils continus de variations des vitesses
pour lesdits moteurs aient une forme de cloche, et non de
créneau anguleux comme c'était le cas antérieurement. On
s'est cependant aperçu qu'en faisant fonctionner un tel
dispositif à des cadences très élevées, les courbes en
cloches précitées posaient des problèmes de précision en
fin de cycle d'avancement/éjection, et ce même en adoptant
un programmateur électronique commun à arbre virtuel.
Cette imprécision se retrouve également lorsque le
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dispositif de pose est mis à l'arrêt, avant une nouvelle
période de fonctionnement, de sorte que la position de la
gaine est de facto imprécise à la reprise du
fonctionnement.
La conséquence directe de ceci est que la position
axiale de la gaine sur le conformateur n'est en fait jamais
définie avec une totale précision. Dans la pratique, le
bord libre de la gaine est immobilisé légèrement en amont
des seconds galets d'éjection, la poussée suivante de la
gaine amenant alors ce bord libre au contact des galets
d'éjection pour le processus d'éjection. Il n'en reste pas
moins que la hauteur des tronçons n'est pas parfaitement
constante, et qu'on ne parvient pas à supprimer totalement
le risque de glissement de la gaine sur le conformateur au
moment où celle-ci est immobilisée pour la passe de coupe
et d'éjection.
OBJET DE L'INVENTION
L'invention a pour objet de concevoir un dispositif
de pose de manchons sur des objets en défilement ne
présentant pas les inconvénients et limitations précités au
regard du problème technique exposé ci-dessus, en rapport
avec le positionnement de la gaine sur le conformateur au
moment de l'immobilisation de celle-ci pour la passe de
coupe et d'éjection, et aussi lors de la mise à l'arrêt
dudit dispositif.
L'invention a également pour objet de proposer un
dispositif de pose de manchons agencé pour permettre des
cadencements très élevés, pouvant atteindre 600 coups par
minute, et ce même en utilisant des gaines continues
réalisées à partir de films de faible épaisseur, par
exemple pouvant descendre jusqu'à 25 um, et de faible
densité, en particulier de densité inférieure à 1.
DEFINITION GENERALE DE L'INVENTION
Le problème précité est résolu conformément à
l'invention grâce à un dispositif de pose de manchons sur
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des objets en défilement, lesdits manchons étant tronçonnés
à partir d'une gaine continue passant sur un conformateur
d'ouverture de gaine, lequel conformateur est maintenu
flottant entre des premiers galets extérieurs et des
5 contre-galets d'axes parallèles portés par ledit
conformateur, lesdits premiers galets assurant l'avance de
la gaine le long du conformateur jusqu'à et au-delà d'un
moyen de coupe, des seconds galets extérieurs étant prévus
en aval du moyen de coupe pour éjecter le tronçon de gaine
coupé sur un objet venant à l'aplomb du conformateur par
suite du passage dudit objet devant une cellule, lesdits
premiers et seconds galets étant entraînés en rotation par
des moteurs électriques associés dont la commande est
réalisée en synchronisme par un programmateur électronique
commun à arbre virtuel, ledit dispositif de pose de
manchons étant remarquable en ce que le programmateur
électronique est agencé pour déterminer un profil continu
de variation des vitesses pour les moteurs électriques
associés précités, lesdits profils continus étant en forme
de cloches avec un tronçon terminal commun où les profils
sont confondus, ce qui correspond à une vitesse identique
desdits moteurs électriques associés, la longueur de ce
tronçon terminal commun étant choisie pour que la gaine
soit avancée au-delà du point de tangence des seconds
galets, de façon que ladite gaine soit pincée par lesdits
seconds galets avant d'être immobilisée pour la passe de
coupe et d'éjection.
Ainsi, les caractéristiques précitées permettent de
garantir que l'extrémité libre de la gaine est toujours
correctement pincée par les seconds galets d'éjection des
tronçons coupés avant d'être immobilisée pour la passe de
coupe et d'éjection. Une telle avance au-delà du point de
tangence garantit en effet un arrêt de la gaine en prise
positive, ce qui supprime de facto tout risque de
glissement de la gaine sur le conformateur, et contribue
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ainsi à l'obtention d'un bord de coupe parfaitement
régulier. Il est en effet aisé de comprendre que le
processus d'éjection du tronçon de gaine coupé peut
démarrer instantanément, sans le moindre temps mort, grâce
à la prise positive précitée.
De préférence, le programmateur électronique commun
à arbre virtuel inclut au moins une carte électronique de
commande associée aux moteurs électriques d'entraînement
des galets, qui est agencée de telle façon que la longueur
du tronçon terminal commun, qui correspond aux variations
des vitesses pour les moteurs électriques en fonction de la
position angulaire de leur arbre virtuel respectif, soit
directement représentative d'une distance prédéterminée
entre le point de tangence et le bord libre de la gaine au
moment de l'immobilisation de ladite gaine pour la passe de
coupe et d'éjection. Avantageusement alors, cette distance
prédéterminée est également établie lorsque le dispositif
de pose est mis à l'arrêt, et reste figée pendant toute la
période de non fonctionnement dudit dispositif.
On pourra par exemple prévoir que la distance
précitée entre le point de tangence et le bord libre de la
gaine est essentiellement comprise entre 0,5 et 3 mm, en
étant de préférence voisine de 1 mm.
On pourra avantageusement prévoir que les seconds
galets sont montés sur un support dont la position est
réglable dans la direction de l'axe du conformateur, de
façon à permettre un réglage de la distance entre le point
de tangence et le bord libre de la gaine au moment de
l'immobilisation de ladite gaine pour la passe de coupe et
d'éjection.
Conformément à un mode d'exécution particulier le
conformateur a une extrémité aval à paroi lisse, et la
gaine est alors pincée, au moment de l'immobilisation de
ladite gaine pour la passe de coupe et d'éjection, entre
les seconds galets et ladite paroi lisse.
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En variante, on pourra prévoir que le conformateur
est équipé, au niveau de son extrémité aval, de contre-
galets, et la gaine est alors, au moment de
l'immobilisation de ladite gaine pour la passe de coupe et
d'éjection, pincée entre les seconds galets et lesdits
contre-galets associés.
Avantageusement alors, les seconds galets et les
contre-galets associés ont des axes qui sont contenus dans
un plan commun perpendiculaire à l'axe du conformateur.
D'autres caractéristiques et avantages de
l'invention apparaîtront plus clairement à la lumière de la
description qui va suivre et des dessins annexés concernant
un mode de réalisation particulier.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
Il sera fait référence aux figures des dessins
annexés, où:
- la figure 1 illustre un dispositif de pose de
manchons conforme à l'invention, avec une représentation
symbolique des différents moyens d'entraînement en rotation
des galets coopérant avec la gaine passant sur le
conformateur, ici d'axe vertical, et avec le tronçon de
gaine coupé ;
- la figure 2 est un diagramme illustrant les
profils des variations de la vitesse en rotation des galets
d'avance de gaine et des galets éjecteurs, en fonction de
la position angulaire des arbres virtuels respectifs des
moteurs électriques associés, ces profils étant en forme de
cloche avec un tronçon terminal commun où les profils sont
confondus, conformément à une caractéristique essentielle
de l'invention ;
- la figure 3 est une vue partielle en élévation
illustrant la situation au moment de l'immobilisation de la
gaine, juste après la passe de coupe et avant l'éjection du
tronçon de gaine coupé, en l'espèce avec un dispositif de
pose de manchons de type traditionnel, la figure montrant
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en particulier la position dudit tronçon de gaine coupé à
éjecter par rapport aux galets éjecteurs ;
-la figure 4 est une vue analogue à celle de la
figure 3, mais avec un dispositif de pose de manchons
mettant en oeuvre l'invention, illustrant la même situation
avec la nouvelle position du tronçon de gaine coupé à
éjecter, dont le bord aval est maintenant pincé par les
galets éjecteurs, cette position figée étant également
celle qui prévaut lors de la mise à l'arrêt du dispositif
de pose ; et
-la figure 5 est une vue partielle illustrant, à
plus grande échelle, le phénomène de pincement précité.
DESCRIPTION DETAILLEE DU MODE DE REALISATION
PREFERE
Sur la figure 1, on distingue une machine de pose
notée M, permettant de poser des manchons sur des objets en
défilement, agencée conformément à l'invention.
La machine de pose M comporte un certain nombre de
points communs avec la machine de pose décrite dans le
document WO-A-99/59871 précité de la demanderesse. Ces
éléments communs seront donc décrits succinctement, mais on
pourra se référer au document précité pour de plus amples
détails.
Des objets 10, représentés ici sous la forme de
flacons, défilent sur un tapis de convoyage 11 dans une
direction notée 100, ledit tapis de convoyage étant
entraîné en défilement par des moyens associés non
représentés ici.
Une gaine plate de matière plastique thermo-
rétractable 13 est débitée à partir d'une bobine 14 montée
tournante sur une partie de châssis 16, ladite gaine
passant sur des rouleaux de renvoi 17 et 18 pour arriver
au-dessus d'un conformateur d'ouverture de gaine 20. Le
conformateur d'ouverture de gaine 20, qui est ici d'axe
vertical X, comporte une partie centrale amont 21 surmontée
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d'une partie plate 22, de façon à ouvrir progressivement la
gaine continue 13 arrivant sur ledit conformateur. Le
conformateur d'ouverture de gaine 20 comporte en outre une
portion aval 23, qui prolonge la portion centrale amont 21,
la séparation se faisant au niveau d'une gorge 24.
Un moyen de coupe 27 avec au moins une lame mobile
28 est porté par un support tournant 29 agencé au niveau de
la gorge 24 pour couper la gaine selon une instruction de
commande donnée, la coupe se faisant circulairement selon
un plan P perpendiculaire à l'axe X du conformateur, c'est-
à-dire en l'espèce essentiellement horizontal.
Le conformateur 20 est de type flottant, en étant
maintenu par coopération entre des premiers galets
extérieurs 30, 31 et des contre-galets 25, 26 d'axes
parallèles portés par ledit conformateur.
La gaine continue 13 s'ouvre ainsi progressivement
sur la partie amont 21 du conformateur 20, et passe entre
le galet 30 et les contre-galets 25, et entre le galet 31
et les contre-galets 26, respectivement, les galets 30, 31
assurant ainsi à la fois une fonction de support flottant
du conformateur 20 et, par leur motorisation, une fonction
d'avance de la gaine continue 13 le long dudit
conformateur.
Des seconds galets extérieurs 32, 33 sont prévus en
aval du moyen de coupe 27 pour éjecter le tronçon de gaine
coupé, noté 15, sur un objet 10 venant à l'aplomb du
conformateur 20, par suite du passage dudit objet devant
une cellule fixe 80.
On a représenté schématiquement un moteur
électrique 41 servant à entraîner la paire de galets 30, 31
d'avance de gaine, et deux moteurs électriques 42, 43
servant à entraîner les galets 32, 33 d'éjection du tronçon
de gaine coupé.
Le moyen de coupe 27 est porté par un support
tournant 29 qui est ici constitué de deux couronnes
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superposées 55, 57 entraînées en rotation, et dont la
différence de vitesse de rotation assure, par le biais d'un
système de cames, le pivotement alterné de la ou des lames
de coupe 28 entre une position de retrait et une position
5 de coupe. L'entraînement de ces deux couronnes superposées
55, 57 est assuré, par l'intermédiaire de courroies 56, 58,
par deux moteurs électriques 48, 49.
Les moteurs électriques précités 41, 42, 43, 48, 49
sont reliés, par des lignes associées respectives 51, 52,
10 53, 54, 54', à un programmateur électronique commun 50 à
arbre virtuel. La cellule 80 qui voit pousser chaque objet
en défilement 10 est reliée par une ligne 81 au
programmateur électronique commun 50, afin notamment de
transmettre le signal autorisant la commande des moteurs
42, 43 associés à l'éjection du tronçon de gaine coupé sur
l'objet 10 venant à l'aplomb du conformateur 20. La
synchronisation générale est assurée par le programmateur
électronique commun à arbre virtuel 50 qui inclut au moins
une carte de commande électronique 55 à multiples commandes
qui est connectée aux lignes de commande 51, 52, 53, 54,
54' précitées.
Le programmateur électronique commun 50 est en
particulier agencé pour déterminer un profil continu de
variation des vitesses pour les moteurs électriques 41, 42,
43 associés à l'entraînement en rotation des premiers
galets 30, 31 et des seconds galets 32, 33. Ces profils
continus, qui sont différents des profils illustrés dans le
document WO-A-99/59871 précité, sont illustrés ici sur la
figure 2, qui donne les variations de la vitesse v en
fonction de la position angulaire e des arbres virtuels
associés.
Ainsi que cela est illustré sur la figure 2, les
profils continus, notés P1 (pour le moteur électrique 41)
et P2 (pour les moteurs électriques 42, 43), ont une forme
de cloche. Les avantages d'un tel profil en forme de cloche
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ont été exposés en détail dans le document WO-A-99/59871
précité, avantages notamment au regard des profils de
variations antérieurs en forme de créneau rectiligne.
Cependant, à la différence des profils illustrés
dans le document précité, les profils continus P1, P2
comportent ici un tronçon terminal commun où les profils
sont confondus, ce qui correspond à une vitesse identique
des moteurs électriques associés. Ainsi, les deux profils
en cloches P1, P2 se rejoignent en un point A et, à partir
de ce point, les deux profils sont confondus jusqu'à un
point C de vitesse nulle. Ce tronçon terminal commun AC
passe par un point B correspondant à un ralentissement de
la vitesse v. La position précise du point A n'est pas
connue avec certitude, mais la longueur du tronçon terminal
commun est suffisante pour que l'existence d'un tel tronçon
soit garantie, avec les avantages qui en découlent.
Le tronçon commun AC, qui correspond à une vitesse
identique des moteurs électriques associés, a ainsi une
longueur spécifique qui est choisie pour que la gaine 13
soit avancée au-delà du point de tangence Q (mieux visible
sur la figure 5) des seconds galets 32, 33, de façon que
ladite gaine 13 soit pincée par lesdits seconds galets
avant d'être immobilisée pour la passe de coupe et
d'éjection.
Cette avance supplémentaire est dans la pratique
essentielle, car elle garantit un arrêt de la gaine sur le
conformateur en prise positive. Par suite, lorsque les
galets d'avance de gaine 30, 31 et les galets éjecteurs 32,
33 sont arrêtés pendant un court instant pour la passe de
coupe et d'éjection, aucun glissement n'est à craindre pour
la gaine 13 sur le conformateur 20, et on est assuré d'un
démarrage parfait et instantané de l'éjection par les
galets éjecteurs du tronçon de gaine coupé 15.
Ceci vaut également lors de la mise à l'arrêt du
dispositif de pose, et pendant toute la période de non
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fonctionnement dudit dispositif, où la gaine pincée reste
positionnée de façon très précise. Cette position figée
permet une reprise immédiate du fonctionnement sans perte
de la précision.
La figure 3 illustre une situation telle qu'elle
était rencontrée avec une technique traditionnelle, par
exemple celle décrite dans le document WO-A-99/59871
précité.
On retrouve sur cette figure le plan P
correspondant au plan de coupe qui est perpendiculaire à
l'axe X du conformateur 20, les galets d'avance de gaine
30, 31, et les galets éjecteurs 32, 33 qui sont portés par
des supports associés 37, 38. Le tronçon de gaine coupé 15,
qui est représenté ici de façon hachurée pour plus de
commodité, est alors dans une position telle que son bord
libre d'extrémité aval 36 est généralement au-dessus du
point de tangence des galets éjecteurs 32, 33. On trouve
alors la situation d'imprécision qui a été relevée en
partie introductive de la description.
La figure 4 est une figure analogue à celle de la
figure 3, avec les mêmes références, illustrant la
situation à un moment identique mais avec un dispositif de
pose conforme à l'invention.
Le détail à plus grande échelle de la figure 5
permet de mieux appréhender l'avance supplémentaire
imprimée à la gaine 13 pour garantir un pincement effectif
de ladite gaine par les galets éjecteurs 32, 33.
La figure 5 montre la zone d'extrémité aval de la
gaine 13 , avec son pincement par le galet éjecteur 33, le
pincement étant tel que le bord libre d'extrémité 36 de
ladite gaine a été avancé au-delà du point Q de tangence,
d'une distance prédéterminée notée d. On retrouve
naturellement la même situation au niveau de l'autre galet
éjecteur 32.
Ainsi qu'on l'aura compris, la longueur du tronçon
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13
commun AC précité, qui correspond aux variations des
vitesses pour les moteurs électriques 41, 42, 43 en
fonction de la position angulaire e de leur arbre virtuel
respectif, est directement représentative de la distance
prédéterminée d précitée entre le point de tangence Q et le
bord libre 36 de la gaine 13 au moment de l'immobilisation
de la gaine pour la passe de coupe et d'éjection.
A titre indicatif, la distance prédéterminée d
entre le point de tangence Q et le bord libre 36 de la
gaine 13 est essentiellement comprise entre 0,5 et 3 mm, en
étant de préférence voisine de 1 mm.
Sur la figure 4, on a par ailleurs illustré par une
double flèche 39 le fait que les supports 37, 38 des galets
32, 33 sont de position réglable dans la direction de l'axe
X du conformateur 20, qui est en l'espèce ici la direction
verticale. Ce réglage en hauteur permet ainsi de régler la
distance d précitée, et de s'adapter à un éventuel
changement de hauteur de tronçon de gaine en association
avec d'autres objets en défilement.
Le conformateur 20 pourra présenter une extrémité
aval à paroi lisse, auquel cas la gaine 13 est alors pincée
entre les seconds galets 32, 33 et ladite paroi lisse.
Cependant, notamment en vue des cadences très élevées
mentionnées plus haut, il est préférable, comme cela est
illustré sur la figure 4, de prévoir des contre-galets 34,
en regard des galets éjecteurs 32, 33. Dans ce cas, la
gaine 13 est pincée entre les seconds galets 32, 33 et les
contre-galets associés 34, 35 qui sont portés par le
conformateur 20.
30 Bien que cela ne soit pas une nécessité absolue, il
est intéressant de prévoir, comme cela est mieux visible
sur la figure 5, que les seconds galets 32, 33 et les
contre-galets associés 34, 35 ont des axes qui sont
contenus dans un plan commun R perpendiculaire à l'axe X du
35 conformateur 20.
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14
Si l'on revient enfin à la figure 2, on constate
que le tronçon terminal commun AC des deux profils en
cloche Pl et P2, qui passe par le point B, se poursuit au
niveau d'une vitesse nulle (point C) jusqu'à un point D qui
correspond à la reprise du cycle suivant.
On est ainsi parvenu à réaliser un dispositif de
pose de manchons sur des objets en défilement qui
perfectionne sensiblement le dispositif antérieur du
document WO-A-99/59871, en améliorant la précision du
positionnement de la gaine sur le conformateur.
La machine de pose permet une utilisation à des
cadences très élevées, par exemple 600 coups par minute, et
ce avec des gaines dont le film constitutif est de faible
épaisseur, par exemple 25 pm, et de basse densité, par
exemple une densité inférieure à 1.
L'invention n'est pas limitée au mode de
réalisation qui vient d'être décrit, mais englobe au
contraire toute variante reprenant, avec des moyens
équivalents, les caractéristiques essentielles énoncées
plus haut.
