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Title:
INSTALLATION FOR ASSEMBLING TUBE COMPONENTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/045654
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns an installation for assembling tube components, in particular skirts (1) with shoulders, comprising the following elements arranged in succession: a linear skirt conveyor (4), a transfer system (7) designed to switch the direction of the skirts (1) by about 90°, an assembling unit (8) for fixing the shoulders to the skirts (1). The invention is characterized in that the transfer system (7) consists of a skirt gripping device (9) and a device (17) switching the direction of the skirts, the device switching the direction of the skirts comprising a rotary conveyor (17), such as a conveyor belt, which is arranged perpendicular to the direction of the linear conveyor (4), said rotary conveyor (17) including a belt (18, 19) rotating about a direction forming an angle of about 45° relative to the direction of the linear conveyor (4), the belt (18, 19) comprising skirt gripping elements (15) whereof the shape is designed such that the skirts (1) are initially gripped on one of the sides of the rotary conveyor (17) along a direction parallel to the linear conveyor (4) and their orientation is switched by 90° when they are shifted to the other side of the rotary conveyor (17).

Inventors:
VOIGTMANN JEAN-PIERRE (CH)
SCHWAGER JEAN-CLAUDE (CH)
BENOIT MATHIEU (CH)
FERRIN DIDIER (CH)
Application Number:
PCT/CH2002/000642
Publication Date:
June 05, 2003
Filing Date:
November 27, 2002
Export Citation:
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Assignee:
AISAPACK HOLDING SA (CH)
VOIGTMANN JEAN-PIERRE (CH)
SCHWAGER JEAN-CLAUDE (CH)
BENOIT MATHIEU (CH)
FERRIN DIDIER (CH)
International Classes:
B65G47/86; B29C31/00; B29C65/00; B65G47/84; (IPC1-7): B29C31/00; B65G47/84
Foreign References:
EP0175642A21986-03-26
US3563377A1971-02-16
EP1048595A12000-11-02
EP0175642A21986-03-26
Attorney, Agent or Firm:
Roland, André (CP 1255, Lausanne, CH)
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Claims:
Revendications
1. Installation d'assemblage de composants de tubes, notamment de jupes (1) avec des épaules, comprenant les éléments suivants disposés successivement : un convoyeur linéaire de jupes (4), un système de transfert (7) adapté pour appliquer un changement d'orientation des jupes (1) d'environ 90°, une unité d'assemblage (8) pour la fixation des épaules aux jupes (1), caractérisée en ce que le système de transfert (7) est constitué d'un dispositif de préhension des jupes (9) et d'un dispositif de changement d'orientation des jupes (17), le dispositif de changement d'orientation comprenant un convoyeur rotatif (17), du type bande transporteuse, qui est disposé perpendiculairement à la direction du convoyeur linéaire (4), ledit convoyeur rotatif (17) comprenant une courroie (18,19) en rotation autour d'une direction formant un angle d'environ 45° par rapport à la direction du convoyeur linéaire (4), la courroie (18,19) comportant des éléments de saisie des jupes (15) dont la forme est conçue de façon à ce que les jupes (1) soient initialement saisies sur l'un des côtés du convoyeur rotatif (17) selon une direction parallèle à celle du convoyeur linéaire (4) et qu'elles subissent un changement d'orientation de 90° lorsqu'elles passent de l'autre côté du convoyeur rotatif (17).
2. Installation selon la revendication précédente caractérisée en ce que lesdits éléments de saisie (15) sont de forme sensiblement parallélépipédique dont une face, la face de saisie (22), est convexe et comporte au moins une ouverture (23) connectée à un système d'aspiration, la courbure de la face de saisie (22) étant sensiblement identique à la courbure de la surface externe des jupes (1), les éléments de saisie (15) étant orientés selon une direction formant un angle d'environ 45'avec la surface de la courroie (18,19).
3. Installation selon la revendication précédente caractérisée en ce que ladite ouverture (23) est également connectée à un système de soufflage.
4. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que le convoyeur rotatif (17) comprend deux courroies (18,19) disposées en parallèle, chaque courroie (18,19) comportant un groupe d'éléments de saisie des jupes (15), le convoyeur rotatif (17) étant conçu de manière à ce que lesdits groupes soient disposés en opposition de phase.
5. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que le dispositif de préhension des jupes comprend une roue (9) pourvue d'une pluralité d'éléments de préhension (10), le convoyeur linéaire (4) étant disposé à proximité de la roue (9), selon l'une de ses tangentes, la zone ainsi définie (21) représentant le site de la préhension des jupes (1), les éléments de préhension (10) étant disposés selon une direction parallèle à celle du convoyeur linéaire (4).
6. Installation selon la revendication précédente caractérisée en ce que les éléments de préhension (10) comprennent une pluralité de ventouses (24) reliées à un système d'aspiration.
7. Installation selon la revendication précédente caractérisée en ce que les ventouses (24) sont également reliées à un système de soufflage.
8. Dispositif de préhension selon l'une quelconque des revendications 5 à 7.
9. Dispositif de changement d'orientation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3.
10. Méthode de fonctionnement de l'installation de l'une quelconque des revendications 5 à 7 caractérisée en ce que la vitesse de déplacement du convoyeur linéaire (4) est sensiblement égale à la vitesse tangentielle de la roue (9).
11. Méthode de fonctionnement de l'installation des revendications 3 et 7, caractérisée en ce que les éléments de préhension (10) et les éléments de saisie (15) sont synchronisés de manière à ce que lors du transfert des jupes (1) entre la roue (9) et le convoyeur rotatif (17), les éléments de préhension (10) soufflent et les éléments de saisie (15) aspirent.
12. Méthode de fonctionnement de l'installation de l'une quelconque des revendications 1 à 7 ou 10 à 11, caractérisée par le fait que les vitesses des différentes unités sont adaptées pour que l'installation traite au moins 300 tubes par minute.
Description:
Installation d'assemblage de composants de tubes Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à une installation d'assemblage de composants de tubes tels que jupes, épaules ou bouchons.

Elle concerne plus précisément un système de transfert de jupes en vue de leur fixation à des épaules.

Etat de la technique Le plus souvent, les installations d'assemblage de tubes comprennent une première unité qui prépare des jupes à partir d'une feuille en plastique. Les jupes sont ensuite acheminées sur un convoyeur linéaire et atteignent un système de transfert qui modifie leur orientation, le changement d'orientation pouvant tre de 90°. Une fois cette opération effectuée, on fixe les épaules sur une extrémité des jupes.

Le document brevet EP 0 175 642 décrit un système de transfert où le changement d'orientation est réalisé par une roue en forme de tronc de cône qui saisit les jupes. La roue est disposée de telle manière à ce que lors de sa rotation, les jupes subissent un changement d'orientation pouvant atteindre 90°.

Les installations de l'état de la technique, outre leur relative grande taille, ne permettent pas de traiter un nombre élevé de tubes par unité de temps, par exemple 300 par minute. Ceci résulte notamment du fait que l'on doive changer l'orientation des jupes préalablement à leur fixation aux épaules.

Résumé de l'invention La présente invention vise notamment à remédier aux problèmes précités.

Elle concerne une installation d'assemblage de composants de tubes, notamment de jupes avec des épaules, comprenant les éléments suivants disposés

successivement : un convoyeur linéaire de jupes, un système de transfert adapté pour appliquer un changement d'orientation des jupes d'environ 90°, une unité de fixation pour la fixation des épaules aux jupes, caractérisée en ce que le système de transfert est constitué d'un dispositif de préhension des jupes et d'un dispositif de changement d'orientation des jupes, le dispositif de changement d'orientation comprenant un convoyeur rotatif, du type bande transporteuse, qui est disposé perpendiculairement à la direction du convoyeur linéaire, ledit convoyeur rotatif comprenant une courroie en rotation autour d'une direction formant un angle d'environ 45° par rapport à la direction du convoyeur linéaire, la courroie comportant des éléments de saisie des jupes dont la forme est conçue de façon à ce que les jupes soient initialement saisies sur l'un des côtés du convoyeur rotatif selon une direction parallèle à celle du convoyeur linéaire et qu'elles subissent un changement d'orientation de 90° lorsqu'elles passent de l'autre côté du convoyeur rotatif.

Selon un mode préférentiel de réalisation de l'invention, les éléments de saisie sont de forme sensiblement parallélépipédique dont une face, la face de saisie, est convexe, la courbure de la face de saisie étant sensiblement identique à la courbure de la surface externe des jupes de façon à ce que ces dernières se plaquent le mieux possible sur la face de saisie. Les éléments de saisie étant orientés selon une direction formant un angle d'environ 45'avec la surface de la courroie.

De préférence, afin d'obtenir un taux de traitement élevé, le convoyeur rotatif comprend deux courroies disposées en parallèle, chaque courroie comportant un groupe d'éléments de saisie des jupes, le convoyeur étant conçu de manière à ce que lesdits groupes soient disposés en opposition de phase.

Un nombre supérieur de courroies disposées en parallèle peut naturellement tre envisagé.

Avantageusement, le dispositif de préhension des jupes comprend une roue pourvue d'une pluralité d'éléments de préhension, le convoyeur linéaire étant

disposé à proximité de la roue, selon l'une de ses tangentes, la zone ainsi définie représentant le site de la préhension des jupes, les éléments de préhension sont disposés selon une direction parallèle à celle du convoyeur linéaire.

Selon une variante de l'invention, les éléments de saisie et/ou les éléments de préhension comprennent des moyens permettant de réaliser une aspiration et optionnellement un soufflage, ceci afin d'assurer une fixation (aspiration) ou un retrait (soufflage) efficace des jupes.

Comme on le verra par la suite, l'installation selon l'invention offre notamment les avantages suivants par rapport aux installations de l'état de la technique : Prise dans son ensemble, l'installation est relativement compacte.

'Augmentation du taux de traitement des tubes. Selon la configuration de l'installation, plus de 300 tubes par minute peuvent tre traités.

Nombre réduit de pièces en contact avec les tubes lors du traitement, d'où une diminution des risques de contamination ou de malformation des tubes . Grande fiabilité au fonctionnement. Aucun transfert partiel par gravité, d'où réduction du risque de blocage de l'installation et par conséquent réduction des pertes.

Les tubes ne subissent pas une variation aléatoire de l'orientation angulaire par rapport à leur axe. Ceci offre la possibilité de positionner précisément un bouchon dont le pourtour est asymétrique (présence d'une languette p. ex.) par rapport à l'étiquette située sur la jupe.

Quelques exemples de réalisation de l'invention sont décrits ci-après au moyen des figures suivantes : La figure 1 représente une installation selon l'invention vue de face.

La figure 2 représente une vue simplifiée du transfert d'un tube entre le dispositif de préhension et le dispositif de changement d'orientation.

La figure 3 montre, vu de dessus, le dispositif de changement d'orientation dans une position particulière

La figure 4 montre, vu de dessus, le dispositif de changement d'orientation dans une autre position particulière.

La figure 5 montre un élément de saisie.

Les objets décrits dans les exemples portent les références suivantes : 1. Jupe 2. Tube sans fin 3. Couteau rotatif 4. Convoyeur linéaire de jupes 5. Espace entre deux jupes sur le convoyeur linéaire 6. Machine pour la fabrication de jupes (body maker) 7. Système de transfert 8. Machine d'assemblage 9. Système de préhension 10. Elément de préhension 11. Roue à chaîne centrale fixe 12. Chaîne 13. Roue à chaîne 14. Roulement 15. Elément de saisie 16. Station charge tubes 17. Convoyeur rotatif 18. 1ere courroie 19. 2e courroie 20. Ouvertures convoyeur rotatif 21. Zone de transfert entre le convoyeur linéaire et le système de préhension 22. Face de saisie 23. Ouverture face de saisie 24. Ventouse 25. Polygone rotatif

Les jupes 1 sont formées à partir d'une bande en plastique, multicouche dans la majorité des cas, provenant d'une bobine. Par une mise en forme progressive dans une cloche avec mandrin intérieur et par une soudure latérale, on obtient ainsi un tube sans fin 2 (voir figure 1). Ce procédé est en continu, la bande en plastique est tractée à travers les différentes stations de traitement au moyen de courroies qui adhèrent à la surface extérieure du tube sans fin 2 lorsque celui-ci entoure le mandrin intérieur. Un couteau rotatif 3 coupe le tube sans fin 2 et forme ainsi des jupes 1.

Les jupes sont ensuite entraînées par un convoyeur linéaire et horizontal 4 ayant une vitesse constante et supérieure à la vitesse d'avance du tube sans fin 2, ce qui permet d'espacer 5 les jupes 1 lors de leur déplacement sur le convoyeur 4.

La machine 6 qui produit des tubes selon ce principe se nomme communément « Bodymachine » ou « Body-Maker ».

En aval, un système de transfert 7, décrit ci-dessous, alimente une machine d'assemblage 8 avec des jupes 1. Contrairement au convoyeur linéaire 4 qui fonctionne en continu, la machine d'assemblage 8 travaille en mode discontinu, en indexage. A chaque indexage, elle assemble successivement les éléments constituant le tube et ceci sur des stations de travail réparties le long d'un polygone rotatif 25. Comme on peut le voir de façon très schématique sur la figure 1, la machine d'assemblage effectue successivement les opérations suivantes : A. Charge épaule B. Charge jupe C. Préchauffage de l'épaule D. Soudage de l'épaule à la jupe E. Soudage d'une membrane operculante l'orifice de l'épaule F. Pose du bouchon G. Serrage du bouchon H. Décharge du tube fini

Après avoir transité au travers du système de transfert 7, l'axe des jupes 1 a subi un changement d'orientation de 90°. Sur le convoyeur linéaire 4, les jupes 1 se déplacent parallèlement à la direction de déplacement du convoyeur linéaire 4 alors qu'elles se déplacent perpendiculairement à cette direction lorsqu'elles se trouvent dans la machine d'assemblage 8.

II en résulte que l'installation doit répondre à l'exigence suivante, essentiellement au niveau du système de transfert 7 : Transférer des jupes se déplaçant à une vitesse constante, arrivant régulièrement l'une après l'autre à une cadence donnée, dans un système de traitement (la station d'assemblage 8) traitant les tubes par groupe, de quatre dans le cas présent, et ceci après avoir fait subir un changement d'orientation de 90° aux jupes 1 afin de rendre possible la fixation d'épaules. De cette exigence, on peut notamment déduire que la cadence de la machine d'assemblage 8, pour quatre tubes traités simultanément, doit avoir une cadence 4 fois moins élevée que celle des jupes 1 arrivant sur le système de transfert 7 en provenance du convoyeur linéaire 4. II en résulte également que dans le cas présent, la machine d'assemblage 8 doit effectuer un nombre de cycle dont la fréquence est quatre fois moins élevée que celle à laquelle les jupes 1 arrivent vers le système de transfert 7.

Les exigences décrites précédemment sont satisfaites grâce à la configuration suivante : Le système de transfert comprend une roue 9 munie d'un nombre n d'éléments de préhension 10 fixés de manière à maintenir une direction toujours parallèle à celle du convoyeur linéaire lors de leur rotation autour de la roue 9.

Chaque élément de préhension 10 est constitué d'une pièce longitudinale muni d'un groupe de ventouses 24 qui sont connectées à un système d'aspiration et à un système de soufflage. Le maintien des éléments de préhension 15 dans une position horizontale tout en tournant sur une trajectoire circulaire se fait par une roue à chaîne centrale fixe 11, une chaîne 12 et des roues à chaîne 13 logées sur des roulements 14, les éléments de préhension étant montés sur les roues à

chaîne 13. Pour assurer une prise en charge efficace des jupes 1 par les éléments de préhension 10, la vitesse tangentielle de la roue 9, plus précisément au niveau des éléments de préhension, doit tre égale à la vitesse linéaire des jupes 1 lors de leur déplacement sur le convoyeur linéaire 4. La prise en charge des jupes 1 se fait dans la position 6h (si l'on assimile la roue 9 à une montre). A la position 3h (voir figure 2), les jupes 1 sont saisies par des éléments de saisie 15 disposés sur les courroies 18,19 d'un convoyeur rotatif 17, ce dernier jouant le rôle de système de changement d'orientation comme on le comprendra ci-après.

A l'instar des vitesses tangentielle de la roue 9 et du convoyeur linéaire 4, à cet endroit, la vitesse de déplacement des courroies 18,19 est identique à la vitesse tangentielle de la roue 9. Les deux systèmes de préhension, de la roue 9 et du convoyeur rotatif 17, sont asservis par des pompes à vide à travers des vannes de réversion aspiration/soufflage. Le passage d'un système de préhension à l'autre, ainsi que le transfert des jupes 1 du convoyeur rotatif 17 à la machine d'assemblage 8, sont optimalisés par un changement très précis d'un mode de travail « aspiration ou soufflage » inversé d'un système de préhension relativement à l'autre. En fait, lorsque les deux systèmes de préhension se recouvrent géométriquement dans la zone de 3h où les mouvements momentanés sont très proches pour une petite fentre de temps, on passe du mode aspiration au mode soufflage pour un système de préhension et inversement pour l'autre. Bien évidemment, la configuration des deux systèmes de préhension doit tre telle qu'à chaque passage dans la zone 3h d'un élément de préhension 10, un élément de saisie 15 doit lui faire face.

Le convoyeur rotatif 17, disposé perpendiculairement à la direction définie par le convoyeur linéaire 4, amène les jupes 1 vers la machine d'assemblage 8. Les deux courroies 18,19 du convoyeur rotatif 17 tournent autour d'une direction formant un angle de 45° par rapport à la direction du convoyeur linéaire 4.

Chaque courroie 18,19 est équipée d'un groupe de quatre éléments de saisie 15 disposés proches les uns des autres. Les deux courroies 18,19, comme on peut le remarquer sur les figures 3 et 4, se relaient alternativement de manière à ce

que les groupes d'éléments de saisie 15 soient en opposition de phase, càd que lorsqu'une courroie 18,19 avec ses quatre éléments de saisie 15 se trouve à l'arrt, du côté de la machine d'assemblage 8, pour permettre la charge des jupes 1 sur les mandrins de la machine d'assemblage 8, l'autre courroie 19,18 est en train de collecter les jupes en provenance de la roue 9.

II importe de souligner l'importance de l'orientation du convoyeur rotatif 17, notamment de la direction autour de laquelle tournent les courroies 18,19. Les angles de 45° précédemment mentionnés permettent d'obtenir un changement d'orientation de 90° pour les jupes 1.

Un élément de saisie 15 est illustré à la figure 5. Sa forme ressemble approximativement à un parallélépipède rectangle dont une face, la face de saisie 22 est convexe. Sa courbure est sensiblement identique à celle de la courbure externe des jupes 1 de manière à ce que les deux surfaces respectives soient en contact intime. La face de saisie 22 comporte deux ouvertures 23 qui sont reliées, à travers les courroies 18,19 qui sont perforées à l'endroit ou se fixent les éléments de saisie 15, à un système d'aspiration et à un système de soufflage.

Pour instaurer un vide à travers les ouvertures 23 lorsque les jupes 1 doivent tre fixées aux éléments de saisie 15 ou pour souffler à travers les ouvertures 23 lorsque les jupes 1 doivent tre retirées des éléments de saisie 15, on dispose deux compartiments étanches à l'intérieur du convoyeur rotatif 17, chaque compartiment étant mis en relation avec une courroie 18,19, càd un groupe d'éléments de saisie 15, les compartiments sont reliés à un système d'aspiration et à un système de soufflage via des ouvertures 20 disposées sur les côtés du convoyeur rotatif 17.

Ainsi, lorsqu'un groupe d'éléments de saisie 15 prend les jupes 1, un vide est instauré dans chaque élément de saisie 15. Simultanément, l'autre groupe d'éléments de saisie 15 décharge les jupes 1 et un soufflage est réalisé dans chaque élément de saisie 15.

II va sans dire que l'invention ne se limite pas à l'exemple décrit ci-dessous. II n'est par exemple pas nécessaire d'utiliser des systèmes de préhension qui fonctionnent par aspiration.

De mme, la roue peut elle tre remplacée par tout autre système de préhension permettant d'acheminer les jupes vers les éléments de saisie des courroies.

Les courroies elles-mmes pourraient éventuellement tre remplacées par un systèmes de chaînes sur lesquelles viendraient se fixer les éléments de saisie.




 
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